Понятие производственного потока

При размещении оборудования стремятся обеспечить постоянное направление движения сырья, полуфабрикатов, готовой продукции - производственный (технологический) поток.

Различают: горизонтальный, вертикальный и смешанный производственный потоки.

При вертикальном потоке продукт перемещается под действием силы тяжести (пример: солодовенное производство, подработочное отделение пивзаводов). Преимущества: уменьшается количество транспортных средств, электроэнергии, сокращается длина трубопроводов. Недостатки: для осуществления этого потока требуется здание большой высоты, что усложняет строительные конструкции и обслуживание оборудования.

При горизонтальном потоке продукт перемещается при помощи транспортных средств (пример: производство безалкогольных напитков; в производстве пива - отделения главного брожения, дображивания, фильтрационное, цех розлива). Недостатки: увеличение расхода электроэнергии, резкое возрастание площади здания.

Наиболее рациональным является смешанный поток - умеренное сочетание вертикального и горизонтального потоков (пивоваренное, ликеро-водочное производство).

Принципиальный характер поточности намечается на этапе выбора схемы, но в ходе работы по компоновке оборудования возникает необходимость внесения изменений.

2. Основные требования к компоновке оборудования и помещений

При компоновке оборудования и помещений учитывают следующие требования, которые подразделяются на 4 основные группы:

1) санитарные требования и нормы;

2) требования и нормы пожарной безопасности;

3) требования и нормы охраны труда и техники безопасности;

4) экономические требования.

Первые три группы требований и норм определяют границы, в пределах которых допустимы компоновочные решения.

Компоновку оборудования и помещений выполняют с учетом:

- поточности технологического процесса;

- обеспечения минимальной протяженности коммуникаций (с максимальным использованием, где это возможно, самотечного транспорта);

- объединения отдельных видов оборудования и помещений в блоки.

Компоновка производственных помещений должна предусматривать естественное освещение, можно искусственное или без освещения, если оборудование обслуживается редко или это обусловлено технологией производства (например, бродильно-лагерное отделение пивзаводов, солодорастильное отделение).

Помещения с избытками тепла, выделением вредных газов, пыли, паров располагают у наружных стен здания. Иное расположение допускается при обеспечении притока наружного воздуха, наличии систем вентиляции. Вышеперечисленные отделения, а также помещения с необходимым охлаждением объединяют в отдельные блоки (например, охлаждаемый блок: отделения главного брожения, дображивания, дрожжевое, фильтрации пива).

Оборудование должно размещаться по этажам равномерно, что сокращает потребность в площади.

Одинаковое и однотипное оборудование нужно устанавливать на одном этаже. При этом облегчается его обслуживание, сокращается численность персонала.

Оборудование с большой массой, а также вызывающее вибрацию (дробилки, воздушно-ситовые сепараторы, триера и т.п.) предпочтительно размещать на первом этаже, так как опора на естественное основание дешевле.

Оборудование, вызывающее вибрацию, и машины, на качество работы которых вибрация оказывает влияние (дозирующие устройства, весы и т.п.), должны монтироваться на разных этажах, в разных помещениях.

Малогабаритное оборудование, не требующее больших затрат на обслуживание, нужно располагать, по возможности, одно над другим на одном этаже, с устройством площадок.

Проходы между оборудованием, между оборудованием и стенами здания, а также между машинами и рабочими местами должны быть минимально допустимыми и не превышать пределов, обусловленных техникой безопасности и удобством обслуживания. Это позволяет уменьшить площадь и объем здания, протяженность транспортных линий.

Расположение оборудования и отдельных помещений должно быть таким, чтобы конфигурация здания приближалась к наиболее экономичной фигуре (лучше всего квадрату или прямоугольнику). Однако конфигурация здания может быть также в виде буквы Г, П, Т, Ш.

Лестничные клетки и бытовые помещения следует располагать так, чтобы обслуживающий персонал мог достигнуть своего рабочего места кратчайшим путем.

Количество коридоров должно быть минимальным, но достаточным для того, чтобы избежать образования проходных помещений. Это связано с тем, что ряд процессов некоторых производств (например, пивоваренного, дрожжевого) по санитарным соображениям должны проходить в изолированных помещениях, при ограниченном доступе посторонних лиц.

Цеховые кладовые целесообразно размещать у входа в цех, вблизи от заводского материального склада, а также вблизи от основных потребителей материалов.

В здании должно быть не менее двух выходов, минимальная ширина которых допускается 1 м.

Для обслуживания верхней части некоторых аппаратов предусматриваются площадки. Кроме того, часть оборудования (например, сборники-мерники для ингредиентов купажного сиропа, аппараты брожения и дображивания) может располагаться непосредственно на самой площадке. Расстояние от пола площадки до конструкций перекрытия должно быть не менее 2 м. Площадка должна иметь ограждение высотой не менее 1,2 м с устройством глухого бортика высотой 0,2 м над уровнем пола. Площадку оборудуют одним лестничным маршем при ее длине менее 10 м и двумя лестничными маршами при длине более 10 м.

Механические мастерские, холодильные установки, компрессорная станция, углекислотный цех, трансформаторная подстанция должны размещаться на первом этаже здания (и обязательно иметь две наружные стены), а лучше - в отдельно стоящих одноэтажных сооружениях вблизи главного корпуса.

Для фундаментов, колонн, балок, плит, ферм и других конструктивных элементов здания используют чаще всего типовые конструкции с унифицированными (единообразными) размерами. Проектирование и строительство зданий и сооружений осуществляется на основе продольных и поперечных разбивочных осей, расположенных в перпендикулярных направлениях и образующих сетку осей (колонн).

Сетку обозначают двумя цифрами (в м), где первая цифра шаг, вторая - пролет. Шаг - это расстояние между поперечными разбивочными осями (обозначают цифрами 1, 2, 3 и т.д.), пролет - расстояние между продольными разбивочными осями (обозначают буквами А, Б, В и т.д.) [10, 55].

Для многоэтажных зданий применяют сетку колонн 6х6 или 6х9 м, для одноэтажных зданий - 6х12, 12х18, 12х24 м.

В одноэтажных зданиях высота этажа кратна 0,6 (3,6; 4,2; 4,8 м и больше) или 1,2 (7,2; 8,4; 9,6 м и больше), в многоэтажных зданиях - кратна 1,2 (3,6; 4,8; 6,0 м, для нижних и верхних этажей дополнительно 7,2 м).

При определении этажности здания учитывают, что одноэтажные здания требуют большей территории, но в то же время позволяют применять крупногабаритные конструкции, что относительно дешевле.

3. Способы выполнения компоновки

Многообразие требований и норм, которые должны быть учтены при компоновке оборудования и помещений, обусловливает сложность разработки компоновочных решений. Обычно разрабатывается несколько вариантов компоновки, каждый вариант анализируется, выбирается лучший.

Выполняют горизонтальную компоновку и вертикальную.

Горизонтальная компоновка начинается с выбора общей схемы расположения отделений в плане (вид сверху), а затем приступают к расстановке оборудования.

Вертикальная компоновка заключается в поэтажном распределении технологического оборудования и увязке его по вертикали с ходом технологического процесса. Одновременно решаются вопросы расположения и увязки в вертикальной плоскости производственных, бытовых, складских помещений, осуществляется выбор типа межоперационного транспорта (насосы, нории, ленточные или шнековые транспортеры).

В вертикальном потоке поступление продукта на машину нужно проектировать наклонно, в границах предельного угла (величина угла зависит от вида перемещаемого продукта). Строго вертикальное перемещение продукта, особенно с высоты нескольких этажей, обусловливает большую скорость его движения, что приводит к повышенному выделению пыли, ухудшению работы оборудования.

Существует два основных метода выполнения горизонтальной компоновки.

Метод функциональных связей используется при компоновке помещений и отделений. Его основу составляют производственные связи помещений и отделений, размещаемых в одной горизонтальной плоскости.

Вначале выявляют функциональные связи отделений. Для этого составляют таблицу, в которой по вертикали и горизонтали в одинаковой последовательности приводится перечень основных и вспомогательных отделений. Стрелками по вертикали или по горизонтали фиксируются связи каждого отделения с другими.

Затем составляется безразмерная схема компоновки. Отделения, функционально связанные между собой, располагаются на ней на смежных площадях.

На заключительном этапе разрабатывается схема компоновки в масштабе. Это наиболее сложный этап. Нужно сохранить, по возможности, непосредственные связи помещений, что не всегда удается. Если разрывы (в виде коридоров или других помещений) неизбежны, то они должны быть минимальными и касаться менее существенных связей.

Метод моделирования применяется при расстановке оборудования в случае вертикального и частично горизонтального потоков. На листе бумаги в масштабе (с указанием разбивочных осей или без них) вычерчивается площадь, отводимая под оборудование. Из бумаги в том же масштабе вырезаются фигурки, форма которых соответствует конфигурации машин в плане (вид сверху). Передвигая фигурки в плане помещения или этажа, находят наиболее приемлемый вариант компоновки.

Разработка компоновочных решений завершается определением или уточнением габаритных размеров производственного здания. Ширина этажа кратна пролету, длина - шагу колонн. Высота отдельных этажей определяется по высоте наиболее габаритного оборудования плюс некоторая дополнительная величина, обеспечивающая проведение монтажных и ремонтных работ.

После компоновки оборудования выполняют разрезы. Число разрезов выбирается так, чтобы показать максимально поточность процесса.

На чертежах планов и разрезов оборудование нумеруют исходя из нумерации, принятой в аппаратурно-технологической схеме, экспликация не приводится.

На чертежах планов приводят размеры оборудования (длина, ширина, диаметр) и указывается «привязка» его по месту установки (расстояние между оборудованием; между оборудованием и стенами). На разрезах указывается только высота площадок.