ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ П. А. СТОЛЫПИНА»
(ФГБОУ ВО Омский ГАУ)
ИНСТИТУТ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ И БИОТЕХНОЛОГИИ
Кафедра: Ветеринарно-санитарной экспертизы продуктов животноводства и гигиены сельскохозяйственных животных
на правах рукописи
Дисциплина
«Санитария, гигиена и технология пищевых производств»
Лабораторное занятие на тему:
Планирование размещения технологического оборудования на молочном заводе
Омск -2017
В настоящее время молочная промышленность превратилась в крупную отрасль пищевой индустрии, которая занимает одно из ведущих мест среди отраслей, производящих предметы потребления. Молоко и молочные продукты среди других продовольственных товаров занимают особое место в рационе питания. Они являются основными поставщиками животного белка, жира, молочного сахара, без употребления которых нормальная жизнедеятельность человека невозможна. Кроме того, в молочных продуктах находятся витамины, соли кальция и фосфора и другие минеральные вещества, необходимые для развития человеческого организма.
Организация производства на молочных предприятиях реализуется через рациональное соединение в пространстве и времени составных элементов производства (рабочей силы, предметов труда и средств труда) для успешного достижения поставленных целей производства.
Основной принцип постановки технологического оборудования заключается в рациональном размещении машин и аппаратов в производственных цехах. При этом максимальная компактность должна сочетаться с удобством обслуживания, монтажа и ремонта.
При рациональной расстановке оборудования обеспечивается кратчайший путь движения сырья от начальной до конечной операции технологического процесса, обеспечивается прямоточность движения сырья и готовой продукции, обеспечивается соблюдение норм строительной техники, нормативной освещенности санитарных требований и техники безопасности.
Общая площадь участка или цеха складывается из площадей занятых машинами и аппаратами, с учетом проходов и колонн, необходимых для нормального обслуживания.
Расчет площадей производственных цехов ведут с учетом площади, занятой оборудованием, и коэффициента запаса площади, зависящего от площади единицы оборудования и площади, необходимой для обслуживания и проходов. Коэффициент запаса площади составляет: 4-6 —- для приемно-аппаратного цеха; 3-4 — для цехов маслодельного, сыродельного, творожного, вакуум-аппаратного, цеха мороженого; 2-3 — для молокохранилищ, цехов сушки, расфасовки молочных консервов, розлива молока.
Площади камер созревания сыра, хранения сырья и готовой продукции определяют по нормам проектирования в соответствии с количеством единовременно хранимой продукции и нормами загрузки складских помещений с учетом коэффициента использования площади.
Площади вспомогательных помещений — лабораторий, административно-хозяйственных и др. — определяются по нормам проектирования, исходя из объема производства и вида предприятия.
Основой для первоначальной компоновки является суммарная площадь производственных, вспомогательных и складских помещений, выраженная в квадратных метрах и в строительных квадратах с разбивочными осями 6x6, 6x12 или 6X18 м соответственно по длине и ширине здания.
Устанавливают этажность здания. В настоящее время молочные предприятия проектируют одноэтажными, для молочноконсервных и городских молочных заводов допускается принимать 2—3 этажные здания. Расчет этажности в этом случае производят с-учетом общей площади всех помещений завода и площади цехов и складов, которые по условиям работы должны быть расположены на первом этаже.
При размещении производственных цехов, складов и других помещений следует придерживаться следующих правил. Все производственные цехи и лаборатории должны иметь дневное освещение, поэтому при отсутствии дополнительного освещения расстояние от наружной стены до внутренней не должно быть больше 12—18 метров, в зависимости от высоты оконных проемов.
Цехи и склады, имеющие близкие температурные режимы, следует располагать по возможности рядом. Для уменьшения производственных площадей и удобства работы желательно объединять отдельные производственные участки в одном помещении. В отдельные помещения выделяют производства, имеющие: а) температурный режим, отличный от режима других производств; б) продукты или полуфабрикаты, способные передавать неприятный запах или микробиологически загрязнять другие молочные продукты и этим снижать их качество; в) персонал, не проходящий санитарную обработку.
Цехи и другие помещения проектируют обычно с соотношением сторон 1 : 1 или 1:2. Не рекомендуется проектировать коридоры для прохода людей и транспортировки грузов. Предварительные компоновки выполняют на миллиметровой бумаге в масштабе 1 : 100, выбирая наиболее рациональное решение из нескольких вариантов компоновок.
Расстановка оборудования выполняется методом плоскостного моделирования на плане завода, выполненном на миллиметровой бумаге в масштабе 1 : 100. Размещают оборудование, стараясь создать прямолинейный, кратчайший из возможных путь движения молока и продуктов его переработки, удобство обслуживания машин и монтажа паросиловых коммуникаций. При расстановке оборудования предусматривают проходы между машинами шириной 1 м и между машинами и стенами — не менее 0,7 м. Для обслуживания аппаратов перед каждым из них со стороны органов управления проектируются рабочие площадки по всей длине машины шириной от 2 до 3 м.
В каждом цехе предусматривают проходы для обслуживающего персонала и при необходимости — для проезда внутри-, заводского транспорта.
Для обеспечения самотека целесообразно размещать оборудование по вертикали, используя опорные площадки и междуэтажные перекрытия.
Одновременно с расстановкой оборудования уточняют размеры цехов, совершенствуя компоновку. их.
В заключительной части проекта определяются его технико-экономические показатели. Впроектах из числа технико-экономических показателей могут быть определены: выпуск продукции с одного квадратного метра производственной площади по цехам и в целом по заводу. Технико-экономические показатели вместе с описанием конструкции здания приводятся в конце пояснительной записки. Там же приводится перечень использованной литературы. Одной из основных промежуточных стадий выполнения технологической части проекта является планирование последовательности организации технологического процесса и обеспечение каждой операции необходимым оборудованием.
Тип, марка оборудования и объем переработки сырья являются основой для определения часового расхода пара, холода, электроэнергии, воды, численности производственного персонала и т. д.
Правильно организованная технология переработки сырья позволяет значительно повысить эффективность производства.
Основой для построения графиков являются:
- сырьевой расчет для каждого вида продукта;
- карта технологических процессов, определяющая последовательность и режимы технологических операций
- банк данных по оборудованию (назначение, производительность, принцип работы ).
Используемое оборудование должно обеспечить заданный технологической картой режим производства.
Организация производства начинается с приемки, охлаждения и резервирования сырья. Затем следует представить переработку сырья на основной ассортимент. При этом необходимо объединить производства по способу обработки сырья (например, все виды питьевого молока, кисломолочные продукты и т. д.) и представить пооперационную карту на эти виды.
Переработку вторичного сырья, а также сливок от сепарирования следует представить после основных операций. Последовательность их должна соответствовать обобщенной технологической схеме, разработанной ранее на весь ассортимент.
Для каждой операции по технологическому процессу необходимо указать объем сырья (данные сырьевого расчета).
Тип (марка) оборудования.
Тип оборудования должен обеспечить выполнение режимов производства. Рекомендуется объединять переработку сырья по типу охладительно-пастеризационных установок:
- кисломолочные продукты, в т. ч. творог, сыр,
- сливки, сметана и т. д.
- питьевое молоко всех видов
- стерилизованное молоко всех видов
Емкость, производительность
Эти параметры определяющим образом оказывают влияние на продолжительность переработки. Их значения должны обеспечить 5-6 часовое эффективное время работы оборудования.
Следует помнить, что на охладительно-пастеризационных установках выполняются одновременно несколько технологических операций: подогрев, пастеризация, охлаждение. Если предусмотрены технологической картой очистка, сепарирование или нормализация в потоке, то время работы на этих операциях при условии соответствия производительности сепараторов и ОПУ – одинаково, несмотря на уменьшение объема жидкости на стадии пастеризации и охлаждения обезжиренного или нормализованного молока.
Потребность аппаратов периодического действия определяется только объемом жидкости (кисломолочное производство, творог, сыр, сметана) или различиями в часовой интенсивности обработки предшествующей и последующей операций. В некоторых случаях, как например, на приемке задаются % долей резервируемого
сырья.
В зависимости от производственной мощности завода емкость резервуаров для хранения сырого молока следует предусмотреть в следующем объеме:
Для ГМЗ и молочноконсервных заводов – 70-75%
Для маслодельных и сыродельных заводов – 50-60%
Более сложным является определение резервных емкостей по ходу технологического процесса (промежуточное хранение). В этом случае вначале определяется интенсивность поступления сырья на предшествующей операции, затем интенсивность поступления сырья на последующей операции. По разности интенсивностей поступления и забора сырья и времени обработки определяется потребность в резервной емкости.
Количество единиц оборудования.
Если часовая интенсивность при оптимальном времени работы оборудования превышает производительность оборудования, то увеличивают количество машин или линий в 2, 3 и т. д раза.
Аналогично рассчитывают количество аппаратов или емкостей периодического действия для хранения или производства молочных продуктов.
В некоторых случаях можно предусмотреть повторное использование емкостей (резервирование, сыроизготовители в производстве сыра, сыродельные ванны для подготовки смеси мороженого, плавильные котлы и
т. д.).
Часы работы.
На миллиметровой бумаге в масштабе указывают планируемые часы работы оборудования.
Начало смены принимается произвольно (с 8-9 часов утра).
Продолжительность смены – 7 часов.
Возможны и другие варианты: 12–часовой цикл или 8-9 часовой цикл.
Время работы всех машин, аппаратов и емкостей должно быть строго согласовано. Для аппаратов непрерывного действия (ОПУ, вакуум-выпарные установки, сушилки, розливочные линии) следует предусмотреть непрерывный цикл работы и последовательную обработку сырья на различные производства. Для этого вначале
определяют общий объем сырья, направленный на обработку (сушку, сгущение, расфасовку …), затем исходя из планируемого времени обработки устанавливаю часовую интенсивность, по которой и подбирают производительность оборудования, его марку и тип.
Рассмотрим более подробно построение графика для ГМЗ.
Пояснения к построению графика
1. Приемка сырья.
При определении продолжительности приемки следует учитывать, что время ее определяется более рациональными условиями работы завода при однократной или 2-х кратной приемке в течение суток.
Время приемки условно можно принять:
до 3-4-х часов – при мощности перерабатывающих предприятий 100 и более;
до 2-3-х часов при мощности менее 100 тонн.
Кроме насоса на приемке следует предусмотреть аппараты ли устройства для определения веса. Для этого могут использоваться весы или молокосчетчики. Если планируется молокосчетчик, то его производительность подбирается по часовой интенсивности, а время работы согласуется с временем приемки.
Если планируются весы (непрерывность работы создается попеременным сливом молока из ванн люльки весов), то их производительность и количество определяются также часовой интенсивностью с учетом возможности приемки молока по сортам.
В нашем случае можно запланировать 2 весов СМИ-250.
2. Охлаждение.
Условно принимаем, что только часть поступающего сырья требует охлаждения (возможны и другие варианты: «не требуется охлаждения», «требует охлаждения весь объем молока»).
3. Резервирование сырого молока.
Для создания резерва сырья и организации бесперебойной работы линий следующие: определяем объем резервируемого сырья, принимая 50% условно.
В связи с тем, что емкости для хранения относятся к аппаратам периодического действия следует указать наполнение и опорожнение их. Такая манипуляция может быть выполнена только при условии отражения работы последующих операций (т. е. когда все молоко с резервных емкостей будет отобрано на переработку), поэтому линия наполнения будет соответствовать точкам 2-3, а опорожнения – 2-4.
В зависимости от потребности в резервных емкостях используют баки и танки емкостью: 0,5 т, 1 т., 1, 6 т, 2 т., 2,5 т., 4 т., 6.3, 10, 25, 50 т.
Молоко питьевое
4, 7, 8 Подогрев, пастеризация, охлаждение. Как уже отмечалось ранее, следует сгруппировать продукты по режимам тепловой обработки сырья. В рассматриваемом примере на ОПУ может обрабатываться только питьевое молоко (tпаст. = 76±2оС).
Подбираем по технической характеристике пастеризационно-охладительную установку этого типа – ОПУ-3М.
Время пастеризации и охлаждения соответствует времени подогрева молока.
Особое внимание следует обратить на начало работы установки, рекомендуется планировать начало работы установки после создания некоторого резерва (0,5-1 час).
5, 6. Очистка, нормализация. Подбор этого вида оборудования не сложен. Следует помнить, что для создания бесперебойной работы ОПУ очистка и нормализация будут выполняться в том же «временном режиме», а их производительность должна согласовываться с производительностью ОПУ (допускается подбирать
оборудование несколько большей производительности, если отсутствуют марка на производительность ОПУ).
Предшествующей операцией является охлаждение (интенсивность охлаждения 3000 кг/час). После резервирования молоко направляется на расфасовку. Часовая интенсивность расфасовки в бутылки меньше, а в пакеты больше часовой интенсивности охлаждения, поэтому и действия различны.
10. Розлив в пакеты.
Перед выбором типа и марки линии следует объеденить все объемы жидкой продукции, фасуемой в пакеты. В нашем случае это молоко, кефир и сыворотка. Подбираем установку «ПЮР-ПАК», производством 8000 пак/час (или 4 т/час ).
10′. Розлив в бутылки.
Пример.
Общая площадь производственного корпуса проектируемого маслодельного комбината.
Наименование помещения | Площадь | ||
Расчетная, м2 | Компоновочная | ||
м2 | Строительные квадраты | ||
1 | 2 | 3 | 4 |
1.Приемно-аппаратный участок | 456 | 432 | 12 |
2.Цельномолочный участок | 709,3 | 720 | 20 |
3 Участок по производству ацидофильно-дрожжевого напитка | 32,08 | 36 | 1 |
4. Участок по производству масла | 123,3 | 144 | 4 |
5.Цех СОМ | 509,26 | 504 | 14 |
6.Приемная лаборатория | 36 | 1 | |
7.Химико-бактериоло-гическая лаборатория | 72 | 2 | |
8.Дегустастационный зал | 72 | 2 | |
9.Отделение централизованной мойки | 72 | 2 | |
10.Заквасочная для цельномолочной продукции | 31,75 | 36 | 1 |
11. Заквасочная для ацидофильно-дрожжевого напитка | 14,15 | 18 | 0,5 |
12.Бойлерная | 36 | 1 | |
13. Шоферская | 18 | 0,5 | |
14. Комната мастеров | 36 | 1 | |
15. Вент. камера | 36 | 1 | |
16. Тарные склады | 72 | 2 | |
17. Экспедиции | 36 | 1 | |
18.Стоянка электрокаров | 36 | 1 | |
19.Зарядка электрокаров | 36 | 1 | |
20. Бытовые помещения | 144 | 4 | |
21.КиП | 36 | 1 | |
22.Комната дежурного электрика | 18 | 0,5 | |
23. Комната дежурного слесаря | 18 | 0,5 | |
24.Комната оказания первой медицинской помощи | 36 | 1 | |
25. Камера хранения для паст. молока и кефира | 176,5 | 180 | 5 |
26.Камера хранения для сметаны и творога | 19,67 | 18 | 0,5 |
27.Камера хранения для ацидофильно-дрожжевого напитка | 6,4 | 18 | 0,5 |
28.Камера хранения для масла | 11,18 | 18 | 0,5 |
29.Камера хранения для СОМ | 88.36 | 108 | 3 |
30 Приемно-моечное отделение | 288 | 8 | |
31 Электрощитовая | 36 | 1 | |
32 Комната личной гигиены | 36 | 1 | |
ИТОГО | 3384 | 96 |
Технологическая схема переработки молока
Контрольные вопросы:
Расскажите о рациональном способе расстановки оборудования на молочном заводе? Как проектируют расстановку цехов и других помещений? Какую информацию указывают в заключительной части проекта? Назовите данные исходные для построения графиков? Для каких видов продукции используются охладительно-пастеризационные установки? Расскажите технологическую схему переработки молока?Рекомендуемая литература:
Ветеринарная санитария на предприятиях по производству и переработке сырья животного происхождения: учеб. пособие/ , . - СПб.: Лань, 2013. - 416 с. , Технология молока и молочных продуктов: традиции и инновации. – М.: КолосС, 2012. – 544 с. Зоогигиенические основы проектирования и экспертизы проектной документации на строительство животноводческих помещений, ферм, комплексов: (метод. указания к выполнению лаб.-практ. занятий)/ [, ]; Ом. гос. аграр. ун-т, Ин-т ветеринар. медицины, Каф. зоогигиены. - Омск: Ом. обл. тип., 1996. - 36 с. Методические указания к лабораторным занятиям по курсу "Зоогигиена с основами проектирования животноводческих объектов": (специальность 310700)/ ; Ом. гос. аграр. ун-т, Ин-т ветеринар. медицины, Каф. гигиены и БЖД. - Омск: Изд-во ИВМ ОмГАУ, 2002. - 70 с. Санитария и гигиена питания: учеб. пособие/ , . - М.: КолосС, 2004. - 184 с.