Репозиторій ЧДТУ
Репозиторій ЧДТУ зберігає і дозволяє легкий і відкритий доступ до всіх видів цифрового контенту, включаючи текст, зображення, анімовані зображення, MPEG і набори даних
Дізнатися більше
Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9176| Назва: | Підвищення ефективності фасувально-пакувального автомату МК-ОФС технологічної лінії виготовлення йогурту |
| Автори: | Хандюк , Микола Васильович Попко, Костянтин Євгенійович |
| Ключові слова: | йогурт;дослідження |
| Дата публікації: | 8-гру-2020 |
| Короткий огляд (реферат): | Магістерська випускна робота виконана з метою вдосконалення процесу фасування та пакування йогурту в стаканчики. Для цього вдосконалено фасувально-пакувальний автомат технологічної лінії виробництва йогуртів на ПрАТ „Юрія”. Харчова промисловість в Україні традиційно є однією з головних і найбільш важливих галузей АПК. Молочна промисловість тісно зв’язана з сільським господарством і займає гідне місце в виготовленні продуктів харчування та являється важливим фактором в розвитку економіки України. Адже молочна продукція користується широким попитом серед населення. Частка витрат на молочні продукти становить 15% від загальних витрат на харчування, а це четверте місце після витрат на хлібобулочні, м’ясні, борошняні та макаронні вироби. Дослідження виконані методами фізичного експерименту та теоретичних досліджень. Експеримент здійснюється на лінії виробництва йогурту. В роботі вирішено комплекс науково-практичних завдань спрямованих на обґрунтування процесу фасування та пакування йогурту в стаканчики. Наукова новизна одержаних результатів полягає в науковому обґрунтуванні модернізації фасувально-пакувального автомату МК-ОФС в технологічної лінії виготовлення йогурту для збільшення продуктивності. Практичне значення одержаних результатів полягає у рекомендації для впровадження модернізованого фасувально-пакувального автомату МК-ОФС в технологічні лінії по розливу продукції (йогурті, кефіру, сметани) на молочних заводах. Продовженням роботи може бути вдосконалення іншого обладнання лінії по розливу молочної продукції. |
| URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9176 |
| Розташовується у зібраннях: | 133 Галузеве машинобудування (Обладнання переробних і харчових виробництв) |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| КРМ Попко.pdf Restricted Access | Магістерська випускна робота виконана на 101 сторінці, включає 115 формул, 14 рисунків, 17 таблиць, 15 літературних джерел та 4 додатки. | 2.6 MB | Adobe PDF | Переглянути/Відкрити Запит копії |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищено авторським правом, усі права збережено.
Extracted text
1
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
(повне найменування вищого навчального закладу)
факультет Комп’ютеризованих технологій машинобудування і дизайну
(повна назва факультету)
кафедра Проектування харчових виробництв та верстатів нового покоління
(повна назва кафедри)
МАГІСТЕРСЬКА РОБОТА
магістр
(освітньо-кваліфікаційний рівень)
на тему: “Підвищення ефективності фасувально-пакувального автомату
МК-ОФС технологічної лінії виготовлення йогурту”
Виконав: студент 2 курсу, групи мПВ-56
спеціальності 133 – галузеве машинобудування
(шифр і назва спеціальності)
обладнання переробних і харчових виробництв
(спеціалізація)
Попко Констянтин Євгенійович
(прізвище та ініціали)
Керівник Хандюк М.В.
(прізвище та ініціали)
Рецензент Козлов В.В.
(прізвище та ініціали)
Черкаси 2020
2
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Факультет комп’ютеризованих технологій машинобудування і дизайну
(повна назва факультету)
Кафедра проектування харчових виробництв та верстатів нового покоління
(повна назва кафедри)
Освітньо-кваліфікаційний рівень магістр
Спеціальность 133 “Галузеве машинобудування”
Спеціалізація “Обладнання переробних і харчових виробництв”
(шифр і назва напряму підготовки, спеціальності)
ЗАТВЕРДЖУЮ
завідувач кафедри __________
“01” вересня 2020 року
ЗАВДАННЯ
на магістерську кваліфікаційну роботу студенту
Попко Констянтину Євгенійовичу
(прізвище, ім’я, по батькові)
1. Тема магістерської роботи: “Підвищення ефективності фасувально-пакувального
автомату МК-ОФС технологічної лінії виробництва йогуртів ”
Керівник магістерської роботи: Хандюк Микола Васильович, ст. викладач
(прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання)
Затверджені наказом Черкаського державного технологічного університету від
“___”____________20 року №_____
2. Строк подання студентом магістерської роботи 24.11.2020 р.
3. Вихідні дані до магістерської роботи: технологічні інструкції; робочі інструкції;
патенти; конструкторська документація, наукова та довідкова література.
4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, які потрібно
розробити): Реферат; перелік умовних позначень та скорочень, вступ; Розділ 1.
Аналітичний огляд; Розділ 2. Тепловий розрахунок нагрівального елементу частина;
Розділ 3. Розробка технологічного процесу виготовлення деталі; Розділ 4. Охорона
праці та безпека в надзвичайних ситуаціях; Загальні висновки, список використаних
джерел, додатки/
5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень)
1. Вступ;
2. Схема технологічної лінії виготовлення йогурту;
3.Складальне креслення фасувально-пакувальної машини МК-ОФС
4. Складальне креслення дозатора фасувально-пакувальної машини МК-ОФС;
5. Лист технічної пропозиції;
6. Складальне креслення модернізованої фасувально-пакувальної машини;
7. Складальне креслення модернізованого дозатора машини МК-ОФС;
8. Робочі креслення модернізованої фасувально-пакувальної машини;
9. Науково-дослідна робота;
10. Плакат з охорони праці та безпеки в надзвичайних ситуаціях;
11. Висновок
3
РЕФЕРАТ
Магістерська випускна робота виконана на 101 сторінці, включає 115 формул,
14 рисунків, 17 таблиць, 15 літературних джерел та 4 додатки.
Магістерська випускна робота виконана з метою вдосконалення процесу
фасування та пакування йогурту в стаканчики. Для цього вдосконалено фасувально-
пакувальний автомат технологічної лінії виробництва йогуртів на ПрАТ „Юрія”.
Харчова промисловість в Україні традиційно є однією з головних і
найбільш важливих галузей АПК. Молочна промисловість тісно зв’язана з сільським
господарством і займає гідне місце в виготовленні продуктів харчування та
являється важливим фактором в розвитку економіки України. Адже молочна
продукція користується широким попитом серед населення. Частка витрат на
молочні продукти становить 15% від загальних витрат на харчування, а це четверте
місце після витрат на хлібобулочні, м’ясні, борошняні та макаронні вироби.
Дослідження виконані методами фізичного експерименту та теоретичних
досліджень. Експеримент здійснюється на лінії виробництва йогурту.
В роботі вирішено комплекс науково-практичних завдань спрямованих на
обґрунтування процесу фасування та пакування йогурту в стаканчики.
Наукова новизна одержаних результатів полягає в науковому обґрунтуванні
модернізації фасувально-пакувального автомату МК-ОФС в технологічної лінії
виготовлення йогурту для збільшення продуктивності.
Практичне значення одержаних результатів полягає у рекомендації для
впровадження модернізованого фасувально-пакувального автомату МК-ОФС в
технологічні лінії по розливу продукції (йогурті, кефіру, сметани) на молочних
заводах.
Продовженням роботи може бути вдосконалення іншого обладнання лінії по
розливу молочної продукції.
Ключові слова: йогурт; молоко; дослідження; продуктивність; автомат;
технічна документація; фасування; пакування.
4
ABSTRACT
The master's thesis is made on 101 pages, includes 115 formulas, 17 figures, 16
tables, 15 references and 42 pages of appendices.
The purpose of the master's qualification work is to study the process of peeling
onions for the production of semi-finished products for the production of caviar of
zucchini, eggplant and other vegetable caviar.
The research was performed by methods of physical experiment and theoretical
research. The experiment is carried out at the site of the preparatory department for the
production of semi-finished products.
The set of scientific and practical tasks aimed at substantiating the process of onion
peeling is solved, the modernized scheme of the semi-finished product preparation line is
proposed and the design of the machine for cutting the ends of onions and the machine for
onion peeling is developed.
The scientific novelty of the obtained results lies in the scientific substantiation of
the improvement of the quality of the onion cleaning process in the preparatory
department of semi-finished products production.
The practical significance of the obtained results is the introduction of the designed
and manufactured equipment (end trimming machine and onion peeling machine) in the
production line of zucchini and eggplant caviar at ChPD LLC (Cherkasy production
division of the limited liability company) "Vidjay Production", which is part of GC
(groups of companies) "Veres".
Continuation of work may be the improvement of other equipment of the production
line of semi-finished onions (design: elevator for feeding chopped onions in the oven for
frying; screw conveyor for feeding fried onions in the crushing machine).
Key words: semi-finished product; machine for cutting the ends of onions; onion
peeling machine; zucchini and eggplant caviar; research; technical documentation;
productivity.
5
ЗМІСТ
Перелік умовних позначень і скорочень……………………………….…………7
Вступ……………………………………………………………….………………..8
1. Аналітичний огляд…………....……………………………………..……..…..11
1.1. Маркетингове обґрунтування проекту…………………………………...11
1.2. Загальні відомості………………………………………………...………..13
1.2.1. Упаковка…………………………………………………………….…13
1.2.2. Дозування…………………………………………..……………….…14
1.2.3. Наукове забезпечення процесу дозування харчової продукції…….15
1.2.4. Систематизація процесів дозування харчової продукції…..…….…16
1.2.5. Класифікація машин для дозування рідких
і пастоподібних продуктів……………………………………………...…………….…19
1.3. Дослідження патентів……………………..…………………………..…..20
1.4. Опис технологічної лінії виробництва йогурту…………..…….…....…..27
1.4.1. Характеристика продукції, сировини і напівфабрикатів………...…27
1.4.2. Особливості виробництва і споживання продукції……………....…29
1.4.3. Стадії технологічного процесу……………………………………….30
1.5. Техніко-економічна характеристика ПрАТ “Юрія”.……………...……..33
1.5.1. Історія розвитку підприємства…………………….……………....…33
1.5.2. Виробництво та споживання йогурту в Україні………..………...…36
1.6. Фасувально-пакувальний автомат МК-ОФС………………………...…..40
1.6.1. Опис фасувально-пакувального автомату МК-ОФС ………...….…40
1.6.2. Порядок монтажу автомату МК-ОФС…..…………..…………….…43
1.6.3. Експлуатація автомата……………………………………….…….…44
1.6.4. Технічне обслуговування автомата…….………..……….……….…46
1.7. Науково-дослідна робота………………………………..…………….…..52
1.8. Опис пропозиції з модернізації автомата…………….……………....…..60
Висновок до розділу 1……………………………………………….……………64
6
2. Тепловий розрахунок нагрівального елемента……………………………….65
2.1. Вихідні дані……..……………………………...………………....………..65
2.2. Потужність нагрівального елемента до модернізації………....…….…..65
2.3. Потужність нагрівального елемента модернізованого автомата…….....67
Висновок до розділу 2……………………………………………….……………70
3. Технологічні розрахунки…………………………………………..………..…71
3.1. Формування службового призначення …………………………………..71
3.2. Вибір та обґрунтування матеріалу деталі …..…………………….……..71
3.3. Аналіз технологічності конструкції деталі ………….................………..72
3.4. Вибір методів і кількості ступенів обробки поверхонь (МОП)…….…..73
3.5. Маршрут обробки деталі (МОД)…………………………….......………..80
3.6. Розробка етапів процесу виготовлення деталі …………………………..81
Висновок до розділу 3……………………………………………….……………84
4. Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях…..……………………85
4.1. Охорона праці ……………………………………………………………..85
1.4.1. Загальні положення…………………………………...………...….…85
1.4.2. Аналіз умов праці та оцінка безпеки в надзвичайних ситуаціях..…85
4.2. Охорона навколишнього природного середовища…………….....……..88
4.3. Цивільна оборона …………………………….……….................………..90
4.3.1. Оцінка хімічної обстановки при викиді аміаку
на території ПрАТ “Юрія”………………………………………………………...….…90
4.3.2. Прогноз хімічної обстановки внаслідок аварії
з викидом СДОР в атмосферу…..…………..……………………………….……….…93
4.3.3. Схема оповіщення виробничого персоналу та населення
про хімічну та небезпечну аварію…………………………………….………….......…96
Висновок до розділу 4……………………………………………………..………...97
Загальні висновки…………………………………………………………………98
Список використаної літератури…………………………….……………….…100
Додатки……………………………………………………………………….…..102
7
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ І СКОРОЧЕНЬ
АПК – Агропромисловий комплекс
ЧДТУ – Черкаський державний технологічний університет
ПрАТ – Приватне акціонерне товариство
ТУ – Технічні умови
ДСТУ – Державний стандарт України
ГОСТ – Государственный стандарт
РМЦ – Ремонтно-механічний цех
МКР – Магістерська кваліфікаційна робота
ГДК – Гранично допустима концентрація
СНиП – Санитарные нормы и правила
ППР – Планово-попереджувальний ремонт
ПР – Поточний ремонт
КР – Капітальний ремонт
ОП – Охорона праці
ДСН – Державні санітарні норми
МОП – Методи обробки поверхні
МОД – Метод обробки деталі
СДОР – Сильно діючі отруйні речовини
ЗМХЗ – Зона можливого хімічного забруднення
НДР – Науково-дослідна робота
ХНО –Хімічно небезпечний об'єкт
МОЗ – Міністерство охорони здоров'я
ХНР – Хімічно небезпечні речовиниН
ЦО – Цивільна оборона
ЗОШ – Загально освітня школа
ПМ – Пакувальні машини
8
ВСТУП
Магістерська випускна робота виконана з метою вдосконалення процесу
фасування та пакування йогурту в стаканчики. Для цього вдосконалено фасувально-
пакувальний автомат технологічної лінії виробництва йогуртів на ПрАТ „Юрія”.
Харчова промисловість в Україні традиційно є однією з головних і
найбільш важливих галузей АПК. Молочна промисловість тісно зв’язана з сільським
господарством і займає гідне місце в виготовленні продуктів харчування та
являється важливим фактором в розвитку економіки України. Адже молочна
продукція користується широким попитом серед населення. Частка витрат на
молочні продукти становить 15% від загальних витрат на харчування, а це четверте
місце після витрат на хлібобулочні, м’ясні, борошняні та макаронні вироби.
Криза української економіки, що торкнулася всіх галузей народного
господарства, не оминула і молочну промисловість. Серед основних проблем
молочної галузі можна назвати такі: низький рівень технологічного оснащення
молокозаводів, застаріле обладнання; нерозвиненість ринкової інфраструктури;
невисокий рівень забезпеченості сировиною та завантаженості; невисока якість
кінцевої продукції підприємств молочної промисловості; обмеженість можливості
широкої диференціації асортименту через низьку якість сировини; зниження попиту
на продукти переробки в зв’язку із низькою купівельною спроможністю населення,
зокрема сільських районів; високий рівень конкуренції з боку потужних
підприємств, оснащених сучасним обладнанням і технологіями.
Важливою проблемою розвитку молочного ринку є сировинна база. На
сировинному ринку підприємствам районного масштабу велику конкуренцію
складають провідні підприємства великих міст, які можуть запропонувати вищі
закупівельні ціни сільськогосподарським товаровиробникам. У результаті районні
молокозаводи втрачають місцеву сировинну базу і змушені закуповувати сировину
за межами району, що призводить до додаткових витрат на транспортування.
На сьогоднішній день ціни на молочні продукти визначаються вартістю
сировини, упаковки, енергоносіїв та транспортними витратами. Варто відзначити,
9
що практично вся упаковка для українських молочних продуктів виготовлена або
закордоном, або з імпортних матеріалів. Відповідно вартість молочних продуктів в
Україні залежить від курсу іноземних валют. Виробникам також доводиться нести
додаткові технологічні та організаційні витрати, щоб вивести сировину на рівень,
відповідний до нормативів.
Щоб сприяти розвитку молочної промисловості України потрібно
розробляти та впроваджувати технології виробництва молочних продуктів з
підвищеною харчовою та біологічною цінністю; розширювати асортимент молочних
продуктів за рахунок виробництва продуктів дитячого та дієтичного харчування,
продуктів лікувального та профілактичного призначення; застосовувати безвідходне
виробництво; використовувати нові види екологічно безпечної та зручної упаковки;
застосувати комп’ютерні технології; використовувати комплексну автоматизацію та
механізацію виробництва молочної продукції.
Ціль магістерської кваліфікаційної роботи – підвищити продуктивність
фасувально-пакувального автомату за рахунок його модернізації. З цією метою
пропонується збільшення продуктивності автомату за рахунок збільшення позицій.
Для цього було спроектовано новий дозуючий пристрій і стіл.
Актуальність роботи. Актуальність роботи полягає в науковому
обґрунтуванні процесу фасування в лінії виробництва йогурту.
Мета дослідження. Дослідження процесу фасування в лінії виробництва
йогурту.
Задачі дослідження. Зробити розрахунок, конструктивних, теплових та
технологічних параметрів фасувально-пакувального автомата; розробка технічної
пропозиції та технічної документації для модернізації автомату МК-ФОС; зробити
дослідження залежності продуктивності від різних параметрів машин.
Об’єкт роботи. Процес фасування та пакування йогурту.
Предмет роботи. Вирішення науково-практичних завдань спрямованих на
обґрунтування технологічного процесу фасування та пакування йогурту.
Методи досліджень. Дослідження виконані методами фізичного
експерименту та теоретичних досліджень.
10
Результати дослідження. В роботі: вирішено комплекс науково-практичних
завдань спрямованих на обґрунтування технологічного процесу фасування та
пакування йогурту.
Фасувально-пакувальний автомат відноситься до технологічного механічного
обладнання. Модернізація автомату відбувається на підприємстві в ремонтно-
механічного цеху (РМЦ).
Наукова новизна одержаних результатів полягає в науковому обґрунтуванні
технологічного процесу фасування та пакування в лінії виробництва йогурту.
Апробація результатів магістерської кваліфікаційної роботи:
1. Практичне значення одержаних результатів полягає у рекомендації для
впровадження модернізованого фасувально-пакувального автомата в лінії
виробництва йогуртів в стаканчиках на молочних підприємства.
2. Попов К.Є. Підвищення ефективності фасувально-пакувального автомату
МК-ОФС технологічної лінії виробництва йогуртів ./ Інженеринг в харчовій галузі і
машинобудуванні: зб. доп. наук.-практ. конф. “Дні студентської науки ЧДТУ –
2020” (м. Черкаси, 2020 р.) [Електронний ресурс] / за ред. професора В.І. Осипенка;
М-во освіти і науки України, Черкас. держ. технол. ун-т. – Черкаси, ЧДТУ, 2020. – с.
11
РОЗДІЛ 1
АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД
1.1. Маркетингове обґрунтування проекту
На сучасному етапі розвитку склалося важке економічне становище для всього
народного господарства України і особливо для – харчової промисловості, так як ця
галузь дуже залежить від інших галузей – сільськогосподарської, машинобудівної,
хімічної, нафтопереробної, Розвиток також залежить від платоспроможності
населення. В цей скрутний час більшості громадян країн вимушені економити
кожну копійку власного заробітку, а так як наша харчова промисловість вимушена
конкурувати із сусідніми країнами – де продукти харчування дешевші, але в своїй
більшості щоб зекономити в Україну поставляються не якісні продукти, або взагалі
ті в яких вийшов строк реалізації, нерідко товари підробляються, Тому харчова
промисловість – не маючи можливості через те, що продукти не розкуповуються,
розплатитися з постачальниками, а також закупити, нову сировину. Беручи кредити
для розрахунків, вона також ставить себе в залежність, а то й навіть може втрати
право власності на власне підприємство.
Також великі проблеми має сировинна база харчової промисловості –
сільськогосподарське виробництво. В кожного сільгоспвиробника велика
заборгованість у держбюджет, через що їх рахунки у банках закриваються, вони не
мають спроби розплатитися з постачальниками – запчастин, нової техніки, паливно-
мастильних матеріалів – також попадають у залежність, від бізнесменів, і вимушені
віддавати продукцію по мінімальній ціні, ледве покриваючи власні витрати. І навіть
ціни за якими закупається продукти сільгоспвиробництва державою – також далекі
від світових.
Але й у такій скрутній обстановці харчова промисловість функціонує –
шукаючи шляхи подолання проблем – інвесторів із-зі кордону і у власній державі,
запроваджуючи нові технології і устаткування тощо. За станом виробничо-технічної
бази, структурою, техніко-економічними показниками й розвитком інфраструктури
харчова промисловість України значно відстає від економічно розвинених країн,
12
особливо щодо комплексної переробки сировини, механізації і автоматизації
виробничих процесів, а також фасування та упаковки продукції.
Незважаючи на винятково сприятливі ґрунтово-кліматичні умови, населення
ще не повністю забезпечене високоякісними продовольчими товарами. Останнім
часом Україна втрачає зовнішні ринки збуту продовольчих товарів, а внутрішній
заповнений зарубіжними продуктами (нерідко низької якості), тимчасом як для їх
виробництва є всі необхідні сировинні ресурси й виробничі потужності.
Загальна економічна криза, значний спад виробництва сільськогосподарської
продукції, заборгованість по заробітній платі та пенсіях, бартеризація економічних
відносин, нестача фінансових і матеріальних ресурсів, їх подорожчання негативно
впливають на результати роботи підприємств харчової промисловості.
Нестача коштів для формування фондів соціального розвитку підприємств не
дає можливості проводити роботи з реконструкції і технічного переозброєння
обладнання. Розрахунки показують, шо якби в харчовій промисловості податок на
додану вартість був на рівні 10%, то балансовий прибуток підвищився б за того ж
обсягу випуску продукції майже в 2 рази.
Практика свідчить: найбільш ефективні напрямки капіталовкладень у харчовій
промисловості – реконструкція й технічне переоснащення виробництва. Це дає
змогу в коротші строки, з меншими затратами, ніж при новому будівництві,
оновлювати матеріально-технічну базу, освоювати нові потужності.
Технічне переоснащення діючих підприємств передбачає встановлення нових
машин і устаткування на діючих площах, впровадження автоматизованих систем
управління і контролю, сучасних методів управління виробництвом, модернізацію і
технічне переоснащення природоохоронних об'єктів, опалювальних і вентиляційних
систем, підключення до централізованих джерел тепло- й електропостачання. Його
слід здійснювати за проектами й кошторисами на окремі об'єкти або види робіт, які
розробляють на основі єдиного техніко-економічного обґрунтування і згідно з
планом підвищення техніко-економічного рівня галузі.
Щодо розширення діючих підприємств, то воно передбачає будівництво нових
і збільшення потужності діючих об'єктів на існуючих або прилеглих до них
13
територіях. Реконструкція діючих підприємств зумовлює перебудову, пов'язану з
удосконаленням виробництва і підвищенням його техніко-економічного рівня на
основі науково-технічного прогресу. Реконструкція потребує комплексного проекту,
який передбачає розширення виробничої потужності, поліпшення якості та
асортименту продукції (в основному без збільшення чисельності працюючих),
поліпшення умов праці та охорони навколишнього середовища.
При реконструкції можливі перебудова окремих споруд основного й
допоміжного призначення, будівництво нових і розширення існуючих об'єктів з
метою ліквідації диспропорцій у технологічних ланцюгах. За останні роки в
харчовій промисловості склалося вкрай важке становище з реконструкцією та
технічним переоснащенням діючих підприємств. Основна причина – недостатнє
виділення лімітів централізованих капіталовкладень та коштів для їх фінансування,
що призвело до постійного порушення строків введення в дію потужностей для
виробництва харчової продукції.
1.2. Загальні відомості
1.2.1. Упаковка
Упаковка харчової продукції проводиться з метою забезпечення споживчих,
рекламно-інформаційних, контролюючих, захисних і розподільних функцій.
Споживчі функції характеризують естетичність і зручність використання
продукції: привабливий зовнішній вигляд, пристосованість до вимог споживача,
відкриття і закривання упаковки і тому подібне. На упаковці споживачеві дається
необхідна інформація про продукцію: призначення і спосіб вживання, склад
продукції і умови її зберігання, відомості про переваги продукції.
Для виконання контрольних функцій на упаковці вказують товарний знак,
найменування підприємства, і інші відомості про виробника продукції, термін
зберігання, дату випуску або використання, наносять штрих-код для автоматичного
зчитування інформації, наклеюють акцизні марки і тому подібне
Захисні функції упаковки продукції дозволяють оберігати продукцію від
шкідливого впливу зовнішнього середовища: дії повітря, світла і вологи,
14
всмоктування сторонніх запахів, механічних пошкоджень, висихання, забруднення і
зараження, усунення матеріальних і енергетичних втрат.
Пакувальні матеріали мають бути стійкими до вологи, жиру, масла, кислот,
лугів, розчинників, а також повинні бути непроникні для мікроорганізмів, пару і
газів. Пакувальні матеріали повинні володіти механічними властивостями
(міцністю, еластичністю і ін.), які забезпечують ефективну роботу сучасного
високошвидкісного автоматичного пакувального обладнання.
Залежно від виду продукту і способу його упаковки до показників перелічених
вище властивостей, до пакувального матеріалу пред'являються певні вимоги.
Важливою властивістю пакувальних матеріалів є їх безумовна безпека: фізіологічна
нешкідливість, відсутність речовин, які змінюють запах і смак виробів, або
змінюють їх властивості під впливом харчових середовищ, терміну зберігання або
контакту із споживачем. Аналогічні вимоги пред'являються до матеріалів якими
фарбують і склеюють упаковки. До упаковки харчової продукції допускаються
матеріали, дозволені Міністерством охорона здоров'я (МОЗ) України.
Розподільні функції визначають можливість навантаження і розвантаження,
транспортування, зберігання і обліку продукції. Характеристики розподільчих
функцій перш за все залежать від величини партії упакованої продукції.
Технологічною метою процесу упаковки є утворення дискретного об'єкту –
упаковки, що є певним виглядом споживчої тари (пачка, пляшка, коробка, обгортка і
тому подібне), в якій розміщена заздалегідь відміряна частина продукції – партія.
Операція дозування є однією з основних в процесі упаковки продукції і для її
реалізації використовують різні типи дозуючого устаткування і пристроїв.
Залежно від вигляду продукції, що упаковується, в харчовій промисловості
застосовують машини для: загортання штучних виробів; фасування сипких
продуктів і штучних виробів; фасування рідких і пастоподібних продуктів.
1.2.2. Дозування
Дозування – процес виміру кількості речовини шляхом визначення його маси
або об'єму або рахунку числа однакових штучних об'єктів. По структурі робочого
циклу дозування буває безперервним або дискретним.
15
При безперервному дозуванні вимірюється кількість речовини, що
переноситься потоком за певний проміжок часу. Потік, це маса суцільного
середовища яка рухається: газу, рідини або твердої речовини у вигляді
порошкоподібного матеріалу або дрібних предметів. Для безперервного дозування
застосовують витратоміри і дозатори безперервної дії, що використовують в
різноманітних технологічних процесах, де потрібна безперервна подача матеріалу із
заданою продуктивністю, або здійснюється безперервний облік кількості матеріалу,
що транспортується.
При упаковці продукції, як правило, застосовується дискретне дозування, що
полягає в періодичному повторенні циклів виміру дози продукту і подачі її на
упаковку. Для дискретного дозування застосовуються об'ємні і вагові дозатори,
вимірники об'єму і маси продукції, а також живильники однакових штучних
виробів.
1.2.3. Наукове забезпечення процесу дозування харчової продукції
Характер процесу дозування перш за все залежить від фізичного стану
середовища, що дозується. Всі види харчової продукції можна розділити на суцільні
і дискретні середовища.
До суцільних середовищ відносяться рідкі, пастоподібні і сипкі продукти
(напої, сир, борошно, крупи і тому подібне), а також мілкі штучні вироби (драже,
вермішель, сушки і тому подібне). Таке об'єднання всіляких видів харчової
продукції зв'язане не стільки з типом фазного стану речовини, скільки з характером
його відгуку на дію сили.
Суцільне середовище безперервно змінює свою форму під дією постійної
сили, що здвигає, внаслідок чого спостерігаються явища течії або сипучості
речовин. Головна відмінність в поведінці рідини і сипкого продукту полягає в тому,
що більшість рідин майже не стискується, а сипкий продукт стискується, що
приводить до зміни його щільності.
При дозуванні суцільних середовищ виконуються наступні основні операції:
відділення від загальної маси суцільного середовища певної частини для
формування з неї дози, вимір об’єму або маси дози, подача дози на упаковку.
16
Дискретними харчовими середовищами є штучні вироби, що мають, як
правило, тверду або подібну до твердої структуру (цукерки, брикети харчових
концентратів, хлібобулочні вироби і тому подібне). Доза продукту, з якого
виготовлений штучний виріб, виходить також в результаті дозування суцільного
середовища. Проте дозування зазвичай виконується перед операцією формування
заготівки штучного виробу. Потім після формування виконуються операції, що
забезпечують стабілізацію структури відформованої заготівки випікання, сушка,
кристалізація або охолоджування. Лише після цього отримані штучні вироби
подаються на упаковку.
При дозуванні дискретних середовищ, що на упаковку, виконуються наступні
основні операції: переміщення виробів від входу живильника до його виходу;
індивідуального виробу від хаотичної маси виробів; фіксація і орієнтування виробу
у просторі та часі; подача виробу на упаковку. При упаковуванні декількох штучних
виробів перед останньою операцією виконується додаткова операція – групування
індивідуальних виробів в пачку або стопку.
1.2.4. Систематизація процесів дозування харчової продукції
Розглянемо схеми дозування в'язких і рідких продуктів.
При дозуванні в'язких рідин (йогурти. сметана, майонез, текучі кондитерські
маси і тому подібне) в дозаторі має бути надійніша герметизація камери для
відсікання продукту. Така конструкція передбачена в поршневому дозаторі (рис.
1.1). До складу цього дозатора входять завантажувальна воронка 1, камера з
відсікачем 2, мірна камера циліндричної форми 3 і поршень 4.
Дозатор працює в два такти: перший – наповнення мірної камери 3 з воронки
4, другий – наповнення тари 5 відміряною дозою продукту. У першому випадку
канал відсікача сполучає воронку 2 з мірною камерою 3, а поршень 4 переміщається
вліво, забезпечуючи всмоктування продукту. У другому відсікач після повороту
сполучає мірну камеру 3 з нижнім вихідним отвором, а поршень 4 видавлює
продукт з мірної камери 3. Особливість такого дозатора полягає в тому, що в даному
випадку відсікач 2 виконаний у вигляді пробки, надійно підігнаної до поверхні
камери, з криволінійним отвором.
17
Рис 1.1. Принципова схема об’ємного поршневого дозатора:
а) – заповнення мірної камери: 1 – завантажувальна воронка; 2 – камера з
відсікачем; 3 – мірна камера; 4 – поршень; 5 – споживча тара;
б) – нагнітання дози продукту в тару
Рідкі продукти дозують при упаковці в основному двома способами: за
об'ємом і по рівню.
При дозуванні рідин за об'ємом застосовуються пристрої для дозування з
мірними стаканами. Такий пристрій (рис. 1.2, а) складається з мірного стакана 5,
наповнювального клапана 7 з роликом 8, що центрує розетки 9, зливного конуса 1,
діафрагми 2, витискувача 3 і центральної трубки 4. За допомогою клапана 7 стакан 5
з'єднується з колектором 6.
Дозуючий пристрій працює таким чином. Ролик 8, обкатуючись по копіру,
натискує на клапан 7. Останній піднімається, і рідина з колектору 6 витікає в мірний
стакан 5. Потім ролик сходить з копіра, а клапан 7, опускаючись, закриває кільцевий
простір, припиняючи тим самим подачу рідини в мірний стакан (стакан змінний на
0,5 і 0,7 л). В цей час підіймальний столик подає пляшку під пристрій дозування.
Розеткою 9 пляшка центрується, шийкою натискує на зливний конус 1, який давить
на діафрагму 2, діафрагма стискується і відкриває кільцевий простір для виходу
18
рідини з мірного стакана 5. Об’єм мірного стакана регулюється витискачем 3.
Кінець центральної трубки 4, вхідної в шийку пляшки, розширений, щоб рідина
стікала самопливом в пляшку по її стінках Повітря у міру заповнення пляшки
витісняється з неї по центральній трубці і поступає у витратний резервуар.
Заповнена пляшка опускається і прямує на автомат для закупорювання.
Рис. 1.2. Пристрої для дозування рідких продуктів:
а) – дозування по об’єму: 1 – зливний конус; 2 – діафрагма; 3 – витискувач; 4
– трубка; 5 – мірний стакан; 6 – колектор; 7 – клапан; 8 – ролик; 9 – розетка;
б) – дозування по рівню: 1 – бак; 2 – поплавок; 3 – гідравлічний затвор; 4 –
сифон; 5 – опорний ролик; 6 – копір
Для дозування рідин по рівню можуть застосовуватися сифонні пристрої для
дозування. Основними складовими частинами такого пристрою (рис. 1.2, 6) є:
19
витратний бак 1, поплавець 2, гідравлічний затвор 3, сифон 4, опорний ролик 5 і
копір 6. Сифон 4 є зігнутою трубою, короткий кінець якої занурений у витратний
бак, а довгий – в шийку пляшки. Якщо сифон заздалегідь не заповнений рідиною, то
він не може працювати. Тому сифон на початку роботи заповнюється рідиною або
підвищенням рівня продукту у баку, або короткочасним підвищенням тиску в нім.
При роботі пристрою пляшка піднімається столиком і упирається шийкою в
розетку для центрування, забезпечуючи відкриття клапана на виході рідини з
сифона. Відбувається наповнення пляшки до рівня рідини у витратному баку.
Пляшки наповнюються тим швидше, чим довше кінець трубки, занурений в пляшку.
Потім пляшка опускається і відходить від розетки, що дозволяє клапану закрити
вихід рідини з сифона. При цьому забезпечується збереження заправки сифона, а
наповнена пляшка прямує на закупорювання.
1.2.5. Класифікація машин для фасування рідких і пастоподібних
продуктів
Класифікація машин для фасування рідких і пастоподібних продуктів
показана на рисунку 1.3.
Фасувальні машини для рідких і пастоподібних продуктів
Короткочасна структура процесу пакування
Дискретна Безперервна
Просторова структура процесу пакування
Однопозиційна Багатопозиційна Шляхова
Конструкція фасувального пристрою
Фасувальна Операційний Операційний Вертикальний Горизонтальний
платформа ротор конвеєр пакетоутворювач пакетоутворювач
Рис. 1.3. Класифікація фасувальних машин для рідких і пастоподібних
продуктів.
20
Для фасування рідких і пастоподібних продуктів застосовують різноманітні
конструкції фасувальних машин.
Однопозиційні машини з фасувальною платформою застосовуються в
основному на малих підприємствах для фасування негазованих і газованих рідин в
скляні або ПЕТ-пляшки.
Багатопозиційні машини з операційним ротором і операційним конвеєром, що
має дискретний рух, широко застосовуються в молочній промисловості для
фасування пастоподібних продуктів.
Фасувальні машини з операційним ротором, що мають безперервний рух,
знайшли широке застосування для фасування негазованих і газованих рідин в
високопродуктивних поточних лініях харчової промисловості.
Фасувальні машини з вертикальним утворювачем пакетів застосовують в
основному для фасування молока та кефіру.
1.3. Дослідження патентів
Автомат карусельний для фасування рідких та в'язких продуктів у ємності,
який містить станину із приводом, карусельний стіл, механізм подачі ємності та
магазин для ємностей, механізм блокування і нанесення дати, дозатор, який
складається із циліндра і розташованого у ньому поршня, поворотного крана,
патрубків підведення та відведення продукту, механізм запечатування, механізм
перенесення вкладиша, механізм подачі і надівання кришок на ємність, клейову
лапку, механізм подачі етикетки на кришку, знімач, транспортер, який відрізняється
тим, що дозатор додатково обладнаний поворотним краном та патрубками
підведення та відведення продукту, причому поворотні крани підключені таким
чином, що при кожному русі поршня з одного торця циліндра відбувається
засмоктування продукту, а з іншого торця циліндра відбувається видача відміреної
дози продукту, поршень складається із двох окремих частин, положення яких
фіксуються за допомогою різьбового з'єднання.
Корисна модель відноситься до обладнання харчової промисловості, зокрема
до фасувально-пакувального автоматичного обладнання в ємності типу пластикових
стаканчиків.
21
Відомий пристрій для фасування молочних продуктів у стакани, який
складається із закріпленого на валу столу, змонтованих по його периметру дозатору,
зйомника стаканів, механізму накладення та укупорювання кришок та
пнемоприводу, причому пневмопривод має кінцеві перемикачі [а.с. СРСР
№1204486 кл. В65ЬЗ/00,1986]. Недоліком даного пристрою є недостатня
продуктивність.
Відомий пристрій для дозування та упаковки рідких та напіврідких продуктів
у посудини, який складається з дозатору, столу для переміщення посудин,
механізмів подачі посудин, запечатування, датування та вивантаження, який
відрізняється тим, що має інерційний компенсатор, який встановлено між столом та
валом переміщення столу [а.с. СРСР №454147 кл. ВббЬЗ/00,1974]. Недоліки
аналогічні попередньому.
Відома фасувальна машина, яка складається з круглого операційного столу із
гніздами під стаканчики, дозатору, механізмів подачі стаканчиків, подачі кришок,
запечатування, датування та зйомки стаканчиків [9]. Недоліки аналогічні
попередньому.
Відомий пристрій для дозування рідких та напіврідких продуктів, який
складається з завантажувального патрубка, пробкового крану із отвором для виходу
продукту, циліндру з поршнем, який відрізняється там, що у корпусі пробкового
крану утворено щонайменше один додатковий канал [а.с. СРСР №483306 кл.
В65ЬЗДЮ, 1975]. Недоліком даного пристрою є недостатня продуктивність, що
обумовлена одинарною дією дозатору (наявністю холостого ходу поршня).
Найбільш близьким до пристрою, що пропонується, є пристрій для фасування
продукту у ємності, який складається зі станини із приводом, карусельного столу,
механізму подачі ємностей з магазином, механізму блокування і нанесення дати,
дозатору, механізму запечатування, механізму перенесення вкладиша, механізму
подачі і надівання кришок на ємність, клейової лапки, механізму подачі етикетки на
кришку, знімача, транспортера, який відрізняється тим, що магазин для ємностей
виконаний з двох частин, одна з яких знімна. Недоліком даного пристрою є
недостатня продуктивність.
22
В основу корисної моделі поставлена задача отримання нового технічного
результату. Технічним результатом є збільшення продуктивності автомату
карусельного для фасування рідких та в'язких продуктів у ємності.
Поставлена задача вирішується тим, що автомат карусельний для фасування
рідких та в'язких продуктів у ємності, який містить станину із приводом,
карусельний стіл, механізм подачі ємностей та магазин для ємностей, механізм
блокування і нанесення дати, дозатор, який складається із циліндру і розташованого
у ньому поршню, поворотного крану, патрубків підведення та відведення продукту,
механізм запечатування, механізм перенесення вкладиша, механізм подачі і
надівання кришок на ємність, клейову лапку, механізм подачі етикетки на кришку,
знімач, транспортер, відрізняється тим, що дозатор додатково обладнаний
поворотним краном та патрубками підведення та відведення продукту, причому
поворотні крани підключені таким чином, що при кожному руху поршня з одного
торцю циліндру відбувається засмоктування продукту, а з іншого торцю циліндру
відбувається видача відміреної дози продукту, поршень складається із двох окремих
частин, положення яких фіксуються за допомогою різьбового з'єднання.
Корисна модель пояснюється кресленнями зображеного на рис. 1.4. і 1.5
На ньому зображено:
на Фіг. 1 – загальний вигляд автомату карусельного для фасування рідких та
в'язких продуктів у ємності за корисною моделлю, що пропонується;
на Фіг. 2 – загальний вигляд дозатору за корисною моделлю, що пропонується;
на Фіг. З –переріз А-А що зображений на Фіг. 2;
на Фіг.4 – переріз Б-Б, що зображений на Фіг. 2.;
на Фіг.5 – конструкція поршню, що дозволяє регулювати величини доз, які
відміряються дозатором за корисною моделлю, що пропонується.
Автомат карусельний для фасування рідких та в'язких продуктів у ємності
складається (Фіг. 1) з карусельного столу 1 по периметру якого розташовані: касета
стаканчиків 13; відокремлювач стаканчиків 12; переносник стаканчиків 11; маркер;
10; дозатор 1; механізм подачі кришок 3; касета кришок 2; механізм подачі клею 4;
механізм подачі етикеток 5; виштовхував 7; знімач 9 та конвеєр 8.
23
Фіг. 1
Фіг. 2
А-А
Фіг. 3
Рис. 1.4. Автомат карусельний для фасування рідких та в’язких продуктів у
ємності (Фіг. 1, Фіг. 2, Фіг. 3)
24
Б-Б
Фіг. 4
Фіг. 5
Рис. 1.5. Автомат карусельний для фасування рідких та в’язких продуктів у
ємності (Фіг. 4, Фіг 5)
Дозатор складається (Фіг .2) з циліндру 1 в якому розташований поршень 2 на
штоку 3. Шток З приводиться у рух валом 4. З обох торців циліндру 1 приєднані
з'єднувальні патрубки 8 і 9, які сполучають порожнину циліндру 1 із поворотними
кранами 5 і 6. До поворотних кранів 5 і 6 приєднано патрубки підведення продукту
відповідно 10 і 12 та патрубки відведення продукту відповідно 11 і 13. Поворотні
крани 5 і 6 приводяться у дію за допомогою валу 7.
Поршень дозатору може мати конструкцію таку, яка зображена на Фіг. 5. На
Фіг.5 зображено поршень, який складається із двох частин 1 і 2, які мають змогу
переміщуватись одна відносно іншої вздовж осі штоку 5. Гайки 3 і 4 нагвинчені на
нарізку штоку 5.
Робота автомату карусельного для фасування рідких та в'язких продуктів у
ємності відбувається наступним чином. Відокремлювач стаканчиків 12
відокремлює стаканчик від загальної стопки в касеті стаканчиків 13, а переносник
стаканчиків 11 вакуумним захватом опускає його вниз і встановлює в гніздо
25
карусельного столу 6. Упор 14 опускається вниз на дно стаканчика, а маркер 10,
піднімаючись вгору, наносить дату на зовнішню сторону денця стаканчика. Дозатор
1 видає задану порцію продукту. Вакуумний захват механізму подачі кришок 3
відокремлює кришку від загальної стопки в касеті кришок 2 і, обернувшись на 180°,
надягає її на верхній борт стаканчика, що створює разом з бортом кришки замок.
Механізм подачі клею 4 клейовою лапкою наносить клей на кришку стаканчика в
трьох точках Вакуум-захват механізму подачі етикеток 5 відокремлює етикетку від
загальної стопки в касеті етикеток і, обернувшись на 180°, накладає її на поверхню
кришки. Стаканчики з продуктом штовхачем 7 піднімаються вгору і знімачем
стаканчиків 9 подаються на конвеєр 8, котрий відводить їх від машини.
Робота дозатору за корисною моделлю, що пропонується, відбувається
наступним чином (Фіг. 2). Наповнення дозатору та видача відміреної дози
відбувається внаслідок руху поршня 2 у циліндрі 1. Поршень 2 отримує рух від валу
4, який з'єднано зі штоком 3. Поворотні крани 5 і 6 призначені для почергового
підключення до порожнини циліндру 1 патрубків підведення продукту 10 і 12 та
патрубків відведення продукту 11 і 13. Причому робота двох поворотних кранів 5 і
6 узгоджена таким чином, що в той момент коли один із них забезпечує наповнення
циліндру через патрубок подачі продукту, інший – забезпечує видачу відміреної
дози через патрубок відведення продукту.
Так, наприклад, на Фіг. 2 деталі дозатору зображені у таких положеннях, що
відповідають наповненню циліндру 1 через з'єднувальний патрубок 9 та одночасній
з цим видачі відміреної дози через з'єднувальний патрубок 8 (рух поршня 2 вліво).
Як видно з Фіг. З поворотний кран 5 сполучає з'єднувальний патрубок 8 і з
патрубком відведення продукту 11. В той час як поворотний кран 6 (Фіг. 4) сполучає
з'єднувальний патрубок 9 і з патрубком підведення продукту 12. При досягненні
поршнем 2 свого крайнього лівого положення поворотні крани 5 і 6 обертаються
навколо власної осі за допомогою валу 7 (привод поворотних кранів 5 і 6 умовно не
показано) чим обумовлюють зміну підключення: поворотний кран 5 тепер з'єднує
порожнину циліндру 1 із патрубком для підведення продукту 10, а поворотний кран
6 з'єднує порожнину циліндру 1 із патрубком для відведення продукту 13. Після того
26
як відбулась зміна підключення поршень 2 починає рухатись у правий бік, чим
зумовлює наповнення циліндру 1 з лівого торцю та видачу відміреної дози з правого
торцю. При досягненні поршнем 2 свого крайнього положення цикл повторюється.
При виникненні необхідності коригування (або вирівнювання) величин доз, що
відміряються обома робочими порожнинами дозатору, проводять зміну положення
частин поршня 1 і 2 (Фіг. 5) та фіксують їх у нових положеннях за допомогою гайок
3 і 4.
Як відомо, секундна штучна продуктивність фасувальних автоматів із
операційним ротором (карусельним столом) визначається по наступній формулі [9],
(��, шт/с):
���� · ��у
�� = (1.1)
��техн. + ��тр.
де: ���� – кількість гнізд під ємності в операційному роторі, шт.;
���� – число технологічних потоків;
��техн. – тривалість вистою операційного ротору, що необхідний для виконання
технологічної операції (дозування та наповнення стаканчика продуктом та
добавками), с;
��тр. – тривалість транспортного переміщення операційного ротору між двома
вистоями, необхідних для виконання технологічної операції, с
Застосування дозатора подвійної дії дозволяє позбутися явища холостого ходу
поршня (під час якого відбувається наповнення дози). Це призводить до суттєвого
зменшення часу між двома черговими видачами відміреної дози продукту – у 2 рази.
В такому разі, якщо прийняти, що тривалість вистою карусельного столу дорівнює
тривалості його транспортного переміщення ��техн. = ��тр., то можна визначити що
продуктивність за корисною моделлю, що пропонується, буде дорівнювати (��п):
���� · ��у ���� · ��у 2 · ��у
�� = = = , (1.2)
��тр. ��тр. 3 · ��
�� + �� + тр.
техн. 2 тр. 2
27
в той час як продуктивність за найближчим аналогом:
��у
��п = (1.3)
2 · ��тр.
Тоді збільшення продуктивності автомату карусельного для фасування рідких
та в'язких продуктів у ємності при використанні дозатору за корисною моделлю, що
пропонується, буде у стільки разів:
2 · ��у
��п 3 · ��тр. 2 · ��у 2 · ��тр. 4
= �� = · = (1.4)
�� у 3 · ��тр. ��у 3
2 · ��тр.
Тобто при використанні рішення за корисною моделлю, що пропонується,
збільшення продуктивності автомату карусельного для фасування рідких та в'язких
продуктів у ємності може досягати 30%.
1.4. Опис технологічної лінії для виробництва йогурту
1.4.1. Характеристика продукції, сировини і напівфабрикатів
Вимоги до сировини та матеріалу.
Для виготовлення йогуртів використовують сировину і пакувальні матеріали.
Сировина:
– Молоко коров’яче, що закупляється по ГОСТ 13264, не нижче 1 ґатунку, не
нижче 3-й групи термостійкості по алкогольній пробі;
– Молоко коров’яче обезжирене кислотністю не більше 19˚Т, густиною не
менше 1030 кг/м³, отримане з молока коров’ячого по ГОСТ 13264;
– Вершки із коров’ячого молока з масовою часткою жиру не більше 30% і
кислотністю не більше 16˚Т, отримане із молока коров’ячого по ГОСТ 13264;
– Молоко цільне сухе по ГОСТ 4495;
– Молоко обезжирене сухе по ГОСТ 10970;
– Цукор-пісок по ДСТУ 2316;
28
– Плодово-ягідні натуральні наповнювачі по ТУ У 22572180.004, ТУ У
00444990.007;
– Наповнювачі: абрикос, ананас, апельсин, банан, вишня, груша, лісова ягода,
лимон, малина, мюслі, персик-маракуя, полуниця, персик, черешня, червоний
апельсин, чорна смородина, чорниця, яблуко та ін. виробництва фірми “Franz Zenits
GmbH & Co” (Німеччина) при наявності гігієнічного висновку Мінздраву України і
сертифікату відповідності та інші наповнювачі імпортного виробництва аналогічні
по складу при наявності гігієнічного висновку Мінздраву України і сертифікатів
відповідності;
– Стабілізатор MITROS JT-201 виробництва фірми “MITROS” (Німеччина)
при наявності гігієнічного висновку Мінздраву України і сертифікату відповідності;
– Закваски виробництва фірми “Rhodia Texel Symbiolact” (Німеччина-Франція)
при наявності гігієнічного висновку Мінздраву України і сертифікату відповідності;
– Поживне середовище для заквасок виробництва фірми “Симбилакт ГмбХ”
(Німеччина): (Nahrmedium TYP 5 WA, Nahrmedium TYP 4 WA-96) при наявності
гігієнічного висновку Мінздраву України і сертифікату відповідності;
– Вода питна по ГОСТ 2874 (для відновлення сухих молочних продуктів);
Пакувальні матеріали:
– Заготовки пакетів (типу “Пюр-Пак”) по ТУ У 00418082.002;
– Стаканчики із полістирольної стрічки по ТУ У 23918284.002;
– Стаканчики із полівінілхлоридної стрічки по ГОСТ 25250;
– Кришки із фольги алюмінієвої по ТУ У 2345034.002;
– Стаканчики (слоики) із полімерів по ТУ У 234554034.001;
– Стаканчики із полімерів по ТУ У 23918284.001.
Закваски застосовуються відповідно “Технологічній інструкції по
використанню заквасок і бактеріальних концентратів при виготовленні
кисломолочних продуктів, масла і сиру на підприємствах молочної промисловості”,
затверджений Національною асоціацією молочників України “Укрмолпром”
20.08.97 р. та інструкцією по використанню окремих заквасок.
29
1.4.2. Особливості виробництва і споживання продукції
Рецептура на йогурти “Волошкове поле Про-Біо” і “Волошкове поле” з
плодово-ягідними наповнювачами (кг на 1000 кг продукту без обліку втрат)
приведено в таблиці 1.2.
1.4.2.1. Характеристика продукту
Йогурт виготовляється із пастеризованого, нормалізованого по жиру і сухим
речовинам молока з додаванням або без додавання сухого обезжиреного молока,
цукру, стабілізаторів, плодово-ягідних наповнювачів, шляхом сквашування
спеціально підібраними культурами молочнокислих бактерій, які призначені для
безпосереднього вживання в їжу. По органолептичними, фізико-хімічними,
мікробіологічними показниками і критеріями безпечності йогурт повинен
відповідати нормам ТУ У 00447853.003-2000.
Рецептура на йогурти Таблиця 1.1.
Найменування Йогурт з масовою часткою жиру
сировини 1,0% 1,5% 2,5% 3,2% 4,0% 8,0% 10%
Молоко цільне 286- 622-
436-437 738 768-780 744-755 571
з м.д.ж. 3,4% 285 632
Обезжирене
499-
молоко з м.с.д. 349-358 52
510
0,05%
Вершки 164-
17-15 41-40 224
з м.д.ж. 36% 163
Сухе обезжирене
20 20 20 20 20 20 20
молоко
Цукор 35 35 35 35 35 35 35
Наповнювач 100 100 100 100 100 100 100
10-
Стабілізатор 10-20 10-20 10-20 10-20 10-20 10-20
20
Закваска на
обезжирене 50 50 50 50 50 50 50
молоко
ВСЬОГО 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000
30
Примітка – в випадку використанні заквасок прямого внесення або сировини з
іншими фізико-хімічними показниками виконується перерахунок рецептур готового
продукту.
1.4.2.2. Затрати сировини, матеріалів, тари і допоміжних матеріалів
Затрати сировини, основних матеріалів, тари і допоміжних матеріалів на
виготовлення 1 тони йогурту виготовляють у відповідності з приведеними
рецептурами і фактичними затратами, але не більше діючих норм затрат і гранично
допустимих втрат сировини і жиру, затверджених в наказом № 1025 від 31.12.87 р.
Затрати допоміжних матеріалів, хімікатів, тари і тарних матеріалів на 1 тону
продукту враховуючи по фактичним затратам цих матеріалів, котрі затверджені в
установленому порядку наказом № 873 від 27.12.08
1.4.3. Стадії технологічного процесу
Машино-апаратна схема виготовлення йогурту показана рис. 1.5.
Процес виробництва йогурту відбувається наступним чином.
Молоко з автомолокоцистерни через фільтр (1) відцентровими насосами (2)
перекачується через лічильник (3) в сепаратор молокоочищувач (4) де відбувається
очищення молока від механічних домішок. Після цього молоко потрапляє в
пластинчастий охолоджувач (5) де охолоджується до �� = 10 − 15 °C. Після
охолодження молоко потрапляє в ємність для зберігання молока (6). Потім молоко
відцентровим насосом (2) перекачується в сепаратор вершковідділювач (7) після
якого отримуємо знежирене молоко яке потрапляє в бачок (8). Після цього
знежирене молоко пастеризують при температурі �� = 95 °C в пластинчастому
пастеризаторі (9). Потім пастеризоване молоко потрапляє в ємність для зберігання
молока (6), а потім в бак для нормалізації (10). Нормалізоване молоко відцентровим
насосом (2) перекачується в зрівняльний бачок (8) і знову перекачується до
пластинчастого теплообмінника де його підігрівають до �� = 67 °C (11). Після цього
молоко потрапляє в гомогенізатор (12) (гомогенізація здійснюється при �� = 65 °C і
тиску 15 МПа). Гомогенізоване молоко потрапляє в теплообмінник (11) де
охолоджується до �� = 42 °C і із теплообмінника молоко потрапляє в ємність для
сквашування (13). Після цього йогурт потрапляє в ємність (14) для внесення
31
смакового наповнювача. За рахунок насосу (15) для кисломолочних напоїв йогурт
потрапляє в фасувально-пакувальний автомат МК-ОФС для розливу йогурту в
стаканчики, який відіграє велику роль в технологічній лінії для виготовлення
йогуртів.
3
3
1 2 4 5 6 7 1 2 8 4 2 5 9 6 6 27 8 2 9 6 2
Знежирене Знежирене
Вершки молоко, або Вершки молоко, або
вершки, вершки,
стабілізатори стабілізатори
Закваска Закваска
В камеру В камеру
готової готової
продукцпродукції
продукцпродукції
10 2 8 2 11 12 13 14 15 16
10 2 8 2 11 12 13 14 15 16
Рис.1.6. Машино-апаратна схема виготовлення йогурту:
1 – фільтр, 2 – насос відцентровий, 3 – лічильник, 4 – сепаратор–молоко
очисник, 5 – пластинчастий охолоджувач, 6 – ємність для зберігання молока, 7 –
сепаратор для відокремлення вершків 8 – мірний бачок, 9 – пластинчаста
пастеризаційно-охолоджувальна установка, 10 – ємність для нормалізації, 11 –
пластинчастий теплообмінник, 12 – гомогенізатор, 13 – ємність для сквашування, 14
– ємність для внесення наповнювача, 15 – насос для кисломолочних напоїв, 16 –
фасувально-пакувальний автомат МК-ОФС
Йогурт виробляють резервуарним способом.
Молоко з
автомолцистерни
Молоко з
автомолцистерни
Наповнювач
Наповнювач
32
1.4.3.1. Приймання, очистка і приготування суміші
– Молоко і іншу сировину приймають по кількості і якості. Якість сировини
оцінює лабораторія підприємства. Попередня очистка сирого молока проводиться
при перекачуванні в танки.
– Відібране по якості молоко нормалізують по жиру, цукру,. При цьому
нормалізацію суміші для йогурту по жиру здійснюють з таким розрахунком, щоб
масова доля жиру в готовому продукті була не менше масової частки жиру, що
передбачена стандартом.
– Нормалізацію суміші по масовій частці сухих речовин проводять шляхом
додавання до суміші, нормалізованій по масовій частці жиру, сухого обезжиреного
молока. По рецептурі до суміші додають цукор, сухе обезжирене або цільне молоко,
котре відновлюють у відповідності з діючою документацією.
– Цукор-пісок перед внесенням в суміш пересіюють (або готують сироп).
– Відповідно з рецептурою до суміші добавляють стабілізатор, попередньо
розведений в пропорції 1:5 в молоці і набухлий протягом 40 – 122 хв.
– Суміш для йогурту підігрівають до температури (67±2)˚С і витримують
протягом 15 хв.
1.4.3.2. Фільтрування, пастеризація, гомогенізація і охолодження суміші
– Фільтрують суміш на очисних фільтрах.
– Гомогенізацію суміші здійснюють при температурі не нижче 65˚С і тиску
(15 ± 2,5)МПа.
– Пастеризацію проводять з метою знищення патогенної мікрофлори,
зниження загальної бактеріальної забрудненості, руйнування ферментів, отримання
продукту, безпечного для споживача в санітарно-гігієнічному відношенні.
Пастеризують суміш при температурі (95 ± 2)˚С і витримують 5 хв.
– Суміш охолоджують до температури сквашування.
1.4.3.3. Заквашування, сквашування суміші
– Заквашування і сквашування суміші протікає в резервуарах для
кисломолочних продуктів з охолоджуючою сорочкою, оснащених мішалками.
33
– Суміш заквашують одразу ж після охолодження спеціально підібраними
заквасками прямого внесення. Закваски прямого внесення вносяться згідно даних
виробника.
– Масова частка промислової закваски становить 3 – 5 % від маси заквашуємої
суміші.
– Суміш заквашують при температурі (42 ± 2)˚С протягом 5-7 год. Закінчення
заквашування визначають по утворенню достатньо міцного згустку, Рн якого рівний
80 (4,4 – 4,6).
1.4.3.4. Перемішування і охолодження
– По закінченню сквашування йогурт перемішують і охолоджують до
температури (20±2)˚С. Подальше перемішування при необхідності проводять
періодично, включаючи мішалку на 5 – 15 хв.
1.4.3.5. Внесення фруктового наповнювача
– Із кисломолочного резервуару сквашений продукт подають в проміжну
ємність з мішалкою, вносять фруктовий наповнювач по рецептурі при постійному
перемішуванні до рівномірного кольору по всій масі продукту, обумовлене
внесенням наповнювача.
1.4.3.6. Розлив, упаковка, до охолодження і дозрівання готового продукту
– Перед початком розливу йогурт перемішують протягом 3 – 5 хв.
– Упаковку та маркування йогурту виконують у відповідності з вимогами
діючого стандарту на цей продукт.
– Упакований продукт в гофрованій тарі або в корзинах направляють в
холодильну камеру для охолодження до температури (4 ± 2)˚С і дозрівання протягом
24 – 48 год.
1.5. Техніко-економічна характеристика ПрАТ “Юрія”
1.5.1. Історія розвитку підприємства
ПрАТ “Юрія” є правонаступником Черкаського міського молочного заводу,
збудованого у 1964 році на основі державної власності з проектною потужністю 25
тон переробки сировини за зміну. В 1970 – 1977 роках була проведена
реконструкція заводу, внаслідок чого потужність заводу збільшилася до 67 тон
34
переробки сировини у зміну. Але і при такій збільшеній потужності завод не був
спроможний забезпечити достатньою кількістю продукції населення міста. Тому в
ході нової реконструкції, яка була проведена у 1986 – 1987 році, були побудовані
нові цехи, оновлено більшість обладнання на підприємстві, а виробничі потужності
збільшено до 410 тон переробки сировини за добу. В 1992 році підприємство стало
орендним, а в 1994 році на основі викупу державної власності набуло статусу
колективного підприємства ПАТ “Юрія”. В липні 1994 року була завершена
приватизація підприємства. У 1995 році було створено ЗАТ “Юрія”.
Акціонерне товариство ЗАТ “Юрія” є виробником молочної продукції,
технічний і кадровий потенціал якого дозволяє утримувати підприємство на
належному фінансовому рівні.
Підприємство технічно пристосоване для виробництва молочної продукції
високої якості у достатньо великих обсягах і широкому асортименті. ЗАТ “Юрія” –
це найкрупніше підприємство молочної промисловості Черкаської області за
виробничою потужністю та кількістю робітників.
ЗАТ “Юрія” знаходиться в південно-східній частині міста Черкаси, в 6 км від
геометричного центра міста і займає площу 0,303м2.
На даний момент потужність заводу складає 100 – 130 т/добу, а максимальна
можлива потужність – 300 т/добу. Тому можна зробити висновок, що підприємство
частково завантажує свої виробничі потужності, а отже може працювати краще та
продуктивніше.
У 1996 році підприємство зареєструвало торгову марку “Волошкове поле” –
одну із перших торгових марок серед виробників молочної продукції в Україні, яка
неодноразово отримувала нагороди та медалі на багатьох дегустаційних конкурсах.
Для покращення та оптимізації виробничого процесу на підприємстві, а також
для оновлення та розширення асортименту в 1994 – 2000 роках були оновлені
найбільш важливі у виробництві групи обладнання: технологічні лінії, автомати.
Обладнання підприємства ЗАТ “Юрія” було замінено на нове, переважно імпортне.
У 2004 році від ЗАТ “Юрія” відділилося дочірнє підприємство – фабрика
морозива.
35
ЗАТ “Юрія” має два дочірніх підприємства – це “Юрія-2”, що займається
роздрібною торгівлею. Це мережа фірмових магазинів та кіосків по м. Черкаси, які
забезпечують гарантовану реалізацію продукції.
Друге дочірнє підприємство – це “Юрія-Транс” – це автотранспортне
підприємство, яке доставляє сировину та матеріали на переробку, продукцію в
фірмову торгівлю та виконує інші транспортні послуги.
В місті Черкаси та безпосередньо в Черкаській області підприємство являється
головним постачальником молочних продуктів населенню.
У 2017 році ЗАТ “Юрія” перейменовано в ПрАТ “Юрія”.
За останні роки суттєво збільшився асортимент продукції та покращилась
якість продукції ПрАТ “Юрія”. Підприємство є достатньо перспективним. Жителі
міста та області надають перевагу продукції саме ПрАТ “Юрія”. Створена
розгалужена система збуту продукції на території України – Дніпропетровська,
Запоріжська, Одеська, Миколаївська, Вінницька, Кіровоградська, Полтавська,
Чернівецька області.
Виробнича структура ПрАТ “Юрія”
ПрАТ “Юрія” складається з таких структурних підрозділів:
– Основне виробництво
– Допоміжне виробництво
– Апарат управління
Виробничий комплекс підприємства складається з таких відділень основного
виробництва:
1. Приймально-мийне відділення
2. Приймальне відділення
3. Відділення зберігання молока
4. Цех виробництва сиру кисломолочного
5. Цех виробництва глазурованих сирків
6. Цех виробництва збагаченої сироватки
7. Цех фасування кисломолочної продукції.
36
Розташування виробничих цехів найбільш оптимальне щодо виробничих
процесів, які відбуваються на ПрАТ “Юрія”.
До допоміжного виробництва відноситься компресорне відділення, мийка
автоцистерн, механічна майстерня, трансформаторна підстанція, котельня, прохідна,
адміністративний корпус.
Асортимент продукції, що виробляється на підприємстві
ПрАТ “Юрія” технічно пристосоване для виробництва молочної продукції
високої якості у великих обсягах та широкому асортименті:
– Молоко пастеризоване та пряжене з різною масовою часткою жиру та в
різних упаковках;
– Йогурти з різними добавками та смаками, з різною масовою часткою жиру
та в різних упаковках;
– Сметана з різною масовою часткою жиру та в різних упаковках;
– Сир кисломолочний з різною масовою часткою жиру;
– Сирки 8% глазуровані;
– Кефір, ряжанка з різною масовою часткою жиру та в різних упаковках;
– Ацидофілін;
– Біосніданок кефірний.
1.5.2. Виробництво та споживання йогурту в Україні
Важливу роль у забезпеченні та підтриманні життєдіяльності людини
належить кисломолочним продуктам, які у загальній структурі виробництва
молочної продукції в Україні сьогодні займають 15%. Одним із популярних
кисломолочних продуктів, що широко використовуються в раціоні харчування
людей у багатьох країнах світу є йогурт.
Йогурт багатий на вітаміни групи В і містить легкозасвоювані білки і кальцій.
Компоненти і ферменти, які містяться в йогурті, сприяють поліпшенню процесу
травлення людини. Йогурт засвоюється краще за інші молочні продукти: його
можна вживати навіть у разі алергії до білків молока, зокрема діти та дорослі, які не
сприймають лактозу.
37
В 100 грамах йогурту (1,5 % жирності) приблизно 60 ккал; є жирні й органічні
кислоти, жири, білки, вуглеводи, холестерин; вітаміни А, РР, групи В; мінерали –
калій, кальцій, магній, натрій, сірка, фосфор, хлор, залізо, цинк, йод, мідь,
марганець, селен, хром, фтор, молібден, кобальт.
Йогурт сприяє кращому засвоєнню інших мінералів і вітамінів і зміцнює
імунітет: дослідження показали, що 100 – 200 г йогурту щодня дозволяють
організму активніше виробляти інтерферон; бактерії, що втримуються в ньому,
підтримують діяльність лейкоцитів, допомагаючи їм краще захищати організм від
інфекцій.
Йогурт додає організму більше молочних білків, ніж ми можемо одержувати з
молока: усього в 2-х склянках є 1/5 частина добової норми білка для дорослої
людини.
Як багато продуктів, що дійшли до наших часів з глибокої давнини, йогурт
багаторазово змінював свій смак і зазнавав зміни назви. По суті, йогуртом можна
назвати найдавнішу індійську страву з молока – дахи. У стародавній Індії йогурт був
особливим продуктом. Мало того, що йогурт – похідне молока – продукт священних
тварин, так і сам по собі він дуже корисний, а в поєднанні з фруктами особливо
смачний.
До цих пір незрозуміло, де ж вперше з'явився йогурт. А історія цього
молочного продукту налічує близько 8 тисяч років. Давні книги юдеїв містять
згадки про їжу з молока, при цьому за способом приготування це в точності нагадує
йогурт. У Стародавній Греції та Римі йогурт був відомий як “фракійське молоко”.
Сучасне слово йогурт турецького походження. Воно закріпилося за продуктом
після того, як турки завоювали Фракію, а “фракійське молоко” завоювало любов
турків. Вони й назвали страву йогурт або егурт. Назва “йогурт” поширилась в
балканському регіоні, який довгий час знаходився у владі Османської імперії, звідки
потрапила в інші європейські країни і розійшлася по всьому світові.
Існує версія, що рецепт йогурту принесли на Балкани предки сучасних болгар,
які жили у волзьких степах і практикували приготування йогурту. Але якщо
уважніше вивчити молочні страви в Середній Азії і у кочових народів від Монголії і
38
до Криму, то можна зрозуміти, що у всіх були свої “йогурти”, що називалися по-
різному, але мали дуже схожі рецепти приготування. Спільним у них можна вважати
спосіб обробки, при якому молоко нагрівається і додається спеціальна закваска,
відібрана з попередньої партії йогурту. Саме закваска і робить з молока йогурт. У
деяких регіонах закваска передавалася з покоління в покоління, і вік культури міг
обчислюватися століттями.
Історія сучасного йогурту пов'язана з компанією Данон, завдяки якій цей
продукт завоював Європу. Грек Ісаак Карасу, натхненний роботами Мечникова та
на власному досвіді переконався в цілющій силі йогурту, у 1919 році заснував в
Іспанії компанію, яку назвав на честь сина Даніеля – Danone. Лікар по професії,
Ісаак Карасу продавав йогурт в аптеках як лікарський засіб. Болгарську паличку для
виготовлення йогурту він отримував прямо з лабораторії Мечникова.
Після переміщення компанії в Париж, смачний і корисний йогурт завоював
серця і шлунки європейців, а під час Другої світової війни і американців. Сьогодні
класичний йогурт – один з найпопулярніших кисломолочних продуктів на
міжнародному ринку.
У 1930-х в Японії японський вчений Мінору Шірота винаходить новий спосіб
робити йогурт з бактерій Lactobacillus paracasei. Комерційна назва цього продукту –
якуруто або якульт У 1971 році почав продаватися у Таїланді, де здобув широку
популярність. Пляшки якуруто можна придбати майже у кожному магазині в
Таїланді. Зараз це популярний Азії та світі пробіотичний напій.
В Україні виробництво йогурту було розпочато у 60-х роках ХХ ст. Спочатку
зростання його виробництва було незначним. У 1995 р. в Україні було вироблено
всього 0,7 тис. т йогурту, і серед кисломолочних продуктів його частка була
найменшою – всього 0,6 %. У 2000 р. частка йогурту у виробництві кисломолочних
продуктів в Україні становила 11,3%, у 2005р. – 14,9 %, у 2006 р. – 16,8%, у 2007 р.
– 17,2%.
За період з 2000 по 2013 рік виробництво йогурту в Україні збільшилася з 17,9
тис. т до 101,3 тис. т, тобто на 83,4 тис. т або у 5,66 рази (таблиця 1.2)
39
Виробництво йогурту в Україні у 2000-2019 рр., тис. тон. Таблиця 1.2.
Роки
Назва
2000 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019
Йогурт 17,9 46,4 59,0 70,2 74,1 86,8 101,3 95,8 97,3 102.1
Виробництвом йогурту в Україні займаються більше 70-ти підприємств. Серед
провідних виробників йогурту виділяють п’ять компаній, які сьогодні утримують
85,0 % ринку. Це ЗАТ “Галичина”, Донецький міський молочний завод, ВАТ “Данон
Дніпро”, ВАТ “АТ Комбінат Придніпровський”, підприємства групи “Юнімілк”,
значні вклади в молочну промисловість вносять і підприємства невеликої
потужності до якої і входить ПрАТ “Юрія”.
Нове дихання у ПрАТ “Юрія”. відкрилось, коли на підприємство прийшов
справжній інвестор, готовий вкладати кошти у його розвиток – промислова
корпорація „Формула смаку”. ПрАТ „Юрія” лише протягом року підприємство
опанувало нові потужності, продукція завоювала ринки збуту, географія яких
охоплює до 70 % території України.
Сьогодні продукція торгової марки „Волошкове поле” здатна догодити
споживачеві і асортиментом, і якістю. ПрАТ „Юрія” розвивається, з’являються нові
партнери, зростає потужність, що дозволяє заводу залишатись одним з лідерів
підприємств харчової промисловості Черкаського регіону.
Йогурт в Україні споживає понад 40 % населення. У середньому мешканець
України споживає до 2,5 кг йогурту за рік, тоді як житель Німеччини – 15 кг,
Фінляндії – 35 кг, Росії – 3,0 кг за рік. Споживачі надають перевагу йогурту питному
рідкому зі шматочками фруктів. Менше споживають йогурт ароматизований,
найменше – без фруктових добавок.
На перспективу в найближчі роки виробники йогурту повинні вирішити низку
проблем із впровадженням на підприємствах більш сучасного обладнання, новітніх
технологій, механізованих та автоматизованих систем виробництва, безперервних-
поточних ліній, які дають змогу збільшити вихід продукції.
40
1.6. Фасувально-пакувальний автомат МК-ОФС
1.6.1. Опис фасувально-пакувального автомату МК-ОФС
Фасувально-пакувальний автомат МК-ОФС показаний на рис. 1.7.
В основу роботи установки покладений процес роботи об’ємного дозування
продукту в пластмасові стаканчики та термокомпресійної пайки відбортованої
верхньої кромки стаканчика з кришкою із алюмінієвої фольги, покритої спеціальним
лаком. Основою машини служить станина 1, на котрій розміщені всі механізми і
функціональні вузли машини: дозатор 2, механізм відокремлення стаканчиків 3,
механізм накладання кришечки 4, механізм термічної зварки кришечки 5, механізм
нанесення дати фасування 6, столик приймальний наповнених стаканчиків 7,
механізм укупорювання кришкою 8, пнематичне обладнання 9, бункер 10, дозатор
11, дозатор 12. Електрообладнання розміщене на пульті керування 13 и силовому
модулі 14.
Фасувально-пакувальний автомат МК-ОФС є машина карусельного типу
періодичної дії.
Обертовий круглий стіл являється транспортним органом для переміщення
стаканчиків від однієї позиції до іншої, де виконується визначені технологічним
процесом операції:
– Завантаження порожніх стаканчиків на транспортний орган;
– Переміщення стаканчиків від однієї позиції до іншої;
– Дозування та наповнення стаканчика продуктом (продуктом та добавками);
– Накладання кришки з фольги;
– Термічна зварка кришки;
– Нанесення дати на кришку;
– Укупорювання стаканчика полімерною кришкою;
– Вивантаження на приймальний столик в лоток.
Установка призначена для автоматичного фасування (об’ємного дозування і
герметичного запаковування) рідких і пастоподібних продуктів з підігрівом і без
підігріву: (соків, рослинної олії, молочних продуктів і т.д.) в поліпропіленові або
полістирольні стаканчики діаметром до 95 мм (зовнішній діаметр обичайки) і
41
максимальною висотою 122 мм та об’ємом до 500 мл. (ТУ 2291-047-00419789-96,
ТУ 05761910-303-92, ТУ 2297-409-00203393-95) з автоматичною герметизацією
стаканчиків кришками із алюмінієвої фольги з термолаковим покриттям для
контакту з харчовими продуктами, і установки пластмасових кришок (поверх
алюмінієвих) для багаторазового використання продукту.
Привід всіх механізмів пневматичний. Машина має 10 позицій (точок
зупинок). В залежності від комплектації машини, одна, дві або три позиції можуть
бути незадіяні. Таким чином, машина за один поворот каруселі робить 10 кроків, за
час котрих стаканчик з позиції завантаження переміщується на позицію
вивантаження.
Система автоматизованого керування дозволяє машині працювати в двох
режимах: АВТОМАТ та НАЛАДКА.
Синхронізацію процесу виконавчих механізмів на кожній позиції здійснюють
датчиками, сигнали яких оброблюються програмним контролером.
Опис станини:
Станина машини складається з рами, звареної із кутиків, на яку зверху
встановлюється стальна плита. В нижній частині рами знаходяться чотири гвинтові
опори і болти заземлення. Бокові сторони рами закриті з’ємними стінками і
дверцями. На плиті, закритій столом із нержавіючого листа, встановлено механізми
машини. В центрі плити змонтовано вузол обертання каруселі, в диску якого
виконано десять рівномірно розміщених отворів, в котрі встановлені і закріплені
штифтами кільця.
Поворот каруселі здійснюється пневматичним циліндром за допомогою
фіксатора, встановленого на штоку пневматичного циліндра який входить в
зачеплення з колесом. Положення каруселі після повороту фіксується гальмівною
колодкою, встановленою на важелі, який прижимається до колеса пружиною.
На плиті встановлено три столика підіймальних, призначені відповідно для
піднімання стаканчика при закупорені його універсальною полімерною кришкою,
для підйому стаканчика до дозатора, для підйому закупореного стаканчика на
позиції вивантаження.
42
10 10
1133
16
16
9 6 8 7
9 6 8 7
1
2
5 1
2
5
4
1
4
1 14
3
9
14
3
9
11 10 12
10
13
11 975 10 12
16 865
9 6 8 7 975
1
2 865
5
4
1
14
3
9
11 10 12
975
Рис86.5 1.7. Фасувально-пакувальний автомат МК-ОФС:
1 – станина; 2 – дозатор; 3 – механізм відокремлення стаканчиків; 4 – механізм
накладання кришечки; 5 – механізм термозварки кришечки: 6 – механізм нанесення
дати; 7 – столик приймальний; 8 – механізм укупорювання кришкою; 9 – пнемо-
обладнання; 10 – бункер; 11 – дозатор; 12 – дозатор; 13 – пульті керування; 14 –
силовий модуль; 15. – стійка
11777700
11777700
11777700
43
Технічна характеристика фасувально-пакувальний автомата МК-ОФС:
1. Спосіб дозування……………………….…………………….………..об’ємний
2. Параметри джерела енергії:
а) електроенергія:
– напруга, В…………………………………………………380 або 220 ± 22
– частота, Гц…………………………………………….........................50 ± 1
б) стиснуте повітря:
– тиск надлишковий, МПа, в межах………………………………..0,5 – 0,6
– клас забруднення за ГОСТ 17433-80, не нижче……………………….…8
3. Продуктивність установки……………………………….….900 – 1500 од./год.
4. Маса дози, в межах, г…………………………………………………....50 – 500
5. Допустиме відхилення маси дози, %...................................................................2
6. Розміри стаканчиків:
– зовнішній діаметр верхньої кромки, не більше, мм………………..75/95
– висота, в межах, мм……………………………………………….50 – 120
7. Кількість дозаторів…………………………………………………….………..3
8. Використовувана потужність, в межах, кВт/год………………….…..0,8 – 1,4
9. Витрата стиснутого повітря, в межах, м³/год……………………….…4,2 – 5,4
10. Габаритні розміри:
– довжина, мм…………………………………………………………..…975
– ширина, мм…………………………………………………………..…..865
– висота, мм………………………………………………………………1770
11. Маса, не більше, кг…………………………………………………………..310
12. Вид кліматичного виготовлення УХЛ
13. Категорія розміщення……………………………….…4.2 по ГОСТ 15150-69
1.6.2.. Порядок монтажу автомату МК-ОФС
1. Переконайтесь в цілісності упаковки. В разі порушення цілісності упаковки
складається акт і викликається представник заводу-виробника. Без представника
заводу-виробника розпаковувати автомат з порушеною упаковкою заборонено.
44
2. Монтаж автомату повинен відповідати вимогам експлуатаційної
документації, супровідної документації на комплектуючі вироби та цих технічних
умов.
3. Автомат розмістити в приміщені цеху з категорією 4.2 по ГОСТ 15150,
внутрішнє оздоблення якого відповідає вимогам діючих санітарних норм і правил
(СНіП) для підприємства харчової промисловості.
4. Підлога повинна мати ухил для вільного зливу відпрацьованої води в
каналізацію.
5. Вкручуючи чи викручуючи ніжки автомату відрегулювати так, щоб
забезпечувати горизонтальність верхньої поверхні каруселі.
6. Автомат повинна підключатися до мережі однофазного змінного струму
напругою 380 В, частотою 50 Гц.
7. Підключити установку до цехового контуру заземлення відповідно до схеми
підключення.
8. Підключити установку до мережі стиснутого повітря класу забруднення не
нижче 8 за ГОСТ 17433 під тиском від 0,6 до 1,2 МПа відповідно до схеми
підключення.
1.6.3. Експлуатація автомата
1.6.3.1. Підготовка автомат до роботи
1. Виконати зовнішній огляд автомата і впевнитись в надійності кріплення
складових частин, захисного заземлення, відсутності обірваних проводів,
відсутності тічки стиснутого повітря. Видалити конденсат з пневмосистеми.
2. Переконайтесь, що тиск повітря в пневмосистемі автомата складає від 0,6 до
0,8 МПа по манометру, розміщеному в ресивері підготовки повітря, відрегулювати
тиск редуктором.
3. Ввімкнути блок керування поворотом ручки пакетного вмикача в
положення “1”, при цьому загоряється індикаторна лампа.
4. Ввімкнути терморегулятори, встановивши перемикачі НАГРІВ на передній
панелі блока керування в положення “1”, встановити необхідну по технологічному
45
процесу температуру, котра підбирається в межах 180 – 250˚С в залежності від
матеріалу стаканчика.
5. Встановити перемикач в положення КРОК, натисненням на кнопку ПУСК
провернути декілька раз карусель, провіривши спрацювання всіх механізмів. При
необхідності провести настройку механізмів.
6. Натиснути на кнопку ПУСК ДОЗ заповнити установку продуктом, що
розливається, провірить точність дозування мірною ємністю або вагами. При
необхідності настроїти в залежності до рекомендацій.
7. Перевірить роботу механізму переміщення кришок, ввімкнути ВАКУУМ, в
кроковому режимі. При необхідності настроїти в залежності до рекомендацій.
8. Перевірити роботу механізму зварки в кроковому режимі пробною
склейкою двох-чотирьох стаканчиків з кришкою. В разі необхідності підібрати
температуру. Температуру встановлюють за допомогою терморегулятора, час
витримки на блоці встановлення.
9. Перевірити роботу механізму датування нанесення напису на пробні
стаканчики с кришкою.
10. Перевірити роботу механізму переміщення пластмасових кришечок.
11. Перевірити роботу механізму загрузки стаканчиків. При необхідності
наладити.
12. Перевірити роботу механізму виштовхування і зштовхування стаканчиків.
1.6.3.2. Порядок роботи
1. Обслуговування установки здійснюється одним оператором і одним
наладчиком, котрі пройшли інструктаж по правилам експлуатації і допущені до
роботи на даній установці представниками підприємства-виробника. Допускається
обслуговування одним наладчиком декількох установок.
2. Спеціального обладнання, пристроїв та інструментів для обслуговування
установки не потребується.
3. В підготовлену до роботи установку загрузить в накопичувач стаканчики і
кришки.
46
4. Обов’язками оператора є в поповнені накопичувачів стаканчикаи і
кришками, продукту в розхідну ємність і знімання упакованих стаканчиків з
накопичувального столика.
5. По закінченню роботи необхідно виконати наступне:
6. Після подачі останнього стаканчика в гніздо каруселі і заповнення його на
позиції дозування відключити ДОЗАТОР.
7. Перевести перемикач КРОК АВТ. в положення КРОК.
8. Кнопкою ПУСК перевести заповнений стаканчик на позицію установки
алюмінієвої кришки.
9. Кнопкою ПУСК вивести останні стаканчики на приймальний столик,
встановить на них пластмасові кришки вручну.
10. Виконати санітарну обробку установки у відповідності з розділом 8
“Інструкції по санітарній обробці обладнання”.
1.6.4. Технічне обслуговування автомата
1.6.4.1. Планово-попереджувальний ремонт
Технічне обслуговування автомата проводять підтримки роботоздатності і
виконують за системою планово-попереджувальних ремонтів (ППР).
В ППР машини входять наступні види технічного обслуговування:
– Технічне обслуговування при експлуатації;
– Періодичне технічне обслуговування;
– Поточний ремонт (ПР);
– Капітальний ремонт(КР).
Періодичність технічного обслуговування та ремонту:
а) технічне обслуговування при експлуатації – щозмінне;
б) періодичне технічне обслуговування – один раз в місяць;
в) поточний ремонт – один раз в 3 місяці;
г) капітальний ремонт – один раз в 4 роки.
В разі зупинки машини на термін більше одного місяця необхідно прийняти
міри по її захисту від дії корозії, механічних пошкоджень, з застосуванням
консервування, чохлів, захисних огорож.
47
1.6.4.2 Технічне обслуговування при експлуатації
Технічне обслуговування при експлуатації – повсякденний догляд за діючою
машиною в процесі її експлуатації – проводять між поточним та капітальним
ремонтами, які проводяться за затвердженими на підприємстві системи ППР.
Технічне обслуговування проводять безпосередньо працівниками, що
експлуатують машину.
В технічне обслуговування машини входять наступні роботи:
– Технічний огляд, нагляд за роботою механізмів і машини в цілому, а також
регулювання механізмів;
– Очистка вузлів машини від дозуючих продуктів;
– Огляд трубопроводів подачі продуктів, з’єднувальний трубопровід, бункера і
дозаторів на відсутність тічок;
– Перевірка стану заземлення машини;
– Повна санітарна обробка машини, а також притирка облицювання.
Від якості технічного обслуговування при використанні в значній мірі
залежить довговічність машини, скорочення кількості і об’єму ремонту, зниження
затрат на експлуатацію.
Технічне обслуговування комплектуючих виробів машини виконують у
відповідності з вимогами паспорту машини.
1.6.4.3. Періодичне технічне обслуговування
Періодичне технічне обслуговування являється основним видом
профілактичних робіт, що забезпечують підтримку машини в постійному робочому
стані.
Періодичне технічне обслуговування являється частиною ремонтного циклу і
проводиться по графіку ППР під час планової зупинки машини, незалежно від її
стану, силами робітників підрозділу по ремонту і технічному обслуговувані
технологічного обладнання підприємства.
В періодичне технічне обслуговування входять наступні роботи:
– Усунення підтікання масла;
48
– Перевірка технічного стану і огляд механізмів машини, а також їх деталей,
без розбирання;
– Усунення витікання повітря та вакууму в системі трубопроводів блока
підготовки повітря і машини в цілому;
– Перевірка стану електрообладнання і заземлення машини і її складових
частин, заміна несправних комплектуючих виробів;
– Відновлення пошкоджених лакофарбованих поверхонь;
– Змазка тертьових поверхонь складальних одиниць і деталей, підшипників у
відповідності з таблицями;
– Технічне обслуговування комплектуючих виробів, які входять в склад
машини, у відповідності з нормами їх експлуатаційних документів.
– Перевірка роботоздатності машини:
– Перевірка роботи механізмів машини в налагодженому режимі;
– Перевірити роботоспроможність машини в режимі “АВТОМАТ”.
У випадку довготривалої перерви в роботі металевих не пофарбованих
поверхонь машини, окрім деталей із нержавіючої сталі, таблички з написами марки
К-17 ГОСТ 10847-76 у відповідності з нормами по ГОСТ 9.017-78.
Запасні частини, інструмент, окрім виготовлених із корозійностійких
матеріалів і які мають великі габаритні розміри, повинні бути законсервовані і
укладені в окремий ящик.
Пульт керування повинен бути накритий чохлом із поліетиленової плівки
першого ґатунку ГОСТ 10354-82.
Розконсервацію машини здійснюють дерев’яною лопаткою і ганчіркою,
змоченою в бензині або уайт-спириті ГОСТ 3134 з послідуючим протиранням
чистим ганчір’ям і санітарною обробкою поверхонь, які контактують с продуктами
харчування.
Необхідність переконсервування машини визначається в процесі щомісячних
періодичних оглядів стану лакофарбових і гальванічних покриттів складальних
одиниць, деталей і комплектуючих виробів машини, а також стан поверхонь
складальних одиниць, деталей і комплектуючих виробів без покриттів.
49
Технічне обслуговування комплектуючих виробів машини, в тому числі пнемо
апаратури, електрообладнання і блоків, проводять у відповідності з вимогами їх
експлуатаційних документів.
При необхідності виконують роботи по відокремленню, зняттю, зворотній
установці і приєднанню складових одиниць машини слід керуватись підрозділами
по експлуатації.
При виконанні технічного обслуговування, зв’язаного з демонтажем і
монтажем складових одиниць і деталей машини слідує виконувати рекомендації
документації.
При від’єднанні, знятті, зворотній установці і приєднанні складальних
одиниць і деталей складових частин машини, які являються купувальними
виробами, слідує, до доповнення до справжнього РЕ, керуватись експлуатаційною
документацією на ці вироби.
Відрегулювати установку датчиків, якщо в процесі технічного обслуговування
їх положення мінялось або виконувалась їхня заміна. Спрацювання датчиків
контролювати по ввімкненню відповідних світодіодів на пульті керування.
Регулювання дози продукту здійснити зміною ходу штока пневматичного
циліндра привода дозатора.
Регулювання дози добавок здійснити змінами робочих ходів штока
пневматичних циліндрів приводів дозаторів, шляхом переміщення пневматичних
циліндрів.
Провести випробування.
При знаходженні відхилень від необхідних технічних характеристик і
параметрів регулювання необхідно повторить.
Для огляду блока підготовки повітря необхідно зняти двері, котрі закривають
бокові сторони рами станини.
Для проведення огляду і перевірки пульта керування необхідно відкрити двері
спеціальним ключем, повернуть пульт, попередньо опустивши три болта кріплення
його до стійки, на кут, який забезпечує зручне виконання процедури.
50
1.6.4.4. Поточний ремонт
Поточний ремонт являється мінімальним по об’єму видом ремонту, який
забезпечує нормальну і без аварійну роботу машини до наступного планового або
капітального ремонту.
Можливі поломки машини і способи їх усунення приведені в таблиці 1.3.
Можливі поломки машини і способи їх усунення Таблиці 1.3
Опис наслідків Можливі Вказівки по встановлені Вказівки по
відмови і причини наслідків відмов і усуненню наслідків
пошкоджень пошкоджень складальних відмов і пошкоджень
одиниць
1.Подача Збій в роботі Перевірити тиск повітря в Відрегулювати тиск
стаканчиків механізму пнемо системі повітря в пнемо
нестабільна відділення системі
або відсутня стаканчиків
Стаканчик не Перевірити хід рамки Відрегулювати хід
захвачується механізму відділення рамки і весь
рамкою стаканчиків механізм по висоті
механізму
З
Стаканчики Перевірити якість амінити неякісні
неякісні, стаканчиків і правильність стаканчики
укладання їх укладання
в магазин
неправильна
2. Неякісна Недостатня Перевірити температуру Відрегулювати
припайка температура по прибору на панелі ШУ температуру
кришки до зварного
стаканчика диску
Недостатня Перевірити тиск в пнемо Відрегулювати тиск
сила системі в пнемо системі
приживання
кришки до
стаканчика
Поточний ремонт виконується у відповідності з попередньо затвердженим
графіком ППР на місці експлуатації машини силами підрозділу по ремонту
51
технологічного обладнання підприємства. Для здійснення ремонту комплектуючих
виробів машини, у випадку їх виходу з ладу по закінченню гарантійного терміну
експлуатації, слід керуватись експлуатаційною документацією на ці вироби.
При поточному ремонті виконуються наступні роботи:
Всі роботи, які проводяться при періодично-технічному обслуговувані;
Розбирання і ремонт окремих складальних одиниць і деталей механізмів з
зміною зношених деталей;
Заміни зношених ущільнень, рукавів, трубок, елементів електрообладнання;
Заміна змазки в підшипникових вузлах.
1.6.4.5. Капітальний ремонт
Капітальний ремонт являється видом ремонту, який забезпечує відновлення
технічного стану і технічних параметрів машини.
Капітальний ремонт проводиться у відповідності з попередньо затвердженим
графіком ППР на місці експлуатації машини силами підприємства або на
ремонтному підприємстві.
Капітальний ремонт включає в себе наступні роботи:
– Подетальна розборка складальних одиниць механізмів машини;
– Оцінка стану і дефекації з послідуючою заміною деталей і складальних
одиниць механізмів машини;
– Оцінка стану і дефекації з послідуючою заміною елементів
електрообладнання і електромонтажу машини;
– Виготовлення на підприємстві-виробнику машини необхідних складальних
одиниць і деталей по окремому заказ-наряду або договору;
– Оцінка стану і дефектації з послідуючою заміною купівельних виробів;
– Повне відновлення гальванічних і лакофарбових покриттів;
– Складання, наладка, регулювання механізмів машини в цілому;
– Проведення випробувань в об’ємі, вказаному в технічних умовах на машину.
Для забезпечення нормальної роботи підприємство може виконати заміну
відповідальних деталей, заказаних на підприємстві-виробнику.
52
Перевірка роботоспроможності машини після проведення капітального
ремонту. У випадку неможливості забезпечити роботоздатність складальних
одиниць, деталей, комплектуючих виробів шляхом планового ремонту,
регулюванню і наладці їх параметрів, вони підлягають дифектаціїї та заміни.
1.7. Науково-дослідна робота
В науково-дослідній роботі (НДР) розглянуто залежність:
– продуктивності автомату карусельного для фасування рідких та в'язких
продуктів у стаканчики від кінематичного циклу робочого органу;
– залежність потужності нагрівального елемента від продуктивності
фасувально-пакувального автомату;
– залежність потужності нагрівального елемента фасувально-пакувального
автомату від маси упаковки.
Для дослідження продуктивності автомату карусельного для фасування рідких
та в'язких продуктів у стаканчики від кінематичного циклу робочого органу
використовуємо метод теоретичних досліджень використовуючи формулу для
розрахунку продуктивності фасувального автомата.
Продуктивність машин для фасування рідких і пастоподібних продуктів або .
теоретична (циклова) продуктивність фасувальних машин розраховується за
кількістю продукції, випущеної за період безпосередньої роботи без обліку
внециклових витрат продукту і робочого часу.
У загальному випадку при послідовному виконанні операцій теоретична
продуктивність Пт (шт/с) фасувальної машини для рідких і пастоподібних продуктів
визначається з виразу [7], (��т, шт/с):
���� · ��у
��т = �� �� , (1.5)
∑��=1 ���� + ∑��=1 ����
де: ���� – число технологічних потоків;
���� – число упаковок, що виготовляє машина за 1 робочий цикл;
���� – час технологічної операції$
���� – час транспортного переміщення продукту.
53
Сума:
�� ��
∑ ���� + ∑ ���� = ��к (1.6)
��=1 ��=1
Тоді теоретична годинна продуктивність (��г, шт/год):
���� · ��у
��.г. = 3600 · , (1.7)
��к
де: ��к – час кінематичного циклу робочого органу, с
Розрахуємо теоретичну годинну продуктивність для різного часу
кінематичного циклу:
��1 = 1,2 с; ��2 = 1,6 с; ��3 = 2,0 с; ��4 = 2,4 с; ��5 = 2,8 с; ��6 = 3,2 с; ��7 = 3,6 с;
��8 = 4,0 с.
���� · ��у 1 · 1
��1 = 3600 · = 3600 · = 3000 (1.8)
��1 1,2
���� · ��у 1 · 1
��2 = 3600 · = 3600 · = 2250 (1.9)
��2 1,6
���� · ��у 1 · 1
��3 = 3600 · = 3600 · = 1800 (1.10)
��3 2,0
���� · ��у 1 · 1
��4 = 3600 · = 3600 · = 1500 (1.11)
��4 2,4
���� · ��у 1 · 1
��5 = 3600 · = 3600 · = 1285 (1.12)
��5 2,8
���� · ��у 1 · 1
��6 = 3600 · = 3600 · = 1125 (1.13)
��6 3,2
���� · ��у 1 · 1
��7 = 3600 · = 3600 · = 1000 (1.14)
��7 3,6
54
���� · ��у 1 · 1
��8 = 3600 · = 3600 · = 900 (1.15)
��8 4,0
Результати розрахунків занесено в таблицю 1.4.
Залежність продуктивності від часу кінематичного циклу Таблиця 1.4.
Продуктивність автомата для Час кінематичного циклу
№ п/п
фасування ��г, шт/год робочого органу, с
1 3000 1,2
2 2250 1,6
3 1800 2,0
4 1500 2,4
5 1285 2,8
6 1125 3,2
7 1000 3,6
8 900 4,0
Для дослідження залежності потужності нагрівального пристрою карусельного
автомату для фасування рідких та в'язких продуктів у стаканчики від
продуктивності автомату та маси упаковки використовуємо метод теоретичних
досліджень використовуючи формулу для розрахунку для розрахунку потужності
нагрівального пристрою автомата.
У загальному випадку потужність нагрівального пристрою при роботі машини
розраховується по формулі (��, кВт):
1,4 · ��т · ��м · ��м · (��з − ��п)
�� = , (1.16)
3600 · ��
де: 1,4 – коефіцієнт теплових втрат при роботі машини;
��т – максимальна продуктивність машини, кг/год;
�� – маса продукту в упаковці, кг;
��м – маса пакувального матеріалу, що перебуває в зоні зварювання;
��м – питома теплоємність пакувального матеріалу;
��п – початкова температура пакувального матеріалу;
��з – необхідна температура зварювального шва.
55
Маса продукту в упаковці �� = 0,35 кг; маса пакувального матеріалу, що
перебуває в зоні зварювання, ��м = 0,002 кг; питома теплоємність пакувального
матеріалу· ��м = 1,6 кДж/(кг·оС); початкова температура пакувального матеріалу
��п = 20 °С; необхідна температура зварювального шва ��з = 170 °С.
Розрахуємо потужність нагрівального пристрою при роботі машини для різної
продуктивності:
��1 = 3000 шт/год; ��2 = 2700 шт/год; ��3 = 2400 шт/год; ��4 = 2100 шт/од;
��5 = 1800 шт/год; ��6 = 1500 шт/год; ��7 = 1200 шт/год; ��8 = 900 шт/год.
1,4 · ��1 · ��м · ��м · (��з − ��п)
�� = =
3600 · ��
1,4 · 3000 · 0,002 · 1,6 · (170 − 20)
= = 1,60 кВт (1.17)
3600 · 0,35
1,4 · ��1 · ��м · ��м · (��з − ��п)
�� = =
3600 · ��
1,4 · 2700 · 0,002 · 1,6 · (170 − 20)
= = 1,44 кВт (1.18)
3600 · 0,35
1,4 · ��1 · ��м · ��м · (��з − ��п)
�� = =
3600 · ��
1,4 · 2400 · 0,002 · 1,6 · (170 − 20)
= = 1,28 кВт (1.19)
3600 · 0,35
1,4 · ��1 · ��м · ��м · (��з − ��п)
�� = =
3600 · ��
1,4 · 2100 · 0,002 · 1,6 · (170 − 20)
= = 1,13 кВт (1.20)
3600 · 0,35
1,4 · ��1 · ��м · ��м · (��з − ��п)
�� = =
3600 · ��
1,4 · 1800 · 0,002 · 1,6 · (170 − 20)
= = 0,96 кВт (1.21)
3600 · 0,35
56
1,4 · ��1 · ��м · ��м · (��з − ��п)
�� = =
3600 · ��
1,4 · 1500 · 0,002 · 1,6 · (170 − 20)
= = 0,80 кВт (1.22)
3600 · 0,35
1,4 · ��1 · ��м · ��м · (��з − ��п)
�� = =
3600 · ��
1,4 · 1200 · 0,002 · 1,6 · (170 − 20)
= = 0,64 кВт (1.23)
3600 · 0,35
1,4 · ��1 · ��м · ��м · (��з − ��п)
�� = =
3600 · ��
1,4 · 900 · 0,002 · 1,6 · (170 − 20)
= = 0,48 кВт (1.24)
3600 · 0,35
Результати розрахунків занесено в таблицю 1.5.
Залежність потужності нагрівача від продуктивності Таблиця 1.5.
Продуктивність автомата для Потужність нагрівального
№ п/п
фасування ��г, шт/год пристрою ��, кВт
1 3000 1,60
2 2700 1,44
3 2400 1,28
4 2100 1,13
5 1800 0,96
6 1500 0,80
7 1200 0,64
8 900 0,48
Маса пакувального матеріалу, що перебуває в зоні зварювання, ��м =
0,002 кг; продуктивність машини ��т = 1500 кг/год; питома теплоємність
пакувального матеріалу· ��м = 1,6 кДж/(кг·оС); початкова температура пакувального
матеріалу ��п = 20 °С; необхідна температура зварювального шва ��з = 170 °С.
57
Розрахуємо потужність нагрівального пристрою при роботі машини для різної
маси продукту в упаковці:
��1 = 0,10 кг; ��1 = 0,15 кг; ��1 = 0,20 кг; ��1 = 0,25 кг; ��1 = 0,30 кг;
��1 = 0,35 кг; ��1 = 0,40 кг; ��1 = 0,45 кг;
1,4 · ��т · ��м · ��м · (��з − ��п)
�� = =
3600 · ��
1,4 · 1500 · 0,002 · 1,6 · (170 − 20)
= = 2,80 кВт (1.25)
3600 · 0,10
1,4 · ��т · ��м · ��м · (��з − ��п)
�� = =
3600 · ��
1,4 · 1500 · 0,002 · 1,6 · (170 − 20)
= = 1,87 кВт (1.26)
3600 · 0,15
1,4 · ��т · ��м · ��м · (��з − ��п)
�� = =
3600 · ��
1,4 · 1500 · 0,002 · 1,6 · (170 − 20)
= = 1,40 кВт (1.27)
3600 · 0,20
1,4 · ��т · ��м · ��м · (��з − ��п)
�� = =
3600 · ��
1,4 · 1500 · 0,002 · 1,6 · (170 − 20)
= = 1,12 кВт (1.28)
3600 · 0,25
1,4 · ��т · ��м · ��м · (��з − ��п)
�� = =
3600 · ��
1,4 · 1500 · 0,002 · 1,6 · (170 − 20)
= = 0,93 кВт (1.29)
3600 · 0,30
1,4 · ��т · ��м · ��м · (��з − ��п)
�� = =
3600 · ��
1,4 · 1500 · 0,002 · 1,6 · (170 − 20)
= = 0,80 кВт (1.30)
3600 · 0,35
58
1,4 · ��т · ��м · ��м · (��з − ��п)
�� = =
3600 · ��
1,4 · 1500 · 0,002 · 1,6 · (170 − 20)
= = 0,7 кВт (1.31)
3600 · 0,40
1,4 · ��т · ��м · ��м · (��з − ��п)
�� = =
3600 · ��
1,4 · 1500 · 0,002 · 1,6 · (170 − 20)
= = 0,62 кВт (1.32)
3600 · 0,45
Результати розрахунків занесено в таблицю 1.6.
Залежність продуктивності від кроку шнека Таблиця 1.6.
Маса продукту Потужність нагрівального
№ п/п
в упаковці, кг; пристрою, кВт
1 0,10 2,80
2 0,15 1,872
3 0,20 1,40
4 0,25 1,12
5 0,30 0,93
6 0,35 0,80
7 0,40 0,70
8 0,45 0,62
По результатам дослідження (таблиці 1.4, 1.5 та 1.6) побудовані графіки
зображені на рис 1.11. Таблиці та графіки представлені в графічній частині
магістерської кваліфікаційної роботи на плакаті ЧДТУ. 133020. 008. МКР.
З таблиць видно, що для годинної продуктивності 1500 шт/год час
кінематичного циклу 2,4 с; потужність нагрівального пристрою 0,8 кВт.
59
Рис. 1.3. Графіки залежності різних параметрів: частоти обертання шнека,
діаметра шнека, кроку шнека руху від продуктивності шнекового транспортера.
60
1.8. Опис пропозиції з модернізації машини
Для збільшення продуктивності фасувально-пакувального автомату МК-ОФС
в два рази (згідно формули 1.5) необхідно в два рази збільшити число упаковок, що
виготовляє машина за 1 робочий цикл.
Для цього потрібно зробити модернізацію фасувально-пакувального автомату
МК-ОФС. Для збільшення продуктивності необхідно модернізувати стіл та
дозуючий пристрій.
На рис. 1.8. зображений стіл до модернізації. Він має десять гнізд.
Рис. 1.8. Стіл до модернізації
На рис. 1.9. зображений стіл після модернізації. Він має двадцять гнізд.
Рис. 1.9. Стіл після модернізації
61
На рис. 1.10. зображений дозатор фасувально-пакувального автомату МК-
ОФС до модернізації.
7
9 Бункер
4
6
8
1
Рис. 1.10. Дозатор фасувально-пакувального автомату МК-ОФС до
модернізації
1. – шток; 4. – розподілювач; 6. – пневматичний циліндр; 7. – пневматичний
циліндр; 8. – ніж; 9. – пневматичний циліндр
62
На рис. 1.11. зображений модернізований дозатор фасувально-пакувального
автомату МК-ОФС.
А
7
5
4
22 20 Б
6
Б
В
R53
1 24 11
10 10 В
Станина
2
117 160
Рис. 1.11. Дозатор модернізований фасувально-пакувального автомату МК-
ОФС:
1. – стійка; 2. – Плита (станина); 4. – бункер; 5. – кришка; 6. – кран кульковий;
7. – електроплита; 10. – шланги продуктові; 11. – трубопровід; 20. – пневматичний
циліндр; 22. – пневматичний циліндр; 24. – блок регулювання
662200
1155
2200
63
Теоретична (циклова) продуктивність фасувальних машин розраховується за
кількістю продукції, випущеної за період безпосередньої роботи без обліку
внециклових витрат продукту і робочого часу.
У загальному випадку при послідовному виконанні операцій теоретична
продуктивність Пт (шт/с) фасувальної машини для рідких і пастоподібних продуктів
визначається з виразу:
���� · ��у 1 · 1
��т = �� �� = = 1500 уп./год, (1.33
∑��=1 ���� + ∑��=1 ���� 1,2 + 1,2
де: ���� – число технологічних потоків, ���� = 1;
���� – число упаковок, що виготовляє машина за 1 робочий цикл, ���� = 1;
���� – час технологічної операції, ���� = 1,2 с;;
���� – час транспортного переміщення продукту���� = 1,2 с
Після модернізації стола фасувально-пакувального автомату та дозатора
продуктивність складатиме:
���� · ��у 1 · 2
��т = �� �� = = 3000 уп./год, (1.34)
∑��=1 ���� + ∑��=1 ���� 1,2 + 1,2
де: ���� – число технологічних потоків, ���� = 1;
���� – число упаковок, що виготовляє машина за 1 робочий цикл, ���� = 2;
���� – час технологічної операції, ���� = 1,2 с;;
���� – час транспортного переміщення продукту���� = 1,2 с
З розрахунків видно, що продуктивність фасувально-пакувального автомату
збільшилася в 2 рази.
Також ми модернізували дозувальний пристрій, таким чином ми можемо
легко контролювати час дозування йогурту в стаканчик.
64
Використовуючи дані дослідів та технічну пропозицію будуть проведені
конструкторські розрахунки.
Для модернізації фасувально-пакувального автомата МК-ОФС розроблена
частина технічної документації, що показана в графічній частині магістерської
кваліфікаційної роботи:
– на кресленні ЧДТУ. 133020. 004. МКР показано складальне креслення
автомату модернізованого;
– на кресленні ЧДТУ. 133020. 007. МКР показано складальне креслення
дозатора модернізованого фасувально-пакувального автомату;
– на кресленнях ЧДТУ. 133020. 009. МКР; ЧДТУ; 133020. 010. МКР; ЧДТУ.
133020. 011. МКР; ЧДТУ. 133020. 012. МКР; ЧДТУ. 133020. 013. показані робочі
креслення столу; гайки; втулки; насадки та штоку.
Висновки до розділу 1
Проаналізувавши літературні джерела зроблено аналітичний огляд процесу
фасування та пакування йогурту.
Маркетингове обґрунтування свідчить, що процес фасування та пакування є
складовою виробництва йогуртів в стаканчики.
Для фасування та пакування йогурту модернізовано фасувально-пакувального
автомату
В аналітичному розділі приведено:
- маркетингове обґрунтування проекту;
- загальні відомості;
- дослідження патентів;
- опис технологічної лінії виробництва йогурту;
- техніко-економічні характеристики ПрАТ “Юрія”;
- фасувально-пакувальний автомат МК-ОФС
- науково-дослідна робота;
- опис пропозиції з модернізації машини.
65
РОЗДІЛ 2
ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК НАГРІВАЛЬНОГО ЕЛЕМЕНТУ
2.1. Вихідні дані
Тепловий розрахунок нагрівального елементу для пристрою для термічного
зварювання фасувально-пакувального автомату МК-ОФС проводимо виходячи з
вихідних даних приведених в таблиці 2.1.
Вихідні дані до теплового розрахунку Таблиця 2.1.
Модернізований тип термозварювального
пристрою
М о
м, кг см, кДж/(кг С)
1 900 20 200 750 0,002 1,6 0,001 1,0
Потужність нагрівального елемента повинна відповідати наступним вимогам:
- по-перше, забезпечити швидке нагрівання пристрою для термічного
зварювання пристрою при пуску автомата;
- по-друге, бути достатньою для підтримки його необхідної температури
зварювання упаковки при роботі автомата.
2..2. Потужність нагрівального елемента автомата до модернізації
2.2.1. Потужність нагрівального елемента при виході автомата на
робочий режим
Необхідна теплота яка затрачається на підвищення температури пристрою для
термічного зварювання автомату і частково зникає за рахунок променистого та
конвективного теплообміну з навколишнім середовищем визначаємо по формулі
(��б, кДж):
��б = 1,2 · �� · �� · (���� − ����), (2.1)
де: 1,2 – коефіцієнт теплових втрат при розігріві;
�� – маса пристрою для термічного зварювання;
№ п/п
��, с
�� =, оС
tк, оС
Пmax, кг/год
Мм, кг
см, кДж/(кг
оС)
66
�� – питома теплоємність стали;
���� – початкова температури пристрою;
���� – кінцева температури пристрою
Виходячи з того, що маса пристрою для термічного зварювання (�� =1,6 кг),
питома теплоємність сталі (�� = 0,5кДж/(кг ·оС), початкова температури пристрою
(���� = 20 °С), кінцева температури пристрою (���� = 200 °С) то необхідна теплота, яка
затрачається на підвищення температури пристрою для термічного зварювання
автомату, (��б):
��б = 1,2 · 1,6 · 0,5 · (200 − 20) = 173 кДж (2.2)
Розрахунок потужності нагрівального елемента при виході автомата на
робочий режим можна виконати по наступній формулі, (��п):
��б 173
��п = = = 0,19 кВт, (2.3)
�� 900
де: ��б – кількість необхідної теплоти, ��б = 173 кДж;
�� – максимально припустима тривалість пуску автомата (звичайно �� = 15 хв).
2.2.2. Потужність нагрівального пристрою при роботі автомата
Потужність нагрівального пристрою при роботі автомата розраховується по
формулі, (��р, кВт):
1,4 · �������� · ��м · ��м · (��п − ��ш)
��р = , (2.4)
3600 · ��
де: 1,4 – коефіцієнт теплових втрат при роботі автомата;
�������� – максимальна продуктивність автомата, кг/год;
�� – маса продукту в упаковці, кг;
��м – маса пакувального матеріалу, що перебуває в зоні зварювання;
��м – питома теплоємність пакувального матеріалу;
��п – початкова температура пакувального матеріалу;
67
��ш –необхідна температура зварювального шва.
Виходячи з того, що максимальна продуктивність автомата �������� =
1500 кг/год, маса пакувального матеріалу, що перебуває в зоні зварювання ��м =
0,002 кг, питома теплоємність пакувального матеріалу ��м = 1,6 кДж/(кгг·оС),
початкова температура пакувального матеріалу ��п = 20 °С, необхідна температура
зварювального шва ��ш = 170 °С, маса продукту в упаковці �� = 0,35 кг.
1,4 · 1500 · 0,002 · 1,6 · (170 − 20)
��р = = 0,8 кВт (2.5)
3600 · 0,35
Загальна потужність нагрівального пристрою, (��):
�� = ��п + ��р = 0,19 + 0,8 = 0,99 кВт (2.6)
Потужність нагрівального пристрою автомату до модернізації на одну тисячу
упаковок, (��у):
1000 · �� 1000 · 0,99
��у = = = 0,66 кВт (2.7)
1500 1500
2.3. Потужність нагрівального елемента модернізованого автомата
2.3.1. Потужність нагрівального елемента модернізованого автомата при
виході на робочий режим
Після модернізації зміниться маса пристрою для термічного зварювання та
продуктивність, тому зміниться використовувана потужність.
Необхідна теплота яка затрачається на підвищення температури пристрою для
термічного зварювання модернізованого автомату і частково зникає за рахунок
променистого та конвективного теплообміну з навколишнім середовищем
визначаємо по формулі (��м, кДж):
68
��б = 1,2 · �� · �� · (���� − ����), (2.8)
де: 1,2 – коефіцієнт теплових втрат при розігріві;
�� – маса пристрою для термічного зварювання;
�� – питома теплоємність стали;
���� – початкова температури пристрою;
���� – кінцева температури пристрою
Виходячи з того, що маса пристрою для термічного зварювання (�� =2,6 кг),
питома теплоємність сталі (�� = 0,5кДж/(кг ·оС), початкова температури пристрою
(���� = 20 °С), кінцева температури пристрою (���� = 200 °С) то необхідна теплота, яка
затрачається на підвищення температури пристрою для термічного зварювання
автомату, (��б):
��б = 1,2 · 2,6 · 0,5 · (200 − 20) = 281 кДж (2.9)
Розрахунок потужності нагрівального елемента при виході машини на
робочий режим можна виконати по наступній формулі, (��п.м):
��б 281
��п.м = = = 0,31 кВт, (2.10)
�� 900
де: ��б – кількість необхідної теплоти, ��б = 172 кДж;
�� – максимально припустима тривалість пуску машини (звичайно �� = 15 хв).
2.3.2. Потужність нагрівального пристрою модернізованого автомата при
роботі
Потужність нагрівального пристрою при роботі автомата розраховується по
формулі, (��р.м, кВт):
1,4 · �������� · ��м · ��м · (��п − ��ш)
��р.м = , (2.11)
3600 · ��
де: 1,4 – коефіцієнт теплових втрат при роботі автомата;
�������� – максимальна продуктивність автомата, кг/год;
69
�� – маса продукту в упаковці, кг;
��м – маса пакувального матеріалу, що перебуває в зоні зварювання;
��м – питома теплоємність пакувального матеріалу;
��п – початкова температура пакувального матеріалу;
��ш –необхідна температура зварювального шва.
Виходячи з того, що максимальна продуктивність автомата �������� =
3000 кг/год, маса пакувального матеріалу, що перебуває в зоні зварювання ��м =
0,002 кг, питома теплоємність пакувального матеріалу �� о
м = 1,6 кДж/(кгг· С),
початкова температура пакувального матеріалу ��п = 20 °С, необхідна температура
зварювального шва ��ш = 170 °С, маса продукту в упаковці �� = 0,35 кг.
1,4 · 3000 · 0,002 · 1,6 · (170 − 20)
��р.м = = 1,6 кВт (2.12
3600 · 0,35
Загальна потужність нагрівального пристрою модернізованого автомата, (��м):
��м = ��п.м + ��р.м = 0,31 + 1,6 = 1,91 кВт (2.13)
Потужність нагрівального пристрою модернізованого автомату на одну тисячу
упаковок, (��у):
1000 · ��м 1000 · 1,91
��у.м = = ≈ 0,637 кВт (2.14)
3000 3000
Різниця потужностей базової та модернізованої фасувально-пакувальної
машина на одну тисячу упаковок складає, (��у):
∆�� = ��у + ��у.м = 0,66 − 0,637 = 0,023 кВт (2.15)
70
Висновки до розділу 2
Установка призначена для автоматичного фасування (об’ємного дозування і
герметичного запаковування) рідких і пастоподібних продуктів з підігрівом і без
підігріву: (соків, рослинної олії, молочних продуктів і т.д.) в поліпропіленові або
полістирольні стаканчики діаметром до 95 мм (зовнішній діаметр обичайки) і
максимальною висотою 122 мм та об’ємом до 500 мл. з автоматичною
герметизацією стаканчиків кришками із алюмінієвої фольги з термолаковим
покриттям для контакту з харчовими продуктами, і установки пластмасових кришок
(поверх алюмінієвих) для багаторазового використання продукту.
В розділі зроблено тепловий розрахунок потужності нагрівального елемента
автомата до модернізації і розрахунок потужності нагрівального елемента
модернізованого автомата.
71
РОЗДІЛ 3
ТЕХНОЛОГІЧНІ РОЗРАХУНКИ
3.1. Формулювання службового призначення
Насадка – призначена для дозування йогурту фасувально-пакувального
автомату МК-ОФС. Матеріал насадки – Сталь ХН35ВТ ТУ 14-1-272-72.
Основна конструкторська база – різьбовий отвір М48х2,5.
3.2. Вибір та обґрунтування матеріалу деталі
Матеріал деталі “Насадка” сталь ХН35ВТ ТУ 14-1-272-72– корозійностійка
сталь. Заготовка – круг Ø 80,0 ТУ 14-1-272-72.
Деталь “Насадка” призначена для дозування йогурту фасувально-
пакувального автомату МК-ОФС, тобто є відповідальною.
Як матеріал – замінник деталі обираємо корозійностійку сталь ХН35ВТР ТУ
14-1-272-72, яка має дещо кращі механічні властивості.
Хімічний склад, технологічні властивості, механічні властивості матеріалу
деталі і матеріалу-замінника показаний в таблицях 2.1, 22 і 2.3.
Хімічний склад матеріалу деталі і матеріалу-замінника Таблиця 2.1.
Не більше
Кремній Мідь Cірка Вуглець
Матеріал
(Si), % (Сu), % (S), % (C), %
Сталь 34- 1,1-
2,8-3 1-2 14-16 0,3 0,03 0,02 0,012
ХН35ВТ 38 1,5
Сталь 35- 1,1-
4-5 0-1 14-16 0,6 0,045 0,04 0,30
ХН35ВТР 38 1,5
Технологічні властивості матеріалу деталі і матеріалу-замінника Таблиця 2.2.
Оброблюваність різанням
Матеріал Зварюваність
Кvтв.сп. Кvб.ст.
Сталь ХН35ВТ важкозварювальна 1,1 0,7
Сталь ХН35ВТР важкозварювальна 0,7 0,55
Вольфрам
(W), %
Нікель
(Ni), %
Марга- нець
(Mn), %
Хром
(Cr), %
Тітан
(Ті), %
72
Механічні властивості матеріалу деталі і матеріалу-замінника Таблиця 2.3.
Модуль пружності Густина Теплопровідність Теплоємність
Матеріал (МПа) (кг/м³) (Вт/м³) (Дж/кг³)
Сталь
198000 8164 13-16 511-544
ХН35ВТ
Сталь
206000 7850 13 511
ХН35ВТР
3.3. Аналіз технологічності конструкції деталі
Визначимо кількість поверхонь, які відповідають певному квалітету та
занесемо в таблицю 2.4.
Визначення кількості поверхонь даного квалітету Таблиця 2.4
Квалітет 9 12
Кількість розмірів 4 6
До основних параметрів технологічності належать:
Коефіцієнт точності, який визначається за формулою, (��т):
1
��т = 1 − , (2.16)
��сер
де: ��сер – середній квалітет точності поверхонь
Середній квалітет точності поверхонь деталей визначається за формулою,
(��ср):
∑��
��=1(���� · ��) 9 · 4 + 12 · 6
��ср = = = 10,8 (2.17)
�� 10
Тоді:
1
��т = 1 − = 0,91 (2.18)
10,8
Визначення кількості поверхонь даної шорсткості приведено в таблиця 2.5.
73
Визначення кількості поверхонь даної шорсткості Таблиця 2.5
Шорсткість ��а6,3
Кількість поверхонь 10
Коефіцієнт шорсткості, який визначається за формулою, (��ш):
1
��ш = 1 − , (2.19)
Бсер
де: Бсер – середнє значення шорсткості поверхонь даної деталі
Середнє значення шорсткості поверхонь даної деталі визначається за
формулою, (Бсер):
∑��
��=1(Б�� · ��) 6,3 · 10
Бсер = = = 6,3 мкм (2.20)
�� 10
Коефіцієнт шорсткості:
1
��ш = 1 − = 0,159 (2.21)
6,3
Коефіцієнт використання матеріалу:
��д 0,57
��в.м = = = 0,45 (2.22)
��з 1,28
де: ��д – маса деталі, ��д = 0,57;
��з – маса заготовки, ��з = 1,28
Виходячи з значень: середнього квалітету точності поверхонь ��ср = 10,8;
середнього значення шорсткості поверхонь Бсер = 6,3 мкм та коефіцієнту
використання матеріалу ��в.м = 0,45 – деталь технологічна.
3.4. Вибір методів і кількості ступенів обробки поверхонь (МОП)
Розробляю маршрутну схему поетапної механічної обробки поверхонь деталі
74
Ескіз деталі з номерами поверхонь зображено на рисунку 2.1.
4
3
2
7
5 6 1
Рис. 2.1. Ескіз деталі з номерами поверхонь.
Маршрутна схема поетапної механічної обробки поверхонь Таблиця 2.7
Номери поверхонь Квалітети
Етапи обробки
1 2 3 4 5 6 7 8
17
16
Заготівельний етап
15
14
13
Чорнова обробка 12
11
10
Напівчистова обробка
9
Чистова обробка 8
Визначення числа ступенів обробки на основі розрахунків загального
уточнення:
��
��з ��з ��1 ����−1 ��
�� = = · · … · … · ��−1 = �� · �� · … · ��
�� 1 2 �� · … · ���� = ∏ ���� (2.23)
д ��1 ��2 ���� ����
��=1
де: �� – число ступенів обробки;
��з – допуск параметра, що розглядається відповідно до заготовки;
��д – допуск параметра, що розглядається відповідно до деталі;
���� – допуск параметра, що розглядається відповідно до і-ого ступення обробки;
75
Для першого ступеня чистової обробки деталі досяжними є величина
уточнення �� > 6; для проміжних ступенів напівчистової обробки �� = 3 ÷ 6; для
ступенів чорнової обробки з допусками точності IT5 – IT7 �� < 3.
Поверхні 1 та 2: розмір 52, допуск на розмір заготовки ��з = 0,74 мм.
Визначимо розрахункове уточнення за формулою:
��з 0,74
��р = = = 2,46 (2.24)
��д 0,3
Число ступенів обробки розраховую за формулою:
log ��р log 2,46
�� = = ≈ 1 (2.25)
0,46 0,46
Варіанти МОП:
Точити начорно торець (IT12) ��1 = 0,3 мм:
��з 0,74
��1 = = = 2,46 (2.26)
��1 0,3
��1 = 2,46 ≥ ��д = 2,46 (2.27)
Фрезерувати начорно торець (IT12) ��1 = 0,3 мм:
��з 0,74
��1 = = = 2,46 (2.28)
��1 0,3
��1 = 2,46 ≥ ��д = 2,46 (2.29)
Поверхня 3: Ø56H12( 0.,3 ): допуск на розмір заготовки ��з = 0,3 мм:
Визначимо розрахункове уточнення за формулою:
��з 0,74
��р = = = 2,46 (2.30)
��д 0,3
76
Число ступенів обробки розраховую за формулою:
log ��р log 2,46
�� = = ≈ 1 (2.31)
0,46 0,46
Варіанти МОП:
Розточити начорно (IT12) ��1 = 0,3 мм:
��з 0,74
��1 = = = 2,46 (2.32)
��1 0,3
��1 = 2,46 ≥ ��д = 2,46 (2.33)
Поверхня 4: розмір Ø6H9( 0.,03 ), допуск на розмір заготовки ��з = 0,3 мм:
Визначимо розрахункове уточнення за формулою:
��з 0,3
��р = = = 10 (2.34)
��д 0,03
Число ступенів обробки розраховую за формулою:
log ��р log 10
�� = = = 2,1 ≈ 2 (2.35)
0,46 0,46
Варіанти МОП:
Свердлити (IT12) ��1 = 0,120 мм;
Зенкерувати (IT9) ��1 = 0,03 мм
��з 0,3
��1 = = = 2,5 (2.36)
��1 0,12
��1 0,12
��2 = = = 4 (2.37)
��2 0,03
77
��1 · ��2 = 2,5 · 4 = 10 ≥ ��д = 10 (2.38)
Поверхня 5; розмір Ø62h12(-0,3), допуск на розмір заготовки ��з = 0,74 мм:
Визначимо розрахункове уточнення за формулою:
��з 0,74
��р = = = 2,46 (2.39)
��д 0,3
Число ступенів обробки розраховую за формулою:
log ��р log 2,46
�� = = ≈ 1 (2.40)
0,46 0,46
Варіанти МОП:
Точити поверхню начорно (IT12) T1 = 0,3 мм;
��з 0,74
��1 = = = 2,46 (2.41)
��1 0,3
��1 = 2,46 ≥ ��д = 2,46 (2.42)
Поверхня 6: Ø56h12(-0,3); допуск на розмір заготовки ��з = 0,3 мм
Визначимо розрахункове уточнення за формулою:
��з 0,74
��р = = = 2,46 (2.43)
��д 0,3
Число ступенів обробки розраховую за формулою:
log ��р log 2,46
�� = = ≈ 1 (2.44)
0,46 0,46
Варіанти МОП:
78
Розточити начорно (IT12) ��1 = 0,3 м.
��з 0,74
��1 = = = 2,46 (2.45)
��1 0,3
��1 = 2,46 ≥ ��д = 2,46 (2.46)
Поверхня 7: розмір М48х2,5
Варіанти МОП:
Точити отвір Ø48;
Нарізати різьбу М48х2,5;
Поверхня 8: розмір 4,5, допуск на розмір заготовки ��з = 0,3 мм
Визначимо розрахункове уточнення за формулою:
��з 0,3
��р = = = 2,5 (2.47)
��д 0,12
Число ступенів обробки розраховую за формулою:
log ��р log 2,5
�� = = = 0,8 ≈ 1 (2.48)
0,46 0,46
Варіанти МОП:
Підрізати торець начорно (IT12) ��1 = 0,3 мм:
��з 0,3
��р = = = 2,5 (2.49)
��д 0,12
��1 = 2,5 ≥ ��д = 2,5 (2.50)
79
Фрезерувати торець начорно (IT12) ��1 = 0,12 мм:
��з 0,3
��р = = = 2,5 (2.51)
��д 0,12
��1 = 2,5 ≥ ��д = 2,5 (2.52)
Всі вище розраховані дані заносимо до таблиці 2.8.
Варіанти методів обробки поверхонь Таблиця 2.8
Розмір Варіанти методів обробки поверхонь
Допуск Допуск
№ поверхні
заготовки деталі
п/п квалітет 1 2
ТЗ ,мм ТД ,мм
точності
Точити Фрезеруват
1,2 52 0,740 0,300 начорно 2,46 и начорно 2,46
торець торець
Розточити
3 Ø56H12(+0,3) 0,740 0,300 2,46 2,46
начорно
Свердлити 4
отвори
4 Ø6H9(+0,03) 0,300 0,030 2,54 2,54
Зенкерувати
4 отвори
Точити
5 Ø62h12(-0,3) 0,740 0,300 поверхню 2,46 2,46
начорно
Розточити
6 Ø56 h12(-0,3) 0,740 0,300 2,46 2,46
начорно
Точити отвір
7 М48х2,5 Нарізати
різьбу
Підрізати Фрезеруват
8 4,5(±0,06) 0,300 0,120 торець 2,5 и торець 2,5
начорно начорно
80
3.5. Маршрут обробки деталі (МОД)
Маршрут обробки деталі Таблиця 2.9
Маршрут обробки деталі
№ і назва Ескіз операції Тип Tшт.,
Мета операції
операції обладнання хв.
05 Отримання заготовки
Відрізна довжиною А05.01
А05.1
10 Зняття внутрішніх
Піч напружень і стабідізація
Термічна розмірів
20 6 Установ А Токарно- 1. Підготовка чистових баз
Токарно- гвинторізний 2. Забезпечення розмірів:
5 верстат 2А20.1; 2А20.2; 2А20.3; А ;
гвинторізна 20.4
/ТВ-20/ А20.5; 2А20.6.
1 4
2 3
А20.6
А20.1
Установ Б Токарно- 1. Забезпечення розмірів:
6 А20.9 гвинторізний 2А20.7; 2А20.8; 2А20.9.
верстат
5 /ТВ-20/
1 4
2 3
А20.7
025 Верстак Зняття заусенців,
Cлюсарна слюсарний притупити гострі кромки.
030 Машина Очищення деталі від
Миття миття бруду.
035 Контрольно-
вимірювальні Перевірка точності
Контрольна пристрої виготовлення деталі
040 Транспортування деталей
Транспортна
2А20.3...2А20.5
А20.8
2А20.2
81
Продовження таблиці 2.9
Маршрут обробки деталі (продовження)
№ і назва Ескіз операції Тип Tшт.,
Мета операції
операції обладнання хв.
045 Вертикально- 1. Забезпечення розмірів:
Вертикально- свердлильний А45.1.
верстат
свердлильна /2Н125/
А45.1
4 отв.
050 Транспортування деталей
Транспортна
055 Піч Загартування деталі до
Термічна твердості HRC 43...45.
060
Транспортна Транспортування деталей
070 Верстак Зняття заусенців,
Cлюсарна слюсарний притупити гострі кромки.
075 Машина Очищення деталі від
миття бруду.
Миття
080 Контрольно- Перевірка точності
вимірювальні
Контрольна виготовлення деталі
пристрої
СГД
Тшт., хв.
3.6. Розробка етапів технологічного процесу виготовлення деталі
Значення режимів різання поверхонь, які оброблюються показано в таблиці
2.10.
Нормування в машинобудуванні – це встановлення технічно обґрунтованих
норм часу нормування технологічних процесів здійснюють для кожної операції.
Норма часу, незалежно від типу верстата і методу обробки, визначається за
формулою:, (��шт, хв):
��шт = ��о + ��д + ��тех + ��орг + ��п, (2.53)
де: ��шт – штучний час на виконання однієї операції, хв.;
82
��о – основний (технологічний) час, хв.;
��д – допоміжний час, хв.;
��тех – час технічного обслуговування робочого місця, хв.;
��орг – час організаційного обслуговування робочого місця, хв.;
��п – час перерв у роботі, що розраховується за формулою, хв.
Час технічного обслуговування робочого місця розраховується за формулою,
(��тех, хв):
��тех = 0,06 · (��о + ��д) (2.54)
Час організаційного обслуговування робочого місця розраховується за
формулою, (��орг, хв):
��орг = 0,08 · (��о + ��д) (2.55)
Значення режимів різання поверхонь, які оброблюються Таблиця 2.10.
Назва і № Розмір
№ переходу t, мм i, шт S ,мм/об V, м/хв n, хв-1
0 N, кВт
операцій поверхні
Установ А
005
Відрізна 55 1,5 1 0,45 190 950 3,0
1
1
53,5 1,5 1 0,55 175 900 2,5
2 Ø62 1,5 1 0,55 175 900 2,5
3 Ø47 1,0 1 0,78 153 1130 2,0
4 М48х2,5 - 1 2,5 17 112 2,5
1,5
5 4,5 0,5 1 0,78 185 1220 2,7
Установ Б
6 52 1,5 1 0,55 175 900 2,5
7 Ø56h12(-0,3) 1,5 1 0,45 190 1080 3,0
8 31 1,0 1 0,45 190 975 3,0
045 Горизон-
тально-
1 Ø6 3,0 1 0,15 26,5 1500 0,4
протяжна
83
Нормування операцій продовження таблиця 2.10.
Назва і № ТО, ТД, ТТЕХ, ТОРГ,хТП, ТШТ, ТПЗ, ТШТ.К,
№ переходу
операцій хв. хв. хв. хв. хв. хв.. хв. хв.
005
Відрізна 1 0,14 - - - - - - -
ΣТ, хв 0,14 0,21 0,021 0,028 0,005 0,407 1,5 1,9
Установ А
1 0,07 - - - - - - -
2 0,07 - - - - - - -
3 0,06 - - - - - - -
020
4 0,1 - - - - - - -
Токарно-
5 0,05 - - - - - - -
гвинторізна
Установ Б
6 0,07 - - - - - - -
7 0,05 - - - - - - -
8 0,05 - - - - - - -
ΣТ, хв 0,52 0,78 0,078 0,1 0,03 1,5 1,5 3,0
045
Горизонтально- 1 0,02 - - - - - - -
протяжна
ΣТ, хв 0,02 0,03 0,003 0,04 0,001 0,094 1,5 1,6
ΣТшт.к., хв - - - - - - - 6,5
Час переривів у роботі розраховується за формулою, (��п, хв):хв.:
��п = 0,025 · (��о + ��д) (2.56)
Тоді норма часу можна визначити за формулою, (��шт, хв):
��шт = 1,39 · (��о + ��д) (2.57)
Також при нормуванні операції визначають норму калькуляційного часу для
однієї деталі, (��шт.к, хв):
84
��п.з
��шт.к = ��шт + , (2.58)
��
де: ��п.з – підготовчо-заключний час, що встановлюється за нормами;
�� – кількість деталей в партії
Розраховуємо основний час, (��о, хв):
��
��шт.к = , (2.58)
���� · ��
де: �� – довжина обробки.
Всі вище розраховані величини заносимо до таблиці 2.10.
Висновки до розділу 3
В розділі виконано:
– Формування службового призначення;
– Вибір та обґрунтування матеріалу деталі;
– Аналіз технологічності конструкції деталі;
– Вибір методів і кількості ступенів обробки поверхонь (МОП);
– Вибір варіантів маршрутів обробки деталі (МОД);
– розробка етапів процесу виготовлення деталі.
85
РОЗДІЛ 4
ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА
В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ
4.1. Охорона праці
4.1.1. Загальні положення
14 жовтня 1992 року були прийняті Закон України „Про охорону праці” і
„Кодекс законів про охорону праці”. З 1 січня 2003 року діє новий Закон України „
Про охорону праці” з поправками та корективами.
На будь-якому підприємстві передбачено проведення інструктажів з техніки
безпеки. Існують такі види інструктажів:
– вступний інструктаж проводиться з усіма працівниками які прийняті на
роботу. Проводить інженер по ОП або людина, призначена наказом для проведення
цієї роботи.
– первинний інструктаж проводиться на робочому місці до початку роботи з
новоприйнятим працівником або працівником, який буде виконувати нову для нього
роботу. Проводить майстер чи керівник.
– періодичний інструктаж проводять на робочому місті з усіма працівниками.
– позаплановий інструктаж проводиться з працівниками на робочому місті або
кабінеті охорони праці: при введенні в дію нових або змінених нормативних актів
про ОП; при зміні технологічного процесу, зміні або модернізації устаткування; при
перерві в роботі більше ніж на 30 діб; при порушенні працівником нормативних
актів
– цільовий інструктаж проводять з працівниками: при виконанні разових
робіт, при ліквідації наслідків аварії, при виконанні робіт, що оформляються
нарядом-допуском.
4.1.2. Аналіз умов праці та оцінка безпеки в надзвичайних ситуаціях
Проблема створення безпечних і нешкідливих умов праці на підприємствах
молочної промисловості в Україні існувала завжди, про що свідчить статистика
нещасних випадків. Проте, справжній стан охорони праці та рівень виробничого
86
травматизму завжди недооцінювався. З цих причин багато важливих невідкладних
наукових і виробничих завдань з питань умов і праці вирішувалось не остаточно. На
підприємствах молочної промисловості іноді порушення правил безпеки носять
масовий характер, допускається приховання нещасних випадків, ухилення від
виплат і компенсацій за заподіяну шкоду від нещасних випадків.
Назва робочого приміщення – апаратний цех.
Назва робочого місця – наладчик обладнання.
Тип робочого місця – постійне, тому що працівник знаходиться на робочому
місці понад 50% свого робочого часу.
Робоча зона – простір, обмежений огороджуючими конструкціями робочих
приміщень, висотою до 2 м над рівнем підлоги чи площадки, на якій знаходяться
місця постійного чи непостійного перебування робітників.
1. Шкідливі хімічні речовини. Для кожної хімічної речовини згідно ГОСТ
12.1.005-88 “Воздух рабочей зони”, визначаємо гранично допустиму концентрацію
(ГДК), клас небезпеки (І – ІV) і особливості дії на організм (А, Ф, К, Г).
Гранично допустима концентрації шкідливих речовин в повітрі (мг/м³):
Хлор – 1 мг/м³; Кислота азотна – 2 мг/м³; Їдкі луги – 0,5 мг/м³
Особливості дії на організм:
Хлор – аерозоль переважно фіброгенної дії; Кислота азотна – без
особливостей; Їдкі луги – без особливостей.
Аналіз повітря на робочому місці наладчика обладнання показав:
Фактична концентрація шкідливих речовин в повітрі над робочою зоною:
Хлору – до 0,5 мг/м³; Кислоти азотної – до 0,3 мг/м³; Їдких лугів – до 0,2 мг/м³.
Вміст шкідливих речовин в повітрі робочої зони на робочому місці не
перевищує ГДК в відповідності до вимог ГОСТ 12.1.005-88.
2. Шум. Відповідно ДСН 3.3.6.037-99 “Державні санітарні норми виробничого
шуму, ультразвуку та інфразвуку” та ГОСТ 12.1.003-83 “Шум. Общие требования
безопасности”.
Еквівалентний рівень шуму для усіх видів робіт на постійних робочих місцях
у виробничих приміщеннях і на території підприємства – 80дБА. Фактичне значення
87
становить – 75 дБА. Еквівалентний рівень шуму, з урахуванням часу близько 80%
дії шуму, діючий в апаратному цеху підприємства не перевищує гранично-
допустимих рівнів (ГДР), нормований по ДСН 3.3.6.037-99.
3. Інфразвук. Згідно ДСН 3.3.6.037-99 “Державні санітарні норми виробничого
шуму, ультразвуку та інфразвуку”.
Нормативні значення для даного робочого місця: частота 4 Гц, рівень
звукового тиску 105 дБ. На робочому місці встановлено фактичне значення
(частота/рівень звукового тиску) – 8/10. Відповідає допустимому значенню
4. Електромагнітне випромінювання. Відповідно НАОП 0.03-3.16-86
напруженість ЕМП у діапазоні частот 60кГц – 300МГц на робочих місцях персоналу
протягом робочого дня не повинна перевищувати встановлених (ГДР).
На робочому місці наладчика обладнання зафіксовано допустиме значення
напруженості ЕМП по електричній складовій (18 В/м) при частоті в 25 МГц, що не
перевищує нормативне значення - 20 В/м.
5. Мікроклімат у приміщенні. Згідно ДСН 3.3.6.042-99 “Державні санітарні
норми мікроклімату виробничих приміщень” та ГОСТ 12.1.005-88 “Воздух рабочей
зони” окремо для двох періодів року, для своєї категорії важкості роботи
визначаються оптимальні і допустимі значення температури, відносної вологості та
швидкості руху повітря. Верхня і нижня межа діапазону допустимої температури
визначаються у залежності від того, постійне робоче місце чи непостійне.
Теплий період року – період із середньодобовою температурою зовнішнього
повітря вище 100С.
Холодний період року – період із середньодобовою температурою
зовнішнього повітря – 100С і нижче.
Згідно з нормативними значеннями показники мікроклімату у приміщенні
повинні відповідати таким (за сухим термометром). Категорія важкості робіт
наладчика обладнання відноситься до категорії Ιа (робота сидячи, стоячи чи
пов’язана з ходьбою, що супроводжується деякою фізичною напругою):
Теплий період року: t◦ допустима 21 – 28 ºС; фактичне значення – 24,3 ºС.
Холодний період року: t◦ допустима 18 – 27 ºС ; фактичне значення – 22,2 ºС.
88
Відносна вологість повітря: оптимальна – до 60%; фактичне значення – 58%.
Після визначення фактичних значень факторів встановлено:
Параметри мікроклімату на робочому місці відповідають нормативним
вимогам згідно ДСН 3.3.6.042-99.
Згідно “Классификация труда по показателям вредности и опасности факторов
производственной среды, тяжести и напряжённости трудового процесса” №4137-86
умови праці відносяться до ІІ класу – допустимі.
Підприємство “Юрія”, як і всі молокопереробні підприємства мають високу
імовірність виникнення аварійного стану, зокрема пожежі та травмування
працюючого персоналу на виробництві.
Пожежна безпека – це стан об’єкта, при якому з регламентованою
ймовірністю виключається можливість виникнення та розвиток пожежі і впливу на
людей її небезпечних факторів, а також забезпечується захист матеріальних
цінностей. Причинами пожеж та вибухів на підприємстві є порушення правил і норм
пожежної безпеки. Так як забезпечення пожежної безпеки об'єкта досить складне і
багатоаспектне завдання, тому до його вирішення необхідно підходити комплексно.
Основними системами комплексу заходів та засобів щодо забезпечення пожежної
безпеки об'єкта є: система запобігання пожежі, система протипожежного захисту та
система організаційно-технічних заходів.
Отже, необхідно дотримуватись усіх необхідних правил, щодо безпеки на
виробництві серед працюючих, що дасть змогу уникнути небажаних наслідків
недотримання певних норм і зменшить вірогідність травматизму серед персоналу.
4.2. Охорона навколишнього середовища
До недавнього часу розвиток людського суспільства і самоочищення
навколишнього середовища від технологічних забруднень перебували в динамічній
екологічній рівновазі.
Проте останніми роками інтенсивне зростання населення планети,
надзвичайно інтенсивний розвиток промисловості, сільського й комунального
господарства та інших чинників антропогенної дії на навколишнє середовище,
призвели до різних негативних наслідків.
89
Увага вчених – екологів на сучасному етапі зосереджена на вирішенні кількох
кардинальних проблем, у яких фокусуються основні напрямки і розділи сучасної
екології. Серед цих проблем можна виділити такі:
1. Керування продукційними процесами.
Вирішення цієї проблеми спрямоване на розробку заходів раціонального
використання природних ресурсів.
2. Стійкість природних ресурсів і антропогенних чинників.
Ця проблема пов’язана із зміною біосферних зв’язків в навколишньому
середовищі. Дослідження цієї проблеми дають змогу в майбутньому створити
принципово нові природно – господарські екосистеми, в яких мають превалювати
ознаки стабільності, стійкості та максимальної ефективності продуктиційного
процесу.
Екологізація виробництва
Вирішення цієї проблеми пов’язане з виробництвом екологічно безпечної
продукції при мінімальних витратах природних ресурсів (сировини, енергії, палива
та інших матеріалів) з утворенням мінімальної кількості не утилізованих та
розсіюваних відходів, які не порушують функціонування природних екосистем та
біосфери загалом.
Приймаючи до уваги екологічний стан на Україні, дуже велика увага
приділяється контролю забруднень підприємств в навколишнє середовище.
Підприємства харчової промисловості, в тому числі і молочної, є значними
джерелами забруднень навколишнього середовища. Тому велика увага приділяється
вирішенню екологічних проблем.
Екологічна служба розділена на три складові частини, що підпорядковуються
головному екологу:
1. Ліміти, викиди, розробка проектів ГДВ, моніторинг (спостереження)
розробляє і виконує сам еколог.
2. Звітність водного господарства покладена на начальника виробничої
лабораторії і енергетика.
3. Аналіз стічних вод покладений на одного з лаборантів.
90
Необхідність такої системи екологічної служби викликана значним обсягом
роботи, що пов’язано з великим об’ємом виробництва. Всю роботу виконує еколог.
На підприємствах м’ясної промисловості утворюються відходи та вторинна
сировина, які повинні вивозитись та утилізуватись. До них відносяться:
> Забруднені стічні води;
> Залишки етикеток;
> Відходи від виробництва тари;
> Вторинний пар та неприємні запахи від цеху субпродуктів;
> Продукти згорання з парової котельної установки;
> Шум, який утворюється на деяких ділянках виробництва;
> Залишки пакувальних матеріалів та багато іншого.
Сміття, яке не приймається на пунктах вторинної сировини, вивозять на
громадське звалище сміття. Сміття збирається в спеціальних металевих ящиках, які
по мірі наповнення навантажуються на автотранспорт і вивозяться.
4.3. Цивільна оборона
4.3.1. Оцінка хімічної обстановки при викиді аміаку на території ПрАТ
“Юрія”
ПрАТ “Юрія” є ділянкою, яка може бути забруднена сильнодіючими
отруйними речовинами (СДОР). В якості СДОР виступає аміак. Аміак на ПрАТ
“Юрія” використовують для роботи компресорного цеху, він зберігається в лінійних
ресиверах. Серійні компресорні установки, що знаходяться на підприємстві,
забезпечують нормовану температуру для зберігання готової продукції.
СДОР називаються такі хімічні сполуки, які у відповідних кількостях,
перевищують гранично допустимі концентрації в повітрі або на місцевості, можуть
негативно впливати на організм людини, сільськогосподарських тварин та рослин,
викликати в них ураження різного ступеню, в тому числі смертельні.
ГДК – концентрація, яка при щоденній тривалості робочого дня, але не більше
41 години в тиждень, на протязі всього робочого стажу не може визивати
захворювань або відхилень у стані здоров'я в процесі роботи або в окремі терміни
життя теперішнього чи наступного покоління. Найбільш розповсюджені отруєння
91
при потраплянні шкідливих речовин через дихальні шляхи. При тяжкому ступені
отруєння порушується дихання, діяльність серцево-судинної системи.
Смерть може настати від серцевої недостатності і набряку легень.
Потерпілому необхідно надіти протигаз з коробкою марки КД, М чи ізолюючий
протигаз, винести його на свіже повітря, зігріти тіло. Провести інгаляцію теплою
водою із вмістом 1 – 2% розчину лимонної кислоти, рот прополоскати 2% розчином
соди або теплою водою.
При потраплянні на шкіру та слизові оболонки – промити 2% розчином борної
кислоти, при болях очей закапати по 1 – 2 краплі 1% розчину новокаїну. Якщо
ускладнене дихання – закапати ніс 2 – 3% розчином ефедрину (4 – 5 крапель). На
підприємстві широко використовують хлор, аміак, сірчистий ангідрид, кислоти,
хлорпікрин, нітробензол. Але найбільш розповсюдженим є використання аміаку та
хлору.
Фізичні властивості цих речовин: пари їх тяжчі за повітря, в рідкому стані
вони тяжчі за воду, більшість із цих речовин мають низьку температуру плавлення,
вони леткі та легко випаровуються.
Аміак – це газ без характерного кольору, але з різким запахом та їдким
смаком. Його отримують в результаті з’єднання водню з азотом при високому тиску.
Аміак навіть при малих концентраціях має специфічний запах та збуджуючу дію на
слизисту оболонку носоглотки та очей. Аміак використовують на холодокомбінатах
і м’ясокомбінатах, нафтопереробних заводах, при виробництві добрив.
Температура кипіння аміаку – 33,4°С, тиск у конденсаторі навіть при високих
температурах охолоджуючої води досягає 16 кгс/см2, а в випарювальниках при
звичайних умовах тиск вищий атмосферного, що попереджує підсос у систему
повітря.
При вільному розливі аміак випаровується приблизно годину, а при розливі у
піддон – близько доби. Пари аміаку майже в 2 рази легші за повітря, але при
випаровуванні аміак сильно охолоджується і залишається у нижньому шарі
атмосфери.
92
При випаровуванні на повітрі великих доз аміаку його пари утворюють з
водяними парами білий туман. Аміак дуже добре розчиняється у воді, а 28 – 29%-ий
розчин аміаку у воді називається аміачною водою. Водні розчини аміаку мають
лужні властивості. Для нейтралізації аміаку необхідно використовувати речовину
кислого характеру, а також воду у співвідношенні на 1 об’єм аміаку не менше 20
об’ємів води.
Аміак є вибухо- та пожежонебезпечим. Якщо у повітрі знаходиться більше
11% аміаку при відкритому вогні він починає горіти, а при вмісту у повітрі 15 – 28%
імовірний вибух. Найбільший тиск вибуху аміачно-повітряної суміші складає 4,5
кГс/см2. Рідкий аміак викликає опіки шкіри (обмороження). Велику небезпеку
викликає потрапляння аміаку у очі.
Поріг сприймання, мг/л – 0,0037, ГДК у повітрі робочої зони виробничого
приміщення 0,02, в атмосферному повітрі території підприємства – 0,0007, у повітрі
населеного пункту – 0,0002. Вражаюча концентрація – 0,7 мг/л, смертельна – 2,7
мг/л при 30-хвилинній експозиції.
Миттєва смерть наступає при концентрації більше 50 мг/л.
Внаслідок виробничих аварій може статися викид СДОР у навколишнє
середовище. В такому випадку утворюється хмара зараженого повітря, яке
розповсюджується по направленню вітру від міста аварії, що може нанести відчутну
шкоду здоров’ю людей. Крім того виникає центр хімічного зараження. Надійний
захист робітників та службовців, а також населення, що проживає поблизу хімічно
небезпечних об’єктів, забезпечується комплексом заходів.
Отруйні речовини, СДОР у паро- і туманоподібному стані дуже добре
проникають крізь нещільну тару, мішковину, папір і заражають продукти
харчування, фураж. На молокозавод можуть проникати крізь вікна, двері, отвори і
бути небезпечними тривалий час. Небезпечними є ураження сировини і готової
продукції на заводі.
Черговий диспетчер хімічно небезпечного об’єкта отримавши інформацію про
аварію з викидом СДОР негайно прогнозує хімічну обстановку на об’єкті і сповіщає
93
робітників, службовців, керуючий склад об’єкта та населення, що знаходиться
поблизу підприємства, підприємства та заклади, що потрапляють до зони зараження.
Для прискорення прогнозування та оповіщення робочих, службовців та
населення план або схема об’єкта ділиться на сектори.
Робоче місце диспетчера оснащене дистанційною метеостанцією чи
метеорологічним приладом і термометром для визначення направлення та
швидкості вітру, температури повітря.
Отримавши данні про швидкість вітру та хмарності (визначення проводять
візуально), диспетчер виявляє ступінь вертикальної стійкості повітря, маючи дані
про розміри аварії (кількість викинутих СДОР), і розраховує глибину зон
небезпечного та надзвичайно небезпечного зараження.
Якщо величина викиду СДОР невідома, то для розрахунку приймають
максимальну їх кількість, що знаходяться на підприємстві під час аварії. Далі зони
зараження об’єкта наносяться на схему об’єкта, визначаються цехи, заклади, жилий
сектор, що потрапили до зони зараження, і негайно проводяться оповіщення по
схемі.
Зробимо прогноз хімічної обстановки у вигляді розрахунків внаслідок аварії
на ПАТ “Юрія” з викидом СДОР у атмосферу.
4.3.2. Прогноз хімічної обстановки внаслідок аварії з викидом СДОР в
атмосферу
Тип СДОР: аміак, 2 т;
Метеорологічні умови: напівясно, день; швидкість вітру: 2 м/с; азимут вітру:
360 град;
Вид ємності: необваловані;
Час від початку аварії: 4 год;
Чисельність працюючих: 200 чоловік;
Забезпечення протигазами: 80%;
Розрахуємо зону можливого хімічного забруднення (ЗМХЗ).
1. Розмір ЗМХЗ приймається як сектор круга, форма і розмір якого залежать
від швидкості та напрямку вітру, і розраховується за емпіричною формулою.
94
Площа зони можливого хімічного забруднення:
��ЗМХЗ = 8,72 ∙ 10−3 ∙ Г2 ∙ �� кв. км, (4.1))
де: Г – глибина зони (за таблицею ХНО м. Черкаси);
�� – коефіцієнт, умовно дорівнюється кутовому розміру зони (табл. 5)
�� = 8,72 ∙ 10−3
ЗМХЗ ∙ 0,8252 ∙ 360 = 2,13 км2 (4.2)
2. Прогнозована зона хімічного забруднення.
Площа ПЗХЗ:
�� = К ∙ Г2
прог. ∙ ��0,2, кв. км, (6.3)
де: К – коефіцієнт;
N – час, на який розраховується глибина ПЗХЗ.
�� 2 0,2 2
прог. = 0,081 ∙ 0,825 ∙ 4 = 0,072 км (6.4)
3. Ширина ПЗХЗ:
Ш = 0,3 ∙ Г0,6 = 0,3 ∙ 0,8250,6 = 0,267 кг, (6.5)
де: Г – глибина зони забруднення, яка визначається за таблицею ХНО м.
Черкаси
4. Час підходу хмари ХНР до заданого об'єкта залежить від швидкості
перенесення хмари повітряним потоком і визначається за формулою:
�� 0,3
�� = = = 0,03 год = 1 хв. 48 с , (6.6)
�� 10
де: X – відстань від джерела забруднення до заданого об'єкта, км;
V – швидкість переносу переднього фронту забрудненого повітря в
залежності від швидкості вітру, км/год
5. Визначаємо тривалість вражаючої дії аміаку.
95
Тривалість вражаючої дії СДОР залежить від часу її випаровування із площі
розливу:
ℎ ∙ �� 0,05 ∙ 0,981
Т = = = 1,48 год, (6.7)
К2 ∙ К4 ∙ К7 0,025 ∙ 1,33 ∙ 1
Рис. 4.1. Карта-схема зони можливого хімічного забруднення
6. Визначаємо можливі втрати виробничого персоналу П1 в осередку ураження
на молокозаводі:
П 200
П1 = = = 50 чол. (6.8)
100 ∙ % 100 ∙ 25
де: П – число працюючих;
% – процент потерпілих
Потерпілих:
– із них смертельним випадком 50·0,35 = 18 чоловік;
– з важким і середнім ступенем 50·0,4 = 20 чоловік;
– з легким ступенем 50·0,25 = 13 чоловік.
96
Таким чином за результатами підрахунків маємо:
1) глибина зони зараження становить до 0,825 км;
2) хмара ураження досягне до житлового будинку через 1 хв. 48 с.;
3) тривалість ураження від дії аміаку в зоні зараження до 1 год 28 хв.
4.3.3. Схема оповіщення виробничого персоналу та населення про хімічну
та небезпечну аварію
Схема оповіщення виробничого персоналу та населення про хімічну та
небезпечну аварію зображена на рисунку 4.2.
7 Оперативний
Диспетчер об’єкту
черговий
1 2 3 4 5 6
Чергов ий Апара тне Начальн ик Дире ктор РТУ Начальник
зміни відділення, охорони, головний населеного штабу ЦО,
аварійних цех кисло- черговий інженер. пункту. штаб ЦО :
служб молочний, телефоніст. району,
тощо області.
Організації: Населення, що
ЗОШ № 22, завод ПМ, проживає
об’єднання пиво- поблизу ПАТ
безалкогольних напоїв, “Юрія”
швейне об’єднання
Рис. 4.2. Схема оповіщення виробничого персоналу та населення про хімічну та
небезпечну аварію
В залежності від розмірів аварії на об’єкті і даних прогнозу про глибину
розповсюдження зон зараження СДОР черговий диспетчер сповіщає по варіантам:
– При аваріях, наслідки яких не виходять за межі об’єкта, оповіщаються
чергові зміни аварійних служб (газорятувальної, протипожежної, медичної),
воєнізована охорона, а також цехи та відділення, що потрапили до зони зараження,
керівний склад і штаб ЦО об’єкта.
97
– При аваріях, наслідки яких виходять за межі об’єкта, черговий диспетчер
сповіщає РТУ населеного пункту, який в свою чергу сповіщає населення, що
проживає поблизу ПрАТ “Юрія”.
– Підприємства і заклади, що потрапляють до зони зараження (ЗОШ №22,
завод ПМ, об’єднання пиво-безалкогольних напоїв, швейне об’єднання)
сповіщаються через начальника охорони, чергового телефоніста, в першу чергу
сповіщаються дитячі заклади; штаб ЦО району (міста, області).
Висновки до розділу 4
Даний розділ складається з трьох підрозділів:
– Охорона праці;
– Охорона навколишнього природного середовища;
– Цивільна оборона
В підрозділі охорона праці приведено види інструктажів з техніки безпеки: та
аналіз умов праці та оцінки безпеки в надзвичайних ситуаціях.
В підрозділі охорона навколишнього природного середовища розглянуто
питання: керування продукційними процесами; стійкість природних ресурсів і
антропогенних чинників та екологізація виробництва.
В підрозділі цивільна оборона розглянуто питання: оцінка хімічної обстановки
при викиді аміаку на території ПрАТ “Юрія”; прогноз хімічної обстановки
внаслідок аварії з викидом СДОР в атмосферу та схема оповіщення виробничого
персоналу та населення про хімічну та небезпечну аварію.
98
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ
Важливе значення в молочній промисловості для виробництва йогуртів в
стаканчиках відіграє процес фасування та пакування. В пппппотокових
механізованих лініях виробництва різноманітних видів йогуртів для фасування та
пакування використовують фасувально-пакувальні автомати МК-ОФС.
В випускній магістерській кваліфікаційній роботі вирішено комплекс науково-
практичних завдань, спрямованих на обґрунтування процесу фасування та
пакування.
Проаналізувавши літературні джерела зроблено аналітичний огляд процесу
фасування та пакування.
Основними науковими та практичними результатами досліджень є:
1. Вирішення комплексу науково-практичних завдань спрямованих на
обґрунтування технологічного процесу фасування та пакування йогуртів в
стаканчики.
2. Метою магістерської кваліфікаційної роботи є модернізація фасувально-
пакувального автомату МК-ОФС для збільшення продуктивності в два рази(з 1500
упаковок за годину до 3000 упаковок за годину)
3. Для підвищення продуктивності запропоновано модернізувати робочий стіл
(збільшити кількість позицій для наповнення з 10 до 20) та розробити
модернізований дозатор.
4. В науково-дослідному розділі проведено дослідження залежності
продуктивності автомату карусельного для фасування рідких та в'язких продуктів у
стаканчики від кінематичного циклу робочого органу та залежність потужності
нагрівального елемента від продуктивності та маси упаковки фасувально-
пакувального автомату.
5. В роботі приведена технічна пропозиція модернізації автомату.
6. В розрахунковому розділі проведено тепловий розрахунок нагрівального
елементу.
99
7. В розділі розробка технологічного процесу виготовлення деталі розроблено
технологічний процес виготовлення насадки.
8. Розроблено розділ з охорони праці та безпеки в надзвичайних ситуаціях.
9. Результати роботи рекомендовані до впровадження на молочних заводах.
100
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т.1. – 8-е
изд. перераб. и доп. Под. ред. И.Н. Жестковой. – М.: Машиностроение, 2001. – 920 с.
2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т.2. – 8-е
изд. перераб. и доп. Под. ред. И.Н. Жестковой – М.: Машиностроение, 2001. – 915 с.:
3. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т.3. – 8-е
изд. перераб. и доп. Под. ред. И.Н. Жестковой – М.: Машиностроение, 2001. – 864 с.:
4. Ванін В.В., Бліок А.В., Гнітецька Г.О. Оформлення конструкторської
документації: Навч. Посіб. 3-вид. –К.: Каравела, 2004. – 160 с.
5. В.Н. Шувалов. Машины-автоматы и поточные линии. Теория,
конструирование, эксплуатация. – Л: “Машиностроение”, 1973 – 300с.
6. Волчков И.И. Автоматы для фасовки и упаковки молока и молочных
продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1977.-125с.
7. Гавва О.М. Токарчук С.В. Функціональні модулі обладнання для пакування
в’язких продуктів // Упаковка. – 2005.-№3,4. – С. 36-38, 48 – 51.
8. Гавва О.М. Пакувальне обладнання. Шляхи розвитку // Упаковка. – 2006.-
№1. – С. 64.
9. Машины и аппараты пищевых производств. В 2 кн. Учеб. для вузов/ С.Т.
Антипов, И.Т. Кретов, а,н, Остриков и др.:Под ред. акад. РАСХН В.А. Панфилова. –
М.: Высш. шк. 2001. – 1384 с.
10. Машини та обладнання АПК. Методичні вказівки до виконання
самостійної роботи для студентів денної та заочної форми навчання за напрямом
підготовки: 141 “Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка”
спеціалізація “Енергетика та автоматика аграрного комплексу”) / О. П. Голик, Р. В.
Жесан – Кропивницький: ЦНТУ. -2018. - 48 с.
11. М.М. Косіюк, Г.П. Черменський. Основи науково-технічної творчості. –
Хмельницький: “Поділля”, 1998. – 415с.
12. Мусійчук В.М., Гавва О.М. Дозування в’язких харчових продуктів
дозаторами поршневого типу // Упаковка. 2004. - №1. – С.20-24.
101
13. Мусійчук В.М., Гавва О.М. Обладнання для дозування в’язких продуктів //
Упаковка. 2002. - №2. – С.36-39.
14. Обладнання підприємств переробної і харчової промисловості/ І.С. Гулий,
М.М. Пушанко, Л.О.Орлов та ін. За ред академіка УААН Гулого І.С. – Вінниця:
Нова книга, 2001. – 576с.
15. Попко К.Є. Підвищення ефективності фасувально-пакувального автомату
МК-ОФС технологічної лінії виробництва йогуртів / Інжинерінг в харчовій галузі та
машинобудуванні: зб. доп. наук.-практ. конф. “Дні студенської науки ЧДТУ” – (м.
Черкаси, .2020 р.) [Електронний ресурс] / за ред. професора В.І. Осипенка; М-во
освіти і науки України, Черкас. держ. технол. ун-т. – Черкаси, ЧДТУ, 2020. – с
102
ДОДАТКИ