3. Конструкторская разработка

В настоящее время существует большое разнообразие машин для гомогенизации молочных продуктов российского и иностранного производства. К ним относятся гомогенизаторы, с одно- и двухступенчатой гомогенизирующей головкой, а также клапанные и плунжерные, с высоким и низким давлением гомогенизации.

Гомогенизация осуществляется путем прохода продукта под высоким давлением с большой скоростью через гомогенизирующую головку, представляющую собой две ступени – щели между притертыми клапаном и седлом, соединенные между собой каналом. Давление в гомогенизаторе регулируется вращением винтов, изменяющих размер щели между клапаном и седлом. При этом на первой ступени устанавливают ѕ необходимого для конкретного продукта давления гомогенизации, на второй – рабочее давление. В данном курсовом проекте рассмотрена модернизация гомогенизирующей головки, для повышения производительности которой применяется вихревой эффект. Рассмотрим конструкцию модернизируемой гомогенизирующей головки подробнее.

3.1 Гомогенизирующая головка

содержащая седло и клапан с расположенным между ними щелью, образованной концентрическими кольцевыми проточками седла и клапана, с разгрузочной камерой, расположенной в щели, проточками для подвода продукта к щели, расположенной в верхней части головки, демпфирующей полостью, встроенной в седло или клапан, отличающаяся тем, что седло и клапан выполнены с возможностью вращения в противоположные стороны под действием движущегося потока молока и установлены в подшипниках, расположенных в неподвижном корпусе, содержащем штуцер для вывода гомогенизированного продукта, при этом проточки для подвода продукта к лабиринтной щели выполнены в виде конфузора, получаемого путем растачивания седла клапана с образованием конических поверхностей, причем вершины их конусов направлены в противоположные стороны, а по всей длине конических поверхностей седла и клапана под углом к образующим выполнены круглые канавки, направленные в разные стороны у седла и клапана.

Гомогенизирующая головка работает следующим образом:

Поток продукта, например молока, под давлением подается в проточки и, двигаясь к лабиринтной щели 3, заставляет вращаться в разные стороны седло и клапан за счет расположенных на их конических поверхностях круглых канавок. Этот способствует избежанию облитерации щели, дает возможность легко регулировать размер щели в процессе гомогенизации. При протекании на большой скорости по щели поток продукта гомогенизируется, т.е. происходит измельчение грубых взвесей и крупных частиц продукта, например жировых шариков. Эффективности гомогенизации продукта способствует не только наличие щели огибаемых препятствий и поворотов, но и вращение седла и клапана в противоположные стороны. Гомогенизированный продукт выводится через патрубок.

Предложенная гомогенизируемая головка позволяет повысить качество гомогенизации за счет дополнительной турбулизации потока, обусловленной вращением седла и клапана в противоположные стороны. В результате этого значительно снижается облитерация щели, что положительно влияет на качество гомогенизации и, как следствие этого, увеличивается производительность процесса гомогенизации. [22]

3.2 Инженерные расчеты

Производительность гомогенизатора равна подаче его насоса. Для плунжерных насосов подача зависит от диаметра плунжеров и величины хода, количества плунжеров и числа оборотов коленчатого вала. При заданных параметрах машины производительность V_сек ее можно рассчитать по формуле

V_сек = м³ / сек, (2.6)

где d‑ диаметр плунжера, м;

S – ход плунжера, м;

п – угловая скорость вращения коленчатого вала, об/сек;

φ – объемный к. п. д. насоса (для молока = 0,85; для вязкого продукта значительно меньше);

z – количество плунжеров.

Мощность N, необходимую для работы гомогенизатора, определяют по формуле для расчета мощности насосов

N = Вт, (2.7)

где р₀ – давление, развиваемое плунжерами гомогенизатора (давление перед клапаном), Н/м² ;

η – механический к. п. д. гомогенизатора (= 0,75).

В результате затрат большого количества механической энергии, которая превращается в теплоту, при клапанной гомогенизации заметно нагревается продукт.

Повышение температуры продукта в гомогенизаторе можно рассчитать по формуле:

∆t = град, (2.8)

где N ‑ потребная мощность, Вт;

V_сек – объемная производительность гомогенизатора, м³ /ceк;

ρ – плотность продукта, кг/м³ ;

С–массовая теплоемкость продукта, Дж/(кг∙ град).

Расчет и выбор конструктивных параметров гомогенизирующей головки.

Эффективность гомогенизации зависит от гидравлических условий в зоне клапанной щели. Эти условия в основном определяются давлением гомогенизации, от которого зависит скорость движения жидкости в щели и высота клапанной щели. В радиально расходящейся клапанной щели скорость потока V₁ имеет наибольшее значение в начале щели на радиусе r. По мере расширения потока к выходу скорость уменьшается до величины V₂ . Наибольшая теоретическая скорость V₁ зависит от давления гомогенизации и может быть вычислена по формуле Торричелли:

где – давление гомогенизации, Па;

Y - удельный вес жидкости, Н/м³ ;

Действительная скорость истечения V меньше теоретической, причем величина отклонения зависит от вязкости жидкости и высоты клапанной щели. Число Re для потока жидкости не зависит от давления гомогенизации и при работе с данным продуктом остается постоянным при любых режимах работы:

где - кинематическая вязкость, м² /с;

Следовательно, число Re для потока в клапанной щели зависит от производительность машины, размеров клапана и вязкости жидкости. Обычно при работе гомогенизаторов число Re =25000…35000.

м

Высота клапанной щели h при работе гомогенизатора нестабильна, а изменяется в широком диапазоне в зависимости от расхода жидкости через клапан, размеров клапана, давления гомогенизации и вязкости жидкости. Ее можно определить по формуле (2):

Толщина тарелки клапана:

где р - давление гомогенизации, Па;

Па – допускаемое напряжение для материала клапана;

d_k –диаметр клапана, м

где π - производительность гомогенизатора, м/с

V_d - допускаемая скорость жидкости в седле, м/с.

ΔS- площадь сечения хвостовика, м²

где – радиус хвостовика, м² .

Из уравнений (3), (4), (5) вычисляем толщину тарелки клапана и диаметр клапана:

При гомогенизации часть механической энергии превращается в теплоту, вследствие чего происходит повышении температуры гомогенизации продукта Δ t:

где Р - давление гомогенизации, Па

c = 3850 Дж/(кг·К) - удельная теплоемкость молока;

– 1027 кг/м³ - плотность молока, кг/м³

Средний диаметр жировых шариков, м определяется по формуле Барановского Н.В.:

где Р - давление гомогенизации, МПа

Расчет предохранительных клапанов можно свести к определению проходного сечения седла клапана с учетом вязкости обрабатываемой жидкости. Для маловязких жидкостей (молоко, соки) диаметр проходного сечения седла определяется по формуле:

где р_в –давление всасывания, МПа

П – производительность, м³ /ч

δ_в – отношение массы перекачиваемой жидкости к массе воды

Высокое давление гомогенизации является причиной того, что клапанные гомогенизаторы поглощают много электроэнергии и отличаются большой металлоемкостью. Чтобы уменьшить расход энергии и облегчить конструкцию, за рубежом созданы гомогенизаторы "низкого давления". Режим их работы позволяет получить эффект гомогенизации, достаточный при выработке цельного гомогенизированного молока. Пружина гомогенизирующей головки должна быть достаточно жесткой, чтобы обеспечить необходимое давление гомогенизации, зависящее от усилия Р, с которым пружина действует на клапан. Связь между этим усилием, параметрами пружины и возникающим в пружине наибольшим касательным напряжением τ_мак выражается формулой:

где Р - усилие, действующее на пружину, Н;

D - средний диаметр витков пружины, м;

d - диаметр проволоки, м;

К - поправочный коэффициент.

Поправочный коэффициент зависит от индекса пружины:

Приближенно

Пружина должна удовлетворять условию τ_мак <[τ]. Допускаемые напряжения на кручение [τ] , которые зависят от механических свойств материала, колеблется в широких приделах (300-600 Н/м² ).

При расчете задаемся индексом пружины С_п =4...5. Это дает возможность на основании формулы (9) определить диаметр проволоки:

По формуле (10) рассчитывают средний диаметр витков пружины.

Количество витков пружины гомогенизатора n = 4...6

Усилие затяжки Р определяется по формуле: Р=f · ΔP

где f – площадь сечения канала перед клапаном, м² ;

ΔP - рабочее давление гомогенизатора, Н/м² ;

3.3 Определение конструктивных параметров насосного блока и расчет мощности на привод

Из производительности плунжерного гомогенизатора П, м³ /с

где d - диаметр плунжера, м;

s - ход плунжера, м;

n - частота вращения, с^-1 ;

z = 3 - число плунжеров;

φ - 0,85 – КПД насоса.

Найдем диаметр плунжера

Мощность, необходимая на привод, определяется по формуле для расчета мощности насосов:

V - объемная производительность гомогенизатора, м³ /с;

Ρ - 1027 – плотность продукта, кг/м³ ;

С = 3500 – массовая теплоемкость продукта, Дж/(кг·К);

Отсюда

d₁ =40·

Найдем диаметр ведомого шкива:

d₂ =u· d₁ (1-ξ) (20)

ξ - коэффициент упругого скольжения (0,01..0,02)

d₂ = 2,8 · 232,26(1 - 0,02) = 637,32 мм

Значение диаметра шкивов выбираем из стандартного ряда:

d₁ = 250мм, d₂ = 710мм

Межосевое расстояние предварительно вычисляем по формуле:

а = 0,55 · (d₁ + d₂ ) + h; (21)

h - высота ремня, мм

а = 0,55 · (250+710)+13,5=541,5 мм

Длина ремня

L= 2·541.5+3.14(250+710)/2+(710-250)² /4·541.5=2687.89 мм

Длину клиновых ремней уточняют по стандартному ряду: L=2800

Затем пересчитывают межосевое расстояние по формуле:

Угол обхвата ремнем меньшего шкива:

α₁ =180° - 57(d₂ - d₁ )/а (24)

α₂ =180° - 57(710 - 250)/602,5=136,48°

Для клиноременной передачи α₁ ≥90°. С уменьшением угла обхвата снижается тяговая способность передачи.

Усилие в ремне. Окружное усилие, Н

F_t =2T/d

где Т - передаваемая мощность, Вт.

V=3.14·250·732/60·10³ =9.577<25 м/с

Найдем предварительное натяжение ремня F₀ , необходимое для создания силы трения между ремнем и ремнями; а также натяжение ведущей ветви F₁ и ведомой ветви F₂ по формулам:

где е – основание натурального логарифма;

f - коэффициент трения ремня по шкиву;

Сила натяжения в ремне создают нагрузки на валы. Равнодействующая этих сил:

Напряжения в ремне. В ведущей ветви ремня возникает наибольшее напряжение растяжения:

σ₁ =F₁ /A

σ₁ =3067.8/230=13.34 Н/мм

Наибольшее напряжение изгибы возникает на ведущей шкивы:

σ_u =Eδ/d_1, (30)

где Е - модуль упругости материала ремня: для резинотканевых ремней Е = 200...350 МПа

δ/d₁ - относительная удлинение ремня: для плоскоременных передач δ/d₁ =1/100…1/250.

σ_u =300·1/40=7,5 Мпа.

σ_мак =7,5+13,34=20,84 МПа

Найдем коэффициент тяги, который показывает, какая часть предварительного натяжения ремня F₀ реализуется для передачи полезной нагрузки F_т :

φ=1566,2/2·2284,7=0,34

Расчет клиноременных передач. Основные параметры клиновых кордошнуровых ремней – формулу и размеры поперечного сечения, длину определяют в соответствии с ГОСТ 1284.1-89. Сечение ремня выбирают в зависимости от передаваемого момента. В приводах с/х машин используют ремни сечений А,В,С,Д .В нашем случае –это С. Проектный расчет передачи ведет по допустимой мощности, передаваемой одним ремнем:

Р_р =р₀ ·С_α ·Сu·C_l ·C_p ; (32)

Р₀ - допустимая мощность , кВт, передаваемая одним ремнем при u=1,

Сu - коэффициент, учитывающий передаточное число;

C_l - коэффициент, учитывающий длину ремня;

С_α - коэффициент, учитывающий угол обхвата,

C_p - коэффициент, учитывающий режим и характер работы.

Коэффициент, учитывающий длину ремня:

C_l =

L₀ - базовая длина клинового ремня:

C_l = =0,86

Р_р =6,02·0,868·1,14·0,96·0,8=4,57 кВт.

Передаточное число ремней в передаче:

где Р - передаваемая мощность, кВт

-коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между ремнями.

Значение коэффициента принимают в зависимости от предварительного числа ремней, из следующих соотношений:

z¹ 1 2..3 4…6

1 0,95 0,9

Предварительное число ремней:

z¹ =Р/Р_р (35)

z¹ =15/4,57=3,3

z≥ =3,64

рекомендуется принимать z≤6, поскольку из-за погрешностей изготовления длины ремней разная и нагрузка между ними распределяется неравномерно.

Расчет на долговечность. Основная причина усталостного разрушения ремня - циклически изменяющиеся напряжения, существенно зависящие от базового числа циклов изменения напряжений N_оц и фактического числа пробегов ремня за время эксплуатации:

N_оц =3600·а Т₀ ·λ, (36)

где а - число шкивов,

Т₀ - наработка ремня, ч

λ - частота циклов изменения напряжений, равная частоте пробегов ремня в секунду.

Наработка ремня, ч

Т₀ =( )^m · ; (37)

где -предел выносливости, соответствующий базовому числу циклов изменения напряжения;

m-опытный показатель;

=1;

=2.

При периодически изменяющихся нагрузках от 0 до номинального значения.

=1,5 =2,1

Т₀ =( )⁸ ·

N_оц =3600·2·0,4· =9850,6

Шкивы ременных передач. Конструкция шкива зависит от его размеров, материала и типа передачи. Шкивы изготавливают из чугуна, стали, легких сплавов и пластмасс. Основные размеры шкивов – диаметр и ширину обода рассчитывают, остальные размеры определяют по рекомендациям ГОСТ 17383-73 для плоских ремней и ГОСТ 20889-88 для клиновых ремней нормальных сечений. [16]

Ширина шкива клиноременной поликлиновой:

М=(n-1)l+2f; (38)

n - число канавок на шкиве.

М=(4-1)·25,5+2·17=110,5мм

Толщина обода чугунных шкивов клиновых передач: δ = (1,1…1,3)h ;

δ = (1,1..1,3)·1,43=17,16 мм. (39)

4. Охрана труда и экологическая безопасность проектных решений

Проектируемый гомогенизатор полностью отвечает требованиям ОСТ-27-00-216-75, ГОСТ 12.3.002 – 75 и ГОСТ 12.2.048-80. Гомогенизатор со всех сторон заключен в кожух, что полностью исключает производственный травматизм при его эксплуатации. Машина снабжена системой автоматического отключения при изменении какого- либо технологического параметра. Перед пуском гомогенизатора следует проверить наличие и уровень масла в масляной ванне, исправность манометра. Затем пускают воду на охлаждение плунжеров. Давление в нагнетательной камере гомогенизатора не должно превышать предела, установленного паспортом (красная черта на манометре указывает предельно допустимое рабочее давление). Гомогенизатор останавливают, если стрелка манометра делает резкие скачки или показывает давление выше допустимого уровня. До полной остановки гомогенизатора запрещается вскрывать головку, уплотнять сальники плунжеров и производить какой-либо ремонт машины или коммуникаций.

При техническом обслуживании и ремонте следует пользоваться специальным инструментом и приспособлениями. Запрещается использование случайных подручных средств.

По электробезопасности гомогенизатор К5-ОГА-10М полностью отвечает требованиям ГОСТ 12.2.007-75. Защитный кожух машины полностью исключает поражение человека электрическим током. При переходе на металлические части гомогенизатора предусмотрено зануление и автоматическое отключение машины. Наше время характеризуется тем, что практически каждый человек связан с использованием электрической энергии. Кроме этого опасность поражения электрическим током среди прочих опасностей отличается тем, что человек не может обнаружить без специальных приборов напряжение на расстоянии. Оно обнаруживается только тогда, когда человек касается токоведущих частей. Поэтому большое значение приобретают вопросы защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током. Для обеспечения электробезопасности на предприятиях мясной и молочной промышленности используют следующие технические способы и средства защиты:

- защитное заземление;

- зануление;

- применение малых напряжений;

- контроль изоляции обмоток;

- средства индивидуальной защиты;

- предохранительные приспособления.

Гомогенизатор является относительно безвредной с точки зрения охраны труда, машиной. В нем не используется такие потенциальные опасные вещества, как газ, пар и т.д. , не происходит выброса в атмосферу каких-либо вредных веществ. Возможность аварии при нарушении правил пуска оборудования. При пуске холодного оборудования гомогенизатора клапан должен быть открыт и давление гомогенизации должно быть равно 0. В противном случае при пуске жидкости в гомогенизатор возможно возникновение гидравлического удара, в этом случае могут быть разрушены нагнетательные клапаны гомогенизатора. Плунжерный насос должен иметь предохранительный клапан, рассчитанный на максимальное давление и манометр регистрирующий давление гомогенизации. Кроме того проектируемый гомогенизатор управляется дистанционно, в нем предусмотрен ряд автоматических блокировок в случае нарушения какого-либо технологического параметра (давление продукта, давление масла, изменение силы тока в питающей сети). Интерес представляет лишь шум, создаваемый трущимися частями машины и движущейся жидкости. [18]

4.1 Производственная санитария

Производственная санитария включает в себя: оздоровление воздушной среды и нормализацию параметров микроклимата рабочей зоне, защиту работающих от шума, вибрации, обеспечение требуемых нормативов естественного и искусственного освещения, поддержание в соответствии с санитарными требованиями территории предприятия, основных производственных и вспомогательных помещений.

4.2 Шум

Расчет уровня звукового давления создаваемого гомогенизатором при работе.

Исходные данные:

Цех: аппаратный 24246 м

Шумовая характеристика гомогенизатора по частотам

Уровень звукового давления L сравниваем с ГОСТ 12.1.003-83 "ГОСТ. Шум. Общие требования". Допустимые уровни звукового давления приведены в сводной таблице (см. ниже).

Уровень звукового давления в середине помещения.

где L_р – уровень звуковой мощности от источника шума, Дб;

r – расстояние от источника шума до середины помещения, м;

В – постоянная помещения, м³ .

r = 3 м;

В = V/18,

V = 24246 = 3456 м³ – объём помещения;

 - частотный множитель.

Значение коэффициента  по частотам

Результаты расчетов уровня звукового давления сводим в таблицу (см. ниже).

Полученные результаты не превышают предельно-допускаемые значения уровня звукового давления.

Электродвигатели, гомогенизаторы и пусковая аппаратура должны быть тщательно заземлены; необходимо систематически проверять состояние заземляющих устройств. Во время эксплуатации у приводов должны быть защитные кожухи. Запрещается проводить ремонт, смазку, чистку и мойку на ходу машины. Исправность предохранительного клапана и его регулирование на максимально допустимое рабочее давление надо обязательно проверять каждый раз перед работой. Рабочее давление в нагнетательной камеры регулируют штурвалом гомогенизирующей головки. Оно не должно превышать паспортного значения.

У пусковой кнопки электродвигателя привода гомогенизатора обязательно должна быть вывешена табличка с надписью "Перед включением электродвигателя пусти воду на охлаждение плунжеров". Останавливать машину только после разжатия до отказа пружины гомогенизирующей головки. При несоблюдении этого требования диафрагмы манометров выходит из строя. После работы блок цилиндра промывают на ходу машины, пропуская через него сначала теплую, затем горячую воду до тех пор, пока вода не будет выходить чистой. Затем разбирают гомогенизирующую часть и хорошо промывают в горячей воде, сушат и собирают блок.

4.3 Охрана окружающей среды

Окружающая среда является неотъемлемой составной частью жизнедеятельности человека, как с точки зрения прогресса, так и вредных его последствий. Неблагоприятное изменение таких дефицитных ресурсов планеты, как воздух, вода, плодородные почвы, природные источники питания достигли угрожающего уровня.

Государственная охрана санитарного надзора и охраны природной среды должны осуществлять постоянный контроль за соблюдением действующих предельно допустимых концентраций вредных выбросов со стороны предприятия.

Производство молочной промышленности может иметь разнообразные источники загрязнения атмосферы: выброса систем вентиляции, газообразные выбросы от технологического оборудования, выбросы автотранспорта и другое. Основными источниками загрязнения является производство сухого молока и молочных продуктов (сушильные установки, огневое калориферы); жестянобаночный цех (лужение, траление, пайка); производство казеина (дробилки, казеиносушилки); отделение мойки тары и оборудования; производство мороженого (печь для выпечки вафель); сыродельный (парафинеры, коптилки колбасного сыра) и другие.

Выбросы в атмосферу предприятием молочной промышленности можно разделить на следующие группы:

· Выбросы, образующиеся при производстве энергии и в результате использования транспортных средств;

· Выбросы, сопутствующие основным технологическим процессам;

· Выбросы вспомогательных цехов и производств.

На предприятии источниками являются сыродельный цех (парафинирование сыра), а также транспортные средства (транспортирующие сырье и готовую продукцию) и собственная котельная.

Для уменьшения загазованности воздуха площади свободные от построек благоустроены и озеленены, причем породы деревьев выбраны хвойные, обладающие ярко выраженной способностью к газопоглощению и пыле задержанию. Кроме поглощения вредных газов и паров зеленые насаждения снижают уровень шума, а также насыщают воздух кислорода. Для функционирования котельной выбрано наиболее экологически чистое топливо – газ. При сжигании топлива в состав выбросов входят только окись углерода и окиси азота, тогда как при использовании твердого топлива и мазута в выбросах присутствуют также твердые частицы (зола, сажа) и сернистый ангидрид.

Предприятия молочной промышленности расходуют чистую воду, которая в процессе её использования загрязняется различными примесями, в том числе и органическими. Органические вещества являются хорошей питательной средой для различного рода бактерий. Поэтому для поддержания хорошего санитарного состояния помещений и территорий предприятие отбросы и сточные воды немедленно удаляются с предприятия, а также через систему канализации за пределы населенного пункта. В зависимости от происхождения, вида и качественной характеристики сточные воды предприятий молочной промышленности можно подразделить на производственные (промышленные), хозяйственно – фекальные и ливневые (атмосферные) сточные воды. По степени загрязнения сточные воды подразделяют на загрязненные, условно-чистые воды образуются в результате производственных операций и загрязнена обычно составляющие молоко (молочный жир, белок).

На предприятии при мойке оборудования и производственных помещений используются моющие средства, частично растворяющие эти вещества. Сточные воды предприятия поступают в городскую канализацию и только после предварительной очистки (механической, биологической), попадают в водоемы. Качество, безопасность пищевой продукции и способность её удовлетворять физиологические потребности человека определяются соответствием ее гигиеническим нормативам, установленным санитарными правилами и нормами. Требования, которыми должны соответствовать органолептические свойства пищевой продукции, устанавливаются в нормативной и технической документации на её производство. Безопасность продовольственного сырья и пищевых продуктов в эпидемическом и радиационном отношение, а также по содержанию химических загрязнителей определяется их соответствием гигиеническим нормативам.

Гигиенические нормативы включают потенциально опасные химические соединения и биологические объекты, присутствие которых в пищевой продукции не должно превышать допустимый уровней их содержания в заданной массе (объем) исследуемой продукции. В продовольственном сырье и пищевых продуктов регламентируется содержание основных химических загрязнителей, представляющих опасность для здоровья человека. Гигиенические требования к допустимому уровню содержания токсичных элементов предъявляются ко всем видам продовольственного сырья и пищевых продуктов. Во всех видах продовольственного сырья и пищевых продуктов нормируется как глобальные загрязнители пестициды – генсахлорцикоиогексан (α-, β-, γ- изомеры) и ДДТ и его метаболиты. В продуктах животного происхождения нормализуются остаточные количества антибиотиков, применяемых в животноводстве для целей откорма, лечение и профилактики заболеваний скота. В молоке и молочных продуктах контролируются как допущенные к применению в сельском хозяйстве кормовые антибиотики – пенициллин, стрептоцин, антибиотики тетрациклиновой группы, левомицитин. С целью ограничения внутреннего облучения установлены гигиенические нормативы содержания радионуклидов. Радиационная безопасность пищевой продукции определяется её соответствием допустимым уровнем удельной активности радионуклеидов цезий – 737 и стронций – 90. Гигиенические нормы качества и безопасности, которые должны соответствовать все пищевые продукты и продовольственное сырье, приведены (приложении П). По этим показателям ежемесячно испытание продукции проводят сотрудники лаборатории Областной СЭС. Санитарно – гигиенической оценке подлежат пищевые продукты и продовольственное сырье животного происхождения после ветеринарно–санитарной экспертизы, проводимой государственной ветеринарной службой в соответствии с действующими ветеринарной –санитарными правилами и при обязательном наличии документов, выданных органами Госветслужбы. [20]

5. Технико-экономическая оценка проекта

Экономическая эффективность определяется путем сравнения общих и частных показателей вариантов проектных решений. Основным из общих показателей являются затраты труда, стоимость продукции, приведенные затраты, коэффициенты экономической эффективности капитальных вложений, срок окупаемости.

Рассчитываем стоимость материала, необходимого для производства деталей С_м , руб.

Где, - средняя стоимость 1 кг материала из которого изготавливают детали, руб.(=30 руб.)

- масса изготавливаемых деталей, кг (=37кг)

С_м = 30◦37=1110 руб.

Фонд оплаты труда рабочих изготавливающих детали Ф_о , руб.

Где, Т_у -трудоемкость установки детали, чел/ч(=28 чел/ч)

СЧ_о - средняя оплата труда рабочих машиностроительного завода, руб(=37 руб)

Ф_о =28◦37=1036 руб.

Отчисления в фонд 31% от фонда оплаты труда рабочих изготавливающих детали О_ф , руб.

О_ф =1036◦0,31=321 руб.

Затраты на производство модернизированной машины З_м , руб.

З_м = С_с + С_м + О_ф + Ф_о =490 000+1110+1036+321=492467 руб.

Торговая цена модернизированной машины Ц_м , руб рассчитывается по формуле:

Ц_м =з_м +ТН,

Где, ТН –торговая наценка, руб (=54345 руб.)

Ц_м = 492467+54345=546812 руб.

Расчеты капительных затрат по внедрению модернизированной машины. Покупка модернизированной машины Ц_м =546812 руб.

Монтаж модернизированной машины принимается в размере 5% от стоимости машины:

М_м =Ц_м ◦0,05

М_м =546812◦0,05=27340 руб.

Доставка модернизированной машины к месту работ рассчитывается и принимается 2% от стоимости машины:

Д_м =Ц_м ◦0,02;

Д_м =546812◦0,02=1096 руб.

Всего капитальных затрат по модернизации машины КЗ₂ , руб,:

КЗ₂ = Ц_м + Д_м + М_м ;

КЗ₂ =546812+1096+27340=575248 руб.

Критерием сравнительной экономической эффективности является минимум приведенных затрат (З). Приведенные затраты по каждому варианту представляют собой сумму текущих затрат (себестоимости) и капитальных вложений, приведенных к одинаковой размерности в соответствии с нормативом эффективности. Наиболее экономичен вариант новой техники, которому соответствуют наименьшие приведенные затраты при одинаковом объеме выполняемой полезной работы. [21]

З = С + Е_н × К ® min,

С - себестоимость прибора;

C₁ =490000руб. - себестоимость базовой СУ

C₂ = 575248 руб. - себестоимость проектируемой СУ

К - удельные капитальные вложения в производственные фонды (определяются как нормированная величина),

K = 0,9 ´ C,

К₁ = 441000 руб.,

К₂ =517723руб.;

E_н - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений,

Е_н = 0,17.

Имеем:

З₁ = 490000+ 0,17´441000 = 564970 руб.,

З₂ = 575248 + 0,17´517723 = 663260руб.

Минимальная оптовая цена базовой и проектируемой СУ:

Ц_м = С_нт ´ (1 + Р_с ),

где Р_с - коэффициент рентабельности изделия, отражающий отношение прибыли к себестоимости продукции (Р_с = 0,13¸0,2 ),

Тогда:

Ц_м1 = 490000 ´ (1 + 0,15) = 563500 руб.;

Ц_м2 = 575248 ´ (1 + 0,15) = 661535 руб.

Расчет сравнительной экономической эффективности проведем по формуле:

где З₁ ,З₂ - приведенные затраты на изготовление базового и проектируемого прибора;

В₁ ,В₂ - производительность (мощность) базового и проектируемого прибора;

В связи с уменьшением количества, брака вызванным применением проектируемой СУ, производительности базовой и проектируемой СУ соотносятся как:

В₂ / В₁ = 1,2

Р₁ ,Р₂ - доля амортизационных отчислений на реновацию (полное восстановление) базового и нового прибора;

где Т_с - срок службы машины;

Р₁ = 1/2 = 0,5;

P₂ = 1/10 = 0,1

Э_р ^Б’ , Э_р ^Н - эксплуатационные расходы по базовому устройству на сопоставимый объем работы (сопоставимую мощность) и новому прибору;

где Э_р ^б - годовые эксплуатационные расходы по базовому прибору;

При расчете годовых эксплуатационных расходов учитываются только те издержки по эксплуатации, которые претерпевают изменения при сопоставлении со сравниваемым устройством:

Э_р = А + Р_т + Э_н ,

где А - амортизация техники, исчисляемая исходя из срока службы (Т_с ):

А = Ц_м / Т_с ;

А₁ = 490000 / 2 = 245000 руб.

А₂ = 575248 / 10 =57524 руб.

Р_т - расходы на текущий ремонт техники, исчисляемые по нормативу в проценте к ее стоимости:

Р_т = Ц_м ´ Н_р / 100,

где Н_р - норматив расхода средств на ремонт в проценте к оптовой цене (3¸7%);

Р_т1 = 490000 ´ 5 / 100 = 24500 руб.

Р_т2 = 575248 ´ 5 / 100 = 28762 руб.

Э_н - расходы на электроэнергию:

Э_н = М_т ´ Т_ч ´ С_э ,

где М_т - потребляемая мощность, кВт;

Т_ч - время работы техники за год, ч;

С_э - стоимость одного кВт-ч энергии;

С_э = 2,3 руб.

Тогда:

Э_н1 = 12000 ´ 3,0´ 2,3 = 82800 руб.

Э_н2 = 10000 ´ 2,5 ´ 2,3 = 57500 руб.

Откуда:

Э_р ^н = Э_р2 = 1725 + 862,5 + 1875 = 317192руб.;

Э_р ^б = Э_р1 = 5750 + 575 + 2250 = 125530 руб. ,

следовательно:

Э_р ^Б’ = 125530 ´ 1,2 = 416760 руб.

К₁ ^’ , К₂ ^’ - сопутствующие капитальные вложения для эксплуатации базового прибора на сопоставимый объем работы (сопоставимую мощность) нового прибора

Величины К₁ , К₂ могут приниматься укрупненно

К_1,2 = 0,05 ´ 3_1,2 ;

Имеем:

К₁ = 0,05 ´ 564970 = 28248руб.;

К₂ = 0,05 ´ 663260 = 33163 руб.;

Тогда:

К’₁ = 28248 ´ 1,2 = 33897руб.

- среднегодовой выпуск нового прибора,

где N - потребность народного хозяйства в проектируемом приборе;

N = 20000 шт.

Т_п - период производства.

Т_п = 10 лет,

Откуда сравнительная экономическая эффективность проектируемой СУ составляет:

Срок окупаемости капительных вложений Т_о , год:

Удельная материалоемкость модернизированной машины М_у2 :

Где, σ_м - масса машины (=0,553 т.)

Удельная материалоемкость старой машины М_у =0,38

Анализируя полученные результаты, мы видим, что при незначительном уменьшении массы и удельной материалоемкости машины, сумма капитальных вложений достаточна существенна. Это говорит о том, что стоимость и изготовление деталей модернизируемого узла гомогенизатора высокая. [19]

Заключение

В ходе выполнения данного курсового проекта были решены следующие задачи:

Во-первых, это закрепление знаний, полученных за время изучения теоретического материала, а также применение этих знаний при решении данной технической задачи, а именно усовершенствование гомогенизатора клапанного типа, как следствие приобретение начальных навыков проектирования.

Во-вторых, ознакомление с технологией производства пастеризованного молока с соблюдением необходимых режимов и параметров, а также проведение необходимых технологического, энергетического, кинематического, экономического расчетов.

В-третьих, в результате выполнения данного курсового проекта, мы ознакомились с основными особенностями гомогенизаторов.

Список используемой литературы

1. Г.Н. Крусь., А.М. Шалыгина., З.В. Волокитина. " Методы исследования молока и молочных продуктов".М.: "Коло сС", 2002 г.

2. Г.Н. Крусь., А.Г. Храмцов., З.В. Волокитина., С.В. Карпычев. "Технология молока и молочных продуктов".М.:"КолосС", 2004г.

3. С.А. Бредихин., Ю.В. Космодемьянский., В.Н. Юрин. "Технология и техника переработки молока".М.: "КолосС", 2003г.

4. С.Т. Антипов., И.Т. Кретов., А.Н. Остриков., В.А. Панфилов., О.А. Ураков. "Машины и аппараты пищевых производств". М.: "Высшая школа", 2001.

5. П.Ф. Дьяченко. "Технология молока и молочных продуктов". М.: "Высшая школа", 2000 г.

6. Н.И. Томбаев. "Справочник по оборудованию предприятий молочной промышленности", М.: "Пищевая промышленность" 1972 г.

7. Л.И. Степанова. "Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептура. Цельномолочные продукты.". СПб.: "ГИОРД" 2004 г.

8. Е.И. Березин., Т.В. Ковалева. "Машины и оборудование для цехов и предприятий малой мощности по переработке с/х. сырья", М.: "Пищпром" 1974 г.

9. Сборник технологических инструкций по производству сливочного и топленого масла.

10. А.Г. Храмцов., Э.Ф.Кравченко., С.С.Петровский. "Сборник технологических по производству сливочного и топленого масла" М.: "Легкая и пищевая промышленность", 1981 г.

11. В.П. Соколовский., Г.Г. Вольсон. "Пищевая и лечебная ценность молока и молочных продуктов", М.: "Пищевая промышленность", 1988 г.

12. В.М. Кузюр, "Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине "Технология хранениия и переработки сельскохозяйсвенной продукции.""

13. И.Б. Гисин., В.И. Сирик. "Технология молока и молочных продуктов", М.: "Пищевая промышленность", 1973 г.

14. "Инструкция по микробиологическому контролю на предприятиях молочной промышленности" М.: "Пищевая промышленность", 1988 г.

15. Сурков В.Д. Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности / В.Д. Сурков, И.Н. Липатов, Н.В. Барановский. – 2‑е изд., перераб. и доп. – М.: Пищевая промышленность, 1970. – 552с.

16. Принципы синтеза технологических схем: учебное пособие по выполнению технологической системы в дипломных и курсовых проектах / К.Ф. Красильникова, Э.И. Уютова, Ю.В .Попов, В.А. Навроцкий; ВолгГТУ. – Волгоград: РПК "Политехник", 2001. – 107с.

17. . Галат Б.Ф.Справочник по технологии молока / Б.Ф. Галат, Н.И. Машкин, Л.Г. Козага. – 2-е изд., перераб. и доп. – К.: Урожай, 1990. – 192с.

18. Афонина О.А., Иванов С.П. Методические указания по выполнению раздела “Охрана труда” в дипломных работах.

19. Алешина О.Н. Конспект лекций по курсу “Экономика производства и организация планирования.”

20. Крылов В.А., Яров В.Н. Методические указания к дипломному проектированию по курсу “Охрана труда”.

21. Бормотова В.А. Методические указания по выполнению организационно-экономической части дипломных проектов.

22. Патент РФ от 12.02.2000 "Гомогенизирующая головка", патентообладатель Воронежская Государственная Академия

ПРИЛОЖЕНИЕ

Прайс лист на запасные части к гомогенизатору А1-ОГ2М (-2,5; А1-ОГМ)

Кривошипно-шатунный механизм А1-ОГ2М (-2,5):

Блок плунжерныйА1-ОГ2М (-2,5):

Установочные размеры головки: Межцентровые расстояния отверстий 84 и 47 мм, Диаметр четырёх отверстий 14 мм.

Головка гомогенизирующая А1-ОГ2М (-2,5; А1-ОГМ):

Клапан предохранительный А1-ОГ2М (-2,5; А1-ОГМ):

Манометрическая головка

Прайс лист на гомогенизаторы

ГОМОГЕНИЗАТОРЫ. ДИСПЕРГАТОРЫ

МАСЛООБРАЗОВАТЕЛИ

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ВАКУУМНОЙ ОБРАБОТКИ МОЛОКА

ФАСОВОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

содержание   ..  210  211  212   ..