Разработка технологической схемы производства безалкогольных напитков на базе предприятия ООО (стр. 13 из 24)
где К — коэффициент теплопередачи [К= 290,8 Вт/(м2К)]; 3,6 — коэффициент перевода из кДж в Вт·ч.
Принимаем к установке пластинчатый теплообменник с поверхностью теплообмена
F = 5 м2, число пластин N= 10 шт., поверхность одной пластины f = 0,5 м2.
Оборудование отделения приготовления купажных сиропов
Охлажденный инвертированный сахарный сироп перекачивается для хранения в закрытые вертикальные сборники, эмалированные типа СЗ.
Общая вместимость сборников для хранения сахарного сиропа (в м3)
, м2, 
= 2,2 м2где Qсут—расход сахара, кг/сут; 0,838—содержание сахара в 1 л сахарного сиропа, содержащего 64 г сахара в 100 г сахарного сиропа, кг.
Количество сборников
, шт, 
= 1 шт.где V1 — вместимость одного сборника, принятого к установке, м3.
Сборники другого сырья рассчитываются на суточный расход при коэффициенте заполнения 0,9. Сборник для лимонной кислоты рассчитывается на хранение 50% раствора при коэффициенте заполнения 0,8.
Суточный расход лимонной кислоты 33,41 кг. Кислота употребляется в виде 50%-ного раствора. Объемная плотность кислоты 0,8 т/м3. Объем сборника для лимонной кислоты
Vсб =
=0,1 м3.Принимаем к установке сборник вместимостью 0,1 м3.
Суточный расход бензоата натрия 3,714 кг. Раствор бензоата натрия употребляется в виде 9 %-ного раствора. Объемная плотность 0,9 т/м3. Объем сборника для бензоата натрия
Vсб =
=0,02 м3.Принимаем к установке сборник вместимостью 0,02 м3.
Суточный расход ароматизатора 7,231 кг. Объем сборника для ароматизатора
Vсб =
=0,02 м3.Принимаем к установке сборник вместимостью 0,02 м3.
Для приготовления купажных сиропов применяются вертикальные стальные эмалированные аппараты с перемешивающими устройствами .
Число купажных аппаратов
шт, 
= 1 шт.где
— сменный расход купажа для всего ассортимента, м3; 1,1—коэффициент, учитывающий запас вместимости; V1 —полный объем одного аппарата, м3; z — оборачиваемость купажного аппарата.Оборачиваемость купажного аппарата
, 
=3,7.где τ — продолжительность работы купажера; 480 — число часов работы купажера в смену.
Принимаем к установке три купажных аппарата вместимостью 0,5 м3.
Купажные аппараты работают по следующему графику (в мин): внесение сахарного сиропа 10—15, раствора лимонной кислоты 5—10, раствора аскорбиновой кислоты 5 -10, раствора бензоата натрия 5 -10, ароматизатора 5— 10; перемешивание 15—20; проверка качества 15—20; фильтрование 15—20; мойка резервуара 10—15. Продолжительность цикла составляет 90—130 мин.
Для фильтрования купажных сиропов применяют рамные фильтр – прессы. Фильтр-прессы обеспечивают высокое качество фильтрования, просты в эксплуатации, высокопроизводительны (от 3000 до 9000 л/ч). Фильтр-пресс работает по следующему графику (в мин): сборка фильтра 15—20, промывка и заполнение 5—10, фильтрование 20—30, промывка фильтра 10—15, разборка фильтра 10—15, мойка пластин 15—20. Продолжительность цикла составляет 75—110 мин.
Оборачиваемость фильтра
, 
= 4,3где τ— продолжительность работы фильтра; 480 — число часов работы фильтра в смену.
Число фильтров, которое необходимо установить
, шт, 
= 1 шт.где g — производительность фильтра, л/ч.
В течение часа необходимо охладить купаж из одного аппарата в объеме V1·0,9, где V1— полный объем одного купажера; 0,9 — коэффициент заполнения купажера.
Количество теплоты, которое необходимо отвести:
Q =
= 31151,6 кДж/чгде 1,31028 — относительная плотность сиропа; 3,35 — удельная теплоемкость купажа, кДж/(кгК); 25 и 10 — начальная и конечная температура купажа, °С; 1,05 - коэффициент, учитывающий потери теплоты в окружающую среду.
Охлаждение купажа производится водой температурой - 5°С.
Определим среднюю разность температур:
для купажа: 25 - 7
для воды: (-3)-(-5)
=18,9°СПлощадь поверхности охлаждения
F =
м2,где 290,8 — коэффициент теплопередачи, Вт/(м2К).
Принимаем к установке пластинчатый теплообменник с площадью поверхности охлаждения F = 2 м2, число пластин N = 4 шт., поверхность одной пластины f = 0,5 м2.
Напорные сборники для купажа рассчитываются на 4-часовой запас. Объем сборника:
Vcб =
, м3,Vcб =
= 1 м3.где
— сменный расход купажа для всего ассортимента, л.К установке принимаем два сборника вместимостью 1 м3.
Оборудование участка автоматического розлива напитков
Часовая выработка напитков с учетом коэффициента использования оборудования отделения розлива (в дал)
Ч =
, дал,Ч =
дал.где Ссм — выпуск продукции в смену, дал; 1,025 — коэффициент, учитывающий потери напитков при розливе и хранении; 8—количество часов работы в смену; е — технический коэффициент использования автоматической моечно-разливочной линии: при 12000 бут/ч и выше е=0,8; при 6000 бут/ч е=0,9.
Сменный выпуск безалкогольных напитков:
Ссм =
дал.Число наливаемых в час бутылок вместимостью 1 л
Ч 1 =
, бутылок,где n1 — количество безалкогольных напитков, наливаемых в бутылки вместимостью 1 л, %.
При розливе 50% всей продукции в бутылки вместимостью 1 л число наливаемых в час бутылок
Ч 1 =
= 1601,5 бутылок.Затем выбирают производительность автоматических линий розлива. Зная часовую выработку продукции и паспортную производительность линий, рассчитывают их число.
Розлив безалкогольных напитков осуществляется на автоматических линиях производительностью 6000, 12000, 24000 бутылок в час. Линии укомплектованы пакетоформирующими и пакеторасформировывающими автоматами, автоматами по выемке бутылок из ящиков, бутыломоечными машинами. В комплект линий также входят разливочно-укупорочный блок, автомат для бракеража бутылочной продукции, этикетировочный автомат, счетчики готовой продукции, транспортеры для перемещения ящиков и бутылок.
Расчет вспомогательного оборудования
Согласно технологической схеме вспомогательным оборудованием являются насосы. Насос для перекачивания безалкогольных напитков на розлив подбирается по производительности. Принимаем, что время перекачивания 640,6 дал безалкогольных напитков составляет 120 минут. Производительность насоса составит
N =
, м 
/с,где U – объем перекачиваемой жидкости, м
; τ – требуемое время перекачивания, с.Следовательно, необходим насос с производительностью не менее:
N =
= 0,00044 м /сПо найденной производительности подбираем центробежный насос Siemens AWT/45-80 BH или многоступенчатый GRUNDFOS Contra с подачей до 10 м
/ч и напором до 170 м в гигиеническом исполнении.Количество погрузчиков. Рассчитывается по условия работы в посудном складе и складе готовой продукции: 10-12 ч/сут в наиболее напряженный период работы завода при перевозке паллетами по 50 ящиков (1000 бутылок) и коэффициенте непрерывности перевозок 1,3. Производительность погрузчиков рассчитывается по формуле
