Розробка технологічного комплексу

 

Зміст

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

 

Головним напрямом автоматизації на сучасному етапі є створення комп’ютерно-інтегрованих виробництв. Основою систем автоматизації стали функціональні можливості мікропроцесорних систем управління, при створенні яких вирішальну роль відіграють такі фактори, як використання принципів інтеграції, розподіленого управління, програмних комплексів. При автоматизації виробництва об’єктом є не окремий технологічний процесс чи агорегат, а технологічний комплекс із складними взаємозв'язками між його підсистемами.

Успіх сучасної автоматики й обчислювальної техніки привели до появи апаратного підходу до автоматизації. Автоматизація виробничого процесу трактується як заміна функції людини відповідними пристроями машини і вузлами керування і контролю за її роботою. Технологічний процесс і конструкція технологічної машини при цьому підході залишаються без змін. Недоліком цього підходу є те, що технологічний процесс неавтоматизованого виробництва десятиліттями створювались і вдосконалювались у відповідності із обмеженими функціональними можливостями людини. В них вже закладений занижений потенціал підвищення інтенсивності виробництва, не передбачені потенційні можливості для концентрації операцій і їх суміщення, застосування спеціальних фізико-хімічних ефектів. Тому в історії розвитку автоматичного технологічного обладнання виявилось багато невдалих екземплярів тільки тому, що їх функціональні вузли копіювали дії людини при роботі.

Зміст виробництва формують технологвчні процеси, бо саме в них закладені всі потенційні можливості підвищення якості продукції і підвищення продуктивності, а технологічні комплекси призначені для їх реалізації.

Задача створення технологічного комплексу включає: створення технологічного процессу, який забезпечує задану якість запакованного виробу; створення на основі цього технологічного процесу технологічного обладнання, яке забезпечить необхідну продуктивність виробництва.

 

Проблема упаковки харчових продуктів і продуктів сировини вимагають послідовної уваги з боку виробничих і торгівельних підприємств, оскільки не раціональний її вибір суттєво впливає на попит, конкурентноспроможність, зниження якості, підвищення втрат, економічну ефективність промисловості, транспорту і торгівлі, оптимальне споживання.

Тара повинна відповідати запитам споживачів, забезпечувати оптимальне фасування і упакування харчових продуктів, захищати їх від впливу не сприятливих чинників, механічних пошкоджень, фальсифікації тощо.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

І. Проектна частина

1.1..Розробка структури технологічного процесу пакування

 

Передумовою вибору обладнання і проектування компоновки потокової лінії є розробка і аналіз технологічної схеми пакування. Розглянемо особливості пакованої продукції – мінеральної води, з точки зору її автоматичного пакування. 

Мінеральна вода — освіжаючий, насичений діоксидом вуглецю напій, що отримується в результаті піднімання підземних вод на поверхню землі. Природні чи штучні води, що містять підвищену кількість мінеральних чи органічних речовин і мають специфічні фізико-хімічні властивості і використовуються з лікувально-профілактичною метою. Мінеральну воду розливають у тару при деякому постійному надлишковому тиску. При розливі без тиску вода може спінитися, що призведе до втрати СО2 і неповного наливу в ємності.

Розрізняють слабо-, середньо- та сильно газовану мінеральну воду.

Технологічний процес, що забезпечує випуск мінеральних вод пляшкового розливу, включає наступні основні етапи:

• підйом води на по верхню землі (каптування) -  для промислового

розливу вода підлягає каптуванню, тобто видобутку. Каптаж – гідротехнічна споруда для забору води – може бути у вигляді бурових свердловин, шахтних колодязів, штолень в залежності від глибини залягання і способу підйому вод. У залежності від родовища, глибина свердловини буває від кількох метрів до 200-300 метрів;

• транспортування від каптажної споруди на завод розливу - подача води від свердловини до заводів розливу здійснюється одним з трьох способів: трубопроводами, автоцистернами, залізничними цистернами.  
  По трубопроводах воду подають на відстань до 50 км під невеликим надлишковим тиском діоксиду вуглецю;
• фільтрування   -   надходячи  на   виробництво  мінеральна вода

 

піддається фільтрації. Зважені  речовини, що містяться  у воді, викликають

помутніння води і знижують ефективність її бактерицидної обробки.  
У мінеральній воді можуть бути присутніми грубодисперсні і тонкодисперсні завислі речовини, для їх видалення використовують механічний фільтр.  
Мінеральну воду фільтрують на керамічних свічкових фільтрах, де в якості фільтруючого матеріалу використовують мікропористу кераміку. 
Фільтрування води проводять під тиском, що забезпечує подолання опору в трубопроводі і фільтруючого матеріалу без додаткової перекачування насосами;

• охолодження - після проведення фільтрації мінеральна вода подається в теплообмінник для охолодження.  
  Розчинність діоксиду вуглецю у воді залежить від температури: із зниженням її розчинність діоксиду вуглецю у воді підвищується. Тому перед насиченням мінеральної води діоксидом вуглецю її охолоджують до певної температури. Граничну     температуру охолодження   мінеральної   води   підбирають    з

урахуванням можливого утворення осаду внаслідок зменшення розчинності солей. Найбільш часто мінеральні води охолоджують до температури 4 ... 10 ° С в одну стадію і направляються на насичення діоксидом вуглецю;

• сатурація – мінеральні води насичують діоксином вуглецю для поліпшення смаку, стабільності хімічного складу і придушення життєдіяльності мікроорганізмів. Для сатурації води застосовують один з декількох способів: змішування води з газом у водоструменевому ежекторі; пропускання води по керамічній поверхні назустріч руху вуглекислого газу; розпилення води до найменших частинок в атмосфері вуглекислого газу. У залежності від використання способів сатурації розрізняють сатуратори змішувальні, розпилювальні, комбіновані. 
• знезараження – при транспортування, зберіганні і технологічній обробці в мінеральні воду потрапляють різні мікроорганізми. При високій їх концентрації    необхідно   проводити   знезаражування.  Його   проводять

безреагентним способом, який заснований на властивості ультрафіолетових променів. У результаті такого опромінення мікроорганізми «стерилізуються»,

тому що вони втрачають здатність відтворення. Перевага знезараження води за допомогою ультрафіолетових променів полягає в їх швидкій дії на мікрофлору і в тому, що вони не змінюють органолептичних властивостей мінеральної води.

Вибір типу матеріалу для споживчої тари

Упаковка для мінеральної води повинна зберігати усі важливі та необхідні властивості продукту. При виборі пакувального матеріалу споживчої тари для мінеральних вод необхідно врахувати, що він не повинен вступати в хімічну взаємодію із продуктом, був непроникним для пари, рідких газів, тобто захищав рідину від дії навколишнього середовища.

Переваги скляної тари: хімічна нейтральність забезпечує збереження харчових продуктів без суттєвих змін; прозорість особливо цінна для деяких харчових продуктів, хоча вимагає додаткового захисту від дії світла (для більшості видів); міцність та стійкість до навантажень забезпечує розливання, закупорювання, в окремих випадках — вакуумування; стійкість до внутрішнього тиску дає  змогу  випускати газовані напої та аерозольні товари;  стійкість до

нагрівання. Скло витримує температуру до 500 °С, хоча різка зміна температури не повинна бути надвеликою та швидкою. Значна кількість товарів фасується в нагрітому стані або після фасування проводиться їх стерилізація.

Вибір допоміжних пакувальних засобів

В якості ДПЗ для закупорення скляної пляшки використовують кронен-пробки. Для маркування мінеральної води використовується етикетка та кольєретка, які наносять на горловину та вкругову пляшки.

Для утворення групової упаковки (20 пляшок) використовується полімерний ящик.

 

 

 

 

 

 

 

1.2. Розробка транспортних і допоміжних процесів

 

Основне призначення транспортної системи – це доставка зі складу в необхідний момент часу до необхідної виробничої ділянки вантажу, знімання готових виробів з обладнання з наступним транспортуванням їх за заданою адресою, відправка в накопичувач вантажів і видача в необхідний момент часу, напівфабрикатів або готових виробів, що знаходяться на складах. 
Транспортування готової продукції в ящиках до складу готової продукції і по складу реалізується за допомогою електронавантажувачів. 
      Переміщення кронен – пробок до закупорювальних автоматів, етикеток до етикетувальних здійснюється за допомогою електровізків, а доставка безпосередньо до автоматів – за допомогою фізичної сили працівника. До транспортної системи відносять пластинчастий, стрічкові транспортери, за допомогою яких здійснюється переміщення тари від одного автомату до наступного.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3. Розробка технологічної схеми  пакування

 

Передумовою вибору обладнання і проектування компоновки потокової лінії є розробка і аналіз технологічної схеми пакування. Для її створення необхідно провести аналіз типового технологічного процесу пакування даного..продукту. 
      Технологічний процес розливу мінеральної води скляну пляшку ділиться на..наступні..фази: 
1..Розвантаження..пляшок..з..ящика; 
2..Подача..пляшок..на..ополіскувальну..машину; 
3..Ополіскування..тари; 
4..Подача..пляшок..на..інспекційну..машину; 
5..Транспортування тари в машину розливу і закупорювання пляшки кроненпробкою; 
6. Нанесення етикетки з інформацією про дату розливу і строк вживання. 
7..Очищення..ящиків; 
8..Вкладання..пляшок..в..ящики.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 1.

Технологічний процес пакування.

№ операції	Назва операції	Функціональний вузол	Матеріальний потік
005	Розвантаження та підготовка пляшок	Автомат виймання пляшок	Ящики з пляшками
		Ополіскувальна машина	вода
		Подача пляшок на інспекційну машину
010	Розлив продукту	Фасувальний автомат	Продукт (мінеральна вода)
015	Закупорення пляшок	Закупорювальний автомат	Кронен-пробки
020	Етикетування пляшок	Етикетувальний автомат	Подача етикеток, клею
025	Формування групової упаковки	Автомат вкладання пляшок	ящики
030	Очищення ящиків	Пристрій для очищення транспортних ящиків	ящики
035	Транспортування в лінії	Транспортер пляшок
		Транспортер ящиків

 

 
 
      Якщо кожну з цих операцій представити у вигляді окремого функціонального блоку, який відповідатиме технічним засобам для реалізації, а також вказати напрямки переміщення матеріальних потоків в лінії між функціональними блоками, от ми отримаємо функціональну схему пакуванням(рис.и1). 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Функціональна схема пакування мінеральної води

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4. Підбір та визначення кількості одиниць основного технологічного обладнання

 
      До основного технологічного  обладнання належить машини, безпосередньо пов’язані із здійсненням технологічного процесу, що входять у потокову лінію. Лінія для розливу мінеральних вод складається, як з основного технологічного обладнання так і з додаткового. Основне обладнання, яке використовуватиметься на даній лінії це:

• Автомат для виймання пляшок з ящиків Б3-ОИ2А-1;
• Ополіскувальний автомат AVE;
• Світловий екран Б2 – ВСЄ;
• Пристрій для очистки ящиків;
• Фасувальна машина РГ2М-3;
• Закупорювальний автомат У6-А;
• Етикетувальний автомат А1-ВЄ2С-В;
• Автомат вкладання пляшок в ящики Б3-ОУ2А-1

Характеристика обладнання наведена в таблиці 2. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 2

Характеристика обладнання

№ п /п	Найменування обладнання	Тип, марка, завод виготівник	Продуктивність, шт./год.	Встановлена потужність, кВт	Габаритні розміри			Площа, яку займає обладнання, м2	Кількість одиниць
					Довжина, мм	Ширина, мм	Висота,мм
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	Автомат виймання пляшок з ящиків	Б3-ОИ2А-1	6000	1,8	2580	1660	2800	3,42	1
2	Ополіскувальний автомат	АVE	6000	1,3	1822	2060	2048	3,75	1
3	Світловий екран	Б2 – ВСЄ	6000	1,1	1885	410	1522	0.77	1
4	Пристрій для очистки ящиків		150		2000	800	1450	1.23	1
5	Фасувальний автомат	РГ2М-3	3000	1,5	2100	1500	2200	3,15	1
6	Закупорювальний автомат	У6-А	6000	1.3	1600	700	2300	1,12	1
7	Етикетувальні автомати:	А1-ВЄ2С-В	6000	1,7	2150	1300	1750	2,79	1
8	Автомат вкладання пляшок	Б3-ОУ2А-1	6000	1,8	2580	1660	2800	3,64	1