Проект технологического процесса размольного отделения мукомольного завода производительностью 200т/сут, сортового помола пшеницы общим

  Введение

          Внедрение нового оборудования  предусматривает совершенствование технологии подготовки зерна  на элеваторе и в зерноочистительном отделении мукомольного завода, размола зерна и сортирование промежуточных продуктов. Новые мукомольные заводы обеспечивают возможность выработки от 70 до 75% муки высшего сорта стабильного качества и повышанных хлебопекарных достоинств. При этом сокращенный технологический процесс и рациональные проектные решения позволяют снизить удельные энерго - затраты на выработку продукции. Важным условием технологического перевооружения мукомольной промышленности являеться оптимизация проектирования. Она должна бозироваться на основе новейших достижений науки и технологии. Союз зернопереработчиков и хлебопеков Казахстана (СЗХК), из года в год растет как производство, так и экспорт муки из Казахстана и на сегоднишинй день для Казахстана экспорт муки – это, проктически, одно из состовляющих производста. Особого внимания заслуживают объемы внутреннего потребления муки в республике, котрое состовляет около1.8 млн тонн в год. Казахстан с момента обретения независимости стал активно развивать свою зерноперерабатывающую промышленность. Мукомольная и крупяная промышленность нашей страны добилась значительных успехов в своем развитии и совершенствования.

                 Технология является основой производства, поэтому грамотное управление производством, на любом участке может быть обеспечено только при условии владения методами организации и ведения технологии.

              Технологический процесс состоит из ряда взаимосвязанных операций, каждую из которых выполняет специальное оборудование – машины. Проекты мукомольных заводов, состав и размещения оборудования должны соответствовать действующей нормативно – технической документации.

 

 

 

 

 

 

 

1. Технологическая часть

1.1Исходные данные для проектирования.

  Согласно заданию  курсового проекта  необходимо спроектировать технологический процесс размольного отделения мукомольного завода производительностью 200т/сут, сортового помола пшеницы общим выходом муки высшего и первого сортов – 75%.

   - производительность 200т/ сут

   - общий выход муки  75%  ( высший – 40% + первый 35%)

   - технологическую  схему принять согласно правилам  [2]

   - зерно пшеницы

  

1.2   Качественная характеристика зерна

 

           Важным фактором, влияющим на  качество производимой муки и  хлеба, является качество перерабатываемого  зерна, определяемое его анатомическим  строением, химическим составом  и технологическим свойствами.

        Основными показателями качества зерна являются:

          Содержание сырой клейковины. Сырая  клейковина - нерастворимый в воде белковый упруго-эластичный гель, получаемый в результате отмывания крахмала и клетчатки из теста, приготовленного из измельченного зерна или муки. Белки образующие, сырую клейковину, сосредоточены в эндосперме зерна: больше - в периферийных частях, меньше в центральной части эндосперма. Мука высшего сорта содержит меньше клейковины (28%) по сравнению с мукой первого сорта(30%).  Качество клейковины – совокупность физических свойств: растяжимость, эластичность, вязкость, способность длительно сохранять свои физические свойства.

           Число падения – определяется  вискозиметром при погружении  плунжера в пробирке с водяной  суспензии размольного зерна  или муки. Чем медленней отпускается  плунжер (но не более 350 с), тем  лучше качество и, наоборот, тем  быстрее опускается плунжер (80 с и ниже), тем хуже качество  зерна и муки.

           Натурный вес (натура) – масса(вес) одного литра зерна в граммах.

             Стекловидность зерна – процентное содержание полностью стекловидных зерен вместе с половиной частично стекловидных зерен.

              Влажность – количество влаги,  содержащей в зерне или в  муке, выраженной в процентах.  Оптимальная влажность смеси  зерна пшеницы для производства  сортовой муки 13-13,5%.

              Содержание сорной примеси. К  сорной примеси относятся семена  сорных и культурных растений, минеральная (песок, комки земли,  гальки и др.) и органическая  примеси, испорченные и поврежденные  плесенью зерна.

              Содержание фуражных зерен. К  ним относятся  мелкие, недоразвитые, щуплые поврежденные зерна пшеницы.

              Зерновая примесь – зерна битые,  проросшие, изъеденные, недозрелые.

              Зольность зерна и муки –  содержание минеральных веществ,  остающихся в виде золы при  сжигании размольного зерна или  муки, выраженного в процентах  к массе сухого вещества.

              Белизна муки – показатель  величины  светового потока, отраженного  от муки и выраженного в  условных единицах прибора «белизномер».

 

3. Расчет помольной партии зерна

 

              По сложности технологического  процесса и назначения вырабатываемой  продукции помолы подразделяются  на:

             - Простые помолы пшеницы и  ржи;

             - Сортовой помол в обдирную  и сеяную муку;

             - Сортовой помол ржано-пшеничных  смесей;

             - Упрощенный сортовой помол пшеницы  с выходом муки до 72%;

             - Сортовой помол пшеницы с неразвитой технологической схемой;

             - Сортовой помол пшеницы с развитой технологической схемой;

             - Помолы твердой и высокостекловидной пшеницы с выработкой продукции для макаронных изделий.

             Для сортового помола пшеницы  общим выходом 75% муки высшего  и первого сортов более эффективны  помолы с развитой технологической  схемой.

 

  Таблица 1 – Помол с развитой технологической схемой

Продукты помола	двухсортные
Мука, всего	75%
В том числе:
Высшего сорта	30-40
Первого сорта	35-45
Второго сорта	-
Побочные продукты:
Мука кормовая	3
Отруби	19,1
Кормовые зернопродукты	2,2
Отходы с механическими  потерями	0,7
Усушка	-
Итого:  100

 

 

  1.4 Описание проектируемой технологической схемы очистки и     подготовки зерна к размолу с анализом ее особенностей

 

 Процесс очистки и подготовки зерна к размолу состоит из следующих этапов:

первый - очистка зерновой массы, т.е. отделение примесей по ширине, толщине, длине и аэродинамическим свойствам, а также очистка поверхности  зерна;

второй - кондиционирование  зерна - подогрев, мойка или мокрое шелушение, обработка теплом, увлажнение, отволаживание, а также снижение зольности;

третий - окончательная очистка - снижение зольности, отделение примесей по ширине, толщине, плотности; доувлажнение зерна перед I др. с.

         Предварительная очистка примесей  до гидротермической обработки (ГТО), осуществляется последовательно на воздушно-ситовом сепараторе А1-БИС-12, камнеотборнике Р3-БКТ-6, триере-куколеотборнике А9-УТК-6, триере-овсюгоотборнике А9-УТО-6. Затем осуществляется холодное кондиционирование зерна в два этапа. Для тщательной очистки поверхности зерна после ГТО его пропускают вновь через обоечную машину Р3-БГО-12. Далее зерно обрабатывают на энтолейторе Р3-БЭЗ для уничтожения клещей и скрытой зараженности; при этом вследствие интенсивного механического воздействия на зерно в рабочей зоне энтолейтора, происходит дополнительное разрыхление эндосперма и на первых системах измельчения заметно возрастает извлечение крупок и дунстов 1-го качества. Завершается очистка зерна на аспираторе Р3-БАБ.

Перед измельчением обязательно  проводится доувлажнение зерна на 0,3-0,5% и отволаживают в течение 20-40 минут. В результате этого влажность оболочек повышается до 20-23%, их прочность возрастает и при измельчении, они образуют крупные частицы и легко выделяются в отруби при сортировании продуктов в рассевах.

Для увлажнения зерна на всех этапах ГТО применяются шнеки  интенсивного увлажнения. После закромов устанавливают дозаторы и шнеки-смесители, что позволяет формировать помольную  смесь в заданном соотношении  компонентов.

Перед обоечными машинами установлены магнитные аппараты для удаления ферримагнитных примесей. В начале и конце очистки контролируют массу зерна на автоматических весах.

           Возможно поступление зерна с пониженной температурой, поэтому в самом начале схемы подготовки зерна к помолу, перед первым сепаратором, необходимо установить подогреватели зерна А1-БПЗ.

            В процессе подготовки зерна к размолу широко используются сепарирующие машины, оборудование флотационного принципа действия (камнеотделительные машины, концентраторы), позволяющие обеспечить  высокую эффективность очистки зерна от примесей. Применение машин для обработки поверхности зерна (обоечные машины, машины мокрого шелушения) обеспечивают высокую эффективность очистки зерна и снижение  его зольности на 0,06…0,08%.

Необходимое количество технологического оборудования для зерноочистительного  отделения рассчитываем по принятой технологической схеме очистки  и подготовки зерна к размолу.

Расчет проводим, повышая  производительность зерноочистительного  отделения на 10…20%, чтобы обеспечить стабильность  работы размольного  отделения. Выбираем 20% тогда расчетный производительность данного мукольного завода с заданной производительностью 200 т/сут будет равна

 

                                           Qр = Qз * К,                                                               (1)

 

где Qз- производительность размольного отделения мельницы, т/сут;

        К- коэффициент, выражающий увеличение производительности на 20%.

 

                                         Qр = 200*1,2 = 240 т/сут или 10 т/час

 

         1.4.1 Расчет весового оборудования

 

         Автоматический весовой дозатор  Поток-60 АВБ-130-2 совершает  40 взвешиваний  в час, количество автоматических  весов определяем по формуле:

 

                                         n = Qр*1000/24* ε *γ*n_в                         

 

где Qp- расчетная производительность, т/сут

                 ε - вместимость  ковша весов, ε =130 кг

                 nв- число взвешивание в час.

                    

                                         n =240*1000/24* 130*0,75*40=2,56

                       

Устанавливаем по одному автоматические весы Поток-60 АВБ-130-2   в начале очистки и перед направлением зерна в размольное отделение, т.е. в конце очистки.

 

 

 

     1.4.2  Расчет технологического оборудования

      

    Расчет всего технологического оборудования ведется по формуле

                              

                                    n = Qp/ q,                                                               (2)

 

       где    n- расчетное количество оборудования;

     Qp- почасовая производительность зерноочистительного отделения,  т/час;

             q- паспортная производительность оборудования, т/час.

         Выбор оборудования производится  в соответствии с принятой  технологической схемой и паспортными  данными оборудования, указанными  в технической характеристике

          1.Расчет необходимо количества  подогревателей зерна А1-БПЗ,

 производительность  q= 6 т/ч, то количество будет равно:

                                    

                                              n =10/6=1,6

                                     

Устанавливаем 2 подогревателя  для подогрева зерна в зимнее время.

          2.Расчет необходимого количества сепараторов марки А1-БИС-12 производительностью 12 т/ч                              

                                              n =10/12=0,83

                                     

 Устанавливаем один сепаратор А1-БИС-12 для очистки зерна от сорной примеси.

3..Расчет необходимого  количества камнеотделительных  машин марки Р3-БКТ-6 производительностью 6 т/ч

                           

                                         n =10/6=1,6

 

         Устанавливаем один камнеотборник  Р3-БКТ для удаления минеральной  примеси из зерновой массы.

 4. Расчет необходимого количества  триеров марки А9-УТК-6 и А9-УТО-6, их производительность 6т/ч

             

                                          n =10/6=1,6

                                     

           Устанавливаем по два  триера  марки А9-УТК-6 и А9-УТО-6

 5.Расчет необходимого количества обоечных машин Р3-БГО-12, производительностью 2,0-5,0 т/ч

                                         

                                       n =10/5,0=2

 

          Устанавливаем  одну обоечную машину Р3-БГО-12

 

6.Расчет необходимого  количества машин мокрого шелушения 

А1-БМШ -1,их производительность 6 т/ч

 

                                        n =10/6=1,6

 

          Устанавливаем одну машину мокрого  шелушения А1-БМШ -1     

7.Расчет необходимого  количества увлажнительных аппаратов 

А1-БУЗ-1, устанавливаемых перед бункерами для первого и второго отволаживания, производительность аппарата 6 т/ч

                                     

                                         n =10/6=1,6

 

          Устанавливаем два увлажнительный  аппарат А1-БУЗ-1 перед бункерами  для первого и второго отволаживания.

8.Расчет необходимого  количества энтолейторов Р3-БЭЗ производительностью 10,5 т/ч

                                  

                                        n =10/10,5=0,95

 

          Устанавливаем один энтолейтор Р3-БЭЗ для обеззараживания зерна. 9.Расчет необходимого количество аспираторов типа Р3-БАБ производительностью 10,5т/ч

                                  

                                          n =10/10,5=0,95

 

             Устанавливаем один аспиратор  Р3-БАБ.

10.Расчет необходимого  количества увлажнительных аппаратов  А1-БАЗ-1, устанавливаемых перед бункерами  для третьего отволаживания, производительность аппарата 12 т/ч

                                     

                                         n =10/12=0,83

 

          Устанавливаем один увлажнительный  аппарат А1-БАЗ-1.

11 .Расчет необходимого  количества магнитных сепараторов  марки У1-БМЗ-01, производительностью  11 т/ч

                                

                                        n = 10/11=0,9       

 

          Устанавливаем  один магнитный  сепаратор У1-БМЗ-01 на  поток зерна  в начале очистки.

12. Магнитный сепаратор  марки У1-БМП-01 производительность  11т/ч

 

                                         n =10/11=0,9

                                  

           Устанавливаем по одному магнитному  сепаратору У1-БМП-01 перед обоечными,  увлажнительными машинами, энтолейтарами и перед направлением  очищенного зерна на измельчение в конце очистки. 

 

 

 

 

 

1.4.3 Определение коэффициента использования оборудования

 

Правильность подбора  технологического оборудования зерноочистительного  отделения проверяют, рассчитывая  коэффициент его использования  по формуле 

                                                   ,            (3)

где q – производительность машины, т/ч;

        Q- расчетная производительность, т/ч;

        n – число принятых машин по расчету.

  

Результаты расчета и  подбора оборудования подготовительного  отделения заносим в таблицу 2 .

 

Таблица 2 Результаты расчета и  подбора оборудования

Наименование оборудование	Марка машины	Производительность, q, т/ч	Количество, n	Коэффициент использования, ч.
1	2	3	4	5
Автоматический весовой  дозатор	Поток-60 АВБ-130-2	6	1	1,6
Сепаратор	А1-БИС-12	12	1	0,83
Аспиратор	РЗ-БАБ	10,5	1	0,95
Камнеотделительная машина	РЗ-БТТ-6	6	1	1,6
Триер- куколеотборник	А9-УТК-6	6	2	0,83
Триер-овсюгоотборник	А9-УТО-6	6	2	0,83
Магнитный сепаратор	У1-БМЗ-01	11	1	0,9
Магнитный сепаратор	У1-БМП-01	11	1	0,9
Обоечная машина	РЗ-БГО-12	5	1	2
Машина мокрого шелушения	А1-БМШ	6	1	1,6
Увлажнительный аппарат	А1-БУЗ-1	6	2	0,83
Шнек для увлажнения	А1-БАЗ	12	1	0,83
Энтолейтор	РЗ-БЭЗ	10,5	1	0,95

 

        1.5 Расчет вместимости и количества бункеров

 

          Вместимость и количество бункеров рассчитываем согласно их расположения в технологической схеме очистки и подготовки зерна к размолу для проектирования мукомольного завода производительностью 200 т/сут.

 

         1.5.1 Бункера для неочищенного зерна

 

          Вместимость и количество бункеров  для неочищенного зерна рассчитываем  с запасом зерна в них на 30…50 часов  работы мукомольного  завода. Такой запас зерна необходим  при формировании помольной партии  для эффективного смешивания  зерна различного качества и  для бесперебойного поступления  подготовленного зерна в размольное  отделение. 

Потребная вместимость бункеров зависит от натуры зерна и времени  хранения, а число их от расчетной  вместимости, формы и размера  бункера.

Общую  вместимость бункеров Vо (м³) определяем по формуле

 

                            Vо = Qз.о*τ/24*J*k                                                           (4)

 

где Qз.о – заданная производительность мукомольного завода, т/сут;

        τ  – время нахождения зерна в  бункерах, час;

        J – натура зерна или объемная масса соответствующего продукта, т/м³,  (J = 0,75 т/м³ );

         k-коэффициент использованного объема бункеров, (k =0,8…0,9).

 

                                      Vо = 200*30/24*0,75*0,9=370 м³

 

В соответствии со СНиП 21.10.05-85 допускается встраивать в каркасные  здания железобетонные бункера с  сеткой разбивочных осей 3х3 м,

расположенных по ширине здания.

Высота бункеров при их расположении на двух этажах и при  высоте одного этажа 4,8 м  будет равна h=9,6 м, начиная со второго по третий этажи. Площадь поперечного сечения железобетонных бункеров принимаем F=7 м², учитывая размер сетки привязочных осей бункера и их строительных конструкций. Тогда количество бункеров для неочищенного зерна определяем по формуле

 

                               n = Vо/ h* F                                                                   (5)

                          

где   Vо – общая вместимость бункеров, м³;

        

                              n =370/9,6*7=5,5

 

         Принимаем 6 бункеров для неочищенного зерна в подготовительном отделении мукомольного завода.

 

         1.5.2  Расчет количества бункеров для отволаживания

 

         Для расчета вместимости и  количества бункеров для отволаживания  необходимо предварительно выбрать  режимы кондиционировании, исходя  из следующих исходных данных, принятых при проектировании  технологической схемы очистки  и подготовки зерна к размолу:

- пшеница II типа

- общая стекловидность 60%

- исходная влажность –  13- 13,5%

 

         По технологической схеме принято холодное кондиционирование. Режимы кондиционирования включают: время отволаживания и прирост влаги, при увлажнении и отволаживании.

1. Для основного (первого) этапа кондиционирования из рекомендуемого 10…12 часов для зерна пшеницы с принятыми исходными данными, принимаем t₁=8 часов, что обеспечит прирост влаги 2,0…2,5%. Исходная влажность зерна – 13% увеличивается до 14,5% после первого этапа кондиционирования.
2. Для повторного (второго) этапа кондиционирования время отволаживания принимаем  t₂=3 часа, что обеспечит прирост влаги на 1,5%, тогда влажность зерна увеличится до 16% после второго этапа кондиционирования.
3. Для третьего этапа кондиционирования(перед первой драной системой) время отвалаживания рекомендуется 15…30 минут.  

После определения времени  кондиционирования определяем общую  вместимость бункеров для отволаживания  по формуле (5) и количество бункеров по формуле (6).

1.Первый этап кондиционирования  с принятым временем отволаживания   t₁=8 часов

                          

                                        Vо₁ =200*8/24*0,75*0,9=98,7 м³ 

 

       Бункера  для отволаживания принимаем  с сеткой разбивочных осей 3х3м  и высотой h=9,6 м, тогда количество бункеров будет равно

 

                                        n =98,7/9,6*7=1,46 

 

        Принимаем  один бункера для первого отволаживания.

 

 

         2.Второй этап кондиционирования  с принятым временем отволаживания   t₂=3 часа

 

                           Vо₂ =200*3/24*0,75*0,9=37,03 м³ 

 

          Количество бункеров для второго  отволаживания будет равно

 

                            n =37,03/9,6*7=  0,55

 

           Принимаем один бункер для  второго отволаживания.

 

         3.Третий этап кондиционирования с принятым временем отволаживания

t₃=0,5 часа

 

                                    Vо₃ =200*0,5/24*0,75*0,9=6,1 м³ 

 

           Количество бункеров для третьего  отволаживания будет равно

 

                           n =6,1/9,6*7=0,1

 

          Принимаем один бункер для  третьего отволаживания.

Итого для трех этапов кондиционирования принимаем три бункера для отволаживания.

 

 1.5.3 Бункера для отходов

 

          В подготовительном отделении  мукомольного завода получают  отходы в следующем количестве:

- I и II категории – 2,7%;

- III категории – 0,8%.

Для каждой категории отходов  необходимы накопительные бункера  вместимостью на 10…12 часов работы мукомольного завода.

 

1. Определяем количество отходов полученных в течении суток по формуле 

  

                               Qотх= Q*а/100*24, т/ч                                                  (6)         

 

где  Q – производительность мукомольного завода, т/сут;

        а  -  количество отходов по категориям, %.

Количество  отходов будет  равно:

- I и II категории

 

                                Qотх.¹ =200*2,7/ 100*24=0,2 т/ч             

 

 

         - III категории

                       

                                  Qотх.² = 200*0,8/100*24=0,06 т/ч             

 

           2.Определяем общую вместимость  бункеров для каждой категории  отходов по формуле (5): если  t=12 часов, объемная масса отходов I и II категории γ₁=0,35 т/м³; а отходов III категории γ₂=0,4 т/м³

- отходы I и II категории

 

                                  Vо¹ =0,2*12/24*0,35*0,9= 3,67м³

 

      - отходы  III категории

 

                                           Vо² =0,06*12/24*0,4*0,9= 0,08 м³

 

       3. Определяем  вместимость одного бункера для  отходов по формуле 

 

                                            Vб = π*D² /4 *h*                                                                                     (7)