Производство пива

Отделение приема и хранения сырья. Для приема зернового сырья следует проектировать типовые механизированные устройства. Склады для сырья, поступающего в мешках (карамельного и жженого солода, кукурузной крупки, риса, сахара, хмеля), располагают в непосредственной близи от варочного цеха, чтобы доставка данного сырья не занимала много времени и значительных средств доставки.

Транспортные средства для несоложеного сырья (ячменя, пшеницы) и солода следует проектировать раздельными.

Угол наклона самотечного оборудования для различных продуктов должен быть:

- для ячменя влажностью до 20 % - 36°;

- для ячменя влажностью более 20 % - 45°;

- для сухого солода - 36°;

- для зерновых отходов - 45°;

- для сорных отходов, аспирационных относов, солодовых ростков - 54°.

Угол наклона днищ бункеров, обеспечивающих самотек:

- для сухого ячменя - 45°;

- для сухого солода - 36°;

- для зерновых отходов - 50°;

- для сорных отходов, корешков, пыли - 60°.

Склад хмеля необходимо проектировать охлаждаемым, с теплоизоляцией, с ограниченным доступом лиц. Сырьевые склады должны быть полностью механизированы.

Варочно-подработочное отделение. Варочный цех с подработочным отделением размещают в отдельном здании, примыкающим к главному производственному корпусу. Здание должно находиться вблизи котельной и отделения главного брожения (или ЦКБА), чтобы подводы пара, воды и электроэнергии были как можно короче и не возникали трудности при транспортировке охмеленного сусла в отделение осветления и охлаждения, а оттуда в бродильные аппараты.

При использовании классического варочного агрегата (с цилиндрическими аппаратами со сферическими днищами и нижним приводом) оборудование размещают на двух этажах. На первом этаже находится машинное отделение, где установлены приводы мешалок варочных аппаратов, насосы, сборник промывных вод, сборник первого сусла и другое мелкое оборудование. Места расположения приводов мешалок определяются центрами варочных аппаратов. Редукторы и электродвигатели устанавливаются непосредственно на фундаментах.

На втором этаже размещаются варочные агрегаты, причем фильтр-чаны располагают на промежуточной площадке, выше уровня сусловарочных котлов, для обеспечения самотека сусла в сусловарочные котлы.

На третьем этаже находятся бункера дробленого солода и несоложеных материалов. Свободная площадь может быть использована для установки баков горячей воды или оборудования для осветления и охлаждения сусла (отстойных и гидроциклонных аппаратов, теплообменников).

Четвертый и пятый этажи подработочного отделения предназначены для установки автоматических весов, полировочных, дробильных машин, приемных бункеров суточного производственного запаса, норий, конвейеров и т.п.

Установка аппаратов, входящих в состав автоматизированных варочных агрегатов (с плоскими днищами, верхним или нижним приводом), осуществляется на одной отметке, на первом этаже, что облегчает обслуживание и сокращает производственные площади. Перемещение продукта ведется насосами.

При использовании солододробилок мокрого помола или с замочным кондиционированием, их монтируют на первом этаже здания, за счет этого этажность подработочного отделения уменьшается. Кроме того, отпадает необходимость в части бункеров.

Бункера для дробины размещают либо в машинном отделении, либо в помещении, смежном с варочным отделением.

Отделения главного брожения и дображивания. Оборудование этих цехов размещают в охлаждаемых помещениях. Оба цеха располагают на одном этаже или на разных этажах. В последнем случае цех главного брожения должен находиться над цехом дображивания. Горизонтальные стальные аппараты главного брожения и дображивания могут быть установлены как в один, так и в несколько ярусов (два или три) один над другим или в шахматном порядке. Такое расположение оборудования позволяет сократить площади и лучше использовать объем помещения. Для обслуживания аппаратов верхних ярусов служит площадка. Опоры первого яруса выполняются чаще всего из бетона, опоры второго яруса - из металла. Многоярусная установка рекомендуется при передаче нагрузки непосредственно на грунт.

Установка алюминиевых танков проектируется чаще всего в один ярус на стальных «полотенцах» с винтовыми опорами. Можно осуществлять монтаж и в несколько ярусов, но в этом случае нагрузка от каждого яруса должна передаваться самостоятельно на опоры или на перекрытие. Между алюминиевым корпусом танка и «полотенцем» для избежания коррозии укладывается матерчатая прокладка, пропитанная битумом. Такая установка обеспечивает регулирование высоты и амортизирует влияние нагрузок при наполнении и опорожнении аппаратов.

С целью улучшения условий труда работающих горизонтальные аппараты можно размещать таким образом, чтобы они находились в изолированных охлаждаемых помещениях (за стеной), а лобовые днища танков выходили в относительно теплый коридор. Люки танков и технологические трубопроводы расположены на стенках теплого коридора.

Вертикальные аппараты брожения и дображивания со сферическими крышкой и днищем устанавливают только в один ярус в охлаждаемых помещениях. Для обслуживания коммуникаций в верхней части аппаратов предусматриваются площадки.

Установка ЦКБА. Существует несколько вариантов монтажа цилиндро-конических аппаратов:

- установка танков вне производственных помещений;

Коническая часть танка находится в помещении (температура около 12-15 °С), цилиндрическая - снаружи здания. Каждый аппарат снабжен рубашками охлаждения и изоляцией. В качестве изоляции используют пенополиуретан, который сверху покрыт металлическими листами, предохраняющими от внешних воздействий.

- установка индивидуально изолированных танков в частично изолированном помещении;

Аппараты металлическими листами не покрываются, а облицовываются искусственными материалами. Помещение представляет собой стальную конструкцию, покрытую одними фасадными листами.

- установка неизолированных танков без охлаждающих рубашек в полностью изолированном помещении;

Охлаждается воздухом само помещение, однако при этом на танках образуется ледяная корка за счет образования конденсата, что приводит к увеличению электроэнергии на циркуляцию охлажденного воздуха. Поэтому целесообразнее устанавливать в изолированном помещении ЦКБА с рубашками охлаждения с изоляцией или без нее.

Для рабочих бродильно-лагерных отделений должны быть предусмотрены комнаты обогрева, оборудованные приточно-вытяжной вентиляцией.

Примеры установки аппаратов брожения, дображивания и ЦКБА приведены в приложении Б.

Дрожжевое отделение и отделение ЧКД. В отделении выращивания чистой культуры дрожжей размещают одно-, двух- или многососудные установки для разведения дрожжей и стерилизации сусла. Предусматривают вход в данное помещение через тамбур.

В дрожжевом отделении, предназначенном для съема, хранения и подработки семенных дрожжей, устанавливают монжю (вертикальные или горизонтальные), при необходимости - вибросито, бак ледяной воды, фильтр-пресс для освобождения дрожжей от пива.

Фильтрационное отделение. Основное требование к компоновке оборудования в фильтрационном отделении - избегать резких изгибов трубопроводов, соблюдать технологический поток. Для осветления пива при использовании сепараторов необходимо предусмотреть дополнительную площадь для установки ванн для мойки частей сепаратора. В непосредственной близости от данного отделения предусматривают склад кизельгура и опорного и фильтр-картона.

Цех розлива. Главным условием для всех линий розлива является организация удобной подачи тары к машинам и транспортировки готовой продукции при полной механизации производственного процесса. С увеличением производительности линии возрастает длина конвейера, что приводит к многократным его поворотам. Это, в свою очередь, повышает энергоемкость линии и усложняет ее работу и обслуживание. В непосредственной близости к цеху розлива следует размещать форфасное отделение (сборников фильтрованного пива).

Между линиями розлива пива в бутылки расстояние должно быть не менее 2 м.

Склады тары и готовой продукции, материальный склад требуют значительных площадей. При необходимости склады материальный и новой посуды можно размещать на территории предприятия, вблизи главного производственного корпуса.

Помещение, где размещены бутыломоечные машины, из-за повышенного влаго- и тепловыделения необходимо отделять стеной от непосредственно цеха розлива. Вблизи цеха предусматривают отделения для приготовления и регенерации щелочи, сбора и отпуска стеклобоя, склад для хранения этикеток, кронен-пробок, клея и т.п., механические мастерские, электрозарядную для электропогрузчиков.

Приготовление и подача раствора каустической соды и других моющих средств в бутыломоечные машины, укладка бутылок в ящики и извлечение их из ящиков должны быть механизированы.

Производство безалкогольных напитков. В помещении водоподготовки не допускается хранение соли, активированного угля, кислот, щелочей и других материалов.

Сироповарочное и колероварочное отделения должны иметь приточно-вытяжную вентиляцию. Варка сахарного сиропа производится в сироповарочных котлах с электрическим или паровым обогревом, колера - в опрокидывающихся котлах с электрическим обогревом, снабженных механической мешалкой и отсосами для удаления паров и газов.

Сборники-мерники для ингредиентов купажного сиропа размещают на площадке, выше уровня купажного аппарата, для обеспечения самотека компонентов сиропа в купажный аппарат.

Основные компоновочные решения в ликеро-водочном производствезаключаются в том, что на первом этаже в основном расположено оборудование для получения полуфабрикатов (спиртованных соков, морсов, настоев, ароматных спиртов, сахарного сиропа, колера) и приготовления купажа. На втором этаже расположены сборники для ингредиентов купажа и готовых купажей.

В производстве соков и экстрактов сортировка, отбраковка и мойка плодов и ягод должны производиться в отдельном помещении, а моечные машины должны быть снабжены местными отсосами. В отделении устанавливают сборники для отходов плодов и ягод.

Помещение для спиртования соков должно быть изолировано от других производственных помещений и оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией. Для хранения спиртованных соков применяют емкости эмалированные или из нержавеющей стали. Спирт в емкости для спиртования должен подаваться самотеком или насосом с паровым приводом.

В основу компоновочного решения водочного производства положен основной принцип - создание самотека при приготовлении водно-спиртовых смесей, т.е. исключение их многочисленных перекачек. Поэтому для создания самотека водно-спиртовых жидкостей мерники для спирта и умягченной воды, сборники ингредиентов, напорные и доводные чаны располагают выше уровня размещения сортировочных чанов и цеха розлива.

Производство спирта. Бродильное и дрожжевое отделения должны быть изолированы от других помещений. Размещать эти отделения в полуподвальных и подвальных помещениях не допускается.

В производстве водок, ликеро-водочных изделий, спирта помещения категории «А» (спиртохранилище в здании, водочный цех, отделение настоев и ароматных спиртов, предкупажное и купажное отделения, отделение брагоректификации и приема спирта) должны отделяться от помещений других категорий противопожарными стенами второго типа. Расположение других производственных или вспомогательных помещений над или под этими отделениями не допускается.

Производство солода.При компоновке зерно- и солодохранилищ транспортные механизмы для зерна и сухого солода следует проектировать раздельными. При подвозе ячменя и отвозе солода железнодорожным транспортом непосредственно на железнодорожных путях должно располагаться приемное устройство для зерна. В непосредственной близости от железнодорожных путей располагают элеватор и склад товарного солода.

Если подвоз ячменя и отгрузка солода осуществляется автомобильным транспортом, то сооружают приемное устройство для машин с автомобилеразгрузчиком.

Хранение зерна и солода предусматривают бункерного или силосного типа.

Самыми распространенными в практике отечественного солодовенного производства являются механизированные пневматические солодовни с винтовыми или ковшовыми ворошителями, с системами кондиционирования воздуха и механизмами для выгрузки свежепроросшего солода.

Производство солода совмещенным способом в агрегатах большой единичной мощности позволяет наряду с технологическими преимуществами уменьшить металлоемкость оборудования и капитальные затраты на сооружение солодовен. Количество устанавливаемых аппаратов должно позволять полностью использовать вспомогательное оборудование (вентиляторы, конвейеры, теплогенераторы) и получать ежедневно готовый солод. Совмещение основных технологических процессов в одном аппарате эффективно как в солодовнях с винтовым ворошителем, так и с передвижной грядкой и ковшовым ворошителем. В последнем случае над первыми секциями ящика устанавливают стационарную систему для замачивания ячменя, в последних - герметизированные двери для проведения сушки солода.

Примеры компоновочных решений отдельных производств приведены в приложении Б.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение производственному потоку.

2. Назовите виды производственного потока, дайте сравнительную характеристику.

3. Назовите основные принципы компоновки помещений и оборудования.

4. Перечислите основные требования, предъявляемые к компоновке помещений, оборудования.

5. Какие существуют методы выполнения компоновки помещений и расстановки оборудования?

6. В чем сущность метода функциональных связей и в каких случаях он используется?

7. В чем заключается метод моделирования и когда возможно его использование?

8. Каковы особенности выполнения компоновки при реконструкции предприятий?

9. Какие существуют пути изыскания дополнительных площадей для расстановки оборудования при проведении реконструкции?

Лекция 6. ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН ПРЕДПРИЯТИЯ

1. Характеристика генерального плана

2. Требования к проектированию генплана

3. Изображение генплана

1. Характеристика генерального плана

Генеральный план (генплан) - конкретная производственная территория, ограниченная определенными размерами, на которой размещаются все производственные и обслуживающие здания и сооружения, инженерные сети, железнодорожные и автомобильные пути.

В промышленных проектах, выполняемых проектными институтами, при разработке генплана решаются вопросы организации территории всего завода, т.е. вертикальной, горизонтальной, ситуационной и подземной планировки промышленной площадки.

Генплан проектируется по СНиП «Генеральные планы промышленных предприятий».

2. Требования к проектированию генплана

При составлении генплана учитывают требования эксплуатационные, строительные, санитарные, охраны окружающей среды, чрезвычайных ситуаций.

Эксплуатационные требования - установление наикратчайших путей для передачи сырья, полуфабрикатов, готовой продукции; устранение скрещивания потоков транспорта на территории.

Строительные требования - правильная компоновка сооружений, блокировка помещений в общем здании и установление минимальных разрывов между зданиями в соответствии с требованиями противопожарных и санитарных норм.

Промплощадка должна быть минимальной по площади, но в то же время учитывать возможность будущего расширения предприятия. Для этого предусматривают свободные участки. Конфигурацию площадки желательно приближать к квадрату или прямоугольнику.

При размещении зданий и сооружений на территории завода необходимо учитывать направление господствующих ветров в данной местности. Пожароопасные и выделяющие пыль и копоть цеха следует располагать по отношению к другим зданиям с подветренной стороны. Желательно, чтобы вся промплощадка находилась по отношению к жилым кварталам также с подветренной стороны.

Административные здания с контрольно-проходными пунктами и вход на территорию размещают таким образом, чтобы обеспечить свободный доступ посетителей к администрации и исключить при этом бесконтрольное их проникновение в производственные отделения.

На территории предприятия может располагаться магазин по продаже собственной продукции. Вход в него должен быть с тротуара проезжей части улицы, а доставка продукции в магазин должна осуществляться с территории предприятия.

Котельную размещают как можно ближе к основным потребителям пара (например, варочному отделению), чтобы сократить длину паропроводов и свести к минимуму потери теплоты.

При использовании жидкого и твердого топлива необходимо предусматривать на территории предприятия склад топлива, рассчитанный на его двухнедельный или месячный запас, что зависит от условий доставки. Жидкое топливо, как правило, хранится в подземном складе.

Склады, навесы и площадки для тары должны располагаться вблизи подъездных путей.

Артезианские скважины, резервуары для хозяйственных и противопожарных запасов воды и насосные станции размещают на участках, отделенных от остальной территории решетчатым забором, вдоль которого посажены деревья и кустарники. Расстояние от резервуаров и артезианских скважин до ближайших сооружений или автомобильных проездов должно быть не менее 25 м.

Железнодорожные пути предусматривают только в том случае, когда их необходимость обоснована технико-экономическими расчетами. Это связано с тем, что сооружение железнодорожных подъездов требует больших капитальных вложений. Пути прокладывают вдоль продольной оси здания основного корпуса.

Автомобильные дороги шириной 5,5-6,0 м проектируют без пересечения потоков автотранспорта, с устройством погрузочных дворов и площадок для разворота транспорта. Автомобильные весы располагают у въезда на территорию на расстоянии 10-12 м от ворот.

Подземные инженерные сети (водопровод, канализацию, силовой кабель, отопление) прокладывают по наикратчайшему пути, в разрывах между зданиями, желательно в зеленых зонах.

На территории необходимо предусматривать озеленение. Деревья сажают с внутренней стороны ограждения территории; кустарники у изгороди, отделяющей зоны для водоснабжения, около административно-бытовых зданий и площадок для отдыха. Ширина полосы зеленых насаждений 2-5 м, полосы кустарника - 0,8-1,2 м.

3. Изображение генплана

Все здания и сооружения, входящие в состав промышленного предприятия, делят на группы:

1) основные производственные здания;

2) здания подсобно-производственного и обслуживающего назначения: ремонтные мастерские; административно-бытовой корпус (АБК) с лабораторией; авто- и железнодорожные весы; контрольно-пропускной пункт (КПП); склады топлива, смазочных материалов, запасных частей и деталей, оборудования;

3) сооружения энергетического и транспортного хозяйства; связи; внешние сети и сооружения водоснабжения, канализации, теплоснабжения и газификации; объекты благоустройства территории и т.д.

В зависимости от того, в какую группу входят здания и сооружения, их располагают на территории либо на главной линии застройки, либо на второй или третьей линиях. Например, главный производственный корпус (или АБК) размещают на главной линии; элеватор для зерна, объекты энергохозяйства и ремонтные мастерские - на второй линии застройки; объекты вспомогательного назначения и складские помещения - на третьей линии.

Генплан вычерчивается на листе ватмана формата А1 в масштабе 1:500, реже 1:1000. Размеры зданий, не разрабатываемых детально, могут быть взяты по приблизительным подсчетам или на основании практических или литературных данных.

Здания и сооружения показывают в виде отдельных площадей, очерченных жирными контурными линиями, без разбивки на отдельные цехи и помещения. Обозначают зеленые насаждения и направление движения транспортных потоков.

На лист чертежа генерального плана выносят основные технико-экономи-ческие показатели:

- общую площадь производственной территории, га;

- размер территории (длина, ширина), м;

- отношение длины к ширине;

- площадь, занимаемую железнодорожными путями, м²;

- длину железнодорожных путей, м;

- коэффициент плотности застройки, %;

- число отдельных зданий и сооружений.

Площадь генпланов по типовым проектам рекомендуется 5-6 га; отношение длины территории к ее ширине 1:2,5-3,0; площадь озеленения - не менее 15-20 % площади территории; число отдельных сооружений может быть 12-26; плотность застройки - не более 35 %.

Коэффициент плотности застройки (К_З, в %) выражается как отношение площади, занимаемой всеми зданиями и сооружениями (м²), к общей площади территории (м²), умноженное на 100.

Коэффициент использования территории предприятия (К_И, в %) рассчитывается как отношение суммы площадей всех зданий, сооружений, дорог, площадок, древонасаждений (м²) к общей площади территории (м²), умноженное на 100.

Длину (L, м) железнодорожных путей рассчитывают по числу одновременно подаваемых вагонов:

L = (n_В · l_В) / n_П,

где n_В - число вагонов;

l_В - средняя длина большегрузного вагона, м;

n_П - число путей.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение генплана.

2. Какие вопросы решаются при разработке генплана?

3. Какие основные требования предъявляются к проектированию генплана?

4. От чего зависит размещение зданий и сооружений на территории предприятия?

5. Как определяется длина железнодорожных путей, плотность застройки, площадь озеленения?

6. Какие технико-экономические показатели генплана выносятся на лист чертежа?

Лекция 7. СИСТЕМА

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1. Определение и классификация САПР

2. Основные компоненты САПР