3.3 Расчет потребной  тары и вспомогательных  материалов

     Из  таблицы 2 принимаем, что продукция разливается в стеклянные бутылки емкостью 0,5 л. В таком случае бутылок потребуется 20 млн. шт.

     Потеря  бутылок при хранении, розливе  и внутризаводских транспортировках примем в следующих размерах, % [19]:

     на  тарном складе –                     0,8;

     в производстве –                        2,5;

     на  складе готовой продукции  – 0,1

                     Всего он составит     3,4%.

     С учетом потери бутылок потребуется:

= 20703934 шт. емкостью 0,5 л

     Для покрытия потерь потребуется бутылок

20703934 –  20000000 = 703934 шт. емкостью 0,5 л

     Учитывая, что 5% не возвращается из торговой сети, потребность в новых бутылках равна: 

     20000000 × (5 / 100) = 1000000 шт.

     Потребность в оборотных бутылках (бутылка  делает 40 оборотов в год) составит:

     20000000 / 40 = 500000 шт.

     Ящики. В стандартные ящики укладываются бутылки вместимостью 0,5 л – по 20шт. Для укладки всей продукции с учетом 2% износа потребуется ящиков для бутылок:

     20703934 / 20 / 0,98 = 1 056 323 ящиков

     Учитывая, что 90% ящиков является оборотными, поэтому новых ящиков потребуется:

     1056323 × (100 – 90) / 100 = 105632 шт.

     Потребность в оборотных ящиках при 40 оборотах в год составит:

     20703934 / (20 × 40) = 25880 ящ.

     Кронен-пробки и этикетки.

     Этикетки  прямоугольные ГОСТ 16353-70, размер 100×70 мм по нормам – 1022 шт. / тыс. бут.

потребуется на 20000000 бутылок – 20440000 шт.

     Кронен-пробка для укупорки бутылок ОСТ 18-85-82 по нормам – 

1043 шт./тыс.  бут.

потребуется на 20000000 бутылок – 20860000 шт.

     Клей  Декстрин (ГОСТ 6034-74)для наклейки этикеток на приклеивание этикеток расходуется:

0,5 л  бутылки – 5,5 г/дал (0,275 кг на 1000 бутылок)

     Бутылки (0,275 × 20000000) / 1000 = 5500 кг

     Картон  фильтровальный "Т" (ГОСТ 12290-80) – по нормам – 7,8 кг/тыс. дал

на 10000000 дал потребуется – 7800 кг

     Дезинфицирующие вещества

– известь  хлорная (ГОСТ 1692-85) 2-х % раствор хлорной извести – по нормам для дезинфекции оборудования и коммуникаций – 1,6 кг/тыс. дал.

1000000 ×  1,6 /1000 = 1600 кг

– щелочь для мойки бутылок.

     В среднем она расходуется из расчета 1000 кг на 1 млн. бутылок. Тогда расход на годовой выпуск продукции потребуется щелочи:

20000000 ×  1000 /1000000= 20000 кг

– кальцинированная сода 100%-ная (ГОСТ 6100-75) по нормам на мойку бутылок – 760 кг на 1 млн. бутылок

20000000 × 760 /1000000 = 15200 кг

– каустическая сода 100 % -ная (ГОСТ 2263-71)  по нормам на мойку бутылок – 1070 кг на 1 млн. бутылок

20000000 ×  1070 /1000000 = 21400 кг

     Марля двухниточная отбеленная гигроскопическая, шир. 90 см – по нормам 0,39 м/тыс. дал

     1000000 × 0,39 /1000 = 390 м

Фланель отбеленная арт. 1631, шир.90 см – 0,089 м/тыс. дал

     1000000 × 0,089 /1000 = 89 м

Бязь  отбеленная арт.200, шир. 90 см – 0,059 м/тыс. дал

     1000000 × 0,059 /1000 = 59 м

 

4 Расчет и подбор  оборудования

       4.1 Сироповарочное отделение

     Транспортное оборудование. Для транспортировки сахара-песка в сироповарочные котлы применяют норию производительностью до 20 т/ч. Нория подбирается с учетом объемной плотности сахара-песка 0,8 т/м³ [9].

Техническая характеристика нории

     При непрерывном способе варки сахарного сиропа сахар-песок предварительно подрабатывают для освобождения его от металлических и других предметов. Для улавливания металлических предметов применяют магнитные уловители с постоянным магнитом, электромагнитные уловители. Наиболее крупные предметы отделяют на ситах. Обычное рамное сито устанавливается на загрузочном бункере или непосредственно над сироповарочным котлом.

     Бункер  для сахара стальной, прямоугольной или цилиндрической формы с усеченной частью. Объем бункера (в м³ на полусменный расход сахара)

                                                      (4.1)

где Q_см – расход сахара на сменную производительность, т;

1,1 – коэффициент, учитывающий 10%-ный запас вместимости;

0,8 – объемная плотность сахара, т/м³.

     V = 1,79 м³

     Объем бункера принимаем в размере 2,5 м³. Устанавливаем два бункера.

     Оборудование  для варки сахарного  сиропа. В сироповарочном отделении устанавливают эмалированные реакторы, состоящие из нории, просеивателя-дозатора, дозатора для воды, растворителя для сахара и варки сиропа, насоса, фильтр-ловушки и холодильника [10].

     Суточный  расход сахара на газированные напитки  составит: 3621,36 кг.

     Исходя  из расчета, что в 1 л сахарного  сиропа содержится сахара 855,6 г, потребность  в сиропе в сутки составит:

     3621,36 : 0,8556 = 4232,5 л.

     Принимаем к установке 2 реактора типа РСЭрн-3,2-1  вместимостью 3200 л, наружным диаметром 1700 мм, высотой 4575 мм, электродвигатель мощностью 5,5 кВт с частотой вращения 1450 об/мин, массой 3810 кг. Всего реакторов четыре: два реактора для проведения варки сиропа и два для инверсии сахарного сиропа. Оборачиваемость реактора в сутки:

     при варке сахарного сиропа 4232,56 / (3200 × 2 × 0,75) = 0,881;

     при инверсии сахарного сиропа 4232,5 / (3200 × 2 × 0,75) = 0,881,

где 0,75 – коэффициент наполнения реактора. 

где 2,93 – удельная теплоемкость сахарного сиропа, кДж/(кг-К);

1,3163 – плотность сахарного сиропа, кг/л;

105 – начальная температура сахарного сиропа, °С; 70 – конечная температура сахарного сиропа, °С;

1– продолжительность охлаждения, ч.

     Количество воды, идущее на охлаждение, принимаем двукратное к массе сахарного сиропа

     2880 × 2 = 5760 л (5760 кг).

     Охлаждающая вода нагревается до температуры 

     408 199 : (4,1868 × 5760) + 20 = 36,9 °С,

где 4,1868 – удельная теплоемкость воды, кДж/(кг-К).

     Средняя разность температур:

     105 →70

     36,9 ← 20

     Δt₁ = 68.1 °С:  Δt₂ = 50°С

     Δt_ср = = 58.7 °С

     Потребная площадь поверхности охлаждения

     408199 / (290,8 × 58,7 × 3,6) = 6,64 м²,

где 290,8 – коэффициент теплопередачи, Вт/(м² · К);

3,6 –  переводной коэффициент кДж в Вт-ч (1 Вт-ч = 3,6 кДж).

     Принимаем к установке 1 противоточный теплообменник  типа «труба в трубе» ТТ 114-001.063 с 6 трубами  длиной 16 м и общей площадью поверхности теплопередачи 7 м². Масса теплообменника 500 кг.

     Теплообменник для сахарного  сиропа после инверсии.

     Масса сиропа после инверсии 2880 л. Продолжительность  охлаждения одной варки 1 ч.

     Определим тепло, которое необходимо отвести  при охлаждении от сахарного сиропа, с учетом притока 5 % тепла из окружающей среды:

     Q = [2880 × 2,93(70 – 25) 1,05 × 1,3 × 163] : 1 = 524828 кДж/ч,

где 70 и 25 – соответственно начальная и  конечная температура сахарного  сиропа, ºС.

     Количество  воды, идущее на охлаждение, двукратно  по отношению к массе сиропа:

2880 × 2 = 5760 л (5760 кг).

     Охлаждающая вода нагревается до температуры

524 828: (4,1868 · 5760) + 20 = 41,8 °С.

     Средняя разность температур

     70 →25

     41.8 ← 20

     Δt₁ = 28.2 °С:  Δt₂ = 5°С

     Δt_ср = = 13.4 °С

     Потребная площадь поверхности охлаждения

     524 828: (290,8 × 13,4 ×3,6) = 37,4 м².

     Принимаем к установке 1 противоточный теплообменник типа «труба в трубе» ТТ 114-001.163 с 20 трубами длиной 6 м с общей площадью поверхности теплопередачи 25 м². Масса теплообменника 2100 кг. Площадь поверхности выбранного теплообменника меньше расчетной, поэтому сироп будет охлаждаться более 1 ч. Определим занятость теплообменника в зависимости от площади поверхности охлаждения:

     1 × 37,4 : 25 = 1,5 ч.

     Охлаждение  сиропа в течение 1,5 ч не снижает производительности реактора, в котором осуществляют инверсию сахарного сиропа в течение 3,7 ч.

     Сборник для исправимого  брака газированных напитков. Количество исправимого брака составляет до 2,5 % от суточной производительности, т. е.

     3096 × 0,025 = 77,4 дал.

Устанавливаем 1 сборник вместимостью 2500 л типа РГС-2500.

Техническая характеристика эмалированного сборника РГС-2500

       4.2 Оборудование купажного отделения

     Охлажденный инвертированный сахарный сироп  перекачивается для хранения в закрытые вертикальные сборники, эмалированные типа СЗ [12].

     Общая вместимость сборников для хранения сахарного сиропа (в м³)

      , м²,                                   (4.2)

     ΣV_сб = 3,4 м³

где Q_сут – расход сахара, кг/сут;

0,838 –  содержание сахара в 1 л сахарного  сиропа, содержащего 64 г сахара  в 100 г сахарного сиропа, кг.

     Количество  сборников

, шт,                                                     (4.3)