где Рс- суточная производительность цеха по готовому продукту;

Рг- годовая производительность цеха, кг/год

Тэфф. - количество рабочих дней в году.

Рс = 1094400/ 228= 4800 кг/сут

Рабочий день на ИКДП проходит в 1 смену, длящуюся 8 часов. Следовательно, часовая производительность готового продукта составит:

4800 / 8 = 600 кг/час

4.3 Расчет единиц оборудования

Расчет количества резервуаров для хранения молока:

Объем резервуара составляет 4000 л.

Потребность в обезжиренном молоке на смены для производства каши составляет 493Ч4,8=2366,4 кг

Примем плотность молока равной 1,027 кг/л. Объем обезжиренного молока будет равен отношению массы молока к его плотности:

2366,4 /1,027=2304,2 л

Определим количество требуемых резервуаров по формуле 4.8:

N= Vc /VrЧK, (4.8)

где Vc-объем сырья, л;

Vr - объем оборудования, л;

K- коэффициент запаса.

N=2304,2 /4000Ч1=0,64

Требуется один резервуар для обезжиренного молока.

Расчет количества реакторов для смешивания компонентов:

Объем реактора составляет 1000 л.

Примем плотность каши равной 1,06 кг/л. Объем каши будет равен отношению массы каши к его плотности: 616,4/1,06=581,5 л

Определим количество реакторов для смешивания компонентов по формуле 4.8:

N=508,3/1000Ч0,9=0,64

Требуется один реактор для смешивания компонентов.

Расчет количества дозаторов для соевого масла объемом 150 л:

Объем соевого масла будет равен отношению массы масла к его плотности: 40,8/1,474=27,7 л

Определим количество дозаторов по формуле 4.8:

N=27,7/50Ч0,9=0,6

Требуется один дозатор для соевого масла.

Расчет количества пластинчатых охладителей для молока производительностью 1950 л/ час:

Количество оборудования рассчитывается по формуле 4.9:

N=P/G, (4.9)

где Р- часовая производительность оборудования кг/час (л/час);

G- расход сырья кг/час (л/час).

N=288,1/1950=0,2

Требуется один пластинчатый охладитель для молока.

Расчет количества пластинчатых пастеризационно-охладительных установок:

Количество оборудования рассчитывается по формуле 4.9:

N=581,5/5000=0,1

Для производства необходимо установить две пастеризационно-охладительных установки на линии.

Расчет количества сепараторов производительностью 3000л/ч:

Количество оборудования рассчитывается по формуле 4.9:

N=344,6/3000=0,1

Для производства необходим один сепаратор.

Расчет количества гомогенизаторовпроизводительность 1200 л/ч.

Разделив часовую потребность в сырье на часовую производительность оборудования, получим необходимое количество оборудования:

581,5/1200=0,5

Для производства каши необходимо установить два гомогенизатора на линии.

Расчет количества смесителей производительностью 50 кг/ч:

Количество оборудования рассчитывается по формуле 4.9:

N=33,48/50=0,7

Для производства необходим один смеситель.

Расчет количества деаэраторовпроизводительность 3000 л/ч.

Количество оборудования рассчитывается по формуле 4.9:

N=581,5/3000=0,2

Для производства необходим один деаэратор.

Расчет количества насосовпроизводительность 6,3 мі/час (6300 л/час).

Количество оборудования рассчитывается по формуле 4.9:

N=566,1/6300=0,1

Для производства каши необходимо установить семь насосов на линии.

Расчет количества фасовочных аппаратов производительностью 7500 доз/час. Одна доза равна 0,25 килограмма. Определим количество упаковок каши выпускаемых по 0,25 кг при производительности линии 600 кг/час: 600/0,25=2400 доз/час

Количество оборудования рассчитывается по формуле 4.9:

N=2400/7500=0,3

Следовательно, для производства необходим один фасовочный аппарат.

4.4 Тепловой расчет оборудования

В основе теплового расчета аппарата лежит уравнение теплового баланса, расчет которого проводится с целью и определения необходимого расхода теплоносителя с последующим проведением необходимой поверхности теплопередачи. Рассмотрим реактор для смешивания компонентов. Аппарат снабжен рубашкой, теплоноситель вода. [39].

Если пренебречь потерями теплоты в окружающую среду, уравнение будет выражено равенством:

Q1 = Q2, (4.10)

где Q1 - количество теплоты, отданное горячим теплоносителем, Дж/с;

Q2 - количество теплоты, сообщенное веществу, Дж/с.

Тогда уравнение теплового баланса (4.10) примет вид:

GтЧCтЧ (tнт -- tкт) = GвЧCвЧ ( tвк-tвн), (4.11)

где Gт -- массовый расход теплоносителя (горячей воды);

Ст -- теплоемкость теплоносителя, Ст=4,18 кДж/кг•К;

tнт и tkт - начальная и конечная температуры теплоносителя соответственно, tнт=80 °C , tкт = 56 °С;

Gв -- массовый расход вещества (каши), Gв= 1,6 кг/с;

Св -- теплоемкость вещества (каши), Св=3,39 кДж/кг•К;

tвн, tвк - начальная и конечная температуры вещества соответственно,

tвн= 25 °С, tвк=55 °С.

Так как расход горячего теплоносителя известен, то из уравнения 4.11 найдем расход холодного теплоносителя:

Gт = GвЧCвЧ( tвк-tвн)/ Ст Ч(tнт- tкт), (4.12)

Gт = 1,6Ч3,39Ч (55-25)/4,18Ч (75-59) =3,54 кг/с

Находим среднюю разность температур (tср):

tср = (tб +tм)/2=(25+24)/2=24,5°С

Q = GвЧCвЧ( tвк-tвн) = 1,6Ч 3,39 Ч (55-25) = 162,7 кДж/с;

Определяем площадь поверхности теплообмена из уравнения 4.13:

F = Q / KЧ tср, (4.13)

F=162700/200Ч24,5=33,2 м2

Таким образом, требуемая площадь теплообмена 33,2 м2, что соответствует техническим характеристикам реактора МЗC-210, который и принимаем к установке.

5. Специальная разработка

В настоящее время практически все ведущие европейские предприятия для расширения ассортимента, улучшения качества и получения недорогих, полезных продуктов питания используют молочные жиры.

В настоящее время во всем мире используются различные жировые системы в производстве масла, сметаны, сыра, мороженого и сгущённого молока, кондитерских, пекарных и хлебобулочных изделий. В молочной промышленности используют жировые системы, приближённые к молочному жиру по следующим показателям: жирнокислотному составу, физико-химическим и структурно-механическим свойствам [33].

Увеличенное содержания в маслах полиненасыщенных жирных кислот, а также отсутствие холестерина резко увеличивает пищевую ценность молочных продуктов. При этом технологические свойства этих жировых систем позволяют вести технологические процессы получения молочных продуктов без значительных изменений технологии.

Основных причин в производства продуктов с молочными жирами:

- недостаток молочного сырья;

- использование молочных ингредиентов ведёт к снижению себестоимости, что составляет по оценкам экспертов, не менее 35-40 % [40].

В данном проекте в рецептуру рисовой молочной каши вводим молочный жир, что позволит достичь увеличения экономической эффективности продукции:

1) снижение себестоимости продукции за счет полного или частичного введения молочного жира

2) увеличение выхода готовой продукции из 1 тонны молочного сырья;

3) исключение простоев производственных мощностей при дефиците сырьевых ресурсов [33].

В отличие от действующего производства в технологический процесс производства молочной каши внесено изменение после составления смеси каши в необходимом количестве в нее добавляют молочный жир. Рисовая молочная каша с добавлением молочного жира должна выпускаться в соответствии требованиями ГОСТ 32262-2013[19]. Добавление молочного жира не отразится на органолептических показателях каши, так как после рафинации и дезодорации жжир приобретает светло-желтый цвет, а вкус и запах обезличиваются.

Молочную кашу смешивают с молочным жиром и перемешивают в реакторе снабженным мешалкой при температуре 50 єС до однородной консистенции.

Последующие технологические процессы проводится согласно действующей технической инструкции.

Применение молочного жира не требует существенного изменения технологического процесса и введения дорогостоящих единиц оборудования в технологическую цепочку.

Технологическая линия по производству каши остается прежней с незначительным изменением: дополнительно устанавливаем дозатор.

В результате введения молочного жира в молочную рисовую кашу мы получаем продукт с повышенной пищевой ценностью.

Рассчитаем рецептуру рисовой молочной каши с добавлением молочного жира [41].

Массу молочного жираМмолоч.жирав килограммах рассчитывают по формуле 5.1:

Ммолоч.ж.=ЖпрЧМпр/4Жраст.м (5.1)

где Жпр=2,8 %- массовая доля жира в продукте, %;

Мпр=1000 кг - масса продукта, кг;

4 - коэффициент, учитывающий долю растительного жира в жировой

композиции продукта;

Жмолоч.ж.=99,9 % -массовая доля жира в молочном жире, %.

Ммолоч.ж.=2,8Ч1000/4Ч99,9=7,007 кг округляем значение до 8 кг.

Массу обезжиренного молока Мм в килограммах рассчитывают по формуле 5.2:

Мм =((ЖслЧБпр - ЖпрЧБсл)+ Мраст.мЧЖраст.мЧБсл)/(ЖмЧБм - ЖмЧБсл), (5.2)

где Жсл =20 % - массовая доля жира в сливках, %;

Жпр =2 % - массовая доля жира в продукте, %;

Бсл =2,8 % - массовая доля белка в сливках, %;

Бм =2,9 % - массовая доля белка в молоке, %;

Бпр=2,8 % - массовая доля белка в продукте, %;

Жм =0,05 %- массовая доля жира в молоке, %.

Мм=(20Ч2,8-2Ч2,8)+8Ч99,9Ч2,9)/(0,05Ч2,9-0,05Ч2,8)=473,6 кг округляем значение до 474 кг.

Массу сливок Мслв килограммах рассчитывают по формуле 4.2

Мсл=2,8Ч823-2,9Ч474=92,9 кг

Рассчитаем количество воды (Мв), кг, рассчитывается по формуле 5.3:

Мв=1000-Мм-Мсл-Ммр-Мкк-Мф-Мкив-Мкив-Мраст.м, (5.3)

где Мкк-масса картофельного крахмала, кг;

Мсл- масса сливок, кг

Ммр- масса рисовой муки, кг

Мкк- масса картофельного крахмала, кг

Мф-масса фруктозы, кг;

Мкив-масса комплекса инулина с витаминами FI-1, кг;

1000-масса готового продукта, кг.

Мв=1000-474-92,9-20-15-15-4-8=371,1 кг

По данным таблице 4.2 рассчитаем рецептуру рисовой молочной каши с добавлением молочного жира с учетом потерь.

Пересчитываем количество компонентов, а именно обезжиренного молока, молочного жира и воды, с учетом потерь по формуле 4.4.

Рассчитаем необходимое количество обезжиренного молока с учетом потерь в ходе технологических процессов:

474+474Ч4/100=492,96 кг округляем значение до 493 кг.

Рассчитаем необходимое количество воды (с учетом потерь):

371,1+371,1Ч3/100=382,3кг.

Рассчитаем количество сливок с учетом потерь в ходе технологических процессов: 92,9-92,9Ч3,5/100=96,15 кг округляем значение до 96,2 кг.

Рассчитаем необходимое количество молочного жира (с учетом потерь): 8+8Ч2,5/100=8,2 кг округляем значение до 8,5 кг.

В таблице 5.2 представлена рецептура каши рисовой молочной с учетом потерь.

Таблица 5.2 Рецептура каши рисовой молочной с добавлением соевого масла (с учетом потерь)

Наименование показателя	Количество компонента в кг на 1000 кг
1	2
Молоко обезжиренное, 0,05 %	493
Сливки, 20 %	96,2
Мука рисовая	20,6
Крахмал картофельный	15,5
Фруктоза	15,5
Комплекс инулина с витаминами FI-1	4,2
Молочный жир	8,5
Вода	382,3

Таким образом, для выработки 1 тонны каши рисовой молочной с молочным жиром необходимо 493 кг молока обезжиренного, 96,2 кг сливок, 20,6 кг рисовой муки, 15,5 картофельного крахмала, 15,5 кг фруктозы, 4,2 кг комплекса инулина с витаминами FI-1, 382,3 кг воды, 8,5 кг молочного жира.

На стадиях гомогенизации молочного сырья и гомогенизации каши было заменено оборудование: гомогенизаторы К5-ОГА-1,2 на гомогенизаторы RamieAFV. Технические характеристики гомогенизаторов представлены в таблице 5.3.

Таблица 5.3 - Технические характеристики гомогенизаторов

Показатель	К5-ОГА-1,2	RamieAFV
1	2	3
Производительность в час, л	1200	3000
Рабочее давление гомогенизации (не более), Мпа	20	19,6
Температура продукта, поступающего на гомогенизацию, °С	45...85
Габаритные размеры, мм	1200Ч1700Ч900	1271Ч962Ч1625
Электродвигатель	4А160S6УЗ
Мощность, кВт	11	22
Число плунжеров, шт.	3	3
Ход плунжеров, мм	40	40
Число ступеней гомогенизации	2	2
Масса, кг	850	1000

Рассчитаем выход продукта при производстве каши с добавлением молочного жира из 1 т сырья.

Пересчитываем количество компонентов, а именно обезжиренного молока, молочного жира и воды, с учетом потерь по формуле 4.5.

Рассчитаем количество обезжиренного молока с учетом потерь в ходе технологических процессов:

474-474Ч4/100=455,04 кг округляем значение до 455,1 кг.

Рассчитаем количество сливок с учетом потерь в ходе технологических процессов:

92,9-92,9Ч4/100=89,18 кг округляем значение до 89,2 кг.

Рассчитаем количество воды (с учетом потерь):

371,1-371,1Ч3/100=359,97 кг округляем значение до 360,0 кг.

Рассчитаем количество молочного жира с учетом потерь в ходе технологических процессов: 8-8Ч2,5/100=7,8 кг.

В таблице 5.4 представлена величина выход каши рисовой молочной с добавлением молочного жира с учетом потерь при расчете на 1 т сырья.

Таблица 5.4 Выход продукта при производстве из 1 т сырья (с учетом потерь)

№	Наименование компонента	Количество компонента
1	2	3
1	Молоко обезжиренное, 0,05 %	455,1
2	Сливки, 20 %	89,2
3	Мука рисовая	19,4
4	Крахмал картофельный	14,6
5	Фруктоза	14,6
6	Комплекс инулина с витаминами FI-1	3,9
7	Молочный жир	7,8
8	Вода	360,0
9	Выход продукта (сумма 1-7 строк)	964,6

Таким образом, из 1 т сырья выход рисовой каши с молочным жиром учетом технологических потерь составляет 964,6 кг.

Сравним рецептуры рисовой каши с добавлением молочного жира и без его добавления в таблице 5.5.

Таблица 5.5 Анализ рецептур каши рисовой с добавлением молочного жира и без его добавления

Наименование компонента	Рецептура (с учетом потерь), кг	Выход продукта при производстве из 1 т сырья (с учетом потерь), кг
	Каша без добавления Молочного жира	Каша с добавлением молочного жира	Каша без добавления Молочного жира	Каша с добавлением молочного жира
1	2	3	4	5
Молоко обезжиренное	754	493	696	455,1
Сливки	101,5	96,2	94,6	89,2
Мука рисовая	20,6	20,6	19,4	19,4
Крахмал картофельный	15,5	15,5	14,6	14,6
Фруктоза	15,5	15,5	14,6	14,6
Комплекс инулина с витаминами FI-1	4,2	4,2	3,9	3,9
Молочный жир	-	8,5	-	7,8
Вода	126,7	382,3	119,4	360,0
Выход продукта	1000	1000	962,5	964,6

Исходя из данных таблицы 5.5, при производстве каши с добавлением молочного жира выход продукта из расчета на 1 т сырья увеличится на 2,1 кг по сравнению с рисовой кашей без добавления молочного жира. Также уменьшиться количество требуемого для производства обезжиренного молока и сливок.

Найдем потребность сырья при производстве каши (без масла) из 1000 кг обезжиренного молока. Выразим необходимость компонента(примем за Х) из пропорции: 754 кг-1000 кг

М компонента (из расхода на 1 т продукта) кг-Х кг

Выразим Х:

Х=1,3ЧМ компонента

1,3Ч101,5=134,6 кг (пересчет сливок);

Аналогично пересчитывает количество оставшихся компонентов. Полученные данные представлены в таблице. Найдем потребность сырья при производстве каши с молочным жиром из 1000 кг обезжиренного молока. Выразим необходимость компонента(примем за Х) из пропорции:

493 кг-1000 кг

М компонента (из расхода на 1 т продукта) кг-Х кг

Выразим Х:

Х=2,03Ч М компонента

2,03Ч96,2=195,1 кг (пересчет сливок);

Аналогично пересчитывает количество оставшихся компонентов. Полученные данные представлены в таблице 5.6.

Таблица 5.6 Выход продукта при производстве из 1 т обезжиренного молока (с учетом потерь)

Наименование компонента	Рецептура (с учетом потерь), кг
	Каша без добавления Молочного жира	Каша с добавлением молочного жира
1	2	3
Молоко обезжиренное	1000,0	1000,0
Сливки	134,6	195,1
Мука рисовая	27,3	41,8
Крахмал картофельный	20,6	31,4
Фруктоза	20,6	31,4
Комплекс инулина с витаминами FI-1	5,6	8,5
Молочный жир	-	17,2
Вода	168,0	775,5
Выход продукта	1326,3	2028,4

На основание полученных результатов, выход продукта при выработке из 1 т обезжиренного молока увеличивается на 53 % при использование в рецептуре молочного жира.

6. Автоматизация технологических процессов

Рассмотрим систему автоматического управления пастеризационно - охладительной установкой с применением модульного контроллера SIMATICS7-300.

Молоко подается в пастеризационно-охладительную установку А1_ОПК-3 в секцию регенерации-1, где нагревается движущимся противотоком пастеризованной горячей молочной смеси до 55...60°С и поступает в сепаратор-нормализатор. После нормализации молочная смесь направляется в секцию регенерации-2 и затем в гомогенизатор. Гомогенизированная молочная смесь поступает в секцию пастеризации, где нагревается горячей водой до (96±1)єС. Происходит пастеризация молочной смеси. Молочная смесь, нагретая до температуры пастеризации, подается на охлаждение в секции регенерации, в которых охлаждается движущимся противотоком не пастеризованной молочной смеси. Далее пастеризованная молочная смесь поступает в секцию нагрева, где ее температура приводится в соответствие с оптимальной (20-25) °С, насыщенным паром с давлением 0,2…0,4 МПа.Из секции нагрева смесь направляется в емкостной аппарат для смешения с сухими компонентами каши.

Для создания системыавтоматическогоуправления применим новейший РС совместимый контроллер средней информационной мощности SIMATICS7-300. Данный контроллер предназначен для работы в нормальных промышленных условиях. Модульная конструкция, работа с естественным охлаждением, возможность применения структур локального и распределительного ввода-вывода, широкие коммуникационные возможности, множество функций, поддерживаемых на уровне операционной системы, удобство эксплуатации и обслуживания обеспечивают возможность получения рентабельных решений для построения систем автоматического управления в различных областях промышленного производства.

Для программирования контроллера выберем систему программирования STEP 7. Данная система полностью русифицирована. В основе работы лежит концепция проекта, под которым понимается комплексное решение задачи автоматизации, включая несколько взаимосвязанных контроллеров на базе физических микроконтроллеров, соединяющие их сети и системы человеко-машинного интерфейса. Работу с проектом в целом обеспечивает главная утилита Step 7 - SimaticManager. Step 7 позволяет производить конфигурирование программируемых логических контроллеров и сетей (утилиты HWConfig и NetPro).

В процессе конфигурирования определяется состав оборудования в целом, разбиение на модули, способы подключения, используемые сети, выбираются настройки для используемых модулей. Система проверяет правильность использования и подключения отдельных компонент. Завершается конфигурирование загрузкой выбранной конфигурации в оборудование, что по сущности является настройкой оборудования. Утилиты конфигурирования позволяют осуществлять диагностику оборудования, обнаруживать аппаратные ошибки или неправильный монтаж оборудования.

Для качественного ведения процесса необходимо контролировать и регулировать ряд параметров, определенных заданием на проектирование системы автоматизации которые приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 Задание на проектирование системы автоматизации

№ п/п	Наименование параметра, место отбора измерительного импульса	Заданное значение параметра, допустимые отклонения	Отображение информации	регулирование	Наименование регулирующего воздействия, место установки регулирующего органа.
			показание	регистрация	суммирование	сигнализация
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Температура поступающего молока	2..6 єС	+	+	-	-	-	-
2	Расход продукта (молока) на входе	3000 л/ч	+	+	+	+	+	Изменение подачи продукта (молока)
3	Температура продукта на выходе из аппарата	20..25 єС	+	+	-	-	+	Изменение подачи пара в 4-ю секцию
4	Температура молока при пастеризации	95..97 єС	+	+	-	+	+	Изменение подачи горячей воды
5	Температура горячей воды	112.. 186 єС	+	+	-	+	-	-
6	Расход пара на входе	45 кг/ч	+	+	+	-	-	-
7	Давление на линии подачи пара в 4-ю секцию	0,2..0,6 МПа	+	-	-	+	-	-
8	Давление на линии подачи воды в 3-ю секцию	0,3 МПа	+	-	-	+	-	-
9	Температура молока на выходе из 1-ой секции	55..60 С	+	-	-	-	+	Изменение подачи пастеризованного молока в 1-ую секцию из 2-ой
10	Температура молока на выходе из 2-ой секции	45..85 С	+	-	-	-	+	Изменение подачи пастеризованного молока во 2-ую секцию

Проектом предусмотрено, что информация о значениях параметров поступает на пульт управления инженера-технолога, причем информация о ходе технологического процесса может фиксироваться на видеотерминале; наиболее важная часть информации может выводиться на печатающее устройство. Поступающая информация анализируется инженером-технологом и при необходимости им могут вноситься коррективы в процесс управления варочным котлом.Автоматическая система управления технологическим процессом представлена на схеме и включает в себя пять контуров регулирования и пять контуров контроля (рис. 1).

В качестве датчиков (табл. 6.2) применим датчики фирмы “Метран”, обладающие унифицированным токовым сигналом на выходе 4-20мА, в качестве исполнительных механизмов продукцию фирмы “АБС Автоматизация”, в качестве регулирующих органов применим малогабаритные клапаны с электроприводом МЭПК фирмы “Нефтекомплект”.

Приведем описание работы одного из контуров регулирования и контура контроля.

Расход молока на входе в аппарат измеряетсярасходомером переменного перепада давленияМетран-350 (поз. 2а). Унифицированный токовый сигнал поступает на аналоговый вход SIMATICS7-300, где вырабатывается управляющее воздействие согласно ПИ-закону регулирования. Сигнал о текущем значении расхода также поступает на видеотерминал ПЭВМ, где контролируется оператором-технологом. Управляющее воздействие снимается с дискретного выхода МПК и поступает на пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-2М (поз. 2б). Затем сигнал поступает на клапан малогабаритный регулирующий КМР.Эс электроприводом МЭПК (поз. 2в). Клапан, установленный на линии подачи молока в аппарат, регулирует его подачу согласно управляющему воздействию. Тем самым мы регулируем расход подаваемого молока на заданном уровне. Кроме того, предусмотрена возможность вывода информации на печатающее устройство.

Температура поступающего на вход аппарата молока измеряетсятермометром сопротивления медным ТСМУ Метран-274 (поз. 1а). Унифицированный токовый сигнал поступает на аналоговый вход SIMATICS7-300. Сигнал о текущем значении температуры также поступает на видеотерминал ПЭВМ, где контролируется оператором-технологом. Предусмотрена возможность вывода информации на печатающее устройство.

«SIMATICS7-300» -- это модульный программируемый контроллер, предназначенный для построения систем управления средней степени сложности. В зависимости от типа используемого центрального процессора системы на основе S7-300 способны обслуживать от 16 дискретных входов/выходов до 65 536 дискретных или 4096 аналоговых каналов ввода/вывода. Наличие широкой гаммы центральных процессоров, интерфейсных, коммуникационных, сигнальных и функциональных модулей позволяет легко адаптировать аппаратуру контроллера к требованиям решаемых задач.

Система ввода/вывода S7-300 может состоять из двух частей: системы локального и системы распределенного ввода/вывода. Система локального ввода/вывода объединяет все модули, устанавливаемые в базовый блок и стойки расширения контроллера. Система распределенного ввода/вывода строится на основе удаленных станций ввода/вывода и приборов полевого уровня, подключаемых к программируемому контроллеру через сети PROFINET, PROFIBUS и AS-Interface.

В S7-300 может использоваться 16 типов центральных процессоров. Все центральные процессоры оснащены встроенным интерфейсом MPI, который используется для программирования контроллера и его обслуживания, а также построения простейших сетевых структур с циклическим обменом глобальными данными. Обмен глобальными данными поддерживается на уровне конфигурирования и не требует программирования контроллера. MPI позволяет объединять до 32 станций. Скорость передачи данных в сети может достигать 187,5 Кбит/с.

Таблица 6.2 Спецификация на приборы и средства автоматизации

Номер поз.по схеме	Наименование и краткая характеристика прибора	Тип прибора	Кол-во	Примечание
Многофункциональный контроллер SIMATICS7-300, работающий совместно с ПЭВМ
1а, 3а, 4а, 9а, 10а	Термометр сопротивления медный с унифицированным токовым сигналом на выходе 4-20мА. Диапазон измерений 0ч180 °С	ТСМУ Метран-274	5	“Метран”
5а	Термометр сопротивления платиновый с унифицированным токовым сигналом на выходе 4-20мА. Диапазон измерений 0ч500 °С	ТСПУ Метран-276	1	“Метран”
2а, 6а	Расходомер переменного перепада давления с осредняющей напорной трубкой Annubar с унифицированным выходным сигналом 4-20 мА	Метран-350	2	“Метран”
7а, 8а	Датчик для измерения избыточного давления с унифицированным выходным сигналом 4-20 мА. Диапазон измерений до 1 МПа.	Метран-150 CG	2	“Метран”
2б, 3б, 4б, 9б, 10б	Пускатель бесконтактный реверсивный, Uпит=220 В.	ПБР-2М	5	“АБС Автоматизация”
2в, 3в, 4в, 9в, 10в	Клапан малогабаритный регулирующий с электроприводом МЭПК, Ру=1,6 МПа; dу=50 мм, tсреды = -40320С, материал корпуса нержавейка	КМР.Э 108 НЖ 50 4 Р НЗ УХЛ (1)	5	“Нефтекомплект”

7. Строительная часть

Конструктивные элементы производственного здания

Основной производственный корпус цеха по производству каши рисовой молочной «Умница» представляет собой прямоугольное здание с размерами 30Ч18 м.

Применены железобетонные колонны, сечением 400Ч400 мм с шагом 6 м. Отметка оголовка колонн 7,2 м.

Фундаменты под колонны здания выполнены в виде монолитных, железобетонных стаканов с подошвой размером 2,4Ч1,5м и высотой 1,8 м. Отметка обреза фундамента - 0,15 м.

Фахверковые колонны, выполнены из железобетона. Для передачи веса кирпичных стен на фундамент применяются фундаментные балки таврового сечения высотой 450 мм, которые установлены на приливы фундаментов. Самонесущие стены из глиняного кирпича, толщина которых составляет 510 мм, применены в производственном корпусе в качестве наружных ограждающих конструкций.

Для перекрытия пролета здания, равного 18 м, применены решетчатые балки с шагом стропильных конструкций 6 м. Отметка низа стропильной конструкции 7,2 м.

В каркасной части здания несущими элементами ограждающей части покрытия являются сборные железобетонные ребристые плиты 6Ч3 м.

Над воротами и дверными проемами установлены железобетонные перемычки, заложенные в массив каменной кладки, которые являются железобетонной конструкцией, служащей для перекрытия проемов в стенах из мелкоразмерных материалов. Воротные проемы обрамлены воротными стойками.

Ворота размещены для сквозного проезда автомобильного транспорта и проезда в склады. Ворота в наружных стенах распашные размером 3600Ч3600 мм. Для въезда и выезда транспорта предусмотрены пандусы.

Естественное освещение помещений осуществляется через оконные проемы размером 3000Ч3600 мм. Оконные панели имеют двойное остекление. Окна в производственном корпусе размещаются на отметке 1,2 м от уровня чистого пола. Для проветривания применяются полностью открывающиеся окна.

Внутренние перегородки выполнены из глиняного и силикатного кирпича толщиной 380 мм.

Состав покрытий: на железобетонную плиту уложена пароизоляция (рубероид), затем утеплитель (пенополистирол 90 мм), выполнена цементная стяжка толщиной 15 мм, уложены три слоя мягкой кровли (рубероид), а затем бронирующий слой.

Пол выполнен: покрытие в местах примыкания к парапетам устроен фартук из оцинкованного кровельного железа для улучшения гидроизоляционных свойств кровли.

В соответствии с назначением складских помещениях цеха по производству каши рисовой молочной «Умница» полы складов выполнены из асфальтобетона.

Компоновка технологического оборудования и

производственных помещений

В состав производственного корпуса входят следующие помещения:

-? отделение приемки молока;

-? склад сырья;

-? основной производственный цех;

-? камера хранения готового продукта;

-? склад упаковки;

-? вентиляционные камеры.

Расположение всех помещений в главном корпусе должно лучшим образом способствовать организации производства, обеспечивать необходимые противопожарные и санитарно-гигиенические требования и нормы, предусматривать возможность дальнейшей реконструкции предприятия (расширение производства, замена или изменение расположения технологического оборудования), отвечать требованиям технической эстетики и др.

Производственный цех по возможности должен иметь естественное освещение. Вход в бытовые помещения необходимо располагать ближе к выходу с территории предприятия и таким образом, чтобы поток людей не пересекался с транспортным потоком.

Площади и объемы производственных помещений принимают с учетом требований СНиП 2.09.04-87 «Административные и бытовые здания», СНиП 21-01-97 "Пожарная безопасность зданий и сооружений", норм технологического проектирования ВНТП 645/1618-92, экономических показателей предприятий молочной промышленности и санитарных норм проектирования промышленных предприятий, согласно которым объем помещений на одного работающего должен составлять не менее 15 мі, а площадь - не менее 4,5 мІ.

Производственные помещения следует располагать по ходу технологического процесса, не допуская пересечения потоков сырья и готовой продукции.

В проектах молочных предприятий предусматривается располагать в одном помещении производства с близкими температурно-влажностными режимами и одинаковые категории взрывопожарной опасности.

Для укладки и хранения пищевых продуктов должны быть предусмотрены поддоны, стеллажи, контейнеры. Подача тары и других материалов для упаковки готовой продукции должна осуществляться, минуя другие производственные помещения по коридорам.

Компоновка оборудования должна отвечать требованиям технологического процесса, обеспечивать минимальную протяженность трубопроводов, внутрицехового транспорта, а также соответствовать правилам техники безопасности.

Расчет площадей

Расчет площади производственного цеха проводят с учетом условий рационального размещения оборудования, которые обеспечивают поточность технологических процессов с минимальной протяженностью трубопроводов и других коммуникаций, с учетом габаритов оборудования, расстояний от перегородок и колон зданий до оборудования, обеспечивающих его обслуживание и ремонт, проходов и проездов рассчитывают площади производственных цехов.

Расчет производственных цехов производим по формуле:

F ц = F обЧ К, (7.1)

где Fц- площадь цеха, мІ;

Fоб- суммарная площадь, занятая оборудованием цеха, мІ;

K- коэффициент запаса площади, который зависит от характера.

Таблица 7.1 Оборудование приемно-аппаратного участка

Наименование оборудования	Марка	Кол-во	Занимаемая площадь, мІ
			На 1 ед.	Всего
1	2	3	4	5
Фильтр молочный	Ф-0,1М	1	0,1	0,1
Воздухоотделитель	ВО-40	1	0,3	0,3
Насос	CBD 70/090	8	0,1	0,8
Циферблатные весы	СМИ-250	1	0,7	0,7
Резервуар для хранения молока	В2-ОМГ-4	1	4,9	4,9
Охладители молока	DARI-KOOL-М130	1	0,2	0,2
Пластинчатая пастеризационная - охладительная установка	А1-ОПК-5	2	13,0	26,0
Сепаратор	Г9-ОСП-3М-Н	1	0,6	0,6
Гомогенизатор	RamieAFV	2	1,2	2,4
Смеситель	СМУ-300	1	1,8	1,8
Деаэратор	П8_ОДУ_З_5	1	2,0	2
Реактор	МЗС-210	1	2,2	2,2
Упаковочный автомат	ТВА_19	1	6,4	6,4

Коэффициент запаса площади устанавливается в зависимости от площади, занимаемой оборудованием, или от назначения цеха. В нашем случае принимаем K = 5.

Fц=6Ч(0,1+0,3+0,8+0,7+4,9+0,2+26+0,6+2,4+1,8+2+2,2+6,4)=290,4 м2 .

Компоновочную площадь принимаем 387 м2.

Камеры хранения подбираются с учетом нормы нагрузок на 1 м2 площади. Хранение продукции на складе - 1 сутки, в соответствии с нормами ВНТП 645/1618-92.

Площадь камер хранения готовой продукции определяют в соответствии с максимальным количеством единовременно хранимой продукции по формуле:

Fk=MЧt/(bЧg), (7.2)

где Fk - площадь камер хранения готовой продукции, мІ;

М - количество продукции, выработанное за сутки, кг;

t - продолжительность хранения продукции (по нормативному документу на готовый продукт), сут.;

b - норма укладочной массы, кг/мІ;

g - коэффициент использования площади.

Площадь холодильной камеры хранения готового продукта рассчитываем по формуле:

Fk=4800·1/300·0.5=32 м2.

Принимаем площадь камер хранения готовой продукции равной 36 м2.

Площадь склада упаковки:

Sуп. = (Sпод. /3) Ч 1,5 (7.3)

N = G Ч P Ч n (7.4)

Где N - вес упаковки, поставляемой на 1 месяц;

G - производительность цеха, шт;

P - вес упаковки на 250 г каши, кг;

n - количество суток хранения;

N = 48000 Ч 0,03 Ч 20 = 28800 кг;

Упаковка хранится на поддонах - три яруса в высоту, максимальная нагрузка на поддон 400 кг. Тогда количество поддонов равно:

Nпод. = 28800/ 400 =72 шт;

Размеры одного поддона 1,2 Ч 0,8 м;

Тогда 72 поддона занимают 1,2 Ч 0,8 Ч 72 = 69,12 м2;

Sуп.. = (69,12/3) •Ч1,5 = 34,56 м2.

Принимаем площадь склада упаковки равной 36 м2.

Площадь складов сырья рассчитываем согласно нормам технологического проектирования и заданной мощности предприятия.

Для хранения необходимо следующее количество каждого ингредиента: мука рисовая - 99Ч15=1483,2 кг; крахмал картофельный - 74,4Ч15=1116 кг; фруктоза - 74,4Ч15=1116 кг; комплекс инулина с витаминами FI-1- 20,2Ч15=302,4 кг.

Рисовую муку завозим в мешках по 25 кг, то нужно рассчитать необходимое количество поддонов для его хранения. Для этого будем использовать плоские поддоны 2ПО4 размерами 800 Ч 1200 мм. Поэтому понадобится 1483,2/25=59,3 мешков, принимаем 60 мешков. На 1 поддон помещается 20 мешков. Следовательно, требуется 60/20=3 поддона. Площадь, занятую поддонами, с учетом ярусов, рассчитываем по формуле:

Sпод=NЧlЧm/n, (7.5)

где Sпод - площадь, м2 занятая поддонами;

N - количество поддонов;

l - длина поддона, м;

m - ширина поддона, м;

n - число ярусов.

Sпод = (3Ч0,8Ч1,2)/1= 2,88 м2

Учитывая необходимость наличия места для проезда погрузчиков, расс

читаем площадь склада сахара по формуле:

Sп.с.=SЧq, (7.6)

где S- площадь занятая поддонами, м2;

q - коэффициент, учитывающий проезд погрузчиков между штабелями:

Sп.с = 2,88 •1,5= 4,32м2.

Крахмал картофельный завозим в мешках по 25 кг. Для хранения используем плоские поддоны 2ПО4 размерами 800 Ч 1200 мм. Поэтому понадобится 1116 /25=44,64 мешков, принимаем 45 мешков. На 1 поддон помещается 20 мешков. Следовательно, требуется 45/20=2,25 поддонов, принимаем 3 поддона. Площадь, занятую поддонами, с учетом ярусов, рассчитываем по формуле 7.5: Sпод = (3Ч0,8Ч1,2)/1= 2,88 м2

Учитывая необходимость наличия места для проезда погрузчиков, рассчитаем площадь для хранения по формуле 7.6: Sп.с = 2,88•Ч,5 = 4,32м2.

Фруктозузавозим в мешках по 10 кг. Для хранения укладываем их на плоские поддоны 2ПО4 размерами 800 Ч 1200 мм. Поэтому понадобится 1116/10=111,6 мешков, принимаем 112 мешков. На 1 поддон помещается 25 мешков. Следовательно, требуется 112/25=4,48 поддонов, принимаем 5 поддонов. Площадь, занятую поддонами, с учетом ярусов, рассчитываем по формуле 7.5: Sпод = (5Ч0,8Ч1,2)/1= 4,8 м2

Учитывая необходимость наличия места для проезда погрузчиков, рассчитаем площадь для хранения по формуле 7.6: Sп.с = 4,8Ч1,5 = 7,2м2.

Комплекс инулина с витаминами FI-1 завозим в мешках по 10 кг. Для хранения укладываем их на плоские поддоны 2ПО4 размерами 800 Ч 1200 мм. Поэтому понадобится 302,4 /10=30,24 мешков, принимаем 31 мешок. На 1 поддон помещается 25 мешков. Следовательно, требуется 31/25=1,24 поддонов, принимаем 2 поддона. Площадь, занятую поддонами, с учетом ярусов, рассчитываем по формуле 7.5: Sпод = (2Ч0,8Ч1,2)/1= 1,92 м2

Учитывая необходимость наличия места для проезда погрузчиков, рассчитаем площадь для хранения по формуле 7.6: Sп.с = 1,92Ч1,5 = 2,88м2.

Таким образом, площадь склада сырья составляет:

Sс=4,32+4,32+7,20+2,88=15,84 м2.

Компоновочную площадь принимаем 63 м2.

Таким образом, площадь производственного корпуса составляет:

S = 387+9+36+36+63+9=540 м2

С учетом шага колонн 6 м и ширины пролета 18 м длина корпуса составит 30 метров: 540/18=30 м.

8. Охрана труда и окружающей среды

8.1 Анализ степени опасности технологического процесса

В процессе производства каши рисовой молочной «Умница» можно выделить следующие опасные и вредные факторы, воздействию которых может подвергаться как обслуживающий персонал, так и окружающая природная среда, представленные в таблице 8.1.

Таблица 8.1 - Оценка степени опасности технологического процесса

Наименование оборудования, тип, марка	Количество оборудования, шт	Производительность, ед. прод./ед.врем.	Технологические параметры	Перечень ингредиентов	Количество людей обслуживающих оборудование	Вредные и опасные факторы
Фильтр молочный Ф-0,1М	1	10000 л/час	(4+2) єС	Молоко	40	Эл.ток
Воздухоотделитель ВО-40	1	40 л				Шум, эл. ток
Насос CBD 70/090	8	6300 л/час				Шум, вибрация, эл. ток
Циферблатные весы СМИ-250	1	25000 л/час				Эл.ток
Резервуар для хранения молока В2-ОМГ-4	1	4000 л				Шум, эл. ток
Охладители молока DARI-KOOL-М130	1	1950 л/час				Вибрация, эл. ток
Пластинчатая пастеризационная - охладительная установка А1-ОПК-5	2	5000 л/час	(96±1) єС, 16 секунд; (137±2) °С, 15 секунд			Шум, вибрация, эл. ток, высокая температурная, нагрузка на стенки оборудования
Сепаратор Г9-ОСП-3М-Н	1	3000 л/час	(55-60) °С			Шум, вибрация, эл. ток, повышенная температура
Гомогенизатор RamieAFV	2	1200 л/час	(45-85) С			Шум, вибрация, эл. ток, повышенная температура
Смеситель СМУ-300	1	1500 л/час	(50±5) єС, 10-15 минут	Картофельный крахмал, фруктоза, рисовая мука		Шум, эл. ток, статическое электричество, взрывопожароопасное вещество, повышенная температура
Деаэратор П8_ОДУ_З_5	1	3000 л/час	(85±5) С 0,05 МПа	Каша		Шум, вибрация, эл. ток, повышенная температура
Реактор МЗС-210	1	920 л	(50±5) єС	Каша, соевое масло, витаминный премикс, вода		Шум, эл. ток, повышенная температура , горючее вещество
Дозатор MDP-50	1	50 л	(10-25) °С	Соевое масло		Ээл. ток, горючее вещество

8.2 Обеспечение санитарно - гигиенических и экологических требований к качеству окружающей среды

1 Микроклиматические условия

Для обеспечения необходимых микроклиматических условий в помещении производственного цеха необходимо предусмотреть ряд мер. Рабочее место оператора должно находиться в зоне с изолированным кондиционированием рабочего места. В производственной зоне должна функционировать эффективная система вентиляции. Необходимо предусмотреть теплоизоляцию наружных стенок оборудования (пастеризационно-охладительная установка, сепаратор, гомогенизатор, смеситель, деаэратор и реактор).

На предприятии выполняются работы относящиеся к IIб категории. К категории IIб относят работы, связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей свыше 1кг до 10 кг и умеренным физическим напряжением. Санитарно - гигиенические нормы параметров микроклимата представлены в таблице 8.2.

Таблица 8.2Санитарно - гигиенические нормы параметров микроклимата [51, 52]

Наименов. уч-ка

Категория тяжести работ

Период года

Холодный

Тёплый

Микроклиматические параметры

оптимальные

допустимые

оптимальные

допустимые

t, єC

ц, %

щ, м/с

t, єC

ц, %

щ, м/с

t, єC

ц, %

щ, м/с

t, єC

ц, %

щ, м/с

Цех

IIб

17-19

40-60

0,2

15-21

15 - 75

0,2-0,4

20-22

40-60

0,3

16-27

15 - 75

0,2-0,5

2 Оценка уровня загрязнения воздушной среды вредными веществами

Показатели, характеризующие степень опасности веществ представлены в таблице 8.2.

Таблица 8.2 Показатели, характеризующие степень опасности веществ и материалов [55, 56]

Наименование участка	Выделяемые вещества, причины их выделения	Агрегатное состояние	Характеристика токсического действия на организм человека	Класс Опасности	Предельно допустимые концентрации, мг/м3
					ПДКрз
Цех в целом	Мучная пыль (в момент загрузки)	Аэрозоль	Механическое раздражение слизистых оболочек, вызывает астму и коньюктивит	3	6
	Крахмал картофельный (в момент загрузки)	Аэрозоль	Механическое раздражение слизистых оболочек, вызывает астму	4	10
	NaOH (при мытье технологического оборудования)	Жидкое	Едкое и коррозионноактивное вещество. При попадании на кожу, слизистые оболочки, глаза образуются серьезные химические ожоги. После ожогов остаются рубцы	2	0,5
	HNO3 (при мытье технологического оборудования)	Жидкое	При попадании на кожу вызывает ожоги. Вдыхание паров приводит к отравлению	3	2

Для обеспечения безопасности предусмотрены мероприятия, представленные в таблице 8.3.

Таблица 8.3 Мероприятия по обеспечению безопасности при работе с вредными веществами [57, 58]

Наименование участка	Выделяемые вещества	Средства коллективной защиты	Методы контроля	Периодичность контроля (не реже)	СИЗ, спецодежда
Цех в целом	Мучная пыль (в момент загрузки)	Эффективная работа общеобменной приточно-вытяжной и местной вытяжной вентиляции. Герметизация оборудования	Гравиметрический	1 раз в квартал	Спецодежда (халаты, головные уборы, сменная обувь, фильтрующий респиратор У-2К, противогаз марки «МЗС ВК») ГОСТ 12.4.011-89
	Крахмал картофельный(в момент загрузки)		Гравиметрический
	NaOH		Титрометрические методы ; используется свойство кислотно-щелочных индикаторов изменять окраску в зависимости от рН.	1 раз в месяц
	HNO3		Линейно- колористическое определение	1 раз в квартал

В целях профилактики лабораторией предприятия проводит периодический мониторинг состояния воздуха в производственной зоне и делает оценку эффективности работы системы вентиляции.

3 Выбор и расчет системы вентиляции. Наиболее критический фактор, требующий организации вентиляционной системы - выделение в воздух рабочей зоны избытков тепла, мучной и крахмальной пыли.

Производительность вентиляционной системы для общеобменной вентиляции рассчитываем по кратности воздухообмена.

Расчет производительности общеобменной вытяжной системы вентиляции:

Lудал =KЧVгеомЧ0,8 (8.1)

Lудал=3Ч3369,6Ч0,8=8087,04 м3 /ч

Где К- кратность воздухообмена, ч-1. К=3 ч-1 [54];

Vгеом- геометрический объем помещения, м3;

Расчёт производительности местной вытяжной вентиляции, которая предусмотрена на момент загрузки рисовой муки, картофельного крахмала, фруктозы и установлена над смесителем (работает периодически, только в момент загрузки сырья):

Объем воздуха, удаляемого через систему местной вытяжной вентиляции, рассчитывается по формуле:

= 3600 ЧSЧ щ, (8.2)

= 3600 Ч 0,6 Ч 3 = 6 480 м/час

где S - площадь открытых проемов местных отсосов, м2;

щ - средняя скорость движения воздуха в плоскости сечения местного отсоса (для твёрдых частиц щ = 1,5 - 4), м/с.

Таблица 8.4 Характеристика вытяжной вентиляционной системы

Наименование участка, помещения	Предлагаемая система вентиляции	Требуемый объем воздуха, м3/ч	Характеристика вентилятора	Дополнительное оборудование	Место размещения	Площадь, м2
			Марка	Тип исполнения	Производительность, тыс.м3/ч	Количество
Цех	Обще-обменная	8087,04	ВЦ 14465	обычный	9,4014,00	1(рабочий) 1(резервный)	Электродвигатель	Вент. камера	36
	Местная	6 480	ВЦ1446	обычный	5,18 -6 ,50	1 над смесителем)		Технический этаж

Таблица 8.5 Характеристика приточной вентиляционной системы

Наименование участка, помещения	Предлагаемая система вентиляции	Требуемый объем воздуха, м3/ч	Характеристика вентилятора	Дополнительное оборудование	Место размещения	Площадь, м2
			Марка	Тип исполнения	Производительность, тыс.м3/ч	Количество
Цех	Обще-обменная	14567,04	ВЦ 14465	Обычный	14,517	1(рабочий) 1(резервный)	Электродвигатель	Вент. камера	36

Для данного производственного помещения предусматриваем нулевой воздушный вентиляционный баланс, при котором производительность приточной вентиляционной системы составит:

Lприт=

Характеристика вентиляционных систем приведена в таблицах 8.3 и 8.4 соответственно.

8.6 Оценка взрывопожарной и пожарной опасности

Использование в технологическом процессе горючих веществ создаёт опасность взрывов и пожаров. Степень опасности зависит от природы горючих веществ, их количества, агрегатного состояния, особенностей проведения технологического процесса и т.д.

В проектируемом производственном отделении пожаровзрывоопасным веществом является пыль мучная и крахмальная, которая может поступить в воздух рабочей зоны при нарушении работы местной вентиляции в небольшом количестве при их загрузке в смеситель, в большом количестве при нарушении работы местной вентиляции и в момент аварии.

Расчёт избыточного давления взрыва для пыли:

Ризб=(GHтР0Z)/(VсвобвcpT0Kн), (8.3)

где G - масса взрывопожарного вещества, кг;

Нт - теплота сгорания пыли, Дж/кг;

Р0 - начальное давление смеси; Р0=101 кПа;

Z - коэффициент участия горючего вещества во взрыве, Z=0,3 [63]

Vсвоб - свободный объем помещения, м3 (принимают равным 80% от геометрического объема), Vсвоб=310,4 м3;

в - плотность воздуха до взрыва при начальной температуре Т0, кг/м3;

ср - теплоемкость воздуха, Дж/кгК (допускается принимать равной 1,01103 Дж/кгК);

Т0 - начальная температура воздуха, К;

Кн-коэффициент, учитывающийнегерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения, Кн=3.

1) Для крахмальной пыли:

Ризб=(1116Ч25Ч101Ч0,3)/(310,4Ч1,29Ч1,01Ч293Ч3)=2,37 кПа

2) Для мучной пыли:

Ризб=(90Ч25000Ч101Ч0,3)/(310,4Ч1,29Ч1,01Ч103Ч293Ч3)=0,19 кПа

Р1изб+Р2изб=0,27 кПа 5кПа, следовательно помещение относится к категории В1-В4.

Для оценки степени пожароопасности категории В необходимо рассчитать удельную пожарную нагрузку, (q, МДж/м2) по формуле:

q = Qобщ / S, (8.4)

где Qобщ - общая пожарная нагрузка на участке, МДж;

S - площадь размещения пожарной нагрузки, S = 72 м2.

Общую пожарную нагрузку рассчитываем по формуле:

Qобщ = YЧQРН, (8.5)

где Y - количество горючего материала, кг;

QРН - низшая теплота сгорания горючего материала (крахмальная пыль, мучная пыль, картон, соевое масло), МДж/кг.

Qобщ=40Ч16,80+90Ч16,80+30Ч13,4+40Ч37,2=7692 МДж/кг

q = 7692/387=19,9 МДж/м2

Таблица 8.7 Показатели взрывоопасности веществ и материалов [59]

Наименование участков	Вещество и формула	Агрегатное состояние	Температура,0 С	Концентрационный предел воспламенения (нижний), г/м3
			Вспышки	Воспламенения	Самовоспламенения
Производственный цех	Мука рисовая	аэрозоль	-	315	405	53
	Молочный жир	жидкость	230	-	461	-
	Картон	твердое	-	258	427	-
	Крахмал	аэрозоль	-	-	420	40,3

Талица 8.8 Оценка степени взрывопожарной опасности проектных решений [60-62].

Наименование участка склад	ГВ в помещении	Зоны взрыво- и пожаро-опасности по ПУЭ	Категория здания по взрывопожароопасности	Категория здания по молниезащите	Степень огнестойкости здания	Средства пожаротушения
Производственный цех	Мука рисовая	В-IIа	В	III	III	Распыленная вода, огнетушитель ОУ-2.
	Крахмал
	Картон	П-IIа				Вода, огнетушитель ОХП - 10
	Молочный жир	П-I

8.4 Санитарно - гигиенические требования к выбору систем освещения

В проектируемом производственном цехе операторы выполняют работы, требующие зрительного напряжения.

Характеристика системы освещения представлена в таблице 8.9

Таблица 8.9 Характеристика системы освещения [63-65]

Наименование участка	Характеристика зрительной работы	Естественное освещение	Искусственное освещение	Особые условия
	Описание работы	Разряд и подразряд	КЕО,%	Система освещения	Нормируемая освещенность	Тип источника света	Тип светильника
			Естественное (боковое)	Совмещенное
Производственный цех	Общее наблюдение за ходом технологического процесса(постоянный)	VIIIа	1,0	0,6	Общее	200	ЛБ - 30	ПВЛМ 4х30	Аварийное освещение

длина А = 24 м, ширина В = 12 м, высота Н = 4,5 м.

Высота рабочей поверхности hрп = 0,8 м. Требуется создать освещенность Е = 200 лк. Коэффициент отражения стен Rc = 30 %, потолка Rn = 50 %

Коэффициент запаса k =1,8 коэффициент неравномерности Z = 1,1.

Рассчитываем систему общего люминесцентного освещения. Выбираем светильники типа

ОД, л = 1,4. Приняв hс = 0,6 м,

получаем h = 4,5 - 0,5 - 0,8 = 3,2 м; L = 1,4 ? 3,2 = 4,5 м; L/3 = 1,5 м.

Размещаем светильники в три ряда. В каждом ряду можно установить 12 светильников типа ОД мощностью 40 Вт (с длиной 1,23 м), при этом разрывы между светильниками в ряду составят 50 см N = 72.

индекс помещения i = 288 / (3,2(24 + 12)) = 2,5

коэффициент использования светового потока: з = 0,61. Определяем потребный световой поток ламп в каждом из рядов: ближайшая стандартная лампа - ЛБ 30 Вт с потоком 2850 лм

8.5 Электробезопасность

Проектируемое производственное помещение можно отнести к классу «Помещения с особой опасностью», так как в нем имеются железобетонные полы и возможно поступление в воздух токопроводящей пыли.

На проектируемом производстве всё электрооборудование относится к 1 классу - изделия имеют рабочую изоляцию и элементы для заземления. Питающий провод имеет заземляющую жилу и вилку с заземляющим контактом.

В проектируемом производстве используются напряжения, опасные, в случае поражения, для человека - 380 и 220 В. Наиболее приемлемой в данном случае является четырехпроводная сеть с глухо-заземлённой нейтрально (Rзу=2-4 Ом)[60]. Все питающие провода имеют двойную изоляцию сопротивлением не менее 0,5 МОм (для сетей с напряжением до 1000 В):

Rиз> 0,5 МОм; Uр< 1000В

Для защиты зданий и сооружений от разрядов атмосферного электричества выбираем категорию молниезащиты II.

Для непрерывного снятия электростатических зарядов с человека используются электропроводящие полы, заземленные зоны или рабочие площадки, оборудование, трапы, а также средства индивидуальной зашиты в виде антиэлектростатических халатов и обуви, с кожаной подошвой или подошвой из электропроводной резины [60].

8.6 Шум и вибрация

В процессе работы оборудования возникает производственный шум, который отрицательно воздействует на обслуживающий персонал. Основными источниками шума являются электродвигатели, вентиляторы, вращающиеся части и механизмы основного оборудования.

Для защиты работающих от вредного влияния шума предприняты следующие меры:

а) расположение вентиляторов в обособленных помещениях, облицованных звукопоглощающими конструкциями;

б) применение средств индивидуальной защиты: противошумные вкладыши (бируши) [67].

Источниками вибрации на данной технологической линии являются смесители и установка для гомогенизации. Для снижения уровня виброскорости все перечисленное оборудование устанавливается на упругие подкатки [68].

Все вращающиеся и движущиеся части оборудования должны иметь ограждения. Конструкция и установка ограждений должны исключать возможность случайного соприкосновения работающих и ограждений с ограждаемыми элементами [69].

8.7 Охрана окружающей среды

1 Оценка степени воздействия проектных решений на водные объекты [70, 71]

В данном технологическом процессе вода идёт на:

- охлаждение и нагрев оборудования (движется по замкнутому водооборотному циклу)

-хозяйственно - бытовые нужды (сбрасывается в городской канализационный коллектор)

- промывку оборудования.

При мойке оборудования образуются сточные воды, которые загрязнены составляющими продукта (молочные компоненты, растительное масло, углеводы). Для очистки технологических сточных вод, образующихся на предприятиях отрасли, применяют анаэробную очистку стоков с их последующим аэрированием.

Анаэробная очистка относится к биохимическим методам очистки сточных вод. Применяется для очистки сточных вод от большого числа растворенных органических и неорганических веществ. Процесс очистки основан на способности микроорганизмов использовать указанные вещества для питания. Преимущества этого метода заключаются в том, что он оказывает гораздо меньшее воздействие на окружающую среду, обеспечивает существенную экономию электроэнергии, а также сопровождается выработкой биогаза, который можно использовать в паровых котлах или для производства электроэнергии.

2 Отходы производства [72, 73]

В проекте необходимо предусмотреть утилизацию образующихся отходов. Технологические отходы, которые представляют собой некачественный продукт, вывозятся по договоренности на фермы, где используются в качестве корма для скота.

В данном производстве образуются вспомогательные отходы:

- брак упаковки - отходы тары и упаковки из алюминия, незагрязненные потерявшие потребительские свойства, собираются в контейнер, и, по мере накопления, вывозятся на утилизацию;

-отходы эксплуатации зданий и оборудования (отработанные люминесцентные лампы) направляют в специализированные организации на детоксикацию.

3.Отходы в атмосферу.