Расчет производительности и потребляемой мощности

3.2 Расчет производительности и потребляемой мощности

Производительность тестомесильных машин непрерывного действия с рабочими органами в виде вращающихся лопастей или лопаток (кг / с)

П = z π (dл² – dв²) / 60 · 4 · s ·ρ · k1 · k2 ; (3.1)

где z – количество валов;

dл – наружный диаметр лопастей, м;

dв – диаметр вала, м;

s – шаг лопастей

n – частота вращения вала, об/мин;

ρ – плотность перемешиваемого полуфабриката, кг/м³;

k1 – коэффициент подачи (k1 = 0,1 ÷ 0,2);

k2 – отношение суммарной площади лопастей к винтовой поверхности того же диаметра и шага (k2 = 0,15 ÷ 0,20).

П = 1 · 3,14 (0,11 – 0,002) / 60 · 4 · 0,092 · 50 · 1080 · 0,2 · 0,20 = 0,28 кг/с

Ориентировочно мощность электродвигателя (кВт) тихоходных тестомесильных машин периодического или непрерывного действия

N = 0,4 G · R · ω · g · z / 1000 · η, (3.2)

где – G – масса теста в деже или рабочей камеры машины, кг;

R – максимальный радиус вращения месильного органа, м;

Z – число валов рабочих органов;

g- ускорение свободного падения, м/с (g = 9,81);

ω- угловая скорость вращения месильного органа, рад/с;

η- КПД приводного механизма машины (η = 0,8…0,85)

G = (а · b · h) 0,9 η (3.4)

G = (0,870 · 0,85 · 0,454) 0,9 · 1080 = 326,33

ω = π n / 30, рад/с (3.5)

ω = 3,14 · 50 / 30 = 5,2 рад/с

N = 0,4 · 326,33 · 0,153 · 5,2 · 1 / 1000 · 0,85 = 1,2 кВт ≈ 1,5 кВт из таблицы

4 Охрана труда

4.1 Анализ и обеспечение безопасных условий труда и мероприятия по улучшению

В хлебопекарном производстве вредными основными производственными факторами являются пыль, шум, повышенная температура воздуха, монотонность труда на ряде производственных операций. Во время эксплуатации оборудования возникает опасность поражения электрическим током, возможен взрыв мучной пыли, баллонов

В хлебобулочном цехе используются склады бестарного хранения муки. По взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности предприятие относится к категории Б - цеха приготовления и транспортировки угольной пыли, древесной муки, сахарной пудры. Мука является не только горючим, но в аэрозольном состоянии и взрывоопасным веществом. Многие процессы и операции на складах бестарного хранения сопровождаются выделением муки в воздух, а также накоплением статического электричества на оборудовании и его элементах, для предупреждения которых применяются специальные меры.

Мука на склад бестарного хранения доставляется муковозами, из которых с помощью соединительного шланга она выгружается в бункер. Во время разгрузки соединительный трубопровод заземляется для того, чтобы исключить возможность накопления зарядов статического электричества. С этой же целью у загрузочного отверстия в бункере установлены конусы, соединенные с заземленным корпусом бункера. Мука, подаваемая в бункер, попадает на конус, ссыпается с него, при этом отдает накопившиеся заряды статического электричества, которые отводятся в землю. В воздухе помещений склада, а также в мукопросеивательном отделении, которое нередко является его частью, может находиться мучная пыль во взвешенном и осевшем состоянии на технологическом оборудовании и конструкциях. Она попадает в помещение через неплотности в технологическом оборудовании, корпусах весов, шнековых и ковшовых транспортеров, мукопроводовв рукавных фильтров и воздуховыпусков.

При движении муки по трубам аэрозольного транспорта возможно образование пробки. С целью их предотвращения воздух для аэрозольного транспорта осушают от влаги и масла. Необходимо постоянно следить за давлением воздуха в магистралях, так как его снижение неизбежно приведет к образованию пробки, признаком которой является повышение давления в системе. При этом работу аэрозольного транспорта должна быть прекращена и установлено место расположения пробки и завала. Завалы муки в трубах ликвидируют путем подачи сжатого воздуха через штуцера, вваренные на расстоянии 3-5 м один от другого по длине мукопроводов.

Для предупреждения выбросов муки при загрузке - разгрузке емкостей запрещено открывать крышки люков и смотровые окна. Для каждого питателя, переключателя устанавливаются нормальные и предельно допустимые величины давления воздуха, значения которых указываются специальными метками на контрольно-измерительных приборах (КИП).

За показаниями КИП необходимо тщательно следить, так как не только увеличение, но и снижение давления свидетельствует о нарушении режима работы системы аэрозольного транспорта и аспирационных систем, предназначенных для предупреждения поступления мучной пыли в помещения. При снижении расхода воздуха в системе аспирации нарушается режим работы всей аспирационной сети, и она перестает выполнять свои санитарно-гигиенические функции. Не разрешается работа с неисправными манометрами и другими КИП.

После просеивания мука поступает для замеса в шнековые прессы. Тестомесильные машины с подкатными дежами имеют приспособления, надежно запирающие дежу во время замеса на фундаментной плите машины. На тестомесильных машинах непрерывного действия устанавливаются блокировки крышек, при открывании которых отключается привод машины. Выгрузка теста из дежи осуществляется с помощью дежеопрокидывателей, которые ежегодно проверяются.

Тестомесильные агрегаты, макаронные прессы обычно располагают на площадках. Для их обслуживания предусмотрены удобные лестницы с перилами высотой 1 м.

Хлебобулочные изделия испекаются в печах различных типов и конструкций - камерные, ленточные и др. Для снижения теплоотдачи печи в помещение их поверхность покрыта теплоизоляцией так, чтобы на ее внешней поверхности температура не превышает 45 °С. Пекарные цехи изолированы от других помещений (тестомесильного, упаковочного и др.).

В хлебобулочном цехе предусмотрена автоматизированная линия производства макаронных изделий. Но существует опасность возникновения пыли за счёт нарушения герметизации оборудования и как следствие попадание пыли в помещения. Решающее значение в биологическом действии пыли имеет количественное содержание её в воздухе производственного помещения, превышающее уровень предельно допустимой концентрации (для муки = 6 мг/м 3 по ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны») Фактическая концентрация мучной пыли 4 мг/м3.

Пыль, находящаяся во взвешенном состоянии в воздухе помещений, взрывоопасна. Осевшая пыль (аэрогель) пожароопасная. При определённых условиях она способна переходить во взвешенное состояние, образовывая взрывоопасные смеси. Пыль может оказывать неблагоприятное действие на организм, вызывая заболевания органов дыхания, кожи и слизистых оболочек глаз мучная пыль - бронхиальную астму, кожный зуд, заболевание верхних дыхательных путей - риниты.

Органическая пыль растительного происхождения может вызвать у работников такие заболевания, как бронхиты, биссинозы и аллергические реакции.

Для предупреждения воздействия пыли на человека применяется система мер коллективной и индивидуальной защиты. Эти меры можно разделить на технологические - применение замкнутых технологий (возвращение очищенного воздуха в производство); технические – герметизация оборудования (сокращение или ликвидация выделение пыли

в помещение), вентиляция, местные отсосы (предупреждение поступления вредных веществ в помещение путем их отсоса мокрыми пылеулавливающими устройствами); индивидуальной защиты (применение респираторов).

Обслуживание оборудования для производства хлеба характеризуется концентрацией внимания оператора следящего за выполнением различных процессов. Для снижение зрительных нагрузок применяется боковое естественное освещение через боковые оконные проемы.

Для хлебопекарных предприятий норма естественного освещения согласно СниП 2305-95 «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования», при боковом освещении для разряда зрительных работ составляет коэффициент естественной освещенности ~ 1,5 %. Разряд зрительных работ IV. Осуществляется надзор за технологическим оборудованием. Характеристика зрительных работ - средней точности. Фактическое значение коэффициента естественного освещения на рабочем месте составляет 0,6 -.0,7%. Это значение недостаточное.

При недостаточном естественном освещении или в темное время суток в производственных помещениях необходимо устанавливать мощные газоразрядные светильники, проводить побелку стен и потолка, отчищать стекла оконных проемов и ламп, контролировать освещенность, для чего используются люксметры.

Для удобства и безопасности очистки осветительных установок применяем передвижные тележки, телескопические лестницы, подвесные люльки. Очищать светильники следует при отключенном питании.

При недостаточности освещения в производственных помещениях необходимо устанавливать мощные светильники, проводить побелку стен и потолка, отчищать стекла оконных проемов и ламп, контролировать освещенность цеха.

Оборудование в хлебобулочных цехах является постоянным источником шума. Шум создается работой электродвигателей, рабочих органов, цепных передач и т.д.

Повышенный шум может послужить причиной профессионального заболевания - шумовой болезни, поражающей слуховую, нервную, сердечно- сосудистую, пищеварительную системы человека.

Уровень шума в цеху превышает предельно допустимый уровень (80 дБ) и составляет 90 дБ. Нормативным документом является СН 2.24/2.1.8.562-96. Расчет шума приводится в разделе 3.

В хлебобулочном цехе не применяется оборудование, совершающее колебательные, поступательно - возвращающие действия высокой частоты. Поэтому вибрация оборудования минимальна и ПДУ соответствует СН 2.24/2.1.8.562-96.

Основным способом борьбы с шумом является его ослабление или устранение непосредственно в источнике возникновения, применение звукопоглощения и звукоизоляции.

Главными направлениями борьбы с шумом являются его ослабление или ликвидация непосредственно в источнике образования. Для достижения этого: соответствии со СниП 11.22-77 необходимо применять звукоизолирующие кожухи» составлять график регулярной смазки рабочих органов и подшипников с по следующим контролем за их состоянием, применение пластмасс, текстолита, резины для изготовления деталей оборудования, Возможно так же использование звукопоглощающих элементов.

Звукоизоляция - уменьшение уровня шума с помощью защитного устройства, которое устанавливается между источником и приемником и имеет большую отражающую и (или) поглощающую способность. Обычно роль защитных устройств выполняют глушители шума, экраны или стенки изолированных объемов. Например, защитным устройством является кожух, которым закрывают машины и механизмы, или кабина, в которой находится оператор, управляющим процессами. Стенки кожухов и кабин изготовляют из листового проката и покрывают изнутри звукопоглощающим материалом.

Существует необходимость расчета звукоизоляции.

Большинство оборудования на хлебопекарных предприятиях является потребителем электрической энергии. Соответственно присутствует опасность поражения электрическим током. Основными причинами поражения электрическим током являются: случайное прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением в результате: ошибочных действий при проведении работ; не исправности защитных средств, которыми пострадавший касался, токоведущих электрооборудования в результате: повреждения изоляции токоведущих частей замыкания фазы сети на землю; падения провода (находящегося под напряжением) на конструктивные части электрооборудования и др.; появление напряжением на отключенных токоведущих частях в результате: ошибочного включения отключенной установки; замыкания между отключенными и находящимися под напряжением токоведущими частями; разряда молнии в электроустановку и др.

Возникновение напряжения шага на участке земли, где находится человек, в результате: замыкания фазы на землю; выноса потенциала протяженным токопроводящим предметом (трубопроводом, железнодорожными рельсами); неисправностей в устройстве защитного заземления и др.

Действие электрического тока на человека носит многообразный характер. Проходя через организм человека, электрический ток оказывает термическое электролитическое, а также биологическое действия. В нашем случае могут возникнуть такие электротравмы как электрический ожог. Электрический ожог - самая распространенная электротравма. Ожоги бывают двух видов: токовый (или контактный) и дуговой.

Токовый ожог обусловлен прохождением тока через тело человека в результате контакта с токоведущей частью и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую.

Различают четыре степени ожогов: I - покраснение кожи; II - образование пузырей; III - омертвение всей толщи кожи; IV - обугливание тканей. Тяжесть поражения организма обуславливается не степенью ожога, а площадью обожженной поверхности тела. Напряжение на предприятии составляет U=220/380 В.

Токовые ожоги возникают при напряжениях не выше 1-2 кВ и являются е большинстве случаев ожогами I и II степени; иногда бывают и тяжелые ожоги.

Для обеспечения безопасности работ в действующих электроустановках при частичном или полном снятии напряжения на рабочих местах выполняются следующие технические мероприятия: отключаются необходимые электроустановки или их части и принимаются меры, препятствующие подаче напряжения к мест работы; непосредственно для проверки отсутствия напряжения накладывается заземление на отключение токоведущих частей электроустановки; ограждается рабочее место и вывешиваются предостерегающие и разрешающие плакаты.

Помещения без повышенной опасности - это сухие, беспыльные помещения с нормальной температурой воздуха и с изолирующими (например, деревянными) полами.

Повышение электробезопасности в установках достигается применением систем защитного заземления, зануления, защитного отключения и других средств и методов защиты, в том числе знаков безопасности и предупредительных плакатов и надписей.

Защитное заземление — преднамеренное соединение с землей металлических частей оборудования, которые в нормальных условиях не находятся под напряжением, но которые могут оказаться под напряжением в результате нарушения изоляции электрической установки.

Защитное зануление - присоединение к неоднократно заземленному нулевому проводу питающей сети корпусов оборудования и других металлических частей и др.Появление напряжения на металлических частей оборудования, которые в нормальных условиях не находятся под напряжением, но в результате нарушения изоляции электрической установки могут оказаться под напряжением.

Защитное отключение - совокупность отдельных элементов, которые реагируют на изменение какого-либо параметра электрической сети и дают сигнал отключение автоматического выключателя.

При опасности прикосновения к токоведущим частям электроустановок обходимо применить следующие мероприятия:

надежная изоляция проводов от земли и корпусов электроустановок, дающая безопасные условия для обслуживания персонала;

сплошные или сетчатые ограждения, для обеспечения недоступности токоведущих частей оборудования и электрических сетей;

3)применить блокировку в электроустановках напряжением свыше 250В.

Повышение электробезопасности достигается путем применения изолирующих, ограждающих, предохранительных и сигнализирующих средств защиты.

Соблюдение норм (ГОСТ 12.1.038 - 82) предельно допустимых напряжений и токов, протекающих через тело человека (рука-рука, рука-нога) при аварийном режиме работы электроустановок производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц.

Микроклимат производственных помещений - метеорологические условия внутренней среды этих помещений, которые определяются действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности скорости движения воздуха, а также температурой поверхностей, ограждающих конструкций, технолоческого оборудования и теплового облучения.

Анализ микроклимата производства. Хлебопекарное производство можно отнести к работам средней тяжести - категория 2а. Температура воздуха в помещении 22-23 0С, температура поверхности оборудования 40°С, относительная влажность 40-60 % .Согласно СанПиН 2.2.3.548 - 96 параметры микроклимата должны составлять для холодного периода года, категории 2а, температура воздуха 19-21°С, температура поверхности 18-22°С, относительная влажность 40-50%, скорость движения воздуха 0,2 м/с; для теплого периода года температура воздуха: 20-22 0С, температура поверхности оборудования 19-23°С, относительная влажность 40-60%,скорсть движения воздуха 0,2 м/с. Фактические параметры микроклимата соответствуют допустимым.

Большое значение имеет правильное распределение функций между человеком и оборудованием в целях уменьшения тяжести и напряженности труд обеспечения его безопасности.

Для ликвидации попадания мучной пыли в производственное помещении применяется герметизация оборудования, герметичное соединение аппаратов технологической цепочке. Укрытие и аспирация воздуха на участках: пылеобразования (смешивание перед помещением в макаронный пресс) с дальнейшей очисткой удаляемого воздуха от пыли.

В связи с тем, что мучная пыль является взрывоопасной, осуществляем меры пожарной безопасности, размещение огнетушителей, предупреждающих табличек.

При взметывании мучная пыль может взорваться как обычный аэрозоль. При этом пыль в виде аэрозоля воспламеняется при температуре 420 - 485 °С.

По пожаро- и взрывоопасности мучная пыль относится ко 2 классу - взрывоопасная с нижним концентрационным пределом 16...65 г/м .

К причинам пожара в хлебобулочном цехе относятся:

нарушения требований проектирования промышленных и вспомогательных зданий и сооружений, выбора строительных материалов и конструкций, планировки помещений, расположения технологического оборудования и коммуникаций;

отклонения от правил эксплуатации и ремонта оборудования потребителей электроэнергии и электрических сетей, нарушение должностных инструкций части пожаробезопасности;

нарушения правил и сроков уборки осевшей горючей пыли;

работа на неисправном технологическом оборудовании или с нарушением режимов технологических процессов, особенно при выпечке, и других способах обработки;

применение инструмента, при ударах которого о твердую поверхность возникают искры;

применение электрооборудования, не соответствующего категории пожаро- и взрывоопасности производства;

плохой электрический контакт в местах присоединения проводников; рушение целостности изоляции, другие неисправности и повреждения потребителей электрической энергии или сетей;

отсутствие средств защиты от статического электричества на технологиском оборудовании и на работающих;

отсутствие или нарушение целостности молниеотводов, а также средств защиты от вторичных проявлений линейных разрядов атмосферного электричества.

В соответствии с нормами технологического проектирования помещения хлебобулочный цех относится к категории Б - горючие пыли или волокна, леговоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 С, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление в помещении, превышающее 5 кПа.

По классу пожароопасных зон относится к классу В - II а (склад бестарного хранения муки, отделения с просеивающим аспирационным и выбойным оборудованием и т.д.)

Производственные здания и сооружения по степени огнестойкости относится ко II группе - здания с несущими и ограждающими конструкциями из естественных или искусственных каменных материалов, бетона или железобетон, применением листовых и плитных негорючих материалов. В покрытиях зданий допускается применять незащищенные стальные конструкции.

Система пожарной защиты на предприятии включает мероприятия и средства, направленные на применение конструкций с регламентированным пределом огнестойкости; предотвращение распространения пожара и обеспечение эвакуации работающих на предприятии при возникновении пожара; организацию пожарной охраны; ограничение применения горючих веществ в технологическом процессе; изоляцию горючей среды; использование средств пожарной сигнализации и тушения пожара.

Среди мер, предотвращающих распространение пожара, большое значение имеет применение огнепреградительных устройств на технологических коммуникациях, а также в системах вентиляции, кондиционирования воздуха, воздушного отопления и продуктопроводах.

Для своевременного извещения о возникшем пожаре в ближайшую пожарную часть используют автоматическую электрическую систему пожарной сигнализации. Автоматические системы электрической пожарной сигнализации cocтоят из автоматических извещателей, линий связи, приемной станции и источника питания. В хлебобулочном цехе применяется дымовой фотоэлектрический извещатель марки ИДФ-1.

Загорания в начальной стадии их развития могут быть потушены с помощью первичных средств пожаротушения к ним относятся огнетушители, внутренний пожарный кран с комплектом оборудования (рукава, стволы, топоры и ведра). Их размещают на видных местах. Огнетушитель ОХП - 10 вывешиваются на видном месте на высоте полтора метра от пола до нижнего его торца, эти огнетушители применяются для тушения почти всех горючих веществ. На данном предприятии применяется автоматическая установка газового пожаротушения с помощью жидкого диоксида углерода для тушения жидких и твердых материалов. Диоксид углерода хранится на предприятии в изотермических резервуарах под давлением до 2,5 МПа.

При использовании диоксида углерода следует иметь в виду что 10%-концентрация его в воздухе опасна, а 20%-ная смертельна для человека. Поэтому перед включением установки люди должны покинуть помещение. Для извещения работающих о необходимости эвакуации обязательно устанавливаются сигнальные устройства.

Для борьбы со статическим электричеством все отопительно-вентиляционное оборудование (в том числе и пылеулавливающие устройства) металлические воздуховоды и трубопроводы, а также воздуховоды, трубопроводы и установки, предназначенные для удаления взрывоопасных веществ от местных отсосов, заземляются.