Применение холода в пищевой промышленности

Применение холода в пищевой промышленности

Холодильная техника достигла современного уровня, пройдя длительный путь развития.

В середине 18 века У. Кулен создал первый лабораторный аппарат для получения искусственного холода, но только во второй половине 19 века машинное охлаждение приобретает промышленную основу и начинает применяться при заготовке и транспортировании скоропортящихся продуктов.

Первая холодильная установка для замораживания мяса была построена в Сиднее (Австралия) в 1861г. В 1876 г.

Впервые на судне-рефрижераторе с искусственным машинным охлаждением была осуществлена перевозка мяса.

Первые стационарные холодильники были построены в Бостоне и Лондоне в 1881 г. В России впервые искусственный холод был применён в 1888 г. на рыбных промыслах в Астрахани, и в том же году на Волге начала эксплуатироваться рефрижераторная баржа с воздушной холодильной машиной, положившая начало развитию отечественного рефрижераторного водного транспорта. В 1889 г.

Были построены холодильные установки на пивоваренных заводах и кондитерских фабриках, а в 1895 г. В Белгороде построен первый заготовительный яично-птичный холодильник вместимостью 250 т.

До революции холодильное хозяйство развивалось крайне медленно. Кроме того, во время гражданской войны треть построенных ранее предприятий выбыло из строя, остальные находились в полуразрушенном состоянии. В 1925 г. Завершается реконструкция и восстановление старых предприятий, намечается строительство новых холодильников.

К началу 1941 г. холодильная вместимость по сравнению с дореволюционной увеличилась в 6, 5 раза. Большой ущерб холодильному хозяйству был нанесён в годы Великой Отечественной войны, восстановление которого в основном было завершено к 1947 г.

В последние годы предприятия общественного питания торговли стали активно оснащаться мелкими холодильными установками (витрины, прилавки, шкафы). Из года в год увеличивается выпуск бытовых холодильников. Искусственный холод получил широкое применение во всех отраслях народного хозяйства – пищевой и химической, торговле и общественном питании, при проходе шахт и туннелей и т.д.

Базисные холодильники предназначены для долгосрочного хранения продуктов, поступающих из производственных холодильников для создания государственных резервов. Эти холодильники имеют большую вместимость помещений для хранения продуктов, которым предъявляются повышенные требования к температурному и влажностному режиму.

Краткая характеристика района строительства

Санкт-Петербург является самым северным из городов мира с населением свыше миллиона человек. Город расположен на северо-западе Российской Федерации, в пределах Приневской низменности, на прилегающем к устью реки Невы побережье Невской губы Финского залива и на многочисленных островах Невской дельты. Климат Петербурга умеренный, переходный от умеренно-континентального к умеренно-морскому. Такой тип климата объясняется географическим положением и атмосферной циркуляцией характерной для Ленинградской области. Это обуславливается сравнительно небольшим количеством поступающего на земную поверхность и в атмосферу солнечного тепла.

Из-за небольшого количества солнечного тепла влага испаряется медленно. Суммарный приток солнечной радиации здесь в 1, 5 раза меньше, чем на юге Украины, и вдвое меньше, чем в Средней Азии. За год в Санкт-Петербурге бывает в среднем 62 солнечных дня. Поэтому, на протяжении большей части

года преобладают дни с облачной, пасмурной погодой, рассеянным освещением. Продолжительность дня в Санкт-Петербурге меняется от 5 часов 51 минуты 22 декабря до 18 часов 50 минут 22 июня.

Исходные данные

Холодильный агент: R717.

Конденсаторы: горизонтальные кожухотрубные.

Схема: насосно-циркуляционная.

Компрессоры: поршневые

150414 СПЭТКП Отделение дневное Группа 4Х-31

2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Выбор расчетных параметров.

Аммиак (R717) газ без цвета, с резким, удушливым запахом вредный для организма человека, ПДК 0, 02 мг/л, легче воздуха, хорошо растворим в воде, в масле растворяется мало. Считается одним из лучших холодильных агентов, давление в конденсаторе при обычных условиях не выше 1, 18 МПа, также имеет достаточно высокую холодопроизводительность.

Параметры точек цикла

Таблица 2.7.

точка	P, МПа	t, ^oC	i, кДж/кг	V, м³/кг
	0.315	-8		0.36
1`	0.315			0.41
	1.2			0.13
	1.2			0.11
	1.005		565.11	0.0016
	0.315	-8	565.11	0.05

1) q_o = 1660 – 565 =1095 кДж/кг

2) m_д =181.86/ 1095 = 0.1661кг/с

3) V_д =0, 41* 0, 1661= 0, 0681м³/с

4) λ _i = ( 0.315– 0.005 ) / 0.315 – 0, 05 * [ ( 1.2 + 0.01 ) / 0.315 – ( 0.315 – 0.005 ) / 0.315 ] = 0, 8413

5) λ _w_¢ =265/ 330 = 0.803

6) λ = 0, 803 * 0, 8413 = 0, 6756

7) V_т = 0, 0681/ 0, 6756 = 0, 1008м³/с

Подбирается три км марки П40 – 7 с V_т = 0, 029м³/с

∑ V_т =0, 087м³/с

Расчёт погрешности: ( 0, 087 – 0, 1008) * 100% / 0, 249 = -15 %

8) N_a =0.1661* (1905 – 1705) = 33.22кВт

9) h_i=0.803+ 0, 002* (-8) = 0, 787

10) N_i =33.22/0.787 = 42.21кВт

11) N_тр = 0.1008*50 = 5.04кВт

12) N_е =42.21+ 5.04 =47.25кВт

13) N_дв= 1, 1 *47.25 = 51.97кВт

14) Е_е =181.86/47.25 = 3.848

15) Q _k= 0, 1661 (1905 – 505) = 222.57Квт

Расчёт и подбор градирни

Градирни подбираются по формуле:

F = ∑ Q_кд/q_f_,

где F – площадь поперечного сечения, м²;

q_f– плотность теплового потока Вт / м².

F = 222, 57 / 50 = 4, 45 м²

Подбираются три градирни, марки ГПВ-80М F= 1, 88м², ∑ F= 5, 64 м².

Монтаж воздуохладителей

Если необходимо установить блок в холодильную, камеру рекомендуется:

Не блокировать поток воздуха инфраструктурами, которые могут перекрыть правильную циркуляцию воздуха (10xE мин.).
Оставлять достаточное пространство между стеной и передней частью ребер, чтобы позволить свободный проход потоков воздуха Вx0, 6 мин.
Оставлять достаточное пространство под оборудованием чтобы не помешать открытию подноса сбора воды.
Оставлять достаточное пространство сбоку (C+200 мм) чтобы облегчить операции по установке или замене термостатического клапана, а также операции по установке или замене электрических сопротивлений размораживания или системы оттаивания воды. Если нет возможности оставить достаточное расстояние, необходимо выполнить отверстие в стене холодильной камеры и закрыть его снимаемой панелью или эквивалентом оного.

Разместить воздухоохладитель вдали от источников значительных инфильтраций, например, от дверей. Если блок расположен рядом с открытой дверью, поступление горячего и влажного воздухав камеру повышает запрос оттаивания и перегружает систему по ложному запросу.

Чтобы поднять воздухоохладитель к месту крепления необходимо использовать подъемные устройства (Рис. 2.4)

Рис 2.4

Рис 2.5

Используйте соответствующие средства чтобы вынуть оборудование из упаковки, чтобы не повредить поверхность оборудования. Затем перейти к выполнению инструкций, перечисленных ниже.

1. Убрать коробку и защитную пленку.

2. Поместить деревянную структуру на оборудование и закрепить, стараясь не повредить нижний поддон.

3. Повернуть воздухоохладитель, вынуть деревянное основание, поднять.

4. Поместить оборудование на крышу и проверить, чтобы фиксирующие элементы были хорошо закреплены.

5. Зафиксировать воздухоохладитель на потолке.

6. Затем вынуть и опустить деревянное основание.

Рис 2.6

Рис 2.7

Схема(Рис 2, 7) монтажа подвесных воздухоохладителей:

1-болт, 2-перекрытие, 3-закладная деталь, 4-крепежные металлоконструкции,

5-воздухоохладитель, 6-поддон с дренажной трубкой

Рис 2.8

Специалисты, эксплуатирующие холодильные камеры, не рекомендуют располагать воздухоохладители над входом в камеру, так как поступающий из открытых дверей влажный воздух приводит к интенсивному инееобразованию и необходимости частого оттаивания. На фреоновых воздухоохладителях патрубки могут быть медными, а на аммиачных стальными, причем последние могут быть выполнены из нержавеющей или углеродистой стали и иметь различные покрытия (оцинковку и т. д.). Медные патрубки выполнены таким образом, чтобы труба входила внутрь. Образующуюся при оттаивании воду отводят из нижней части по пластиковому или стальному сантехническому трубопроводу с коленами, уплотненными резинками. Этот трубопровод в холодильных камерах с отрицательной температурой необходимо обогревать гибкими ТЭНами, наматывая их по спирали снаружи с шагом не менее 1-2 диаметров нагревателя или (при совпадении длины трубопровода и нагревателя) укладывая вдоль трубы. Кубические воздухоохладители следует располагать с обязательным отступом от стены не менее метра для забора воздуха. Особенность монтажа аммиачных воздухоохладителей состоит в том, что в холодильной камере из соображений безопасности запрещено располагать запорную и регулирующую арматуру, так как при поломке арматуры попадание на кожу или в глаза капель жидкого аммиака может нанести травму. Поддон воздухоохладителя и сливную трубу изолируют тонким слоем теплоизоляции (по мнению эксплуатирующих холодильные камеры специалистов, во избежание капели желательно изолировать все трубопроводы, проходящие по камере с отрицательными температурами). Рассольные воздухоохладители отличаются только соединением (фланцевым или муфтовым).

Воздухоохладители располагают иногда на большой высоте, в связи с чем для доступа монтажников к оборудованию необходимо предусмотреть подъемные механизмы и леса. Холодильные камеры могут быть весьма разветвленными и, как правило, на существующих предприятиях применяются вилочные погрузчики и штабелеры. Такой техникой грузы можно поднимать на значительную высоту, и поэтому их удобно использовать для подъема воздухоохладителя к месту его крепления к строительным конструкциям.

Крепежные отверстия располагаются сверху. К балкам и строительным конструкциям воздухоохладитель крепится при помощи рамы, поставляемой в комплекте или свариваемой по месту. Раму необходимо либо приварить к закладным частям или металлоконструкциям холодильной камеры, либо закрепить анкерными болтами. Воздухоохладитель должен располагаться таким образом, чтобы истекающая струя воздуха распространялась вдоль балки (ее развитие в поперечном направлении нежелательно), При истечении струи перпендикулярно балке верхний срез воздухоохладители необходимо расположить ниже балки, но при этом следует учитывать, что верх штабеля груза не должен достигать днища воздухоохладителя.

3. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА

3.1. Механизация погрузо-разгрузочных работ на холодильнике

Механизация погрузочно-разгрузочных работ на холодильниках приобретает особенно большое значение а связи с непрерывным ростом холодильных емкостей и значительным увеличением объема грузовых работ.

Существующая на холодильниках механизация грузовых работ, средний уровень которой достигает 50%, подготовила условия для перехода к комплексной механизации, которая предусматривает механизацию всех грузовых операций от места производства продукта до места их реализации.

Высшей ступенью механизации является автоматизация. Механизация и автоматизация погрузочно-разгрузочных работ позволит резко повысить производительность труда, улучшить качество продукции, снизить ее себестоимость, ликвидировать ручной труд.

Механизация грузовых работ предусматривает группирование картонных или деревянных ящиков с продуктом на поддонах в виде грузовых пакетов. Для хранения и перевозки молочной продукции используются ящичные поддоны. Съемные или неразборные боковые ограждения ящичного поддона изготовляются деревянными, металлическими или из высокоплотного полиэтилена. Одна из боковых стенок часто выполняется откидывающейся. Внутренний объем до 0, 8 м.

Механизированная линия грузовых работ включает операции в пределах холодильника: приемку продуктов (автомашина - камера).

Для механизации погрузо-разгрузочных работ на проектируемой применяются следующие средства механизации:

-весы;

-ящичные поддоны;

-электропогрузчики;

-электротележки.

Для взвешивания молочных консервов, поступающих на хранилище и убывающих с него, подбираются стационарные врезные весы с предельной нагрузкой 2000 кг, которые располагаются на автомобильной платформе. Количество весов: по двое весов у каждого выхода на платформу. В проектируемом холодильнике для хранения молочной продукции предусматривается два выхода на автомобильную платформу, поэтому необходимо четверо весов.

Для загрузки автомашин применяется электротележка ЕН-137 с подъемными вилами, грузоподъемностью 1, 25 т.

Количество электротележек определяется по формуле

Nnorp. = В • к, Nnorp. =1, 7*0, 8=1, 36≈ 2шт.

где Nnorp. - количество погрузчиков, шт.;

В - вместимость холодильника, тыс.т.;

к - коэффициент, зависящий от вместимости холодильника и марки погрузчика.

Рис. 3

СПЭТКП 150414 Отделение дневное Группа 4Х-31

4.ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1Расчет себестоимости единицы холода

Составление баланса рабочего времени

Плановый баланс рабочего времени одного рабочего составляется для того, чтобы определить какое количество дней и часов рабочий должен отработать в плановый период.

Баланс рабочего времени (БРВ) составляется для каждого цеха, исходя их рабочих дней в году и средней продолжительности рабочего дня. БРВ включает в себя 3 фонда времени: календарный, полезный, эффективный.

Баланс рабочего времени одного среднемесячного работника в год

Таблица 4.1

Элементы времени	Количество
Дней	Часов
Календарный фонд рабочего времени Нерабочие дни Номинальный фонд рабочего времени Планируемые невыходы на работу Основной и дополнительный отпуск Выполнение государственных обязанностей Учебный отпуск Невыходы по болезни Продолжительность смены Полезный фонд рабочего времени Сокращение рабочего дня перед праздниками Внутренние простои Эффективный фонд рабочего времени	- - -	- - - - - - - -

Расчёт численности обслуживающего персонала компрессорного цеха

Расчет численности обслуживающего персонала, по норме обслуживания на один компрессор, зависит от холодопроизводительности и ведется по категориям работающих: производственный персонал и инженерно-технический персонал.

Количество рабочих рассчитывается на основании норм обслуживания,

а численность инженерно-технических (ИТР) и младшего обслуживающего персонала (МОП) – согласно штатному расписанию.

Численность производственного персонала рассчитывается по формуле:

Ч_гр_.= Ч_i * L * К_об,

где Ч_i – норматив численности на один компрессор данного типа, чел.;

L – количество компрессоров данного типа, шт.;

К_об – поправочный коэффициент снижения норматива численности.

Численность рабочих компрессорного цеха

Марка компрессора	Производи-тельность, кВт	Кол-во, шт	Норматив числен-ности, чел.	Коэф. увеличения норматив-ной чис-ленности	Попра-вочный коэф.	Общая числе-нность, чел.
Машинисты
П40-7	45, 4		0, 80	-	0, 8	1, 92
Итого: 2чел
Слесари
П40-7	45, 4		0, 18	-	0, 8	0, 432
Итого: 1чел
Дежурный электрик
Итого: 1, 55чел

Таблица 4.2

Принимается при трёхсменной работе по правилам техники безопасности:

машинистов 6 человек, слесарей 1человек, электриков 1, 5 человек.

По компрессорному цеху: машинисты 6р. – 1 чел.

машинисты 5р. – 5 чел.

слесарей 5 р. – 1 чел.

дежурный электрик 5р. – 1, 5чел.

Расчет планового фонда заработной платы рабочих компрессорного цеха

Фонд заработной платы включает фонд основной заработной платы, который в свою очередь состоит из тарифного фонда заработной платы и доплат в виде премий, за работу в ночное время, за вредные условия и фонда дополнительной заработной платы. Однако, на предприятиях необходимо дифференцировать оплату труда в зависимости от стажа работы. опыта работы, поэтому для производственных рабочих используют тарифную систему.

Таблица 4.3

Состав Рабочих	Число работающих чел.	Разряд	Эффективный фонд рабочего времени	Часовая тарифная ставка	Тарифный фонд заработной платы	Доплаты	Фонд Оск ЗП руб.
Премия	Ночное время	Вредное
Машинист				59, 8
Машинист				57, 2
Слесарь				57, 0
Электрик	1, 5			56, 9
Итог	8, 5	-	-	-

Таблица 4.4

Состав Рабочих	Число чел.	Разряд	Фонд ОЗП руб.	Доплаты	Плановый ФЗП руб.	Среднемесячная З.П. руб
Очередной отпуск	Выполнение гос. Обязанностей
Машинист
Машинист
Слесарь
Электрик	1, 5
Итог	8, 5	-

Расчет планового фонда зарплаты цехового персонала компрессорного цеха на год

Для расчета фонда оплаты труда цехового персонала используется система должностных окладов в сочетании с премиальной системой. Цеховой персонал – это работники цеха, занятые управлением или созданием условий для производственного процесса. Их заработная плата по окладу с учетом премий.

Состав персонала	Кат. цеха	Кол-во персона- ла, чел.	Должност- ной оклад, руб.	Премия, руб.	Оклад с учетом премии, руб.	Фонд заработ- ной платы на год, руб.	Среднеме-сячная заработная плата, руб.
Начальник цеха
Механик
Уборщица
Итого	-

Плановый фонд заработной платы цехового персонала на год

Таблица 4.5

Сводная таблица по труду и заработной плате

Таблица 4.6

Состав персонала	Числен-ность по плану, чел.	Фонд з.п. на год, руб.	Среднемесячная заработная плата, руб.	Страховые взносы, руб.	Итого cстраховых взносов, руб.
ПФ	ФОМС	ФСС
1.Производст-венный персонал	8.5
2.Цеховой персонал
Итого	11.5

Расчёт эксплуатационных затрат о компрессорному цеху

Определение стандартной часовой холодопроизводительности

Стандартная выработка холода по всему холодильнику определяется как сумма произведений выработки холода каждым компрессором в рабочих условиях на переводной коэффициент.

Q₀ (-8) =181, 86*0, 78= 141, 85 кВт

Q_{0 ст} = 141, 85кВт

Q_{0 ст} = 141, 85∙ 3600 = 510662, 88 кДж/час

Определение плановой выработки холода на год

Определение плановой выработки холода на год производится по формуле:

Q_{г. пл.}=Q_{о ст.}∙ М∙ Р ∙ 100%/П,

где М – число часов работы компрессора в сутки, (22 ч.);

Р – число рабочих дней в месяц, (30 дней);

П – удельный вес потребления холода в самый жаркий месяц года

(средняя зона – 18 %).

Q_{г. пл.}=510662, 88*22*30*100/ 18 = 1872430560 кДж/год

Применение холода в пищевой промышленности

Холодильная техника достигла современного уровня, пройдя длительный путь развития.

Первая холодильная установка для замораживания мяса была построена в Сиднее (Австралия) в 1861г. В 1876 г.

Впервые на судне-рефрижераторе с искусственным машинным охлаждением была осуществлена перевозка мяса.

12 3 4 Следующая ⇒