Дипломная работа: Разработка проекта зерноочистительного отделения мукомольного завода сортового помола пшеницы производительностью 200 т/сут

4. Контроль и управление технологическим процессом

4.1 Контроль над технологическим процессом очистки

Контроль и управление технологическим процессом обеспечивает высокое качество готовой продукции и заданные ее выхода. Организация и введение технологического процесса предусматривает решение двух задач:

первая - выбор оптимального режима подготовки сырья к переработке и режим работы основных систем технологического процесса;

вторая - поддержание неизменных значений выбранных параметров режима в течение всего периода переработки данной партии.

Первую задачу решают посредством использования рекомендаций, изложенных в Правилах организации и ведения технологического процесса, или же путем опытных переработок сырья на лабораторных установках.

Вторая задача требует наличия на предприятиях определенной системы контроля параметров режимов и стабилизации их на заданных уровнях. Организация такой системы сопряжена с особыми трудностями, вследствие сложности технологии муки.

Технологический процесс на зерноперерабатывающих предприятиях организован по принципу разветвленного потока со сложной взаимосвязью отдельных этапов. Несмотря на полную механизацию всех технологических операций, разработать автоматизированные системы управления (АСУ) ими очень трудно, так как технологический процесс многоступенчат, потоки продуктов варьируют по удельному расходу и показателям качества, в зависимости от исходной характеристики поступающего на переработку сырья и вариации режимов на технологических системах. Поэтому в настоящее время АСУ используют только на отдельных основных операциях.

Процесс производства муки включает в себя множество операций. Выполняют их определенные машины и аппараты, заданный оптимальный режим работы которых надо постоянно поддерживать. Однако в условиях современного производства неизменность режима не может быть обеспечена, вследствие влияния таких факторов, как разрегулирование машин в процессе работы, степень износа их рабочих органов, колебание удельных нагрузок на оборудование и т.п. все это отрицательно влияет на стабильность выполнения технологических операций.

Каждая технологическая операция оказывает определенное влияние на конечный результат процесса - выход и качество готовой продукции и, в свою очередь, зависти от некоторого числа разнородных факторов, взаимосвязи между которыми могут быть неизвестными, а влияние каждого из них на результат данной операции может изменяться во времени, в зависимости от конкретных условий.

Установлено, что для обеспечения высокой эффективности системы управления необходимо выполнить следующие условия:

помольная партия должна иметь неизменные в течении длительного периода показатели качества, т.е. свойства зерна должны быть стабилизированы;

должен быть обеспечен непрерывный количественный контроль основных технологических потоков, таких как поступление зерна на I драную систему, извлечение продуктов первого качества и т.п.;

технологическая схема должна быть по возможности упрощена и иметь высокую структурную устойчивость;

система измерительных преобразователей (датчиков) должна обеспечивать непрерывное поступление информации о параметрах технологического процесса в некоторых основных (узловых) его стадиях.

В подготовительном отделении зерноочистительного отделения мельницы необходимо обеспечивать автоматическую стабилизацию процесса ГТО в целом и процесса увлажнения зерна, так как это в значительной мере влияет на конечный результат переработки зерна в муку.

Важное значение имеет рациональное построение контроля качества сырья и готовой продукции.

4.2 Маркетинговое обеспечение и стандартизации качества сырья и готовой продукции

В предвериях вступления Казахстана в ВТО важное значение приобретает гармонизация действующих государственных стандартов с ИСО -2000.

В свою очередь технология переработки зерна в муку связана с постоянным контролем сырья, который осуществляется посредством измерительных приборов.

Метрология - это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Все измерительные приборы подлежат обязательному контролю или метрологическому обследованию, которое проводится один раз в год организацией “ГосСтандарт”. После поверки всего лабораторного оборудования выдается “Акт поверки”, в котором указывают все измерительные приборы, подлежащие поверки, и их пригодность к дальнейшему использованию в соответствии с ГОСТом.

Основой нормирования качества зерна и продуктов его переработки является всеобъемлющая система стандартизации. Стандартизация предусматривает установление единых качественных показателей и требований к продовольственному зерну.

Эти нормы обязательны для всех организаций Республики. Документ, в котором зафиксированы эти показатели и нормы, получил название стандарта, что в буквальном смысле означает норма, образец, мера, основа, типовой вид.

Действующие стандарты периодически пересматриваются, старые - заменяются новыми, предъявляющими более высокие требования к качеству продукции.

Общими для всех зерновых культур (продовольственных и фуражных) являются стандарты на методы испытания. Методы определения качества, изложенные в стандартах, являются обязательными и ими необходимо руководствоваться при оценке качества зерна. В связи с образованием СНГ на четвертом заседании Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации в г. Кишиневе 18-21 декабря 1993г. было решено принять в качестве межгосударственных стандартов национальные стандарты, принятые Госстандартом России.

На этом Совете было принято к сведению, что стандарты СЭВ, действующие на территории бывшего СССР в качестве Государственных стандартов СССР могут применяться в качестве национальных стандартов Государств - участников соглашения в установленном ими порядке и в соответствии с действующим законодательством.

В настоящее время в системе хлебопродуктов республики руководствуются национальными стандартами, принятыми Госстандартом России взамен бывшего СССР, причем ряд стандартов необходимо пересматривать для создания на их базе республиканских стандартов, или иных нормативных документов.

Изучение и обобщение стандартов и систем классификации пшеницы в СНГ и за рубежом показывают, что они базируются на основных показателях, характеризующих качество зерна.

Прежде всего, учитывают органолептические признаки - цвет, запах, вкус, а также зараженность вредителями хлебных запасов, содержание различного рода примесей, натуру, массу 1000 зерен, стекловидность, твердозерность, содержание белка, клейковины, "число падения", седиментацию, "силу муки" по величине удельной работы деформации теста на альвеографе.

Запах и вкус зерна характеризуют его здоровое состояние и включены как показатели качества в стандарты практически всех стран.

Влажность - показатель классификации во всех странах, величина которой зависит от зоны производства и условий выращивания зерна. Максимальное содержание влаги устанавливают исходя из безопасного хранения и перевозок.

Содержание сорной и зерновой примесей учитывают во всех странах. Различия состоят только в системе классификации примесей, заложенной в стандарт. Существует две системы - европейская (на основе сорной и зерновой примесей) и американская (на основе докеджа - отделимой примеси).

В большинстве стран стандарты на зерно не допускают наличие вредителей хлебных запасов, ограничивают количество зараженных и поврежденных зерен.

Натура - один из наиболее широко распространенных, традиционных признаков оценки качества зерна, применяемых при классификации пшеницы во всех странах. Обычно ее связывают с выходом муки. Однако, вследствие изменения натуры под влиянием многих факторов (влажности, засоренности, сорта, выравненности, размеров, формы, соотношения анатомических частей, состояния поверхности зерна, плотности его укладки и др.) ее только с известными ограничениями можно считать показателем мукомольного достоинства пшеницы. Особенно это там, где натура определяется в исходном образце зерновой массы.

Таким образом, показатели качества зерна, включенные в стандарты, в основном идентичны во всех странах. В ряде стран ограничивают в классах пшеницы верхний и нижний уровни содержания белка (Югославия, Франция, Великобритания, Германия, Швеция, Индия, Канада, США, Аргентина, Австралия) и устанавливают цену на пшеницу в зависимости от его содержания в зерне.

Рассмотрение стандартов и системы классификации пшеницы в СНГ и за рубежом позволяет сопоставить, сравнить и оценить в какой степени отдельные характеристики зерна, включенные в стандарты, отражают истинное его качество и являются определяющими.

5. Аспирация и пневмотранспорт

5.1 Компоновка аспирационных сетей

На зерноперерабатывающих предприятиях технологические процессы обычно сопровождаются большим выделением пыли, поэтому вентиляционным установкам придается особое значение.

Аспирационные установки зерноочистительного отделения проектируемой мельницы компонуем по технологическому принципу, при котором машины первичной и окончательной очистки зерна обслуживаются отдельными установками.

Машины и механизмы обеспыливание которых не обеспечивается соединением их с приемными устройствами посредством самотечных труб, аспирируем через отсосы.

Местные отсосы этих машин компонуем в центральные аспирационные системы или, если возможно, отдельные отсосы самостоятельными воздуховодами соединяем со свободными приемными устройствами пневмотранспортных установок.

В одну сеть объединяем не более шести-восьми продуктопроводов. Пневмотранспортеры, расположенные до и после бункеров для отволаживания, группируем в отдельные пневмотранспортные установки со своими воздуходувными машинами. Продуктопроводы после обоечных машин прямолинейные до верхнего отвода перед разгрузителем.

В подготовительном отделении проектируемого мукомольного завода аспирируем следующее оборудование: зерновые бункера, шнеки, весы, триеры, камнеотделительные машины, сепараторы, аспирационные колонки, обоечные машины, магнитные аппараты.

Дисковые триера (А9-УТК-6, А9-УТО-6), автоматические весы аспирируем только через местные отсосы, соединяя их с приемными устройствами пневмоустановок или аспирационными системами.

Воздуховоды, подводящие воздух снаружи, покрываем тепловой изоляцией из несгораемых материалов слоем 30 мм.

5.2 Расчет аспирационной сети

Для расчета вентиляционной сети составляем расчетную схему сети в развернутом виде на плоскости (рисунок 1). Наносим на схему все данные для расчета.

Разбив сеть на участки, определяем главную магистраль, боковые и параллельные участки сети. Аспирируемую машину принимаем как главную магистраль.

Расчет участка 1 (АБ). Расход воздуха Р3-БКТ: Q=4800 м3/ч; Нд=111Па. По расходу воздуха 4800 м3/ч и скорости 13,5 м/с из приложения находим ближайший стандартный диаметр Ø 355 мм; S=0,0989 м2, R=5,12 Па/м.

lk=0,05м

м;

м;

м.

l = lk+l0+l1+l0+l2+l0+l3+l0+l4=0,05+0,42+1,6+0,42+2,8+0,84+2,4+0,56+

+0,6= 9,69м

Rl=5,12∙9,69=49,61 Па

Lk/D=0,14<1=>ξk=0,21

При a=45о ξотв=0,125.

При a=90о ξотв=0,18

При a=60о ξотв=0,14

При a=30о ξотв=0,081

Расчет участка 2 (ВГ). Расход воздуха А1-БИС-12 Q=900м3/ч; Нд= 94Па. Из приложения по расходу воздуха и скорости 12,4 м/с находим ближайший стандартный диаметр Ø 160 мм; S=0,0201м2; R=11,9Па/м.

lk=0,5 м

l=lk+l=0,5+0,3=0,8 м;

Rl=11,9∙0,8=9,52 Па

lk/D=0,5/0,16=3,1>1 то ξк=0,11

ξn=0,1

Σξ=0,11+0,1=0,21

Hм∙c= Σξ∙Hg=0,21∙94=19,74

Hпт=Rl+Hм=9,52+19,74=29,26 Па

ΣНпт= Hпт уч + Hпт маш=29,26+180=209,26 Па

Расчет участка 3 (вг). Расход воздуха Q=600м3/ч, скорость 13,6м/с, диаметр воздуховода

D =125 мм; S=0,0201 м2, Hg=94, R=11,9 Па/м.

м;

l=lk+l1+ lотв 30о + l2=0,16+0,1+0,2=0,46 м;

Rl=19,3∙0,46=8,88 Па.

lk/D=0,16/0,125=1,3>1 то ξк=0,11;

ξn=0,1; ξб=0,8.

Σξ=0,11+0,14+0,8=1,05;

Hм∙c= Σξ∙Hg=1,05∙113,1=118,76 Па;

Hпт=Rl+Hм=8,88+118,76=127,64 Па;

ΣНпт= Hпт уч + Hпт маш=127,64+150=277,64 Па.

Qб/Q=600/1500=0,4;

Sn/S=0,0201/0,0314=0,6;

Sб/S=0,0123/0,0314=0,4.

Расчет участка 4 (ГЖ). Расход воздуха Q=900+600 м3/ч с учетом Hg =106,6 Па; Предварительно приняв скорость воздуха 13,2 м/с; диаметр D=200мм; S=0,0314м2, R=10,1 Па/м.

м;

l=l1+ lотв 90о + l2=0,3+0,47+2,6=3,37 м;

Rl=10,1∙3,37=34,04 Па.

Σξ=0,18+0=0,18;

Hм∙c= Σξ∙Hg=0,18∙106,6=19,19 Па;

Hпт=Rl+Hм=34,04+19, 19=53,23 Па;

ΣНпт= Hпт уч + Hпт маш=56,26 Па.

Участок 5 (ДЕ как ВГ; де как вг). Расход воздуха Q=900+600 м3/ч с учетом Hg =106,6 Па; Предварительно приняв скорость воздуха 13,2 м/с; диаметр D=200мм; S=0,0314м2, R=10,1 Па/м.

м;

l=l1+ lотв + l2=0,2+0,31+0,3=0,81 м;

Rl=10,1∙0,81=8,18 Па.

lk/D=0,16/0,125=1,3>1 то ξк=0,11;

Σξ=0,14+0,5+0,8=0,64;

Hпт=Rl+Hм=8,18+68,22=76,40 Па;

ΣНпт= Hпт уч + Hпт маш=349,18Па.

Qб/Q=1500/3000=0,5;

Sn/S=0,0314/0,0615=0,5;

Sб/S=0,0314/0,0615=0,5.

Расчет участка 7 (ЖБ). Расход воздуха Q=3000 м3/ч. По приложению находим диаметр воздухоотвода D6=280 мм; скорость =15м/c. Нg=113,1Па и потери давления Rе=7,03 Па/м, S=0,0615м2.

l=0,7 м;

Rl=7,03∙0,7=4,92 Па.

Σξ=0,2;

Hм∙c= Σξ∙Hg=0,2∙113,1=22,62 Па;

Hпт=Rl+Hм=4,92+22,62=27,54 Па;

ΣНпт= Hпт уч + Hпт маш=376,72 Па.

Расчет участка 8 (ЛМ). Расход воздуха на участке Q=7800 м3/ч. По приложению определяем диаметр воздухоотвода D=450мм; S =0,0615м/c.

м;

l=l1+ lотв + l2+ lотв =4,51 м;

Rl=17,50 Па; Σξ=0,37; Hм∙c= Σξ∙Hg=41,85 Па; Hпт=Rl+Hм=59,35 Па;

Расчет участка 9 (ИК). Расход воздуха Q=7800 м3/ч. По приложению находим диаметр воздухоотвода D6=450 мм; скорость =13,6м/c. Нg=113,1Па и потери давления Rе=3,88 Па/м.

м;

l=l1+ lотв + l2+ lотв =0,3+1,06+1,9+1,06=4,32 м;

Rl=3,88∙4,32=16,76 Па.

Σξ=0,18+0,18+0,1=0,46;

Hм∙c= Σξ∙Hg=52,03 Па;

Hпт=Rl+Hм=68,79 Па;

Подбор вентилятора. Подбор вентилятора производили с учетом необходимой подачи воздуха и расчетной величины давления воздуха (м3/ч):

 (9)

где 1,05 - коэффициент, учитывающий подсос воздуха в сети

Qв=1,05 · 7800=8190 м3/ч

Расчетное давление, которое необходимо развить вентилятору, находим по формуле (Па):

Pв = 1,1·Н уст= 1,1· (Нв/с+Нмаг+Нвыхл), (10)

где Н уст - суммарные потери давления на всех участках, Па; Нв/с - потери давления по главному магистральному направлению на всасывающей линии, Па; Ннаг - потери давления на нагнетательной линии, Па; Нвыхл - потери давления на выхлоп, Па.

Рв=1,1(1514,5+59,4) =1,1х1573,9=1731,3Па

Из характеристики вентилятора выбираем вентилятор Qв=8190 м3/ч, р=1731,3 Па. Принимаем вентилятор типа ВЦП-5, h=0,6; n=1800об/мин.

Необходимая мощность электродвигателя определяем по формуле (кВт):

, (10)

где ηв -КПД вентилятора, принятый по характеристике; ηпер - КПД передачи, при клиноременной передаче 0,95; ηпод - КПД учитывающий потери в опорах подшипниках, 0,98.

 кВт

Устанавливаемая мощность электродвигателя (Nд) принимается с запасом (кВт):

, (11)

где Кз - коэффициент запаса мощности, равный 1,1... .1,15; Nв - мощность вентилятора, кВт.

Nд=1,15·7,05=8,1 кВт

Принимаем электродвигатель мощность 8,1 кВт.

5.3 Пневмотранспорт, его компоновка и размещение

В данном проекте руководствовались следующими основными принципами компоновки и размещения пневмотранспорта:

технологический, т.е. объединение материалопроводов по назначению в общую сеть;

одновременность работы пневмотранспортного оборудования;

упрощение трассы воздухопроводов;

эксплуатационную надежность и удобства автоматизации;

температурный принцип.

Пневматические транспортные установки - это комплекс устройств, перемещающие продукты размола, или специальные транспортные средства с помощью сжатого или разреженного воздуха.

Установки для пневматического транспортирования зерна различают по давлению несущего потока, размеру частиц и концентрации перемещаемого материала в потоке, характеру движения потока и типа питательных устройств. Различают установки с низкой, средней и высокой концентрацией частиц транспортируемого материала. Так за верхнюю границу низкой концентрации принимают расходную массовую концентрацию μ до 4кг/кг. Средняя концентрация соответствует значению μ от 4 до 20 кг/кг, и при значениях μ >20 кг/кг характеризует поток с высокой концентрацией.

В состав пневмотранспортной установки входит оборудование, выполняющее забор и передачу материала по продуктопроводу к месту разгрузки, отделение материала и обеспыливание отработанного воздуха. Кроме того, пневмотранспортная установка должна быть оборудована устройствами для очистки сжатого воздуха, устройством для ввода в транспортный трубопровод: для нагнетающих установок - питателями различного принципа действия (струйными, объемного вытеснения и др.), установки всех типов оборудуют приемными устройствами в виде осадителей, циклонов и т.п., системами управления и контроля уровня заполнения емкостей.

В мукомольной промышленности применяют нагнетательные пневмотранспортные установки. В установках нагнетательного принципа действия трубопроводы и аппаратура находятся под избыточным давлением. Давление наиболее значительно в месте подключения трубопроводов к воздуходувной машине, где обычно материал загружается в пневмотранспортную установку специальным загрузителем: пневматическим винтовым насосом, камерным насосом и т.п. Сжатый воздух, подаваемый от компрессора, может переносить материал при высокой концентрации и на большие расстояния.

В установках пневмотранспорта применяют воздуховоды и материалопроводы. К воздухопроводам относят трубопроводы, соединяющие воздуходувную машину с питателем, а также трубопроводы запыленного воздуха, связывающие приемные устройства с обеспыливающей установкой и последнюю с атмосферой. Для воздухопроводов используют стальные облегченные трубы или нормальные трубы, рассчитанные на рабочее давление 1 МПа. К материалопроводам относят все участки транспортной линии, по которой движется смесь продукты размола с воздухом. К материалопроводу предъявляют следующие требования: герметичность соединений, минимум сопротивления движению материаловоздушной смеси, малая стоимость, высокая надежность и долговечность.

Разгрузители и пылеуловители устанавливают в конечных пунктах пневмотрассы и предназначают для отделения транспортируемого материала и очистки транспортирующего воздуха. Для полноты отделения материала от транспортирующего воздуха вслед за разгрузителем устанавливают циклоны. Для обеспечения большей эффективности улавливания тончайших частиц циклоны устанавливают батареей. Батарейные циклоны, состоящие из двух-шести элементов, обеспечивают коэффициент осаждения пыли 0,76-0,85 при выходной скорости 11-23 м/с.

В качестве воздуходувных машин в пневмотранспортных установках для перемещения продукты размола используют шестеренчатые двух роторные компрессоры типа ЗАФ. Материалопровод состоит из труб различного диаметра - вначале меньшего и в конце сети большего. Соединение труб различных диаметров выполнено ступенчатым. Для отделения зерна применяют объемные разгрузители или пневмосепараторы с кольцевым сепарирующим каналом. Очистка воздуха от пыли происходит в тканевых фильтрах с продувкой рукавов импульсами сжатого воздуха. После фильтра устанавливают центробежные вентиляторы среднего давления.

6. Энергетическая часть

6.1 Энергоснабжение предприятия, электросиловое оборудование и освещение

Электротехническая часть мельниц включает: электроснабжение; силовое электрооборудование; искусственное освещение; заземление и защиту от статического электричества; молниезащиту; светоограждение; дистанционное автоматизированное управление и автоблокировку электродвигателей; производственную и аварийную световую и звуковую сигнализации; дистанционное измерение температуры зерна.

Основными приемниками электрической энергии на предприятиях являются двигатели (силовая нагрузка) и освещение.

Мощность электродвигателей зависит: от производительности оборудования, культуры перерабатываемого зерна, стекловидности, вида вырабатываемой продукции и ее качественных показателей, а также от состояния оборудования.

Все электродвигатели по роду тока делят на двигатели постоянного и переменного тока. По сравнению с двигателями постоянного тока асинхронные электродвигатели, работающие на переменном токе, проще, дешевле и надежнее в эксплуатации.

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) производственные помещения делят на:

сухие - с относительной влажностью не более 60%;

влажные - от 61 до 75%;

сырые - более 75%;

особо сырые - близко к 100%;

жаркие - с температурой более 300С;

пыльные, в которых при производстве продукции выделяется

технологическая пыль, проникающая внутрь машин, аппаратов.

Пожароопасные помещения разделяют (ПУЭ) по следующим классам:

П-1, в которых применяют или хранят горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 45 °С;

П-11, в которых выделяются горючая пыль или волокна, переходящие во взвешенное состояние.

Зерноочистительное отделение проектируемой мельницы относят к пожароопасному классу П-11. По надежности электроснабжения основные электроприемники относятся в основном ко второй и частично к третьей категориям.

Около электродвигателей предусматривают индивидуальные и групповые кнопочные станции или пакетные выключатели для их местного управления или аварийного останова. Силовую распределительную сеть к электродвигателям выполняют небронированными кабелями с полихлорвиниловой (ПХВ) изоляцией и оболочкой, прокладываемыми на кабельных каналах. В местах возможных механических повреждений проводку выполняют в стальных трубах.

Напряжение сети рабочего и аварийного освещения принимают равным 380/220 В, а сети ремонтного освещения - 24 В переменного тока. Освещенность на рабочих местах и основных проходах должна соответствовать ведомственным нормам Министерства заготовок. Рабочее и аварийное освещение включают одновременно. При нарушении рабочего освещения аварийное должно обеспечивать минимальную освещенность в основных проходах для эвакуации людей. В производственных помещениях устанавливают пыленепроницаемые светильники, а во вспомогательных - светильники для нормальных помещений.

Для ремонтного освещения применяют переносные взрывозащищенные светильники с дампами, накаливания, включаемые в сеть напряжением 24 В через штепсельные розетки. Управление и защиту групповой и осветительной сети выполняют автоматическими выключателями, установленными на осветительных щитках. Защиту питающей электросети от КТП до осветительных щитков предусматривают автоматическими выключателями. Групповую распределительную сеть рабочего и аварийного освещения выполняют нёбронированным кабелем с ПХВ изоляцией и оболочкой, проложенным открыто на кабельных металлоконструкциях и частично на тросах.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6