Расчет камеры для холодильной обработки мяса

м / c

на расстоянии х = 1 м

; (2.32)

м/с

Для определения расхода приточного воздуха предварительно определяем рабочую длину подвесных путей (по чертежам):

L _п.п = 16Ч6Ч2 = 192 м

Масимально возможная масса продукта, загружаемого в камеру

G_пр = L _п.п Ч q_i (2.33)

где q_i=250 кг/м -- норма загрузки 1 м подвесного пути;

G_пр = 192Ч250 = 48 т

Объемный расход приточного воздуха

V_B = b_C Ч l_C Ч n_C Ч щ₀ (2.34)

где n_С - количество сопел , шт.

(2.35)

где l_с = 0,1 м - длина сопла;

l_cґ=0,5 м - расстояние между соплами;

шт

V_B = 0,1Ч0,1Ч320Ч10.6 = 33.9 м³/с .

Объемный расход воздуха, движущегося на расстоянии x =1 м

 (2.36)

м³/с

При известных значениях V_B и V_B.х массовый расход воздуха составляет

G_B= 33,9 Ч1,496 = 50,71 кг/с;

где 1,496 --плотность воздуха при температуре, равной - 37°С, кг/м³ .

Принимаем, что температура приточного воздуха, выходящего из щелей ложного потолка, на 2°С ниже температуры воздуха на уровне бедренных частей полутуш, тогда

G_B.х = 118 Ч 1,484 = 175 кг/с

где 1,484 кг/м³ - плотность воздуха при температуре, равной - 35 °С,

2.7 Расчет воздушной завесы для двери холодильной камеры

Проведем расчет воздушной завесы для двери камеры хранения мороженых туш, выходящей в коридор. Температура воздуха в камере t_кам=-20°С (плотность воздуха с_в = 1,35 кг/м³), температура воздуха в коридоре t_кор = 0°C (плотность воздуха с_в =1,29 кг/м³) . Размер дверного проема - 1,7Ч2,2 м. Воздух для создания завесы забирается из коридора. Угол между направлением оси струи воздуха, выходящей из плоского сопла завесы, и плоскостью двери принимаем равным 30°.

Отношение площади отверстия сопла завесы к площади дверного проема обычно находится в соотношении

(2.37)

Так как завесы холодильных камер не несут тепловой нагрузки, то можно для их дверей брать минимальное отношение, т. е. .

Для максимального уменьшения количества холодного воздуха, вытекающего из камеры через открытую дверь при действии завесы, целесообразно принять отношение

(2.38)

Так как V_пр =V_з +V_к т. е. через дверь проходит весь воздух, выходящий из щелевого сопла V₃, и воздух, прорываюшийся из камеры V_к, то равенство q=1 означает, что V_К , т.е.количество воздуха, прорывающегося из камеры, будет близко к нулю.

Коэффициент расхода воздуха через дверь при работе завесы по уравнению Эльтермана :

(2.39)

где D - коэффициент , определяемый по формуле

(2.40)

где q - отношение количества воздуха , подаваемого в завесу , к количеству воздуха , проходящего через двери;

м₀ - коэффициент расхода воздуха через дверной проем при бездействии завесы (для дверей холодильных камер м₀=0,8 );

F_Д - площадь дверного проема;

F_щ-- площадь щели, через которую выходит струя воздушной завесы;

б - угол между направлением выхода струи завесы и плоскостью дверного проема;

г_з - плотность воздуха , подаваемого в завесу;

г_см - плотность смеси воздуха камеры и завесы;

В связи с тем что воздух из камеры протекает через дверь в малом количестве, можно с достаточной для расчета точностью считать

г_з= г_см= г_н (2.41)

Таким образом

Количество воздуха, которое будет проходить через дверь при работе завесы, можно найти, предполагая, что высота нейтральной зоны h_н.з. равна высоте дверного проема Н:

(2.42)

где b = 1.7 м - ширина дверного проема;

H = 2,2 м - высота дверного проема;

м = 0,176 - коэффициент расхода воздуха через дверной проем;

g = 9.81 м/с² - ускорение свободного падения;

м³/с

Поскольку V_ПР =V_З, то через щелевое сопло должно проходить также V_З = 0,62 м³/сек воздуха.

Площадь отверстия щелевого сопла

(2.43)

м²

Если считать длину щелевого сопла равной ширине дверного проема 1,7м, то ширина сопла, т.е l_щ = b =1,7 м , то ширина сопла

(2.44)

м

Скорость выхода воздуха из сопла

(2.45)

м/с

Путь, пройденный струей до входа ее в дверной проем определяем по формуле

(2.46)

 м

Температура смеси струи воздушной завесы определяется по формуле

; (2.47)

В этом выражении коэффициент в вычисляется по формуле

(2.48)

Тогда

єС

Сравним теплопритоки в камеру при работе воздушной завесы и при ее отсутствии .

Количество тепла, проникающее в камеру при работе завесы составит

(2.49)

кДж·ч

Количество воздуха V₀, проникающее через открытую дверь камеры при бездействии завесы (или при ее отсутствии), может быть определено по формуле Тамма

(2.50)

м³/с

В этом случае количество тепла, проникающего в камеру, составит:

кДж·ч

Таким образом, наличие воздушной завесы уменьшает теплопритоки в камеру через дверной проем почти в два раза.

3 Ремонт монтаж и эксплуатация холодильного оборудования и трубопроводов

3.1 Монтаж холодильного оборудования и трубопроводов

Монтаж холодильного оборудования и трубопроводов должен производиться с соблюдением требований СНиП. III-А. II-70 "Техника безопасности в строительстве", "Типовой инструкции по организации безопасного проведения огневых работ на взрывоопасных и взрывопожароопасных объектах", "Правил пожарной безопасности при проведении сварочных и других огневых работ на объектах народного хозяйства" и настоящего раздела Правил.

Допуск рабочих к монтажу холодильного оборудования без вводного инструктажа по технике безопасности и инструктажа на рабочем месте категорически запрещается.

При производстве сварочных работ и резке материалов должны быть выполнены соответствующие требования: ГОСТ 12.2.007.8-75 "ССБТ. Устройства электросварочные и для плазменной обработки. Требования безопасности", ГОСТ-12.3.003-75 "ССБТ. Работы электросварочные. Общие требования безопасности", "Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей" глава Э III-"Электрическая сварка", ГОСТ 12.2.008-75 "ССБТ. Оборудование и аппаратура для газопламенной обработки металлов и термического напыления покрытий. Требования безопасности".

К сварке аммиачных трубопроводов должны допускаться сварщики, имеющие удостоверение об аттестации в соответствии с "Правилами аттестации сварщиков", утвержденными Госгортехнадзором.

При выполнении сварочных работ на аппаратах /сосудах/ надлежит руководствоваться ТУ на изготовление сосудов и "Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением". При выборе электродов необходимо руководствоваться действующими нормативами.

Запрещается производить какие бы то ни было работы на оборудовании или его деталях /или под ними/ в то время, когда они находятся в приподнятом положении и поддерживаются лебедками, домкратами и другими подъемными механизмами.

Присоединение нагнетательных труб к магистралям должно производиться с загибом труб по ходу движения паров аммиака. При монтаже запрещается допускать "мешки" на всасывающих и нагнетательных трубопроводах.

Фланцевые, сварные и другие соединения аммиачных трубопроводов не должны размещаться в стенах, перекрытиях и неудобных для ремонта местах.

Запорную арматуру надлежит устанавливать по направлению движения аммиака с поступлением его под клапан.

Для электромагнитных вентилей и вентилей с приводом направление движения аммиака должно соответствовать указанному в инструкции завода-изготовителя.

Заполнение системы аммиаком после монтажа установки разрешается производить только при наличии актов о продувке и испытании системы на прочность и плотность /включая вакуумирование/.

Запрещается выполнение работ по монтажу холодильной установки без утвержденного проекта. Не допускается выполнение монтажных работ с отступлением от проекта без согласования с проектной организацией.

Сварочные работы на трубопроводах действующих холодильных установок разрешается производить только на отключенных и освобожденных от аммиака /с продувкой воздухом/ аппаратах и участках трубопроводов по согласованию с представителем пожарного надзора и при наличии письменного допуска. При этом должны быть приняты меры для предохранения всех смежных аппаратов от повреждений: разъединение фланцев, постановка заглушек, отделяющих аппараты, пломбирование вентилей в закрытом состоянии. Эти работы следует производить при открытых окнах и дверях или при непрерывной работе аварийной вентиляции.

При монтаже трубопроводов необходимо применять штампованные переходы. Использование сварных лепестковых переходов запрещается. Допускается применение переходов с одним продольным швом.

Приспособления, предназначенные для обеспечения удобства монтажных работ и безопасности работающих /лестницы, стремянки, леса, подмости и др./, должны удовлетворять требованиям ГОСТ 12.2.012-75 "CCБT. Приспособления по обеспечению безопасного производства работ. Общие требования".

3.2 Испытание трубопроводов

Система трубопроводов после монтажа должна быть тщательно продута от песка и окалины и испытана на прочность пробным избыточным давлением воздуха /при отключенных компрессорах и приборах контроля и автоматики/. Величина давления для сторон нагнетания и всасывания должна соответствовать пробному давлению испытания на прочность аппаратов /сосудов/. Под пробным давлением система должна быть выдержана в течение 5 мин.

Давление воздуха в системе нужно поднимать постепенно с осмотром трубопроводов и аппаратов /сосудов/ при достижении 0,3 и 0,6 давления испытания с прекращением подъема давления на время осмотра. После этого вся смонтированная система трубопроводов и аппаратов /сосудов/ перед заполнением аммиаком должна быть подвергнута пневматическому испытанию на плотность /герметичность/ сварных и разъемных соединений раздельно по сторонам высокого и низкого давлений в соответствии с табл.1.

Испытание на плотность должно проводиться после выравнивания в течение нескольких часов /но не менее трех/ температур внутренней и окружающей сред. При этом давление испытания на плотность должно выдерживаться не менее 12 ч, после чего давление должно оставаться постоянным.

Подвергшаяся ремонту в процессе эксплуатации система трубопроводов или ее часть также должны быть испытаны на прочность и плотность. По окончании пневматического испытания проводится вакуумирование системы, которую необходимо оставить под вакуумом в течение 18 ч при давлении 0,005 МПа /40 ост.мм рт.ст./.

Давление фиксируется в течение этого времени через каждый час. допускается повышение давления до 50% в первые 6 ч. В остальное время вакуум должен оставаться постоянным.

При проведении пневматического испытания аппаратов /сосудов/ и системы трубопроводов необходимо соблюдать меры предосторожности: на трубопроводе от источника давления снаружи должны быть вентиль и манометр; в испытуемой системе /аппарате, сосуде/ должно быть не менее одного предохранительного клапана, оттариронанного на начало открывания на 0,1 МПа /1 кгс/см2/ выше соответствующего пробного давления.

Таблица № 1 Давления испытания аппаратов /сосудов/

Давление испытания /избыточное/ аппаратов /сосудов/, МПа /кгс/см2/
Аппараты/сосуды/	пробное на прочность	рабочее на плотность
Стороны нагнетания	1,8; /18/	1,5; /15/
Стороны всасывания	1,2; /12/	1,0; /10/

На время проведения пневматических испытаний на прочность внутри и снаружи помещений должна устанавливаться /в соответствии с действующими строительными нормами и правилами техники безопасности в строительстве/ охраняемая зона. При этом люди должны быть удалены в безопасные места.

Отключение от системы компрессоров должно выполняться с помощью металлических заглушек с прокладками, имеющими хвостовики, выступающие за пределы фланцев на 20 мм.

При пневматическом испытании системы запрещается добавлять в нее аммиак и использовать для создания давления /или вакуума/ аммиачный компрессор в качестве воздушного.

3.3 Порядок монтажа элементов холодильной проводки

Холодильное оборудование устанавливается по чертежу диспозиции оборудования следующим порядком:

Установка электрического щита управления на уже встроенный канал

Для установки сосудов в машинном помещении является нужным что стена со стороны входных дверей будет открытой. Первым делом устанавливается отделитель жидкости ОТ-42 на уже предварительно подготовленный носитель, затем сепаратор жидкости ОТ-30°С и выполняется его закладка фундамента, затем барабанный испаритель, отделитель жидкости системы -10°С, сепараторы масла для компрессоров /5 шт./ и выполняется их закладка фундамента, как и установка воздушного сепаратора.

Под платформой в машинном помещении устанавливается оборудование следующим порядком:

- бак рассола /предварительно изолирован/

- аммиачные насосы для системы -42°С

- аммиачные насосы для системы -30°С

- насосы для рассола

- аммиачные насосы для системы -10°С

Установка аммиачных компрессорных агрегатов на отлитых фундаментах с нужными отверстиями, для закладки фундамента устанавливаются компрессорные агрегаты имея ввиду следующий порядок:

- компрессор системы -42°С = 30 кВт

- компрессор системы -42°С = 22 кВт

- компрессор системы -30°С = 22 кВт

- компрессор системы -ТО°С = 75 кВт /шт.2/

После выполняется центрирование и закладка фундамента.

Установка конденсатора и сосудов высокого давления

устанавливаются конденсаторы на подготовленную станину на платформе

устанавливаются водяные насосы и проводится закладка фундамента

под платформой устанавливается ресивер на подготовленную станину

устанавливается дефростадионный сосуд на станину устанавливается центральный сепаратор масла и выполняется закладка фундамента.

3.4 Установка трубопровода и арматуры

После установки оборудования в машинном помещении выполняется сварка аммиачных клапанов, предварительно демонтируется клапанная тарелка.

Потом выполняется монтаж трубопровода до выхода в техническом коридоре.

Выводится трубопровод в направлении выхода для конденсаторов и сосудов высокого давления.

После комплектного скрепления оборудования в машинном помещении начинает установка трассы трубопровода в техническом коридоре по технической документации.

Затем начинает формирование клапанных групп для каждой камеры отдельно и является нужным извлечь клапанные тарелки от проходных клапанов и автоматики.

Выполняется скрепление клапанных групп с испарителями и магистральным трубопроводом.

После выполнения скрепления арматуры, монтируются снова клапанные тарелки на клапанах.

Устанавливается трасса нагнетательного трубопровода, балансированных проводов до эвапоративных конденсаторов.

Устанавливаются клапаны на конденсаторе и выполняется крепление с трубопроводами.

Вводится трубопровод от конденсатора до ресивера и дефростационного сосуда.

Устанавливается арматура на ресивере и дефростационном сосуде скрепляется с трубопроводом.

Устанавливается арматура на центральный сепаратор масла и скрепляется с трубопроводами.

На конце комплектно сварной проводки устанавливаются регуляторы уровня, уровнеуказательные стекла, прессостаты и манометры, как не повредились бы в течение монтажа.

Выполняется монтаж и скрепление вентиляции.

Испытание проводки, продувка, покраска и заполнение.

После успешно сделанной работы с испытанием выполняется изоляция проводки.

Выполняется покраска трубопровода, сосудов и клапанов и маркировка.

После выполненной работы исполняется заполнение проводки холодильным рабочим телом.

По отношению к составу монтажной группы, комплектный монтаж до выполненной пробной работы возможно выполнить в сроке из 90 дней.

Подключение оборудования к электрической проводке, водопроводу и канализации является предметом обработки других выполнителей работы.

4 Безопасность и экологичность проекта

4.1 Безопасность жизнедеятельности в производственной среде

4.1.1 Опасные и вредные производственные факторы (ОВПФ)

В данном разделе ставится задача комплексного рассмотрения всех факторов, влияющих на производственный процесс, которые могут привести к созданию неблагоприятной обстановки. Выявление мероприятий, способствующих предупреждению воздействия опасных производственных факторов на человека, снижение антропогенного воздействия на природу, а также учет всех мер по повышению безопасности и снижению несчастных случаев.

Используя выполненный ранее анализ работы оборудования и производственного травматизма, технологического процесса, были выявлены следующие наиболее существенные опасные и вредные производственные факторы: физические, химические.

4.1.2 Физически опасные и вредные производственные факторы

К физически опасным и вредным производственным факторам относятся:

а) перемещающиеся в пространстве механизмы и машины такие, как перемещающиеся по подвесным полутуши. Безопасность может быть обеспечена только за счёт проведения инструктажа персонала и личной ответственности каждого сотрудника в его выполнении.

б) воздухоохладители холодильной камеры снабжены электроприво-дом, это обуславливает опасные напряжения электрического тока, необходимо принимать во внимание частоту переменного тока и характеристики сети.

При эксплуатации электрооборудования может произойти поражение электрическим током промышленной частоты от электропроводки, от концевых выключателей, при соприкосновении с корпусом, если неисправно заземление. Поражение также может произойти при ремонте оборудования в результате случайного включения или при несоблюдении мер безопасности. Меры во избежание поражения электрическим током: ремонт и смотр проводить при снятом напряжении; двигатели и корпуса оборудования надежно заземлить; периодически проводить осмотр оборудования и проверять его сопротивление между заземляющим болтом и доступной прикосновению металлической частью агрегата.

в) повышенный уровень шума и вибрации возникает при работе вращающихся и плохо закрепленных частей оборудования. Допустимый уровень шума не должен превышать 85 дБ на частоте 100 Гц. Для защиты от вибрации в местах ее возникновения, т.е. между оборудованием и полом установить виброизоляторы, гасящие вредные колебания.

г) освещение должно быть рациональным и создавать благоприят-ные условия труда, предупреждающие зрительное и общее утомление, повышающие производительность труда и качество выпускаемой продукции. При проектировании необходимо учитывать нормы искусственной освещенности для производственных помещений, так как естественное освещение отсутствует.

д) в связи с проведением демонтажных и монтажных работ на высоте, работ по обслуживанию подвесных путей существует опасность падения персонала с высоты. Во избежание несчастных случаев рекомендуется использовать специализированные подъёмники или соответственно оборудованные помосты

4.1.3 Оценка химически опасных и вредных производственных факторов

Охлаждаемые мясные полутуши токсическими свойствами не обладают, побочных токсических веществ, образующихся в технологическом процессе не образуется. На производстве применяют следующие токсичные вещества: аммиак, хлорная известь, кальцинированная сода, нитрит натрия. Эти вещества могут быть опасными как в чрезвычайной ситуации (авария на аммиачной холодильной установке), так и при несоблюдении рецептуры или плохой очистке сточных вод. Аммиак, используемый в качестве хладагента в воздухоохладителях и пристенных батареях, при утечки через неплотности соединения трубопроводов может вызвать отравляющее удушье, поэтому необходимо периодически осуществлять планово-предупредительные работы.

4.2 Безопасность при чрезвычайных ситуациях

В охлаждающей камере установлены несколько линий подвода и отвода аммиака к пристенным батареям и воздухоохладителям. В любой линии установлены вентили подачи и отсоса хладагента, поэтому существует определенный порядок закрытия-открытия вентилей при запуске и остановке оборудования, во избежание несчастных случаев посторонними лицам нельзя произвольно открывать вентили, а для предупреждения этого следует вешать плакаты с предупредительной и запрещающей надписью.

В обязанности персонала по защите от аварий, вызванных нарушением работы аммиачной системы предусматривается только одно. Мероприятия соблюдения режима оттаивания аммиачных батарей.

При возникновении аварии необходимо вызвать газоспасательную и пожарную части. Параллельно применяют меры для вывода людей из рабочих помещений в укрытие и убежище. При необходимости, для предотвращения осложнений аварии, отключают аппараты данного технологического процесса. При сигнале об аварии работающие обязаны немедленно воспользоваться средствами индивидуальной защиты и покинуть рабочее место, двигаясь по заранее установленному маршруту. К эвакуационным выходам.

Заключение

В результате проведенной работы было рассмотрено камерное оборудование для охлаждения и заморозки пищевых продуктов, проведен анализ работы камеры для холодильной обработки мясных туш, предложена модернизация, существенно повышающая производительность и эффективность работы холодильной камеры, за счет использования пристенных батарей, при соответствующем снижении энергозатрат и потерь продукта при его усушке посредством включения линии подвода увлажненного воздуха в систему его циркуляции, произведены расчет холодильной камеры включающий в себя:

1. Расчет теплоизоляции холодильной камеры;

2. Расчет конденсации влаги на стеновых панелях;

3. Расчет толщины теплоизоляции всасывающего трубопровода холодильной установки;

4. Определение площади теплопередающей поверхности охлаждающих батарей;

5. Расчет необходимого количества воздухоохладителей коридора;

6. Расчет массового расхода приточного воздуха в камере замораживания;

7. Расчет воздушной завесы для двери холодильной камеры

Так же были изложены краткие сведения по ремонту монтажу и эксплуатации холодильного оборудования и трубопроводов.

Список используемых источников

1. Пособие для машинистов холодильных установок. Серебряный И. М. «Техника», 1974, 240 с.

2. Основы холодильной техники и ее применение в пищевой промышленности. Матвеенко И.В., Плешков А.И. Учебное пособие. 2-е изд., перераб. и доп. Воронеж, Изд-во ВГУ, 1979, 172 с.

3. Фалеев Г.А. "Оборудование предприятий мясной промышленности''.

4. Холодильные машины и установки. Мальгина Е.В., Мальгин Ю.В. изд. «Пищевая промышленность», 1973 г., 609с.

5. Покровский Н.К. " Холодильные машины и установки".

6. Пелеев, А.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности [Текст], Учебник для механ. спец. вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.:Пищепромиздат,1963. - 685 с.: ил.

7. Гальперин, Д.М. Монтаж технологического оборудования предприятий мясной и молочной промышленности [Текст] - М.: Стройиздат,1979. - 252с.

8. Машины и аппараты пищевых производств. В 2кн. Кн. 2: Учеб. для вузов/ С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков и др.; Под ред. акад. РАСХН В.А. Панфилова. - М.: Высш. шк., 2001. - 680 с.

9. Руководство к выполнению дипломного проекта: Учеб. пособие/ С,Т, Антипов, В.Я. Валуйский, В.Е. Добромиров, И.Т. Кретов; Воронеж. гос. технол. акад. Воронеж, 2004. 160 с.

10. Илюхин В.В., Тамбовцев И.М. Монтаж, наладка, диагностика и ремонт оборудования предприятий мясной промышленности. - СПб.: ГИОРД, 2005. - 456 с.