 |
Расчеты технологического оборудования
|
|
|
|
Расчет необходимого количества технологического оборудования ведем по формуле:
Х = Q × Kн/(q × τ × M × n),
где Q – количество перерабатываемого винограда, т/сезон;
Kн – коэффициент неравномерности поступления винограда;
q - производительность машины, т/ч;
τ - продолжительность рабочей смены, ч;
M – количество рабочих дней в сезон, сут;
n – число рабочих смен в сутки.
Для переработки 272 т винограда необходимо оборудования:
- Бункер- питатель Т1-ВБШ-10-01
Х = 272 × 1,4 / (20 × 10 × 4 × 1) = 0,476 = 1 шт
- Валковая дробилка – гребнеотделитель ВДГ - 20
Х = 272 × 1,4 / (20 × 10 × 4 × 1) = 0,476 = 1 шт.
- Стекатель ВССШ-20
Х = 240 × 1,4 / (20 × 10 × 4 × 1) = 0,42 = 1 шт.
- Пресс дожимочный шнековый Т1-ВПО-20А:
Х = 140 × 1,4 / (20 × 10 × 4 × 1) = 0,245 = 1 шт.
Таким образом, необходимо 1 линия переработки по «белому» способу ВПЛ-20К.
Транспортер скребкового типа, производительностью 12,5 м3/ч, выбираем в количестве 2 единиц – для транспортировки выжимки и гребней.
Для сбора сусла и мезги устанавливаем суслосборники и мезгосборники «по месту».
Для подачи мезги на настаивание, а затем на стекатель выбираем поршневой насос марки ПМН – 28 производительностью 32 м3/ч.
240 т * 2 = 480 т = 480 м3.
Х = 480 x 1,4/ (32 ×10 × 5 × 1) = 0,420 = 1 шт
Принимаем количество насосов в количестве 2 единиц по нормам проектирования.
Для подачи сусла на осветление выбираем центробежный насос марки ВЦН - 10, производительностью 10 м3/ч.
Расчет количества насосов для перекачивания сусла.
Выход сусла принимаем 60 дал/т, всего сусла получится:
60 х 270 =16200 дал или 162 м3
Х = 162 x 1,4/ (10 ×10 × 50 × 1) =0,045 = 1 шт.
Расчет необходимого количества резервуаров проводим по формуле:
|
|
|
N=Q/(V x j x Коб),
Где: Q – количество продукта, которое необходимо подвергнуть технологической операции, дал;
V – вместимость или полный объем аппарата, резервуара, дал;
j - коэффициент заполнения резервуара или аппарата;
Коб – коэффициент оборота. Коб=t1/t2,
где: t1 – число рабочих дней за весь период работы, сут;
t2 – продолжительность одного цикла
- Настаивание мезги
Коэффициент использования резервуаров при настаивании мезги 0,8
240 / (30 * 0,8 * 5/1) = 2 резервуара
- Отстаивание
Коэффициент использования резервуаров при отстаивании 0,9.
16200 / (2500 x 0,9 x 4/1) = 1,8 = 2
- Брожение
Коэффициент использования резервуаров при брожении 0,8.
16200 / (14000 x 0,8 x 6) = 0,241 = 1 установка ВБУ-4Н
- Дображивание
16200 / (2000 x 0,8 x 5) = 2,03 = 3 шт
Для дображивания принимаем резервуары вместимостью 2000 дал. марки СЭн-20-31-ВО
- Выдержка
Расчет необходимого количества бочек для выдержки
При выдержке: f = 1, K = 3 (три цикла по 3 месяца)
N = 15553,5 / (60 х 1 х 3) = 84 шт
Принимаем 84 бочки для выдержки виноматериалов.
Расчет необходимого количества резервуаров для хранения виноматериалов:
Принимаем, что в цеху должна храниться хотя бы половина всех виноматериалов одновременно, и продолжительность цикла = 1,5,
N = 15342,0 / 2000 х 1 х 1,5 = 5,1 = 6 резервуаров по 2000 дал.
Однако для ухода за столовыми виноматериалами потребна более мелкая тара, поэтому вносим следующие коррективы:
6 резервуаров вместимостью 2000 дал марки Сэн 20;
1 резервуар вместимостью 1000 дал марки Сэн 10;
1 резервуар вместимостью 1500 дал марки Сэн 16
Расчет резервуаров для эгализации, технологической обработки (оклейки и стабилизации против кристаллических помутнений) виноматериалов.
Все перечисленные операции проводим в одном резервуаре, снабженном мешалкой. Коэффициент заполнения = 0,8.
Рассчитаем Коб.: обработку проводим 9 мес., число рабочих дней в мес. = 20,
цикл работы аппарата будет равен сумме продолжительности оклейки = 15 сут и продолжительности обработки препаратом «Metagum»- 3 суткам, всего 18 суток:
|
|
|
К = (9 х 20) / 18 = 10; N = 15304,5 / (3950 х 0,8 х 10) = 0,481 = 1 шт
Принимаем резервуар А9-КЕН вместимостью 48 м3, снабженный мешалкой и рубашкой для терморегуляции процессов.
Расчет фильтрационного оборудования
Для отделения обработанных виноматериалов от клеевых осадков через ткань бельтинг и для тонкой фильтрации через фильтркартон используем рамный фильтрпресс марки ФКО производительностью 900 дал/ч, рабочих дней-15, длительность рабочей смены – 7ч, число смен – 1, количество фильтруемых продуктов: двойная фильтрация виноматериалов и фильтрация жидких дрожжей (1520 дал):
N = (15304,5 х 2 + 1520) / (900 х 0,9 х 15 х 7 х 1) = 0,377 = 1 шт
Принимаем рамный фильтрпресс марки ФКО 20
Расчет производительности мембранного фильтра для обеспложивающей фильтрации.
Принимаем, что обеспложивающая фильтрация является одновременно контрольной перед подачей вина на розлив.
__ Принимаем число рабочих дней – 7, продолжительность рабочей смены – 7 ч, количество рабочих смен – 1:
N = 15094.5 / (360 х 0,9 х 7 х 7 х 1) = 0,950 = 1 шт
Используем мембранный фильтр марки ТГА – 9.
Расчет количества насосов
Расчет проводим исходя из количества виноматериалов, числа перекачек, количества рабочих дней, смен и продолжительности смены.
Рассчитаем общее количество перекачек:
- из резервуаров в бочки на выдержку - 1
- из бочек в резервуары и обратно (открытая переливка) - 2
- из бочек в резервуар для эгализации - 1
- из резервуара в емкости на хранение - 1
- из емкостей на обработку - 1
- с обработки на на тонкую фильтрацию - 1
- из емкостей на обработку препаратом - 1
- резервное перекачивание - 1
Итого: - 10
N = (15553, х 10) / (1000 х 0,7 х 10 х 7 х 1) = 1,58 = 2 шт
Используем 2 центробежных насоса ВЦН 10 (1 – в отделении выдержки, 1 – в отделении ханения и обработки виноматериалов).
Подбор оборудования для приготовления оклеивающих веществ.
|
|
|
Используем реактор Л4-ВХВ-5 вместимостью 500 дал, снабженный якорной мешалкой и рубашкой для подачи пара – 1 шт.
Для розлива вина используем линию производительностью 6 тыс.бут/ч, состоящую из аппаратов, исходные данные которых приведены в таблице спецификации оборудования.
Спецификация оборудования и емкостей представлена в таблице 3.1.
Энергетические расчеты
Основными потребителями электроэнергии на заводе являются: технологическое оборудование, принудительная вентиляция и лампы освещения.
Потребление электроэнергии технологическим оборудованием
Определяем потребление электроэнергии при производстве 15000 дал вина сухого выдержанного. Для этого необходимо рассчитать время работы каждого вида оборудования, используемого при производстве вина.
Для определения часового расхода электроэнергии проводим расчет по формуле:
E = (M * N) / П,
где: Е – потребляемая электроэнергия, кВт;
М – объем продукта на операцию, дал или т;
N – мощность электродвигателя, кВт;
П – производительность оборудования, дал/ч или т/ч
Расчет потребления электроэнергии для первичного виноделия
Определяем затраты электроэнергии для линии переработки винограда ВПЛ-20К. Время работы линии определяем по формуле:
Т = М / П = 272 / 20 = 13,6 ч
Потребление электроэнергии: (272 * 31) / 20 = 421,9 кВт
Количество насосов при работе с суслом – 1 насос ВЦН-10. Количество перекачек всего объема сусла - 4 и одна запасная перекачка – 5, объем перекачиваемого сусла – 16200 дал или 162 м3, тогда:
Т = (162 * 5) / 10 = 81 ч;
Потребление электроэнергии составит: (162 * 5) * 2,2 / 10 = 178,2 кВт
Потребление электроэнергии бродильной установкой ВБУ-4Н:
Время работы установки рассчитываем, исходя из ее производительности 3000 дал/сутки: Т = 16200 / 3000 = 5,4 сут. или 129,6 ч
Потребление электроэнергии составит: (16200 * 11) / 3000 = 59,4 кВт
Расчет потребления электроэнергии для вторичного виноделия:
- резервуары-смесители, используются 2 резервуара общим объемом (40 + 16) = 56 м3. Резервуары используются 2 раза, время работы мешалки принимаем в среднем 4 часа. Количество циклов загрузки резервуаров: 150 * 2 / 56 = 5,4
|
|
|
Общее время использования: Т = 5,4 * 4 =21,6 ч
Потребление электроэнергии составит: (150 * 1) / 56 =2,7 кВт
- насосы центробежные ВЦН-10 для перекачки виноматериалов:
Из расчетов оборудования (п. 3.1) следует, что потребное количество перекачек 10, тогда время Т = (150 *10) / (10 * 2) = 75 ч.
Потребление электроэнергии 2-мя насосами составит: (150 * 10 * 4,4) / 10 = 660 кВт
- фильтрпресс ФКО 20 для фильтрации жидких дрожжей и виноматериалов:
общий объем фильтруемых материалов – 32129 дал, производительность пресса 900 дал/ч, тогда Т = 32129 / 900 = 35,7 ч.
Потребление электроэнергии составит: (32129 * 2,2) / 900 = 78,5 кВт
- мембранный фильтр для контрольной фильтрации виноматериалов:
Т = 15094,5 / 350 = 43,1 ч; Е = (15094,5 *2,5) / 350 = 107,8 кВт
- линия розлива вина, включая транспортеры имеет общую производительность 6000 бут/ч, общий выпуск бутылок составит 215,1 тыс.шт,
Т = 215100 / 6000 = 36 ч;
Е = Т * 31
суммарная мощность оборудования – 31,85 кВт:,85 = 1146,6 кВт
Полученные данные сводим в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 – Расход электроэнергии на работу оборудования
| Наименование оборудования | Суммарная мощность, кВт | Продолжительность работы, ч | Потребленная эл/эн.,кВт |
| Первичное виноделие: | 659,5 | ||
| -линия ВПЛ-20К | 31,0 | 13,6 | 421,9 |
| -насос ВЦН-10 | 2,2 | 81,0 | 178,2 |
| -установка ВБУ-4Н | 11,0 | 129,6 | 59,4 |
| Вторичное виноделие: | 1995,6 | ||
| -резервуары-смесители | 1,0 | 21,6 | 2,7 |
| -насос ВЦН-10 | 4,4 | 75,0 | 660,0 |
| -фильтр-пресс ФКО | 2,2 | 35,7 | 78,5 |
| -мембранный фильтр | 2,5 | 43,1 | 107,8 |
| -линия розлива | 31,0 | 36,0 | 1146,6 |
| Всего: | 2655,1 |
Принимаем процент неучтенной электроэнергии равным 15 %, тогда общее суммарное потребление составит 3053,4 кВт, в том числе в первичном виноделии – 758,4 кВт и во вторичном – 2295,0 кВт.
Расчет потребности в электроэнергии для освещения цехов
Площадь реконструируемого цеха – 900 м2, высота – 12 м, высота подвески светильников – 6 – 8 м, продолжительность рабочей смены – 8 ч, количество смен – 1.
По требованию к освещенности помещения относятся к группе, не требующей большой точности при выполнении операций, поэтому принимаем освещенность – 150 лк. Устанавливаем лампы дневного света ЛД-40.
Количество ламп находим по формуле определения светового потока:
F = (e * S * K * z) / u * n, где
e – необходимая освещенность, лк;
S – площадь помещения, м2;
K – коэффициент запаса = 1,5;
Z – поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность освещения;
u – коэффициент использования светового потока;
n – необходимое количество ламп, шт;
F – световой поток 1-ой лампы.
Исходя из формулы светового потока, количество ламп п определяется по формуле:
|
|
|
п = (е * S * K *z) / u * F;
Z = (a * b) / Hp * (a + b), где
а и b – соответственно длина и ширина помещения, м;
Нр – высота подвески светильника, м
Z цеха выдержки, моечного отделения и склада = (12 * 12) / 6 * (12 + 12) = 1,0;
-«- цеха обработки = (18 * 12) / 8 * (12 + 18) = 0,9;
-«- тарного склада = (12 * 6) / 6 * (12 + 6) = 0,72;
-«- цеха розлива = (30 * 6) / 8 * (30 + 6) = 0,63
Принимаем коэффициент отражения светового потока от потолка = 50 %, от стен – 30 %. При таких условиях и = 42 %.
Световой поток для ламп ЛД-40 составляет 1960, тогда количество ламп для освещения по цехам составит:
- для цеха выдержки, моечного отделения и склада, п = (150 * 432 * 1,5 *1,0) / 1960 *1,42 = 35 шт;
- для цеха обработки: п = (150 * 216 * 1,5* 0,9) / 1960 * 1,42 = 16 шт;
- для тарного склада: п = (150 * 72 * 1,5 * 0,72) / 1960 * 1,42 = 5 шт;
- для цеха розлива: п = (150 * 180 * 1,5 * 0,63) / 1960 * 1,42 = 10 шт
Общее количество ламп составит 66 шт. Поскольку в 1 светильнике 2 лампы, число светильников = 33 шт.
Определяем суточный расход электроэнергии на освещение: при продолжительности освещения 8 часов и мощности ламп 40 Вт:
33 * 8 * 40 / 1000 = 10,6 кВт/сут
В течение года на освещение понадобится: 10,6 * 250 = 2650 кВт
Всего расход электроэнергии составит: 2650 + 3053,4 = 5703,4 кВт
|
|
|
