Усовершенствование технологической линии производства пастеризованного восстановленного молока

Состав чертежей

1. Обоснование производства пастеризованного восстановленного молока А1
2. Обоснование технологии и схемы производства А1
3. Пооперационно-технологическая схема А1
4. Схема размещения оборудования технологической линии А1
5. Инженерное обеспечение технологической линии производства пастеризованного молока из восстановленного сырья А1
6. Обоснование конструкторской части проекта А1
7. Чертеж сборочный измельчителя сухого молока А1
8. Сборочный чертеж бича А3
9. Рабочий чертеж вала А3
10. Измельчающий орган в сборе А3
11. Сборочный чертеж рамы А3
12. Плакат безопасности труда А1
13. Технико-экономические показатели проекта А1

Описание

В процессе выполнения дипломной работы была усовершенствована технологическая линия производства пастеризованного восстановленного молока. Это позволило повысить вкусовые качества, а также продукт стал обладать большей биологической ценностью.

Дано технико-экономическое обоснование дипломного проекта. Дана общая характеристика предприятия, выполнено описание продукта и его свойств.  Проведен анализ рынка и конкуренции, разработаны маркетинговый и финансовый план, а также план производства. Приведены экономические показатели технологической линии.

Спроектирована технологическая линия производства пастеризованного восстановленного молока. Обоснованы способ, технология и схема производства молока. Составлена пооперационная технологическая инструкция производства. Осуществлен выбор необходимого технологического оборудования.

Определено инженерно-техническое обеспечение работы технологической линии. Составлена функциональная схема управления производством на предприятии. Рассмотрена организация производственного процесса, определено количество рабочих мест, рассчитана потребность в рабочей силе и заработной плате. Выполнена планировка площадей для производства пастеризованного восстановленного молока. Разработана схема компоновки оборудования в производственном цехе. Рассчитаны основанные системы обеспечения производственного процесса. Построены графики загрузки оборудования, энергопотребления и водоснабжения технологической линии. Выполнена планировка и организация работы ремонтных служб. Дана оценка надежности работы технологической линии.

В конструкторской части проекта была выполнена разработка измельчителя сухого молока. Дано обоснование выбора конструкторской разработки и выполнена ее сравнительная характеристика. Выполнены основные расчеты разрабатываемой конструкции. Приведены результаты кинематического и силового расчета привода измельчителя.

Изучен вопрос техники безопасности и охраны труда. Разработаны организационные и технические мероприятия. Определены основные вредные и опасные производственные факторы в цехе производства пастеризованного молока. Выполнен расчет освещения и заземления, изучена пожарная безопасность. Составлена инструкция по технике безопасности при работе конструкции.

         Выполнен расчет технико-экономических показателей дипломного проекта. Приведены технико-экономические показатели технологической линии   производства пастеризованного молока. Проведенный экономический расчет позволяет заключить, что усовершенствование технологической линии производства пастеризованного восстановленного молока целесообразно, применение данной технологии производства позволит предприятию получить чистую прибыль в размере 1677 тыс. руб., в том числе чистую прибыль от усовершенствования технологической линии в размере 95,4 тыс. руб., рентабельность предприятия составит 15,5 %.  Капитальные вложения для изготовления измельчителя сухого молока – 120,750 тыс. руб, срок окупаемости разработки – 1,2 года.

Исходя из выше изложенного, целью данного дипломного проекта является усовершенствование технологической линии производства пастеризованного восстановленного молока. Это будет достигнуто за счет улучшения качества подготовки сырья в частности введения дополнительной операции по измельчению сухого молока.

В дипломном проекте были поставлены следующие задачи исследования:

• провести анализ рыночных условий реализации пастеризованного восстановленного молока, составить бизнес-план проекта;
• проанализировать стандартную технологию производства пастеризованного востановленного молока и модернизировать ее.
• спроектировать установку для измельчения сухого молока.
• доказать экономическую целесообразность представленного варианта модернизации.

Выводы по дипломной работе:

• В ходе выполнения дипломного проекта  была  усовершенствована технологическая линия производства пастеризованного восстановленного молока. Это улучшило вкусовые качества, а также продукт стал обладать большей биологической ценностью.
• Для усовершенствования проекта потребуется около 120 тыс. руб., предназначенных для приобретения измельчителя сухого молока, которое позволит применить новейшие технологии. Предприятие не будет брать кредит.
• В соответствии с требованиями технологического процесса и с учетом особенностей частной технологии была разработана пооперационно-технологическая инструкция (ПТИ) производства «пастеризованного восстановленного молока». В приведенной ПТИ отражены основные особенности производства данного вида продукции.
• Для производства продукции была выбрана соответствующая форма организации труда, в виде бригады, т.к. она обладает рядом преимуществ по сравнению с другими. Для обслуживания данной линии необходимо семь человек.
• На основе оценки надежности работы технологической линии был произведен расчет потребности в запасных частях.
• Разработана инструкция по технике безопасности при работе с измельчителем сухого молока, которая позволят избежать травматизма рабочего персонала и сохранить его здоровье.
• Исходя из анализа приведенных технико-экономических показателей проекта был сделан вывод о том, что вложение денежных средств в данную технологическую линию будет оправданно, т.к. уже после двух лет эксплуатации капитальные вложения полностью окупятся, а уровень рентабельности составит 15,5 %.
• В результате дипломного проектирования был сделан вывод о том, что усовершенствованная механизированная технологическая линия полностью удовлетворяет исходным требованиям, а пастеризованное восстановленное молоко отличается лучшими органолептическими, вкусовыми качествами, полезными лечебными и диетическими свойствами, а также доступной стоимостью. Данные показатели сильно влияют на конкурентоспособность изделия и позволяют сделать вывод о том, что продукт займет устойчивое положение.

 

1 ТЕХНИКО – ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА

1.1 Резюме

Проект выполняется на базе ОАО ”Чебаркульский молочный завод” Челябинской области, который осуществляет производство молока и молочных продуктов и их реализацию через собственную сеть магазинов и мелкооптовой торговли, и является одним из лидеров по производству молочных и кисломолочных продуктов в Челябинской области. Данный проект предполагает усовершенствование технологической линии с целью лучшей подготовки сухих молочных продуктов, которые является основным сырьем для производства пастеризованного восстановленного молока, производство которого обусловлено увеличением роста потребления молочной продукции, а также удержанием объема производства в осеннее зимний период, который характеризуется недостаточным количеством свежего сырого молока.

Продукция будет производиться не только из закупного сырья, но из местного сырья, что значительно уменьшит ее себестоимость, а также и розничную цену. Она так же сократится за счет уменьшения доли транспортных затрат. Это послужит увеличению объемов продаж, развитию и совершенствованию самого предприятия.

Для реализации этого проекта необходимы  капитальные вложения в размере 120,750 тыс. руб. Необходимые средства будут выделены из прибыли предприятия.

1.2 Описание предприятия

         Предприятие ОАО ”Чебаркульский молочный завод” основано в 1 август 1965 года. Находится в Челябинской области, в районом центре городе Чебаркуле, недалеко в 6 км от автомагистрали Уфа – Челябинск и всего в 1 км от грузовой  железной дороги. ОАО "Чебаркульский молочный завод" расположен в благоприятной, богатой сельхозугодьями сырьевой зоне. Предприятие получает молоко из 27 хозяйств Уральского региона. Поэтому молочный завод находится на окраине города вблизи железной дороги и  автодороги, которая предусмотрена для движения грузового транспорта с выходом на междугородную трассу без проезда через город. Благодаря этим условиям доставка сырья, упаковки для продукции, оборудования, подсобных средств и транспортировка продукции легко осуществима. Среди предприятий молочной промышленности Челябинской области ОАО "Чебаркульский молочный завод" является бесспорным лидером. Основным видом деятельности предприятия является производство молочной продукции, а так же молочного сырья. Использование новейшего оборудования и современных технологий позволяет регулярно расширять ассортимент выпускаемой продукции. На сегодня он составляет 45 наименований: молоко, кефир, ряженка, бифидок, сметана, сыр, масло "Крестьянское", творог и творожные изделия, сухое молоко. На предприятии установлено современное технологическое оборудование, внедрены передовые методы переработки, работают лучшие специалисты в области молочного производства. Предприятие состоит из следующих зданий: главный производственный корпус, холодильные помещения, административный корпус, складские помещения, гаражи, ремонтные мастерские, здравпункт. Вся территория находится в личной собственности ОАО ”Чебаркульский молочный завод” и составляет около 35000 м². Штат и управление согласовано с рекомендациями для аналогичных предприятий, работающих в условиях рыночной экономики, и насчитывает 270 чел.

На сегодняшний день ОАО "Чебаркульский молочный завод" – стабильное и успешно развивающееся предприятие. Его продукция не раз была награждена дипломами престижных конкурсов. Завод – победитель конкурсов "100 лучших товаров России", "20 лучших товаров Челябинской области", ежегодный участник международных выставок-ярмарок "Агро", обладатель диплома первой степени и золотой медали "За высокое качество продукции".

1.3 Описание продукта

         Молоко, восстановленное, пастеризованное, можно определить как молочный продукт, производимый из сухих молочных продуктов, растворенных в соответствующем объеме питьевой воды и об­рабатывая также как традиционное пастеризованное молоко.

         По органолептическим показателям производимое молоко должно соответствовать требованиям,  указанным в таблице 1.1 [3].

Таблица 1.1 – Органолептические показатели пастеризованного восстановленного молока

Наименование показателя	Характеристика
Внешний вид и консистенция	Однородная жидкость без осадка
Вкус и запах	Чистые, без посторонних, не свойственных свежему молоку привкусов и запахов
Цвет	Белый, со слегка желтоватым оттенком

         Химический состав пастеризованного молока приведен в таблице 1.2 [3].

Таблица 1.2 – Химический состав пастеризованного восстановленного молока

Наименование показателя		Норма для пастеризованного молока
Массовая доля,  % - сухие вещества - белки - жиры - углеводы - зола		10,9 2,82 2,5 4,73 0,7 0,14
Продолжение таблицы 1.2
Наименование показателя	Норма для пастеризованного молока
- органические кислоты Массовая доля минеральных веществ, млг. Фолиевая кислота, млг Пантотенат, млг Ниацин, млг Биотин, млг Энергетическая ценность, ккал в 100 г продукта		0,19 0,2 3,5 9,0 0,1 58

Фосфатаза отсутствует.

Рецептура на пастеризованное восстановленное молоко с массовой долей жирности 3,2 %, 3,5 %  и другое будут отличаться. По этому, для каждой технологии необходимо проводить перерасчет.

Физико-химические параметры пастеризованного восстановленного молока приведены в таблице 1.3 [3].

Таблица 1.3 – Физико-химические параметры пастеризованного восстановленного молока

Вид Молока	Массовая доля жира в %, не менее	Плотность кг/м3	Кислотность °Т, не более	Степень чистоты по эталону, не ниже группы	Темпера-тура, °С, не более
Молоко пастеризо-ванное восстановленное 2,5%-ной жирности	2,5	1028	21	1	2-6

Рецептура на пастеризованное восстановленное 2,5 %-ной жирности (кг на 1000 кг продукта) представлена в таблице 1.4 [3].

Таблица 1.4 – Рецептура на молоко пастеризованное восстановленное 2,5 %-ной жирности (кг на 1000 кг продукта без учета потерь)

Наименование сырья	Молоко пастеризованное восстановленное 2,5 %-ной жирности
Молоко обезжиренное сухое 97%-ной растворимости с массовой долей жира 0,7%	22,5
Молоко цельное сухое 98%-ной растворимости с массовой долей жира 25%	116,7
Вода питьевая	860,8
Итого:	1000

 

1.4 Анализ рынка

Как известно, молоко входит в потребительскую корзину товаров первой необходимости, а значит и потребительская значимость этого продукта очень велика. Поэтому рынок молочных продуктов очень велик и разнообразен. Следовательно, и конкуренция на рынке молочных продуктов очень велика. Каждый производитель молочных продуктов старается поставить на рынок такой продукт, который бы удовлетворял бы всем потребностям потребителей в качественной и не дорогой продукции. Чтобы продукция отвечала всем нормам потребителей, то есть была качественной и недорогой, производитель должен использовать новейшее оборудование, качественное сырье, а также высококвалифицированный персонал.

Для того, чтобы лучше внедриться в рынок нужно исследовать его, для этого рассмотрим характеристики потребления молока в городе Челябинске, областном центре и в одном из наиболее динамично развивающимся городе в России. Они представлены на рисунке 1.1. Характеристики фирм - конкурентов представлены на рисунке 1.2.

Рисунок 1.1 – Характеристика потребления пастеризованного молока

Рисунок 1.2 – Характеристика основных фирм производителей пастеризованного молока

Как видно из рисунков доля потребления молока с массовой долей жира 2,5 и 3,5 % занимает доминирующее место среди молочных продуктов, на фоне конкурентной борьбы наш завод практически не уступает своим конкурентам. Они выигрывают тем, что сбыт у них упрощен (Челябинский городской молочный комбинат), но отнюдь не в качестве продукции. Это обеспечит устойчивое конкурирование на 1/3 рынка сбыта.

Из этого следует, что предприятию конкурентную борьбу можно вести в области цен и повышения качества продукции, так как сырье имеет низкую себестоимость и в некоторых районах оно совсем не используется, по надоям молока и его качеству Чебаркульский  район традиционно занимает первое место в области.

1.5 Конкуренция

Основная конкуренция на рынке пастеризованного молока возникает с отечественными производителями. Основными производителями молочной продукции в Челябинской области являются: Чебаркульский молочный завод, Шадринский молочный комбинат, Коркинский  молочный комбинат, а также Челябинский городской молочный комбинат. Лидерство на рынке молока здесь долго удерживал Челябинский городской молочный комбинат, так как находится в областном центре. Однако развитие молочных заводов в соседних районах и областях  увеличило конкуренцию на рынке молочной продукции. И на первые позиции вышли производители, расположенные в небольших городах вокруг которых сконцентрировано множество хозяйств, которые непосредственно работают с этими производителями, поставляя им молочное сырье. На сегодняшний день лидером на рынке цельномолочной продукции в  Челябинске является Чебаркульской молочный завод. Завод выпускает продукцию хорошего качества, и постоянно увеличивает объемы производства благодаря работе с множеством хозяйств поставляющих молочное сырье.

Основные производители молочной продукции, приведены в таблице 1.5.

Таблица 1.5 – Сравнительное описание фирм-конкурентов

Параметры	Запросы потребителей	Челябинский городской молочный комбинат	Шадринский Молочный комбинат	Чебаркульский молочный завод
Органолиптические свойства	Свойственные пастеризованному молоку	Свойственные пастеризованному молоку	Свойственные пастеризованному молоку	Свойственные свежему пастеризованному молоку
Цена, руб.	Не выше 30	25	29	27
Срок хранения продукта, сут	Не менее 3	3	7	5

Как видно, такие факты,  как местонахождение товара (близость к потребителю) и минимальные транспортные расходы  обеспечивают   «Челябинскому городскому молочному комбинату» позволяют конкурировать на рынке, однако из-за недостатка молочного сырья, комбинат не имеет возможности увеличивать объемы производства. Продукция Шадринского молочного комбината отличается неплохим качеством, однако высокая цена продукции обусловленная высокими транспортными расходами, так же не позволяет в достаточной степени уверенно конкурировать на рынке.

В результате этого анализа можно сказать что продукция Чебаркульского молочного завода наиболее конкурентоспособна, так как отличается очень хорошим качеством и имеет достаточно низкую цену. Чебаркульский молочный завод можно уверенно назвать лидером на рынке цельномолочной продукции,  так как предприятие находится в благоприятной зоне с точки зрения поставщиков молочного сырья, в результате чего предприятие имеет возможность наращивать объемы производства и увеличивать ассортимент выпускаемой продукции.

1.6 Маркетинговый план

Ни  одному  из предприятий не удается добиться превосходства над  конкурентами по всем  коммерческим характеристикам товара и средствам его продвижения на рынке. Необходим выбор стратегии, в наибольшей степени  соответствующей тенденциям развития рыночной ситуации и наилучшим способом использующей сильные стороны деятельности предприятия.

Для продвижения товара на рынке будем использовать стратегию повышения качества продукции.

Необходимые рыночные условия, качественные и отличительные особенности продукции воспринимаются и ценятся потребителями:

- конкуренция на рынке преимущественно происходит в ценовой области;

- продукция занимает незначительное место в бюджете потребителя;

- на рынке нет широкого спектра товаров различного качества или с различными потребительскими свойствами.

Через какие элементы можно достичь желаемых результатов:

- новые технологии в области качества получения того или иного продукта;

- наличие легко переналаживаемого производства, удовлетворяющего требованиям современной технологии;

- мощная маркетинговая служба (продвижение товаров на рынке с помощью рекламы).

- создание имиджа добросовестного, надежного партнера, заботящегося о своем потребителе;

- дополнительное увеличение объемов продаж и получение прибыли за счет учета предпочтительного отношения отдельных групп потребителей к определенному качеству продукции.

Реализация стратегии предусмотрена через следующие элементы:

- высокий уровень технической оснащенности производства и квалификации персонала;

- использование сырья высокого качества, жесткий контроль качества готовой продукции, проведение кампаний по дегустации товара;

- мощная маркетинговая служба, ориентированная на весь рынок, широкая сеть розничной и оптовой торговли, активная реклама на радио, телевидении и рекламных щитах, проведение дегустационных кампаний.

Однако не следует забывать о дестабилизирующих факторах:

- противозаконная имитация и копирование новшества другими производителями;

- появление новых более совершенных товаров;

- увеличение издержек на создание имиджа изделия, рекламу и дегустации  [3].

Преимущества, которые приобретает предприятие в результате проводимой политики:

- удорожание продукта на этапе производства способствует резкому снижению себестоимости при переработке и получении готового продукта;

- локализация рынка за счет завоевания предпочтений определенных групп потребителей.

         - локализация рынка за счет завоевания предпочтений определенных групп потребителей;

         - плановое получение прибыли.

1.7 План производства

Для осуществления проекта усовершенствуется технологическая линия на базе ОАО ”Чебаркульский молочный завод” способная охватить до 30% рынков городов Чебаркуля, Челябинска и близлежащих районов.

Месторасположение предприятия выбрано довольно удобно, так как благодаря близости к поставщикам (совхозам, фермерским хозяйствам) сырье довольно быстро и легко доставлять на завод. Также по территории ОАО ”Чебаркульский молочный завод” проходят ветки железных дорог, что облегчает поставку сырья из дальних регионов России и из-за рубежа. Продукция из вагонов сразу поставляется на переработку, исключая дополнительных затрат на транспортировку.

Предприятие располагается в черте города Чебаркуля. Оборудование поставляют ведущие производители страны, получившие признание в России и за рубежом.

Конкретные условия поставки молока и молочных продуктов оговариваются при заключении договора с отделом маркетинга.

Конкуренты предприятия много внимания уделяют рекламе своих товаров. В основном они используют средства видеорекламной информации, то есть реклама часто показывается по телевидению на ведущих каналах, наружной рекламы (баннеры), а также в местных газетных изданиях.

В дальнейшем, по всей видимости, у них будет наблюдаться расширение ассортимента товаров и продвижение его на рынок, поэтому ОАО ”Чебаркульскому молочному заводу” нужно больше внимания уделять рекламе, сохранять и улучшать качество, и довольно низкие цены готовой продукции.

1.8 Финансовый план

Расчет финансовых показателей рынка выполнен на основе рекомендаций источников.

Он произведен исходя из анализа условий рынка, сложившихся на данный момент:

- цена на пастеризованное молоко в розничной торговле составляет 27 руб./л;

- расходы торговли составляют в среднем 20 %;

- налог на добавленную стоимость составляет 18 %;

- прибыль по предприятию-производителю по данной отрасли составляет около 20 % от оптовой цены;

- затраты на сырье при производстве пастеризованного восстановленного молока составляют в среднем 70 %;

- средняя цена линии производства пастеризованного молока составляет 3000000  руб.

На основе этих данных был произведен расчет технико-экономических показателей линии  (приложение А).

         Расчет финансовых показателей рынка выполнен на основе рекомендаций.

    Срок окупаемости капитальных вложений 2,1 года, общая сумма инвестиций на установку, запуск и частичную модернизацию линии составляет 120,750 тыс. руб. Полученные инвестиции будут использованы на изготовление и монтаж необходимого оборудования, вложения в новые формы производства и на исследования в области повышения качества готового продукта и продвижения его на рынке сбыта.

Экономические показатели технологической линии приведены в таблице 1.6.

Таблица 1.6 – Экономические показатели технологической линии

Показатель	2008
Объем производства, л/год	1004000
Капитальные вложения, тыс. руб.	120,7
Валовой доход, тыс. руб.	3012
Валовая прибыль, тыс. руб.	1957,8
Оптовая цена без НДС, руб./л	16,4
Прибыль предприятия, руб./л	1,95
Себестоимость продукции, руб./л	14,45
Продолжение таблицы 1.6
Показатель	2008
в том числе. затраты:
- на сырье	10,1
- на упаковочные материалы	1,51
- на оплату труда и социальные отчисления	1,05
- амортизацию	0,2
- техническое обслуживание и ремонт оборудования	0,1
- на электроэнергию	0,066
- на воду	0,043
- прочие	0,65
Чистая прибыль, тыс. руб.	1487
Рентабельность, %	13,5
Срок окупаемости, лет	1,2

 

Таблица 2.1 – Пооперационная технологическая инструкция производства пастеризованного восстановленного молока.

Стадия, операция			Оборудование				Примечание
наименование	параметры		наименование		настройки и регулировки
1	2		3		4		5
I Приемка сырья
1 По количеству	В соответствии с накладной		Циферблатные весы СМИ-250		Установить баланс весов без сырья на ноль. Провести контроль взвешивания груза по максимальной величине взвешивания		Допустимая погрешность измерения ±0,1% в каждой партии
1.2 По качеству
- молоко цельное сухое	Молоко цельное сухое высшего сорта распылительной сушки по ГОСТ 4495, t ≤ 10 0С, растворимостью 98% и м.д.ж. ≥25%		Лаборатория		В соответствии с методикой настройки каждого вида   оборудования		Не допускается сухое цельное молоко с салистым привкусом, затхлым вкусом и запахом, а также с потемнениями
- вода питьевая	Вода питьевая по ГОСТ 2874, температурой 38 -450С		Лаборатория		В соответствии с методикой настройки каждого вида  оборудования		Прозрачная, без посторонних привкусов
II Подготовка сырья
2.1Измельчение	До размера частиц сухого молока не более 1 мм		Измельчитель сухого молока		Установить зазор 1 мм между измельчающей поверхностью бича и ситом		Сухой однородный порошок без примесей и комочков
Продолжение таблицы  2.1
1	2		3		4		5
2.2 Просеивание	Сухое молоко просеивают на ситах с размером ячеек 1 × 1 мм		Просеиватель    А1-КСБ		Отрегулировать частоту колебаний ситового корпуса на заданную величину. Установить сита с размером ячеек заданной величины		Проверить размер частиц сухого молока
III Растворение	Количество сухого молока и воды в соответствии с рецептурой. Температура воды 38-45 0С		Установка для растворения сухих молочных продуктов            Я16-ОПЖ		Отрегулировать скорость подачи сухого продукта и воды		Растворимость сухого молока не менее 98%
IV Фильтрование	При температуре продукта 38-45 0С		Цилиндрический фильтр А1-ОШМ		Установить продолжительность работы одной секции фильтра в течение определенного времени (10-15 мин), переключить поток молока на другую секцию		Шрот, который образуется после фильтрации отправляется на повторную переработку
V Охлаждение	До температуры 6-8 0С		Пастеризационно-охладительная установка ОПУ-3М		Установить режим хладоносителя, соответствующий пределам охлаждения молока		Контроль режима процесса с помощью контрольно-измерительных приборов
VI Выдержка	Выдерживают 3-4 ч при температуре 6-8 0С		Резервуар  Я1 – ОСВ 5,5		Установить заданный температурный режим и продолжительность процесса, периодически перемешивать молоко		Контроль режима процесса с помощью контрольно-измерительных приборов
Продолжение таблицы  2.1
1		2		3		4		5
VII Очистка		При температуре 35-45 С.                        До уровня первой  группы чистоты		Сепаратор-молокоочиститель      А1-ОЦМ-5		Установить частоту вращения, подачу, продолжительность выгрузки осадка		Контроль чистоты молока проводят по прибору «Рекорд» и сравнивают с эталоном
VIII Гомогениза- ция		При температуре 60 - 700С, давлении 10-15 МПа		Гомогенизатор   А1-ОГМ-2,5		Отрегулировать давление гомогенизации в пределах 10 - 15 МПа при помощи двух винтов гомогенизирующей головки		Размер жировых шариков после гомогенизации не более 1 мкм
IX Пастеризация		t= 76±2  0С, длительность пастеризации 15 – 20 секунд, с выдержкой 10 с		Пастеризационно- охладительная установка         ОПУ-3М		Установить заданную температуру нагрева молока в теплообменном устройстве, автоматическая система контроля температуры и продолжительности процесса		Проверка термограмм
X Охлаждение		Охлаждение до температуры 4 0С		Пастеризационно- охладительная установка         ОПУ-3М		Установить режим хладоносителя, соответствующий пределам охлаждения молока. Установить автоматический контроль на заданный режим охлаждения молока		Контроль температуры охлаждения
ХI Розлив, упаковка и маркировка		Розлив в пакеты “Pure-Pak” емкостью 0,5 и 1 л		Разливочный автомат Elopak - QM		Отрегулировать подачу упаковочного материала, температуру прижимов, давление, контроль качества швов		Проверить массу НЕТТО и герметичность упаковки

Продолжение таблицы 2.1

2	3	4	5	6
XII Контроль качества	Вкус и запах свойственный свежему молоку, без посторонних привкусов и запахов, однородная жидкость без осадка, белого со слегка желтоватым оттенком.           Жирность 2,5%, кислотность не более 210Т, степень чистоты не ниже первой группы, микроорганизмов в 1 мл, не более 50000, титр кишечной палочки не более 3см3	Лабораторное оборудование	В соответствии с методикой настройки каждого вида оборудования	Не допускается в реализацию молоко с привкусами и запахами не свойственными свежему молоку
XIII Хранение	При температуре 2-60С, не более 5 сут, на предприятии не более 18 ч.	Помещение для хранения	Установка режима хранения продукции при помощи регулятора в пределах 6 ± 2 0С, установка влажности.	Не допускать попадания на упаковку прямых солнечных лучей.

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ  ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ ПРОИЗВОДСТВА ПАСТЕРИЗОВАННОГО ВОССТАНОВЛЕННОГО МОЛОКА

2.1 Обоснование способа, технологии и схемы производства пастеризованного восстановленного молока.

Технология приготовления молочных продуктов в целом весьма жестко регламентируется, большинство технологических процессов в ходе своей реализации допускают и определённую вариантность. Она заключается в получении одного и того же результата различными приёмами (способами) выработки продукции: применением различных технологических приёмов обработки сырья на одной и той же технологии, применением различных технологических приёмов при использовании оборудования разного типа. Конечной целью обоснования и выбора технологических процессов проектируемого предприятия является повышение качества выпускаемой продукции и снижение производственных потерь [4].

Теперь рассмотрим требования, определяющие выбор технологической схемы.

         Качество получаемой продукции. Хотя качество получаемой продукции сильно зависит от используемой технологии качество пастеризованного молока можно оценить по следующим критериям: жирность, кислотность, калорийность, содержание витаминов, органолептические показатели, срок хранения.

Энергозатраты на производство. Очень важный фактор для выбора типа технологической линии. Сильно влияет на себестоимость получаемой продукции.

Качество используемого сырья. Его определяют исходя из следующих критериев: жирность, количество и состав примесей, заражённость микрофлорой, кислотность.

Степень использования сырья. Затраты на сырьё занимают большой удельный вес в себестоимости продукции, поэтому максимальное использование сырья является одним из условий конкурентно способности предприятия. Надо исключить потери во время технологического процесса.

Сложность осуществления технологического процесса. Данный параметр  оценивается исходя из числа операций, способа их осуществления и их продолжительность во времени. Число операций на прямую влияет на себестоимость продукции. Каждая технологическая операция требует определённых затрат труда, определённое технологическое оборудование. Поэтому сокращение числа операций имеет большое значение в снижении себестоимости продукции, а каждая включённая операция должна быть обоснована с экономической точки зрения. Кроме того, одну и ту же операцию можно осуществить разными способами, каждый из которых требует неодинаковых затрат труда и различного по сложности оборудования, что опять же влияет на экономику предприятия.

Экологическая безопасность. Технологический процесс должен обеспечивать     минимальный объём сточных вод, выбросов вредных веществ в атмосферу, малое количество отходов производства, не подлежащих дальнейшей переработке. Производство пастеризованного восстановленного молока на городских молочных комбинатах, несмотря на разнообразие его видов, состоит в основном из одинаковых для всех видов молока операций: приемка и подготовка сырья, растворение сухих молочных продуктов, фильтрация, охлаждение, выдержка, нормализация, очистка, гомогенизация, пастеризация, охлаждение, розлив, упаковывание, маркирование, хранение и транспортирование.

Технологический процесс производства описывается по операциям, начиная от приёмки сырья и до выпуска готовой продукции.

Каждая партия сухого цельного молока, поступившая на предприятие, должна быть проконтролирована. Молоко и другое сырье принимают по массе и качеству, установленному ОТК (лабораторией) предприятия. Для выработки пастеризованного восстановленного молока применяют сухое цельное молоко, высшего сорта распылительной сушки, в соответствии с ГОСТ 4495, молоко, обезжиренное сухое кислотностью до 19 °Т, в соответствии с ГОСТ 10970, а также воду питьевую по ГОСТ 2874 (для восстановленного молока).

         Далее следуют операции для подготовки сырья. Важнейшей операцией при подготовке сухого молока является измельчение. Эта операция позволяет уменьшить потери сырья при просеивании и растворении, так как растворимость сухого молока зависит не только от физико-химических свойств сухого продукта, но и от размера частиц. После измельчения сухое молоко подвергают просеиванию. Просеивание производят в несколько этапов. Сначала отделяют на сите с большими ячейками крупные комки возможные остатки сухого материала. Затем сухой продукт просеивают через сито с ячейками меньшего размера.

         Далее очищенное, измельченное и просеенное сырье подвергается растворению. Перед растворением в сухом молоке определяют содержание воды, жира и его растворимость. На основании этих данных рассчитывают необходимое для восстановления количество сухого молока. Количество воды, необходимое для растворения, определяется по разнице между количеством восстановленного (1000 кг) и сухого цельного молока. Для растворения сухого молока, применяют доброкачественную питьевую воду, температурой 38-45 °С. Холодная или более горячая вода резко замедляет скорость растворения сухого молока.

         Затем растворенное молоко охлаждают до температуры 6-8 °С и выдерживают в резервуарах 3 - 4 ч. При этом происходит набухание (гидратация) белков и восстановленное молоко приобретает вязкую густую консистенцию.

         Далее восстановленное молоко нормализуется по массовой доле жира. Нормализацию по жиру  проводят, смешивая заранее отмеренный объем восстановленного молока с обезжиренным, пахтой или их смесью.

         Нормализованное по жиру молоко, подогретое до температуры 43 ⁰С, очищают на цинтрифугах-молокоочистителях.

Очищенное молоко гомогенизируют при давлении от 10 до 15 МПа и температуре 45-70 °С. Этот способ механической обработки молока служит для повышения дисперсности в нем жировой фазы, что позволяет исключить отстаивание жира во время хранения молока, развитие окислительных процессов, дестабилизацию и подсбивание при интенсивном перемешивании и транспортировании. Гомогенизация способствует приобретению однородности вкуса, цвета, жирности.

Нормализованное молоко пастеризуют с целью его обеззараживания от микробов и продления срока хранения, а также для обеспечения высоких вкусовых качеств продукта. Для получения питьевого молока лучше всего использовать кратковременную пастеризацию, поскольку при этом наблюдаются наименьшие изменения в физико-химических свойствах молока в сочетании с уничтожением в молоке 99,98% бактерий и отсутствием привкуса перепастеризации. При этом молоко пастеризуют при температуре 74 – 78 с выдержкой до 20 с.

После тепловой обработки молоко охлаждают до 4 - 6°С.

Розлив, упаковку и маркировку пастеризованного молока 2,5%-ной жирности, производят в соответствии с требованиями действующего стандарта на этот продукт и картой метрологического обеспечения.

Хранение пастеризованного восстановленного молока производят при температуре 2-6 ⁰C не более пяти суток с момента окончания технологического процесса в соответствии с действующими санитарными правилами для особо скоропортящихся продуктов [4].

Транспортирование продукта производят в соответствии с требованиями действующих технологических условий в закрытых охлаждаемых или изотермических средствах.

Каждую партию пастеризованного восстановленного молока оценивают по физико-химическим, микробиологическим и органолептическим показателям. Технический и микробиологический контроль сырья и готовой продукции осуществляют ОТК (лабораторией) предприятия в соответствии с действующей инструкцией по технологическому контролю на предприятиях молочной промышленности, инструкцией по микробиологическому контролю производства на предприятиях молочной промышленности и стандартами на методы контроля, перечисленными в стандарте на пастеризованное молоко 2,5%-ной жирности [8].

Все данные по производству пастеризованного молока записывают в технический журнал по прилагаемой форме. Контроль параметров технологических процессов, показателей качества сырья, компонентов и готовой продукции, измерение и дозировка масс производится в соответствии с картой метрологического обеспечения.

При производстве пастеризованного восстановленного молока очень важной стадией является подготовка сырья. Тщательно подготовленное сырье позволяет уменьшить потери сырья при последующих технологических операциях, а также увеличить качество выпускаемой продукции. Важнейшей операцией при производстве пастеризованного восстановленного молока, является операция растворения. Основным параметром при растворении сухих молочных продуктов является растворимость. Этот важнейший параметр зависит не только от качества самого сырья, но и от качества подготовки сырья. Поэтому модернизацией нашей механизированной технологической линии будет внедрение дополнительной операции для подготовки сырья, а также разработка установки для измельчения сухого молока.

Схема производства пастеризованного восстановленного молока представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Схема производства пастеризованного восстановленного молока

Пооперационная технологическая инструкция производства пастеризованного восстановленного молока молока приведена в таблице 2.1

Таблица 2.2 – Перечень технологического оборудования

Наименование оборудования	Марка	Технические характеристики	Количест-во, шт.	Цена, тыс. руб.	Общая цена, тыс. руб.
1	2	3	4	5	6
Емкость для молока	Я1-ОСВ-5,0	Рабочая вместимость, л                          5000 Установленная мощность, кВт                 5,5 Габаритные размеры, мм     2324-2122-3600 Масса (без молока),  кг                             620	1	250	250
Центробежный молочный насос	ОНЦ 25/30 К5	Подача, т/ч                                                   10 Напор, Мпа                                                 0,3 Диаметр всасывающего и нагнетательного патрубков, мм                                             36 Частота вращения ротора, с-1                     50 Мощность электродвигателя, кВт            1,5 Габаритные размеры, мм           480-250-390 Масса, кг                                                      37	6	20	120
Установка для растворения сухих молочных продуктов	Я16-ОПЖ	Производительность,т/ч                              5 Мощность электродвигателя, кВт            1,1 Габариты, мм                        2500-1000-1900 Масса, кг                                                    775	1	300	300
Сепаратор- молокоочиститель	А1-ОЦМ	Производительность, л/ч                        3000 Частота вращения барабана, об./мин   108,3 Мощность электродвигателя, кВт            2,5 Габаритные размеры, мм        750х575х1150 Масса, кг                                                    175	1	70	70

Продолжение таблицы 2.2

1	2	3	4	5	6
Пастеризационно- охладительная установка	ОПУ-3М	Производительность, л/ч                        4000 Температура молока на входе в аппарат, 0С                                             5…10 Температура пастеризации,0С                   76 Температура охлаждения, 0С                 2…6 Коэффициент регенерации, не менее    0,82 Время выдержки молока, с                        20 Температура хладоносителя, 0С             0…1 Мощность электродвигателя, кВт          15,2 Габаритные размеры, мм         3800-3601650 Масса, кг                                                  2650	1	295	295
Упаковочная машина	Elopak QM	Производительность, шт/ч                     4500 Мощность установленная, кВт                  15 Занимаемая площадь, м2                            5,5 Масса, кг                                                  2460	1	250	250
Гомогенизатор	А1-ОГМ-2,5	Производительность, л/ч                        3500 Рабочее давление                                        20 Температура  продукта, 0С                    45-75 Мощность электродвигателя, кВт          15,2 Габаритные размеры, м     1430х1110х 1640 Масса, кг                                                    750	1	295	295
Цилиндрический фильтр	А1-ОШМ	Производительность, кг/ч                      5000 Давление, МПа                                         0,25                     Размеры сетки, мм                                     1х1 Габаритные размеры, м         1300х300х 700 Масса, кг                                                      89	1	25	25

Продолжение таблицы 2.2

1	2	3	4	5	6
Просеиватель сухого молока	А1-КСБ	Производительность, кг/ч                      1000 Частота колебаний сит, с-1                  2,0-4,0                     Амплитуда колебаний, мм              20, 25,30 Угол наклона сит, град                              4,5 Мощность электродвигателя, кВт            2,5 Габаритные размеры,м      2355х1100х 1600 Масса, кг                                                    750	1	95	95
Подъемник	221 ФО.1.5.02	Грузоподъемность, кг                               550 Максимальная высота подъема, мм      2000 Скорость подъема, м/с                               0,4 Установленная мощность, кВт                 2,5 Габаритные размеры, мм     1500х650х3000 Масса, кг                                                    675	1	125	125
Тележка	221 ФО.1.5.01	Грузоподъемность, кг                               250 Масса, кг                                                      40 Габаритные размеры, мм          664х537х581	1	25	25
Нестандартное оборудование
Измельчитель сухого молока			1	120	120
Всего			16	1900	2000

2.2 Выбор оборудования технологической линии и его полный перечень

Правильный выбор технологического оборудования обеспечивает необходимые условия для планомерной и чёткой работы всего предприятия. Его осуществляют в процессе проектирования технологической линии. При выборе основного технологического оборудования учитывают следующее:

- соответствие технико-экономических показателей оборудования уровню современных технологий;

- выравненность машин и аппаратов, составляющих технологические линии по производительности;

- незначительные габаритные размеры, массы и энергетические затраты на единицу оборудования;

- простота в эксплуатации, санитарной обработки и технического обслуживания;

- предпочтительность применения машин, не требующих дополнительного монтажа нестандартного оборудования и вспомогательных общезаводских систем [13, 14].

Данный дипломный проект посвящен усовершенствованию уже существующей линии, поэтому выбор оборудования исключается. Перечень используемого оборудования представлен в таблице 2.2 [6].

3 ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ

3.1 Организация производственного процесса, планирование рабочих мест, расчет потребности в рабочей силе и заработной плате

Организация может осуществляться различными методами: поточным, порционным, индивидуальным, единичным. Методы  различаются  между собой уровнем специализации рабочих мест, видами и сочетанием, степенью непрерывности производственного процесса. 

На данном предприятии используется поточный метод. При этом образуется непрерывное движение сырья с одного рабочего места на другое, в порядке и последовательности выполнения технологических операций. Происходит разделение общего процесса производства на отдельные составные части, то есть выделение операций и частичных процессов. За каждой операцией отдельная машина закрепляется или группа однотипных машин и рабочее место, и как следствие повторение на каждой машине, рабочем месте одних и тех же процессов труда, то есть происходит их четкая специализация.

Для обеспечения нормального производственного процесса на предприятии применяется функциональная схема управления, рисунок  3.1.

Рисунок 3.1 – Схема управления производством на предприятии

Директор предприятия решает общепроизводственные вопросы. Обязанности за нормальные протекание процесса возложены на технолога, который с учетом технологии производства, а также с разрешения инженера, проводит обслуживания оборудования. Другими словами общее решение директора конкретизируют главные специалисты. Каждый специалист осуществляет руководство по функциям. На основные должности разрабатываются должностные инструкции, которые закрепляют основные квалификационные требования, права, обязанности и ответственность сотрудников за порученный участок работы.

Режим работы цеха в целом и  в отдельных его подразделений следует обосновывать с учетом производственных условий программы. Расчет ведется из условий пятидневной рабочей недели. Дальнейший расчет произведен в соответствие с методикой [14].

         Номинальный годовой фонд времени работы рабочих и оборудования Ф_Н, ч, определяется по формуле (3.1)

ФН = (DP·TСМ–DН·ТС)·N,

(3.1)

где     D_Р – число рабочих дней в году, D_Р = 251 дней;

Т_СМ – продолжительность смены, Т_СМ = 8 ч;

D_Н – число праздничных дней в году, D_Н = 9;

Т_c – время сокращения продолжительности смены в предпраздничные    дни,  Т_c =1 ч;

 N – число смен.

Ф_Н = (251·8–9·1)·1 = 1999 ч

При односменной работе фонд времени предприятий принимаем 2000 ч.

Действительный годовой фонд времени рабочего Ф_Д.Р., ч, определяется по формуле (3.2)

ФД.Р. = ФН–DО·ТСМ,

(3.2)

где  D_О – число рабочих дней отпуска в году, 20 дней.

Ф_Д.Р. = 2000–20·8 = 1840 ч

Так как, в соответствие с трудовым кодексом рабочий вправе раз в год взять отпуск в течение 20 дней,  надо предусмотреть замену его в течение этого срока, чтобы избежать остановки процесса и оборудования [16]. Принимаем решение, привлекать рабочего из другой бригады и доплачивать ему за сверхурочную работу.

Действительный годовой фонд времени работы оборудования Ф_Д.Р, ч, определяем по формуле (3.3)

ФД.Р.= (DP·TР.СМ–DН·ТС)·N,

(3.3)

где   T_Р.СМ – количество работы оборудования данного вида в смену, ч

Оборудование для подготовки компонентов:

­­Ф_д.о. = (251×5,3 – 9×1)×1 = 1321,3 ч

Оборудование для приготовления молока:

­­Ф_д.о. = (251×5,5 – 9×1)×1 = 1371,5 ч

Оборудование для фасования:

­­Ф_д.о. = (251×6,2 – 9×1)×1 = 1547,2 ч

При организации производства большое внимание уделяется правильному планированию  рабочих мест.

Для повышения работоспособности рабочего необходимо учитывать санитарно-гигиенические и эстетические требования к организации рабочего места: не допускать резких изменений температуры и влажности воздуха, вредных шумов, плохого освещения, соблюдать правила техники безопасности [12].

Для наиболее ответственных мест должна разрабатываться карта организации рабочего места, которая содержит характеристику выполняемых операций, их состав, и порядок выполнения, приводится схема планировки рабочего места с показом планировки оборудования, транспортных условий, средств механизации, описываются схемы технического и организационного обслуживания рабочего места.

На рассматриваемом предприятии действует тарифная система  организации оплаты труда. Она представляет собой совокупность различных нормативных материалов, с помощью которых устанавливается уровень заработной платы работников на предприятии в зависимости от сложности, условий труда, и особенностей различных отраслей. В коллективном договоре обязательно закрепляется  разряд оплаты труда и тарифная ставка.

Заработная плата работника рассчитывается исходя из тарифной ставки по должности и величины минимальной заработной платы для работников первого разряда. Эта величина с учетом уральского коэффициента составляет 2500 руб.

Результаты расчетов представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Штатное расписание и тарифные ставки работников технологической линии

Должность	Ставка	Разряд		Тарифный коэффициент	Заработная плата, руб.
1	2	3		4	5
Технолог	1	15		7,36	18400
Продолжение таблицы 3.1
1	2	3		4	5
Мастер-наладчик	1	7		3,01	7525
Операторы	3	10		3,99	29925
Лаборант	1	3		1,69	4225
Слесарь-электрик	1	5		2,16	5400
Итого	7	–		–	65475

Для усиления материальной заинтересованности работников в выполнении планов и договорных обязательств, повышении эффективности производства и качества работы могут вводиться системы премирования, вознаграждения по итогам работы за месяц, квартал, год.

Карта организации труда на рабочем месте оператора машины для измельчения сухого молока представлена в приложении В.

         3.2 Планирование площадей для производства пастеризованного восстановленного молока

Площади производственных зданий перерабатывающих предприятий делятся на три группы. К первой группе относятся площади помещений основного производственного назначения – цехи, лаборатория, моечные отделения и т.д. Вторую группу составляют подсобные и складские помещения – камеры хранения готовой продукции и т.д. К третьей группе относятся вспомогательные помещения – бытовые комнаты, комнаты управленческого персонала и т.д [14].

Предприятие занимает часть здания в три этажа общей площадью 2592 м². В соответствии с типовой сеткой колон длина цеха составляет 36 м, ширина 18 м. По внешним осям сетка колон – 6×6 м, по внутренним – 6×12 м.

Цех производства пастеризованного молока расположен на первом этаже. Площадь первого этажа составляет 864 м².

Площади, расположенные на первом этаже, представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 – Площади, расположенные на первом этаже

Наименование помещений	Площадь, м2
Приемное  отделение	55
Цех производства пастеризованного молока	432
Помещение для мойки тары	17
Лаборатория	30
Помещение для хранения готовой продукции	28
Складское помещение	40
Итого производственная часть	605
Вспомогательная площадь (30%)	259
Всего	864

Компоновка технологического оборудования произведена с учетом рационального размещения машин и аппаратов в производственном цехе. При этом максимальная компактность сочетается с удобством обслуживания и ремонта. При компоновке оборудования учитываются требования по охране труда и безопасной эксплуатации машин и аппаратов, входящих в технологическую линию. Оборудование размещено таким образом, что в помещении остаются необходимые по ширине и длине проходы, а также площадки для его обслуживания.

При размещении технологического оборудования необходимо соблюдать следующие нормы проездов, проходов и расстояний [14]:

- ширина основных проходов рекомендуется не менее 2,5 м;

- расстояние между оборудованием и стеной при наличии рабочих мест между ними не менее 1,4 м, при их отсутствии не менее 1 м;

- расстояние между выступающими частями оборудования не менее 0,8 м;

расстояние между оборудованием при установке его фронтами один к другому не менее 1,5 м;

- расстояние между боковыми сторонами рабочих мест не менее 0,8 м;

- расстояние между тыльной и фронтальной сторонами оборудования не  менее 1,3 м;

- расстояние между тыльными сторонами оборудования не менее 1,2 м.

Необходимо также предусмотреть площадь для размещения тары, стеллажей, коммуникаций и других видов оргоснастки. Оборудование располагать в порядке последовательности выполнения технологических операций [10].

Схема компоновки оборудования представлена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2–  Схема компоновки оборудования в производственном цехе

3.3  Расчет основных систем обеспечения производственного процесса

График загрузки оборудования позволяет анализировать уровень загрузки оборудования. При построении графика загрузки оборудования рассчитывается продолжительность работы каждой машины в течение смены (8 ч) и определяется время включения и отключения ее в процессе производства пастеризованного восстановленного молока.

Определяющей величиной является производительность мзмельчителя. Производительность измельчителя позволяет обеспечить производство в один цикл в течении смены. Камера для хранения готового продукта работает круглосуточно.  В каждом цикле необходимо предусмотреть все стадии технологического процесса.

График загрузки оборудования представлен на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – График загрузки оборудования

На основании графика загрузки оборудования строится график энергоснабжения. Время включённого состояния каждого агрегата строго увязывается с графиком загрузки. По оси ординат откладывается мощность, исходя из паспортных данных оборудования. При совпадении во времени работы отдельных механизмов их мощности складываются. Огибающая ступенчатая фигура представляет собой график загрузки электрооборудования, показанный на рисунке 3.4. График энергоснабжения строится для расчета максимально возможного энергопотребления технологической линией электричества и для последующего определения максимальной мощности электрической подстанции, от которой питается наше предприятие.

Рисунок 3.4 – График энергопотребления

График водоснабжения показывает примерный расход воды в течение суток. Вода в цехе используется для мытья оборудования. Мойка оборудования осуществляется перед каждой сменой (частично – 5…10 л), расход воды принять равным 30…50 л воды на каждый агрегат. В конце смены также осуществляется влажная уборка помещений – 100 л воды. График водоснабжения строится для определения максимальной подачи воды и для определения объема водонапорной башни, для хранения необходимого объема воды (на случай аварии на трубопроводе). Из графика водоснабжения следует, что большой  расход воды идет в начале смены (санитарная обработка) и в конце смены – санитарная обработка оборудования, душевые установки для работников. Расход воды представлен в таблице 3.3.

Расход воды складывается из расхода воды, на санитарную обработку оборудования и помещений, на личную гигиену работников. Количество воды Q, л, определяется по формуле (3.4)

Q_о = С_оо+С_оп+З_от+Л_гр,                                         (3.4)

где    С_оо – расход воды на санитарную обработку оборудования, л/смену;

С_оп – расход воды на санитарную обработку помещения, л/смену;

Л_гр – расход воды на личную гигиену работников, л/смену;

Расход воды на личную гигиену работников Лгр, л, рассчитывается по формуле (3.5)

Л_гр = g·N_р,                                                 (3.5)

где    g – норма расхода воды на одного работника, л/смену [12];

N_р – штат рабочих в смену, чел. (таблица 3.1).

Л_гр = 25·7=175 л/смену

Таблица 3.3 – Расход воды в цехе производства пастеризованного молока

Наименование оборудования	Расход воды, л/смену
Санитарная обработка оборудования Санитарная обработка помещения Личная гигиена работников	450 100 175

Общий расход воды составит:

Q_o = 450+100+175=725 л/смену

График водоснабжения технологической линии представлен на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 – График водоснабжения технологической линии

Произведем расчет системы отопления. Ориентировочный расход тепла для отопления основного здания Q_о Вт, определяется по формуле (3.6)

Q_o = 0,8·V·g·(t_в–t_н),                                             (3.6)

где    Q_о – ориентировочный расход тепла для отопления основного здания, Вт;

V – объем здания, м³;

g – удельные теплопотери, g = 0,29 Вт/(м² к) [12];

t_в – температура воздуха внутри помещения, t_в = 18ºС;

t_н – расчетная температура наружного воздуха в среднеклиматическом районе в зимний период, tн = –25ºС [12].

Объем здания V, м³, определяем по формуле

V = S_o·h ,                                                   (3.7)

где    S_o – площадь здания, м², So = 2596 м²;

h – высота здания, м, h = 4,5 м.

V = 1944·4,5 = 11682 м³

Расход тепла на отопление здания составит:

Q_o = 0,8·11682·0,29·(18–(–25)) = 87270 Вт

Годовой расход тепла на отопление Q_ог, Вт, определяется по формуле (3.8)

                                               Q_ог = 0,8·V·g·(t_в– t_сг)·N_ос ,                                   (3.8)

где    tсг – среднегодовая температура наружного воздуха, t_сг = –3,2º С [12];

N_oc – количество дней отопительного сезона, N_oc = 212 дней [12].

Годовой расход тепла на отопление здания составит

Q_ог = 0,8·11682·0,29·(18–(–3,2))·212 = 9,12·106 Вт

1 Вт = 0,86 ккал, следовательно

Q_ог =9,12 ·106 · 0,86 = 7,84 Гкал

3.4  Планирование и организация работы ремонтных служб

На предприятие планированием и организацией инженерно-технического обеспечения занимается инженер-механик, он составляет всю необходимую документацию в соответствии, с которой проводится техническое обслуживание и    ремонт    оборудования,   а     также   контроль   наличия    всех   необходимых

материалов и запасных частей, подлежащих резервированию.

Для поддержания работоспособности технологического оборудования линии создаётся служба планово-предупредительного ремонта, которая состоит из межремонтного технического обслуживания и профилактического осмотра (О), из текущего (Т), среднего (С) и капитального (К) ремонтов. Выполняется во время перерывов в работе без нарушения режимов производства [16].

Планирование осмотров и ремонтов производится путём составления плана-графика по ремонтному циклу, межремонтному и межосмотровому периодам. При составлении плана-графика исходными данными служат разряд ремонтного цикла по сложности оборудования и структура ремонтного цикла [18].

Разряд и структура ремонтного цикла основного технологического оборудования представлены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 – Разряд и структура ремонтного цикла технологического оборудования

Наименование оборудование	Ремонтный цикл, мес.	Структура ремонтного цикла оборудования	Число ремонтов и осмотров в ремонтном цикле
			С	Т	О
Трубопровод	192	К-О-О-О-О-О-О-О-О-О-О-О-О-О-О-О- К	-	-	15
Насос центробежный	12	К-О-О-Т-О-О-С-О-О-Т-О-О-К	1	2	8
Измельчитель	48	К-О-О-О-О-О-Т-О-О-О-О-О-С-О-О-О-О-О-Т-О-О-О-О-О-С-О-О-О-О-О-Т-О-О-О-О-О-С-О-О-О-О-О-Т-О-О-О-О-О-К	3	4	40

Определим продолжительность межремонтного периода П_МР, мес., рассчитывается по формуле (3.12)

                                            (3.12)

где    П_рц – ремонтный цикл, мес.;

С – число средних ремонтов в ремонтном цикле;

Т – число текущих ремонтов в ремонтном цикле.

Трубопровод:                        

Насос центробежный:           

Измельчитель:                      

Продолжительность межосмотрового периода П_МО, мес., рассчитывается по формуле (3.13)

где    О – число осмотров в ремонтном цикле.

Трубопровод:                                

Насос центробежный:                

Измельчитель:                           

В таблице 3.5 представлена продолжительность межремонтных периодов оборудования.

Таблица 3.5 – Продолжительность межремонтных периодов  оборудования

Наименование оборудования	Структура ремонтного цикла оборудования	Продолжительность периода до ближайшего ремонта или осмотра, мес.
		К	С		Т	О
Трубопровод	К-О-О-О-О-О-О-О-О-О-О-О-О-О-О-О-К	192	-	-		12
Насос центробежный	К-О-О-Т-О-О-С-О-О-Т-О-О-К	12	6	3		1
Измельчитель	К-О-О-О-О-О-Т-О-О-О-О-О-С-О-О-О-О-О-Т-О-О-О-О-О-С-О-О-О-О-О-Т-О-О-О-О-О-С-О-О-О-О-О-Т-О-О-О-О-О-К	48	2	6		1

Трудоёмкость ремонтных работ определяется согласно категории сложности ремонта и коэффициента. Категория сложности ремонта R, определяется по формуле (3.14)

R=t_к/r,                                              (3.14)

где    t_к – трудоемкость капитального ремонта машины, чел.-ч;

r – удельная трудоёмкость ремонта одной условной единицы.

Категории сложности ремонта для основного оборудования технологической линии представлены в таблице 3.6.

Таблица 3.6 – Категории сложности ремонта для основного оборудования

Оборудование	Категория сложности
Трубопровод	0,2
Продолжение таблицы 3.6
Оборудование	Категория сложности
Насос центробежный	1,5
Измельчитель	3,1

Трудоёмкость ремонта Т, чел.-ч, оборудования рассчитывается по формуле (3.15)

T = R·K,                                                     (3.15)

где    R – категория сложности ремонта;

К – коэффициент сложности ремонта.

Значения коэффициента в зависимости от вида ремонта представлены в таблице 3.7.

Таблица 3.7 – Значение коэффициента в зависимости от вида ремонта

Вид ремонта	Значение К
Капитальный	35
Средний	21
Текущий	7
Осмотр	1

Трудоёмкость ремонта основного оборудования технологической линии представлена в таблице 3.8.

Таблица 3.8 – Трудоёмкость ремонта основного оборудования

Наименование оборудования	Трудоемкость, чел./ч
	КР	СР	ТР	О
1	2	3	4	5
Трубопровод	7,0	-	-	0,2
Продолжение таблицы 3.8
1	2	3	4	5
Насос центробежный	52,5	31,5	10,5	1,5
Растворитель	108,5	65,1	21,7	3,1

Общая трудоёмкость ремонтных работ Т, чел.-ч, определяется по формуле (3.16)

Т_общ  = ΣТ_i ,                                              (3.16)

где    Т_i – годовая трудоемкость ремонтных работ i-го оборудования, чел.-ч.

Для оборудования технологической линии производства восстановленного молока трудоемкость определяется по формуле (3.17)

Т_i= R·(ΣO+7ΣT+21ΣС + 35ΣK),                         (3.17)

Трубопровод:                        

Насос центробежный: 

Измельчитель:             

Общая трудоемкость ремонтных работ оборудования технологической линии составит:

Производим расчет количества рабочих для выполнения ремонтных работ. Списочное количество рабочих N_с , чел. определяется по формуле (3.18)

                                                        N_c= Т_общ/ Ф_д,                                             (3.18)

где    Ф_др  – действительный годовой фонд рабочего времени, Ф_др =1840 ч.

Списочное количество рабочих составит:

N_c=235/1840=0,13 чел.

Принимаем одного человека.

Явное количество рабочих n_я, чел., определяется по формуле (3.19)

                                                        n_я = Т_общ/Ф_н ,                                             (3.19)

где    Ф_Н – номинальный годовой фонд рабочего времени, ФН=2000 ч.

Явное количество рабочих составит:

n_я = 235/2000 = 0,12 чел.

Принимаем одного человека.

3.5 Оценка надежности работы технологической линии

Из комплекса свойств характеризующих надежность оборудования, особый интерес представляет её безотказность – свойство сохранять работоспособность в течение заданного времени без вынужденных перерывов. Это свойство, согласно существующим стандартам, оценивается в основном двумя показателями: Т_о – средней наработкой на отказ и вероятностью безотказной работы Р(Т) – вероятность того, что за заданное время Т оборудование остается в работоспособном состоянии. Известно, что на техническое состояние каждого из элементов работающего оборудования воздействует большое количество различных факторов.

Дальнейший расчет ведем в соответствии с методикой [18].  Приняв, что ресурс каждого из i-ых малонадежных элементов оборудования распределяется по закону нормального распределения, получим

  Т_i* = (Т_{max i} + T_{min i})/2,                                         (3.20)

σ_i = (Т_{max i} – T_{min i})/6,                                            (3.21)

где    Т_i* – средняя наработка i-го элемента от начала эксплуатации до его предельного состояния (замены), ч;

σ_i – среднее квадратичное отклонение наработки i – го элемента ресурсного отказа, ч.

Потребное количество i-тых элементов (годовой расход), N_г, шт., определяется по формуле (3.22)

                                                        N_г = Ф·n_i/ Т_i                                              (3.22)

где    Ф – годовой фонд времени работы рассматриваемого оборудования, ч;

n_i – количество i-тых элементов в объекте, шт.;

Т_i – наработка i-го элемента.

Вероятность же безотказной  работы i-го элемента с начала эксплуатации объекта до наработки Т определяется по формуле (3.23)

                                               Р(Т) = Ф*·((Т_i* – Т_i)/ σ_i)                                              (3.23)

где    Ф*(х) – табличное значение нормальной функции распределения.

Таким образом, имея сведения о Т_i, σ_i , n_i, и Ф*(х) можно прогнозировать потребность в отдельных элементах любой используемой машины, а также устанавливать вероятность работы на заданную наработку этих элементов.

Произведем оценку безотказности измельчителя сухих молочных продуктов в течение года эксплуатации с расчетом потребностей в запасных частях.

Характеристики конструктивных элементов (составных частей) измельчителя  до появления ресурсного отказа приведены в таблице 3.9.

Таблица 3.9 – Данные для расчета потребности в запасных элементах и их безотказности

Вид оборудования	Наименование элемента	Тmin , ч	Тmax, ч	nmin, шт	Ф, ч
Измельчитель сухого молока	Редуктор	5000	9000	1	2100
	Рабочий орган (мотовило)	1500	3000	2	2100
	Цилиндрическое сито	300	900	1	2100
	Подшипник	10000	20000	2	2100
	Сальник	1000	1500	2	2100
	Электродвигатель	1500	20000	1	2100

Используя данные таблицы 3.9 и зависимостей, определяем среднюю наработку каждого элемента от начала эксплуатации до его предельного состояния .

 

Таким образом, в течение первого года эксплуатации  восемь раз придется останавливать измельчитель сухого молока для замены доработавших до предельного состояния его конструктивного  элемента.

Анализ данных таблицы 3.9 показывает, что самым ненадежным элементом в конструкции измельчителя является цилиндрическое сито. Покажем графически, как изменяется вероятность безотказной работы с начала эксплуатации измельчителя.

Эту вероятность и ее расчет представлен в виде таблицы 3.10. График безотказной работы цилиндрического сита  приведен на рисунке 3.6.

 Таблица 3.10 – Вероятность безотказной работы цилиндрического сита

Наименование элемента	Вероятность безотказной работы при наработке Т, ч
	300	400	500	600	700	800	900
сито	0,99	0,97	0,84	0,5	0,16	0,02	0,001

4  РАЗРАБОТКА ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ СУХОГО МОЛОКА

4.1 Обоснование выбора конструкторской разработки

         Процессы измельчения пищевых сред – ведущие процессы многих пищевых технологий и производств. Оборудование для измельчения во многом они определяют качественное протекание последующих стадий обработки сырья, формируя качество готового продукта.  В измельчителе сухого молока необходимо чтобы частицы сухого продукта измельчались  до определенного размера путем истирания и раздавливания. [9]

Анализируя рынок оборудования, на сегодняшний день не существует  эффективного оборудования малой производительности для измельчения сухого молока. Технологические и эксплуатационные требования,  предъявляемые к измельчителю сухого молока:

– измельчитель должен обеспечить измельчение сухого молока до размера частиц не более 1 мм;

– материал рабочих органов должен быть износостойким и разрешен к применению в молочной промышленности;

– измельчитель должен обеспечить возможность промывки всех поверхностей соприкасающихся с продуктом при их санитарной обработке во избежание бактериальной загрязненности сырья;

– производительность измельчителя должна быть 500  кг/ч;

– коэффициент неравномерности частоты вращения рабочего органа не более 10%, частота вращения - 30 об/мин;

– площадь, занимаемая измельчителем должна быть не более  3 м²;

– основные детали измельчителя должны быть легкосъемными и отвечать требованиям унификации и стандартизации для сокращения времени простоев оборудования при техническом обслуживании и ремонте;

Исходя из требований предъявляемых к данной разработке, конструкция измельчителя должна иметь корпус, измельчающий орган, привод и электрооборудование.

Приведем сравнительную характеристику измельчителей сухого молока в таблице 4.1.

Таблица 4.1 –  Сравнительная характеристика конструкторской разработки

Схема оборудования	Преимущества	Недостатки
1	2	3
Измельчитель сухого молока 1 – бункер; 2 – подающий шнек; 3– измельчающий орган; 4 – корпус; 5 – электродвигатель.	– простота конструкции; – стоимость 120 тыс. руб; – обеспечивает требуемое качество измельчения; – отдельный выход для неиз-         мельченного сырья.	– высокая трудоеко- сть снятия рабочего органа.
Установка А1-КПК 1 – бункер; 2 – подающие вальцы; 3 – измельчающие вальцы; 4 – корпус; 5 – электродвигатель.	– производительность 1,5 т/ч; – возможность измельчения различных видов сухих молочных продуктов.	– не обеспечивает требуемого качества измельчения; – высокая трудоемкость снятия рабочего органа; – стоимость 200 тыс. руб.

Из представленной таблицы 4.1 видно, что первая конструкция более выгодна. Основным фактором выбора стали такие свойства измельчителя, простота, прочность и дешевизна конструкции. Такая машина проста в управлении  и, предполагаем, будет надежно работать.

В конструкции измельчителя сухого молока одним из важных конструктивных элементов является рабочий орган – мотовило. Рабочий орган выбирают, учитывая состояние измельчаемой массы, толщину слоя, производительность, степень однородности, способ загрузки и выгрузки продукта, требования технологии.

Эффективность измельчения оценивают таким показателем, как размер частиц сухого молока, а для качественной оценки используют параметры смачивания и растворимости. Практически чем меньше размер частицы, тем быстрее протекают процессы смачивания и растворимости [3].

         График зависимости условной скорости смачивания и относительной скорости растворения сухого молока от размера агломератов представлен на рисунке 4.1.

         Рисунок 4.1 – График зависимости условной скорости смачивания и относительной скорости растворения сухого молока от размера агломератов.

         Из графика видно что, для достижения высокой скорости смачивания и растворения продукта оптимальный размер частиц около 1 мм. Характерно, что максимум кривой относительной скорости растворения несколько растянут и не так явно выражен по сравнению с максимумом кривой условной скорости смачивания. Это объясняется тем что, что скорость растворения существенно возрастает у увеличением удельной поверхности частиц продукта. Стоит также отметить что, значение величины относительной скорости растворения у агломератов размером 1 мм больше чем, у агломератов размером 0,5 мм, так как в следствии смачивания следует растворение, скорости протекания которых находятся соответственно в прямой и обратной зависимости от размера частиц продукта.

4.2 Основные расчеты измельчителя сухого молока

         При расчете машин с горизонтальными, неподвижными, коническо-цилиндрическими  ситами и подвижным рабочим органом для механического воздействия на продукт с выдержкой зазора между ситовой поверхностью и рабочим органом, рассчитывают наружный диаметр рабочего органа (мотовила), производительность подающего шнека, площадь и размеры ситовой поверхности, а также мощность привода [9].

Производительность измельчителя сухого молока П, кг/ч,  определяем по формуле (4.1)

П = 6500 · π · а · k · φ · ρ · D² · δ · ω,                                     (4.1)

где    а – количество параллельно работающих зазоров;

k – опытный коэффициент, показывающий, какую часть составляет скорость движения продукта в направлении от окружной скорости на расстоянии 0,5D от оси вращения, k = 0,01 [9];

         φ – коэффициент заполнения щели; φ = 0,8…0,9 [9];

         ρ – насыпная плотность продукта, кг/м³;

         D – внутренний диаметр цилиндрического сита, м;

         δ – зазор между бичом и ситовой поверхностью, м;

         ω – угловая скорость движения бича, рад/с.

Производительность измельчителя сухого молока:

П = 6500 · 3,14 · 4 · 0,01 · 0,9 · 500 · 0,53² · 0,001 · 4,7 = 489 кг/ч

         Производительность подающего шнека П_Ш, кг/ч,  определяем по формуле (4.2)

П_ш = m[π(d²_н – d²_в)/4](λ – b ∙ h)n ∙ ρ ∙ k,                         (4.2)

где    m – число витков шнека;

         d²_н – наружный диаметр шнека, м;

         d²_в – внутренний диаметр шнека, м;

         λ – шаг винтовой лопасти шнека, м;

         b – ширина винтовой лопасти, м;

         h – высота винтовой лопасти, м;

         n – частота вращения шнека, с^-1;

         ρ – насыпная плотность продукта, кг/м³;

         k – коэффициент заполнения межвинтового пространства; k = 0,8-0,9 [9].

         Производительность подающего шнека:

П_ш = 5[3,14(0,3 – 0,12)/2](0,16 – 0,03 · 0,09)4,7 · 500 · 0,9 = 472 кг/ч

                  

Крутящий момент на валу лопасти М_кр, Н·м, рассчитаем по формуле (4.3)

                                      М_кр = (с ∙ ρ ∙ h_б ∙ m ∙ n  / 4)R_б,                                 (4.3)

где     с – коэффициент сопротивления, с = 0,09 [9];

ρ – плотность продукта, кг/м³;

h_б – захват бича, м;

m_б – количество бичей;

n – частота вращения рабочего органа измельчителя, об/мин.;

R_б – радиус вращения бича, м.

М_кр = (0,09 ∙ 500 ∙ 0,1 ∙ 4 ∙ 30 / 2)0,3= 181 Н∙м

Мощность привода измельчителя N, кВт, определяется по формуле (4.4)

                                   N = ρ_п · k · n · l_б · R_б · z · η_а,                                     (4.4)

где     ρ_п – плотность продукта, кг/м³;

k – коэффициент сопротивления, с = 0,09 [9];

n – частота вращения мешалки, об/мин.;

l_б – длина бича, l_б = 0,9;

R_б – радиус вращения бича, м;

z – количество  бичей на валу, z = 4 шт.;

η_а – коэффициент запаса мощности, η_а =1,5.

Мощность привода измельчителя составит:

N = 500 · 0,09 · 30 · 0,9 · 0,3· 4 · 1,5 = 2187 Вт = 2,18 кВт

Произведем кинематический и силовой расчет привода измельчителя сухого молока.

         Рассмотрим основные формулы для кинематического и силового расчета привода измельчителя сухого молока.

       Угловая скорость ω, рад/с, определяется по формуле  (4.5)

где    n – частота вращения детали, об/мин.;

R – радиус вращающейся детали.

       Линейная скорость V, определяется по формуле (4.6)

       Мощность, передаваемая валом P, Вт, определяется по формуле (4.7)

                                            P=T·ω,       P=F·V,                                             (4.7)

где    T – крутящий момент, передаваемый валом, Н·м;

       F – окружная сила, Н.

Коэффициент полезного действия η, определяется по формуле  (4.8)

где       Р_вых – мощность на выходе, полезная;

          Р_вх – мощность на входе, затраченная;

          Η_ц.п. – КПД цепной передачи передачи;

          η_з.п. – КПД зубчатой передачи;

           – КПД подшипников качения.

Передаточное число i_общ, определяется по формуле (4.9)

где       n_вх – частота вращения входного звена;

          n_вых – частота вращения входного звена;

          ω_вх – угловая скорость входного звена;

          ω_вых – угловая скорость выходного звена;

          i_ц.п – передаточное отношение цепной передачи;

          i_з.п – передаточное отношение зубчатой передачи.

Кинематический расчет привода и выбор электродвигателя.

Угловая скорость вала измельчителя ω₃, рад/с определяется по формуле (4.10)

где    n₃ – частота вращения вала измельчителя, об/мин.

 рад/с

Крутящий момент на валу измельчителя Т₃, Вт, определяется по формуле (4.11)

где    Р₃  – мощность на валу измельчителя, Вт.

       Мощность на валу электродвигателя Р₁, Вт, определяется по формуле (4.12)

КПД привода h_общ, определяется по формуле (4.13)

где       h_ц.п. – КПД цепной передачи, h_ц.п. = 0,95;

   h_з.п. – КПД зубчатой передачи; h_з.п. = 0,98;

    – КПД подшипников качения, =0,99.

h_общ = 0,95 · 0,98 · 0,99³ = 0,903

Мощность на валу электродвигателя:

Мощность на выходном валу редуктора P₂, Вт, определяется по формуле (4.14)

P₂ = 2414 · 0,95 · 0,99 = 2270 Вт

Частота вращения вала электродвигателя (ориентировочно), n₁, об/мин, определяется по формуле (4.15)

i_ц.п=2÷5; i_з.п=3÷6,3.

i_з.п>i_ц.п

На передаточное число зубчатых передач существует ГОСТ: i_з.п=2,8; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0… .

       Примем i_з.п = 4,0.

i_общ.= i_ц.п.·i_з.п = 2,5 · 4,0 = 10

 Ориентировочная частота вращения вала электродвигателя:

= 30∙10 = 300 об/мин

Стандартная (асинхронная) частота вращения двигателя по ГОСТ в об/мин:500;  750; 1000; 1500; 3000.

По  выбирается ближайшая стандартная частота вращения электродвигателя, n_дв.ст.= 500.

По стандартной частоте вращения выбирается электродвигатель 4А160М8У3 мощностью 3,0 кВт

Частота вращения вала под нагрузкой n_дв.= 495 об/мин.

Угловая скорость вала электродвигателя ω₁, рад/с, определяется по формуле (4.16)

где    n₁  –  частота вращения входного вала электродвигателя, об/мин.

Уточненное общее передаточное число привода , определим по формуле (4.17)

Уточненное передаточное число зубчатой передачи , определим по формуле (4.18)

Частота вращения выходного вала редуктора n₂, об/мин, определим по формуле (4.19)

Угловая скорость выходного вала редуктора ω₂, рад/с, определим по формуле (4.20)

Крутящие моменты, передаваемые валами Т₁ и Т₂, Н∙м, определим по формуле (4.21)

Крутящий момент передаваемый входным валом редуктора:

Крутящий момент передаваемый выходным валом редуктора:

Результаты кинематического расчета привода измельчителя сухого молока представлены в таблице 4.2

Таблица 4.2 – Результаты кинематического и силового расчета привода измельчителя

Вал	Частота вращения n, об/мин	Угловая скорость w, рад/с	Крутящий момент Т, Нм	Мощность P, Вт	Передаточное число iобщ.=16,4
Входной вал редуктора	495	51,81	46,5	2414	iз.п = 4,125
Выходной вал редуктора	120	12,56	180,75	2270
					Iц.п. = 4
Вал измельчителя	30	3,14	694	2180

По частоте вращения, крутящему моменту и мощности привода подберем подходящий для тихоходного рабочего органа редуктор.

Редуктор одноступенчатый типа РВУ – 60–60оступенцатый. Его характеристики:

– крутящий момент на тихоходном валу – 180 Н·м;

– частота вращения входного вала  – 495 об/мин.;

– частота вращения выходного вала  – 120 об/мин.;

– допускаемая радиальная нагрузка – 3 кН;

– масса редуктора – 25 кг.

Прочностной расчет производим для вала рабочего органа.

– материал вала – сталь 10Х14Г14НТ

– [τ] – допускаемое касательное напряжение, для стали 10 МПа = 1 кН/см² [11].

Из условия прочности рассчитаем диаметр вала рабочего органа d, см, по формуле (4.20)

                                          d³ = (М_кр ·16/π[τ]),                                           (4.20)

где    М_кр – крутящий момент на валу, М_кр = 180 Н·м = 18 кН·см;

[τ] – допускаемое касательное напряжение, для стали 10 МПа = 1 кН/см² [11].

d³ = 18 ·16/(3,14·10) = 6,4 см

Принимаем диаметр вала 65 мм.

Выбираем шарикоподшипники радиальные однорядные средней серии №313 по ГОСТ 8338-79 [11].

 Подбор муфты.

Если соосность соединительных валов в процессе монтажа и эксплуатации выдерживается, то можно установить муфту фланцевую по ГОСТ 20761-80

Типоразмер муфты выбирается по величине расчетного вращающего момента и по диаметру вала,  определяем по формуле (4.21)

где    k – коэффициент, учитывающий условия эксплуатации, k = 1,1…1,9;

Т_ном – крутящий момент, передаваемый валом, на котором установлена муфта, определяем по формуле (4.22)

Т_ном =Т₃ = 694 Н∙м                                     (4.22)

Т_р=1,5 ∙ 694 = 993 Н∙м

Выбирается муфта [T ]=1000 H∙м

Общее число болтов z = 4 при [T ]  10³ H∙м  и z = 6 при [T ] > 10³ H∙м 

Половина общего числа болтов (3 шт.) устанавливается в отверстие без зазора.

При расчете муфты проверяют болты на срез, установленные в отверстие без зазора.

Рисунок 4.3 – Эскиз болта, установленного в отверстие без зазора

Диаметр срезаемой части болта d_Б , мм определяется по формуле (4.23)

d_Б = 0,08∙D                                        (4.23)

где    D – наружный диаметр муфты, мм.

d_Б = 0,08∙180 =15,2 мм  15 мм

Условие прочности на срез, τ_ср, МПа, определяется по  формуле (4.24)

где    – допускаемое напряжение среза, =80 МПа для стали 3;

  F_t – окружная сила, приложенная на один болт, определяется по формуле (4.25)

где    Т – крутящий момент, передаваемый валом, Т=694Н∙м;

          D_o – диаметр расположения болтов, мм.

 z – число болтов , устанавливаемых  в отверстие без зазора

 Диаметр расположения болтов D_o, мм, определяется по формуле (4.26)

 

D_o=D – (25÷35)                                         (4.26)

 

где    D – наружный диаметр муфты, мм.

D_o= 190 – (25÷35) = 155÷165 мм =160 мм

Окружная сила, приложенная на один болт:

Условие прочности на срез:

то есть условие выполняется.

5 БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА

Проблемы обеспечения безопасности человека в производственных условиях приобрели особую остроту. Создание безопасных условий труда для человека и соблюдение им требований безопасности – залог стабильной и бесперебойной работы предприятия.  Цель данного  раздела дипломного проекта – обеспечить безопасность проектируемого производства, исходя из современных достижений и разработки техники и технологии, комплексной механизации и автоматизации производственных процессов при строгом соблюдении технологической и трудовой дисциплины, в соответствии с современными требованиями по безопасности производственной санитарии и экологии, разработать условия, которые необходимо создавать на рабочем месте для нормальной работы человека.

Исходя из этого, задача раздела, в проекте технологической линии производства пастеризованного восстановленного молока – создать безопасные и безвредные условия труда.

5.1 Общие положения

Проблемы обеспечения безопасности человека в последние годы приобрели большую остроту. Не снижается количество аварий в промышленности и в агропромышленном комплексе, растет производственный и бытовой травматизм. Одной из причин неблагополучного положения является недостаточный уровень обучения безопасности. В современных условиях происходит усложнение технических средств и технологических процессов, в том числе и в сельскохозяйственном производстве. Механизация и автоматизация производства, являясь важным фактором облегчения и оздоровления условий труда, могут не только улучшить условия труда, но иметь следствием прямо противоположный результат. Развитие техники приводит в ряде случаев к появлению или усилению действия на организм человека некоторых неблагоприятных факторов, таких как шум, влажность, вибрация, загрязненность воздушной среды, вредные излучения, монотонности и другие.

От условий труда в большой степени зависит здоровье и работоспособность человека, его отношение к труду и результаты труда. При неблагоприятных условиях резко снижается   производительность   труда,   и   создаются   предпосылки   для возникновения   травм   и   профессиональных   заболеваний.   Проблемами, связанными с обеспечением здоровых и безопасных условий труда, занимается охрана труда.

Научно-технический прогресс неизбежно рождает и новые проблемы, связанные с охраной труда, решение которых возможно лишь на основе глубоких знаний, базирующихся на результатах научных исследований учета и анализа травматизма. Результаты этих исследований систематизированы и изложены в большом количестве различных положений, законодательных актов, стандартов безопасности, правил, инструкций, строительных и санитарных норм. Все эти требования необходимо выполнять.

Эффективность мер по предотвращению травматизма в значительной степени зависит от решения организаторских вопросов, инженерной подготовки производства, от квалификации специалистов отрасли по вопросам охраны труда, их умения принимать правильные решения в сложных и изменчивых условиях производства.

• Организационные и технические мероприятия

Организационная структура оперативного управления безопасностью труда определятся руководством предприятия в соответствии с правилами технической эксплуатации и правилами безопасности и режимом работы предприятия.

Приказом директора предприятия ответственность за охрану труда возложена на технологов цехов и бригадиров.

К основным направлениям работы по охране труда на предприятии относят: организация и координация работы; планирование работы; обучение работающих;  пропаганда охраны труда; обеспечение безопасности оборудования и производственных процессов; обеспечение спецодеждой, средствами индивидуальной и коллективной защиты; нормализация санитарно-гигиенических условий труда и другие.

На каждом участке имеются наглядные пособия, плакаты и инструкции по безопасности труда. Комиссия по охране труда  своевременно  проводит  проверку  соблюдения требований безопасности труда и состояния рабочих мест. По результатам проверок намечаются мероприятия, назначаются их исполнители и сроки выполнения.  

 Также проводятся инструктажи по технике безопасности, такие как вводный, первичный, повторный, внеплановый и целевой.

Вводный инструктаж при поступлении на работу производится инженером по охране труда, в нашем случае технологом. Программа должна быть утверждена руководителем. В нее должны быть включены общие сведения о предприятии, законодательство по охране труда, вопросам техники безопасности и производственной санитарии; сведения о средствах индивидуальной защиты работающих, пожарной безопасности и др. Вводный инструктаж регистрируется в журнале регистрации вводного инструктажа.

Первичный на рабочем месте производится при приступлениии к работе или при переводе из одного подразделения в другое. Этот инструктаж проводит непосредственный руководитель работ, в нашем случае технолог или бригадир. Первичный инструктаж проводят с каждым работником индивидуально с практическим показом безопасных приемов и методов труда. По содержанию она соответствует производственной инструкции по охране труда. Первичный инструктаж регистрируется в журнале регистрации инструктажей на рабочем месте.

Повторный инструктаж проводят индивидуально или группой работников через шесть месяцев по программе инструктажа на рабочем месте с целью проверки и повышения уровня знаний правил и инструкций по охране труда.

Внеплановый инструктаж проводят при изменении технологического процесса, замене оборудования, нарушении правил, которые привели к травме, аварии, при перерывах в работе более чем на 30 календарных дней для работ с повышенной опасностью и 60 дней для остальных работ. Его проводит непосредственный руководитель работ, и регистрируют в журнале регистрации инструктажей на рабочем месте.

Целевой инструктаж проводят при выполнении разовых работ, не связанных с прямыми обязанностями. Его приводит непосредственный руководитель работ. Целевой инструктаж регистрируют используя наряд-допуск или другую документацию, разрешающую производство работ.

Официальным документом, который определяет требование безопасности к элементам конструкции оборудования и рабочим местам является ГОСТ 12.2.003-91.

Ответственность за безопасную эксплуатацию оборудования возлагается на технолога. Обучение обслуживающего персонала безопасным методам работы производится согласно ГОСТ 12.0.004-90.

Рабочим выдается бесплатно спецодежда, х/б костюм, головной убор, резиновый фартук (при необходимости), кожаная обувь. Медицинский осмотр все работающие на предприятии проходят один раз в  три месяца.

Официальным документом, регламентирующим условия труда на рабочем месте, является ГОСТ 12.1.005-88.

Требования безопасности при работе на технологической линии:

– лица, допущенные к работе на оборудовании, должны быть ознакомлены с его устройством, знать правила технического обслуживания и эксплуатации, пройти инструктаж по технике безопасности;

– работники производственных цехов должны мыть руки и дезинфицировать их перед началом работы, после каждого перерыва, посещения санузла;

– технический персонал цеха должен быть оснащен специальными защитными средствами и одеждой из хлопчатобумажной ткани, фартуками, рукавицами;

– перед пуском в работу оборудование проверяют наличие и исправность защитного заземления, ограждений;

– перед началом работы проверяют отсутствие в оборудовании посторонних предметов;

– во время работы измельчителя сухого молока запрещается открывать и работать без предохранительной решетки перед рабочим органом, чистить рабочие органы;

– запрещается сдавать смену без проведения санитарной обработки оборудования;

– техническое обслуживание, сборка и разборка узлов оборудования производится только специальным инструментом, прилагаемым к комплекту поставки;

– запрещается эксплуатировать оборудование с неисправностями, а также при наличии опасных для персонала условий труда;

– запрещается эксплуатация оборудования при повреждении защитных ограждений.

 Мероприятия по пожарной безопасности:

– строгое соблюдение противопожарных разрывов между зданиями и сооружениями в зависимости от степени огнестойкости этих зданий;

– к зданиям и сооружениям по всей длине должен быть свободный подъезд пожарных автомобилей;

– подъездные дороги устраивают шириной 6 м, а расстояние от дороги до здания не более 25 м. В конце здания устраивают тупиковые дороги с разворотом радиусом не менее 15 м;

– в каждом помещении, складе, цехе должен быть пожарный щит и огнетушитель, своевременное проведение их обслуживания.

 Ответственность за обеспечение требований пожарной безопасности возлагаются на технолога.  На случай возгорания цех оснащен  порошковыми или углекислотными огнетушителями, для тушения электроустановок, находящихся под напряжением, а также химическим пенным для тушения жидких и твердых веществ, не находящихся под напряжением.  

Цветовое оформление:

– потолок и стены помещения белят (красят) в белый цвет, панели в светло-синий или коричневый;

– цвет оборудования должен быть контрастным (светло-серый, желтый, зеленый или голубой).

Цветовые обозначения:

– красный цвет – «Стоп», «Явная опасность», «Запрещение» (ведущие части, ограждения);

– желтый цвет –  «Внимание», «Предупреждение  о возможной опасности»;

• зеленый цвет – «Безопасность», «Разрешение», «Путь свободен»;
• синий цвет – «Информация» (знаки) [23].

5.3 Опасные и вредные производственные факторы в цехе производства пастеризованного молока

При работе в цехе производства пастеризованного молока могут возникать следующие опасные и вредные производственные факторы:

• незащищенные подвижные элементы производственного оборудования;
• передвигающиеся изделия;
• повышенный уровень шума на рабочем месте;
• повышенный уровень вибрации;
• повышенная или пониженная температура поверхности оборудования, материалов;
• повышенная или пониженная влажность воздуха;
• повышенная или пониженная подвижность воздуха;
• опасный уровень напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;
• горячая вода и пар.

Опасными факторами при работе с измельчителем сухого молока являются:

• возможность поражения человека электрическим током. Необходимо заземлять оборудование;
• наличие вращающегося рабочего органа, необходимо применение крышки и блокировочных устройств;
• Наличие защитного кожуха на приводе цепной передачи.

5.4 Технические мероприятия

5.4.1 Расчет освещения

Освещение играет исключительную роль в жизни человека, в том числе и при ведении технологического процесса. Более 90 % информации об окружающем мире человек получает через органы зрения. Рациональное производственное освещение обеспечивает психологический комфорт, предупреждает развитие зрительного и общего утомления, исключает профессиональные заболевания глаз, способствует увеличению  производительности  и улучшению качества труда, снижает опасность травматизма.

В качестве производственного на предприятии применяется естественное, искусственное, совмещенное освещения.

Метод светового потока является основным методом расчета искусственного освещения.

Определим Ф, лм, по формуле (5.1) [23]

где    Е_min – норма искусственного освещения, по СНиП 23-05-95 Е_min = 150 лк;

S – площадь производственного цеха S = 432 м² (раздел 2);

K – коэффициент запаса, зависящий от источника света и типа помещения,

          принимается К = 1,2 ;

L – коэффициент минимальной освещенности, L = 1,3;

n_c – количество светильников в помещении, шт;

η – коэффициент использования светового потока, принимается η=0,50.

Высота подвеса светильников Н, м, определяется по формуле (5.2) [23]

                                                Н = H_o – (h_p+h),                                           (5.2)

где    H_o – высота от пола до фермы 4,5 м, (раздел 2);

h_p – расстояние до освещаемой поверхности, h_p =1,0 м ;

h – расстояние от нижней части светильника до фермы, принимаем 0,2 м.

Высота подвеса светильников составит:

H =4,5 - (1,0+0,2)=3,3 м

Расстояние а, м,  между светильниками определяется по формуле  (5.3)

                                                     а = 1,4·Н,                                               (5.3)

а = 1,4 · 3,3 = 4,62 м.

Количество светильников n, шт., определяется по формуле (5.4)

Длина светового потока в производственном цехе Ф, лм составит:

По световому потоку выбираем 24 светильника по две лампы. Выбираем люминесцентную лампу  ЛБ – 80 со световым потоком 5220 лм., световой отдачей   65,3 лм/Вт и мощностью N = 80 Вт.

5.4.2 Расчет заземления

Заземление является наиболее распространенной и надежной мерой защиты от поражения электрическим током. 

Сопротивление заземлителей определяют расчетным путем по сопротивлению растеканию тока одиночного заземлителя.

Сопротивление растеканию тока R_с, Ом, одиночного стержневого заземлителя находиться по формуле (5.5) [23]

где    р – удельное сопротивление грунта, р=40 Ом·м ;

l – длина заземлителя, принимается l=3 м;

d – диаметр заземлителя, принимается d=0,03 м;

h – глубина заложения трубы, h=3 м .

Сопротивление растеканию тока составит

Начальное количество заземлителей n, шт., определим по формуле (5.6)

где    К_с  –коэффициент сезонности, К =1,6;

R_н – нормативное сопротивление заземления, R =4 Ом ;

Уточненное количество заземлителей n_у, шт., рассчитаем по формуле (5.7) [25]

n_у = R_c · К_с/(R_н·η)                                                            (5.7)

где    η – коэффициент использования заземлителей, η =0,77.

шт.

Принимаем окончательное количество заземлителей в количестве семи штук.

5.4.3 Пожарная безопасность

Пожарная безопасность на предприятии обеспечивается соблюдением установленных правил пожарной безопасности. Контроль за выполнением этих правил осуществляет инженер по охране труда.

В рабочей зоне должны быть средства тушения пожара, доска боевого пожарного расчёта, табель с указанием расчёта и инструкцией о мерах пожарной безопасности [23].

5.5   Инструкция  по технике безопасности при работе измельчителя сухого молока

5.5.1 Общие требования

• инструкция предназначена для     рабочих,    обслуживающих  данную

машину;

• к работе допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие специальное обучение, и инструктаж по технике безопасности, и расписавшиеся в специальном журнале;
• работать разрешается только на исправном и санитарно подготовленном оборудовании, пользоваться инструментами, предназначенными для данного вида оборудования;
• запрещается работать в состоянии алкогольного и наркотического опьянения;

          –    запрещается работать с незаземленным оборудованием;

• за нарушение данной инструкции виновные несут ответственность согласно Правилам внутреннего трудового распорядка.

Опасными факторами при работе с измельчителем сухого молока являются:

–   возможность поражения человека электрическим током. Необходимо заземлять оборудование;

–  наличие вращающегося рабочего органа. Необходимо применение крышки и блокировочных устройств.

5.5.2Требования безопасности перед началом работы

• рабочая одежда не должна стеснять движения;
• осмотр оборудования в целом, по блокам, проверка наличия заземления, исправности рабочих органов и органов управления;
• проверить установку на наличие посторонних предметов;
• при необходимости провести санитарную обработку оборудования с использованием дезинфицирующих средств.

         

5.5.3 Требования безопасности во время работы

• выполнять правила эксплуатации установки, установленные изготовителем;
• загрузку сырья, ремонт и техническое обслуживание проводить только при выключенном двигателе и после полной его остановки;
• при работе использовать только специальные инструменты и приспособления;
• при возникновении каких-либо неисправностей остановить машину и вызвать ремонтную службу, производить разборку и ремонт оборудования самостоятельно запрещается;
• поддержание чистоты и порядка на рабочем месте;
• вспомогательное оборудование и тару, задействованное в данном процессе, сразу же после применения подвергать санитарной обработке с помощью моющих средств;
• не отвлекайтесь и не отвлекайте других.

          

5.5.4 Требования безопасности в аварийных ситуациях

• при появлении посторонних шумов, запаха, дыма, искрения электрооборудования, повышении нагрева узлов немедленно остановить оборудование (отключить электроэнергию) и немедленно сообщить бригадиру и технологу;
• при возгорании обмотки токопроводящих частей необходимо немедленно отключить установку, работники должны уметь пользоваться средствами пожаротушения, также необходимо вызвать пожарную службу.

         

5.5.5 Требования безопасности по окончании работ

• выключить установку;
• удалить остатки сырья, провести санитарную обработку оборудования с использованием дезинфицирующих средств;
• привести рабочее место в порядок, инструменты, приспособления, рабочую одежду убрать в отведенное для них место;
• вымойте руки и лицо, примите душ.

Безопасность на технологической линии обеспечивается соблюдением ус­тановленных правил пожарной безопасности. Контроль за выполнением этих правил осуществляется начальником цеха. На каждые 100 м² выделяется один огнетушитель, на каждые 300 м должен быть один пожарный щит, включающий в себя две лопаты, два ведра, два топора, два огнетушителя, два багра, пожарный рукав со стволом и двумя уплотнительными кольцами, ящик с песком. В случае пожара происходит эвакуация персонала, согласно плана эвакуации, находящегося в це­хе. Работники предприятия должны пройти курс противопожарного минимума и овладеть навыками пользования средствами пожаротушения.

6 расчет технико-экономических показателей проекта

Технико-экономические показатели определяются для общей оценки и анализа решений, заложенных в проект.

В дипломном проекте предлагается производство пастеризованного восстановленного молока для улучшения качества пастеризованного молока, а также компенсация объемов производства в зимний период. В этой связи предлагается разработать измельчитель сухого молока, который позволит улучшить качество сырья и уменьшить потери сырья при последующих технологических операциях. Цех работает 8 ч в сутки, производительность по производству пастеризованного молока из восстановленного сырья  составляет 4000 л в сутки.

Розничная цена за 1 л пастеризованного молока из восстановленного сырья составляет Ц = 25 руб.

Оптовая цена пастеризованного молока из восстановленного сырья с учетом налога на добавленную стоимость, Ц_о, руб./л, определяется по формуле (6.1) в соответствии с методикой [15].

Цон = Ц  –  (Ц·0,2),

(6.1)

где     0,2 – затраты и прибыль торгового предприятия в размере 20% от цены на   товар в рознице.

Цон = 25 – (25·0,2)=20  руб./л

Оптовая цена пастеризованного молока без налога на добавленную стоимость, Ц_о, руб./л, определяется по формуле (6.2)

Цо = Цон – (Цон·0,18),

(6.2)

где      18% – налог на добавленную стоимость на молочные изделия.

Цо=20–(20·0,18)=16,4 руб./л

Плановая норма прибыли предприятия П_п, руб./л, вычисляется по формуле (6.3)

Пп = Цо · 0,2,

(6.3)

где     20% – средняя норма рентабельности для перерабатывающих предприятий.

Пп = 16,4 · 0,2 = 3,28 руб.

Возможная себестоимость продукции, С_м, руб./л, определяется по формуле (6.4)

См = Цо – Пп,

(6.4)

 где    Ц_о – оптовая цена без налога на добавленную стоимость, Ц_о = 16,4  руб./л;

П_п – плановая норма прибыли, П_п = 3,28 руб./л.

С_м = 16,4 – 3,28 = 13,12 руб./л

Себестоимость пастеризованного молока из восстановленного сырья С, руб./л, производимого по внедряемой технологии, определяется по формуле (6.5)

               С = З_с + З_у + З_от + О_соц + А + Р + З_ээ + З_в + А_п + Проч,                 (6.5)

где     З_с – затраты на сырье, руб./л;

З_у – затраты на упаковочные материалы, руб./л;

З_от – оплата труда, руб./л;

О_соц – отчисления на социальные нужды, руб./л;

А – отчисления на амортизацию оборудования, руб./л;

Р – затраты на ремонт оборудования, руб./л;

З_ээ – затраты на электроэнергию, руб./л;

З_в – затраты на воду, руб./л;

А_п – затраты на аренду помещения, руб./л;

Проч – прочие затраты, руб./л.

Затраты на сырье. Для более точного подсчета себестоимости продукции произведем расчет затрат на сырье на 1 т пастеризованного молока из восстановленного сырья с последующим пересчетом на 1 л. Рецептура и затраты на сырье (1000 л) пастеризованного молока из восстановленного сырья представлены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 – Рецептура и затраты на сырье восстановленное пастеризованное молоко

Наименование сырья	Цена, руб./л (руб./кг)		Необходимое количество сырья на 1 т продукта	Затраты, руб.
Сухое цельное молоко с массовой долей жира 25%, кг	70		116,7	7865
Сухое обезжиренное молоко обезжиренное с массовой долей жира 0,7%, кг	7		22,5	157,5
Вода питьевая, л	3		860,8	2582,4
Всего				10605

Величина затрат сырья на 1 л  продукта З_с, руб./л, определяется по формуле (6.6)

Зс = Зс.т./1000,

(6.6)

где       З_с.т. – затраты сырья на одну тонну продукта, руб.л

Зс = 10605./1000 = 10,6 руб./л

Затраты на упаковочные материалы. Для упаковки готовой продукции используются бумажные пакеты с отпечатанной этикеткой 1000 шт. на 1000 л.

Производительность линии в сутки составляет 4000 л, следовательно, потребуется 4000 упаковок.

Затраты на упаковочные материалы представлены в таблице 6.2.

Таблица 6.2 – Затраты на упаковочные материалы

Наименование материала	Цена, руб./шт.	Количество, шт.	Сумма, руб.
Картонный пакет Pure-Pak емкостью 1 л	1,5	4000	6000

Величина затрат на упаковку 1 л продукта З_у, руб./л, определяется по формуле (6.7)

Зу = Зу.т./Qсут,

(6.7)

где       З_у.т. – затраты на упаковку для 4000 л продукта, руб./л.

           Q_сут – объем производства в сутки, л.

Зу = 6000/4000 = 1,5 руб./л

Затраты на оплату труда. Месячный фонд заработной платы рассчитывается согласно штатному расписанию и составляет  65475 руб. (таблица 3.1)

Зп = 65475 руб.

(6.8)

Определим величину заработной платы, приходящейся на 1 л пастеризованного молока  З_от, руб./л, по формуле (6.9)

Зот = Зп/Qмес,

(6.9)

где     Q_мес – объем выпускаемой продукции за месяц, л.

Так как цех работает 22 дня в месяц, а суточная выработка составляет 4000 л, то Q_мес = 88000 руб.

Зот=65475/88000=0,75 руб./л

Отчисления на социальные нужды. Отчисления на социальные нужды составляют 26% от величины начисленной заработной платы. Рассчитаем отчисления на социальные нужды Q_соц, руб./л, по формуле (6.10)

Qсоц = Зот·0,26,

(6.10)

где    З_от – затраты на оплату труда, руб./л.

Qсоц = 0,75·0,26=0,2 руб./л

Для производства восстановленного пастеризованного молока требуется изготовить измельчитель сухого молока. Определяем капитальные вложения КВ для изготовления измельчителя, руб., по формуле (6.11)

КВ = Спр+Смон+Сн.р.,

(6.11)

где С_пр – затраты на приобретение комплектующих и материалов для изготовления измельчителя, руб.;

         С_мон – затраты на изготовление и монтаж измельчителя (25% от затрат на приобретение комплектующих и материалов для измельчителя), руб;

          С_н.р. – накладные расходы (60% от затрат на монтаж), руб.

Смета на материалы для изготовления измельчителя сухого молока представлены в таблице 6.3.

Таблица 6.3 – Смета на изготовление измельчителя сухого молока

Наименование	Количество, шт.	Цена, руб./шт.	Сумма, руб.
1	2	3	4
Редуктор, шт.	1	9590	9900
Электродвигатель, шт.	1	7650	6950
Муфта, шт.	1	2350	2450
Звездочка, шт.	2	300	600
Подшипник, шт.	2	150	300
Манжета резиновая армирован- ная, шт.	3	50	150
Цепь роликовая приводная, м	2	350	700
Лист нержавейка, м2	12	2500	30000

Продолжение таблицы 6.3

1	2	3	4
Вал, м	2	3000	6000
Швеллер (погонных), м	7	300	2100
Уголок (погонных), м	30	100	3000
Полоса нерж., (погонных), м	20	300	6000
Лист, м2	2	1000	2000
Крепеж, шт.	70	17	1200
Итого:			75000
Снабженческо-транспортные расходы (15% от затрат на приобретение)	-	-	11250
Всего			86250

Затраты на изготовление и монтаж смесителя С_мон, руб.,  определяются по формуле (6.12)

Смон = 0,25· Спр

(6.12)

Смон = 0,25· 86250=21562,5 руб.

Накладные расходы С_н.р, руб., определяются по формуле (6.13)

Сн.р. = 0,6·Смон

(6.13)

Сн.р. = 0,6·21562,5=12937,5 руб.

Определяю капитальные вложения для изготовления смесителя:

КВ = 86250+21562,5+12937,5= 120750 руб.

Для изготовления измельчителя сухого молока ОАО «Чебаркульский молочный завод» не предполагает брать кредит, в связи с финансовой состоятельностью предприятия и невысокой стоимостью оборудования.  Предприятие обеспечит приобретение комплектующих за счет собственных средств.

Амортизационные отчисления. Стоимость действующей технологической линии производства пастеризованного восстановленного молока составляет 2 млн. руб. Стоимость технологической линии производства пастеризованного восстановленного молока с учетом затрат на изготовление измельчителя сухого молока в размере 120750 руб. составит 2120750 руб. (таблица 2.7). Срок эксплуатации линии по нормативам – 10 лет. При норме амортизационных отчислений – 10% ежегодные  амортизационные отчисления составят 212,075 тыс. руб.

Рассчитаем сумму амортизационных отчислений, приходящихся на 1 л продукции А, руб./л, по формуле (6.14)

А = Агод / Qгод,

(6.14)

где    А_год – годовые амортизационные отчисления на оборудование, А_год = 212 тыс. руб./год;

Q_год – годовой объем выпускаемой продукции; так как цех работает в году 251 дней, а суточный выпуск продукции 4000 л, то годовой объем продукции составит 1004000 л.

А = 212075/1004000 = 0,22 руб./л

Техническое обслуживание и ремонт оборудования. Затраты на техническое обслуживание и ремонт технологического оборудования пищевых и перерабатывающих производств составляет 50% величины амортизационных отчислений. Затраты на ремонт Р, руб./л, определяются по формуле (6.15)

Р = 0,5·А,

(6.15)

Р = 0,5·0,22 = 0,11 руб./л

Помещение находится в собственности ОАО «Чебаркульский молочный завод», следовательно затраты на аренду помещения не определяются. А_П = 0.

Затраты на электроэнергию. Согласно графику электропотребления (рисунок 3.4) среднее потребление электроэнергии за смену составляет 24 кВт. Затраты, отнесенные на единицу продукции З_ээ, руб./л, определяются по формуле (6.16)

Зээ=Зээсм·Тсм·Цээ/Qсм,

(6.16)

где      З_ээсм – средняя величина  потребления   электроэнергии   в   течение  смены,

           З_ээсм = 25 кВт; 

Т_см –  продолжительность смены, Т_см = 8 ч;

Ц_ээ – цена за 1 кВт·ч электроэнергии, Ц_ээ = 1,3 руб./кВт·ч;

Q_см – сменная производительность цеха, Q_см = 4000 л/см.

Зээ = 25·8·1,3 / 4000 = 0,065 руб./л

Затраты на воду. Согласно графику водопотребления (рисунок 3.5) среднее потребление воды за смену составляет 725 л. Затраты, отнесенные на единицу продукции З_в, руб./л, определяются по формуле (6.17)

Зв = Звсм·Тсм·Цв / Qсм,

(6.17)

где   З_всм – величина потребления воды в течение смены, З_всм=0,725 м³/см; 

Т_см –  продолжительность смены, Т_см = 8 ч;

Ц_в – цена за 1 м³ воды, Ц_в = 30 руб./м³;

Q_см – сменная производительность цеха, Q_см = 4000 л/см.

Зв = 0,725·8·30/4000=0,043 руб./л

Величина прочих затрат. В статью прочих затрат включены:

–  затраты на транспортировку сырья и готовой продукции;

–  затраты на рекламу;

–  затраты на командировочные расходы;

–  затраты на вспомогательные материалы;

–  другие затраты.

В среднем эта статья в себестоимости продукции без учета прочих затрат не превышает 3…5%. Тогда прочие затраты Проч, руб./л, рассчитываются по формуле (6.18)

                                              Проч = С_п·0,05,                                                 (6.18)

где      С_п– себестоимость продукции, руб./л, без учета прочих затрат.

Себестоимость продукции С_П, руб./л, без учета прочих затрат определяется по формуле (6.19)

           С_П = З_с + З_у + З_от + О_соц + А + Р + З_ээ + З_в + А_р + КР_%,                  (6.19)

Себестоимость готовой продукции без учета прочих затрат составит:

С_П = 10,6+1,5+0, 75+0,2+0,22+0,11+0,065+0,043+0+0= 13,55 руб./л

Прочие затраты составят:

Проч = 13,55·0,05 = 0,65 руб./л

Себестоимость готовой продукции составит:

С = 10,6+1,5+0,75+0,2+0,22+0,11+0,065+0,043+0+0+0,65= 14,2 руб./л

Определим величину прибыли предприятия П, руб./л, по формуле (6.20)

                                         П = Ц_о – С,                                                      (6.20)

 где      Ц_о – оптовая цена на продукцию без учета НДС, Ц_о = 16,4  руб./л;

            С  – полная себестоимость продукции, С = 14,2 руб./л.

       П = 16,4– 14,2 = 2,2 руб./л                                     

Выручку от реализации продукции, В_р, руб., определим по формуле (6.21)

                                                         В_р = Q · Ц_о,                                                     (6.21)

   где   Q – годовой объем производства линии, Q = 1004000  л.

В_р = 1004000 · 16,4 = 16465600 руб.

            Расчет валовой прибыли технологической линии В_п, руб., ведем по формуле (6.22)

                                                   В_п = Q · П,                                                     (6.22)

   где   П – прибыль предприятия, П = 2,2  руб./л.

В_п = 1004000 · 2,2 = 2208000 руб.

            Расчет чистой прибыли ведем с учетом взимаемых налогов. Налог на прибыль составляет 24 %, поэтому чистая прибыль в первый год эксплуатации технологической линии П_ч, руб., определяется по формуле (6.23)

            П_ч = В_п – В_п · Н_п,                                                       (6.23)

П_ч = 2208000 – 2208000· 0,24 = 1677000 руб.

            Чистая прибыль от усовершенствования технологической линии определяется по формуле (6.24)

где    ЧП_М – чистая прибыль от усовершенствования технологической линии, тыс. руб./год;

          КВ – капитальные вложения в новое оборудование, тыс. руб.

ОПФ_М – стоимость технологической линии после усовершенствования, тыс. руб.,

тыс. руб./год. 

             Валовый доход определяется как разница между выручкой от реализации продукции и суммой затрат (кроме оплаты труда и социальных отчислений) на ее производство.

Сумма материальных затрат на производство продукции С_пп, руб., определяется по формуле (6.25)

             С_мз = (С – З_пл – Q_соц) · Q,                                                 (6.25)

 где        С – себестоимость, 14,2 руб./л;

              З_пл – заработная плата, З_пл = 0,75 руб./л;

              Q_соц – социальные отчисления, Q_соц = 0,2 руб./л;

              Q – объем производства в год.

С_мз = (14,2 – 0,75 – 0,2) · 1004000 = 13303000 руб.

Валовой доход, В_д, руб., определяется по формуле (6.26)

          В_д = В_р – С_мз,                                                      (6.26)

где    В_р – выручка от реализации продукции, В_р = 16465600 руб.

В_д = 16465600 – 13303000 = 3162600 руб.

           Рентабельность предприятия  Р, %, определяется по формуле (6.27)

          Р = П · 100 /С,                                             (6.27)

где     П – прибыль предприятия, руб./л, П = 2,2 руб./л;

          С – себестоимость продукции; С = 14,2 руб./л.

Р = 2,2 · 100 / 14,2 = 15,5 %

Срок окупаемости капитальных вложений Т_о, лет, определяется по формуле (6.28)                                   

Т_о = К / ЧП_м  ≤ Т_н,                                            (6.28) 

где     Т_н – нормативный  срок окупаемости,  Т_н = 5 лет при Е_n = 0,2.

Т_о = 120750 / 95400 = 1,2 года

Определим эффективность капитальных вложений Е_ф,  по формуле (6.29)

Е_ф = ЧП_м / К ,                                                     (6.29)

Е_ф = 95400 / 120750  = 0,79

Сводные данные всех технико-экономических показателей представлены в таблице 6.5

Таблица 6.5 – Технико-экономические показатели технологической линии   производства пастеризованного молока

Показатели	2008 год
1	2
Объем производства, л/год	1004000
Объем производства, л/мес.	88000
Объем производства, л/смена	4000
Стоимость технологической линии, тыс. руб.	2120
Капитальные вложения, тыс. руб.	120,7
Годовые отчисления на амортизацию, тыс. руб.	212
Оптовая цена без НДС, руб./л	16,4
Себестоимость без учета прочих затрат, руб./л	13,55
Себестоимость продукции, руб./кг:	14,2
- в том числе затраты  на сырье	10,6
- упаковочные материалы	1,5
- оплату труда	0,75
- социальные отчисления	0,2
- амортизацию	0,22
Продолжение таблицы 6.5
1	2
- ремонт и техническое обслуживание	0,11
- электроэнергию	0,065
- воду	0,043
- прочие	0,65
Прибыль предприятия, руб./л	2,2
Выручка от реализации, тыс. руб.	16465
Валовый доход, тыс. руб.	3162,6
Валовая прибыль, тыс. руб.	2208
Чистая прибыль, тыс. руб.	1677
Чистая прибыль от усовершенствования технологической линии, тыс. руб	95,4
Рентабельность, %	15,5
Срок окупаемости, лет	1,2

Проведенный экономический расчет позволяет заключить, что усовершенствование технологической линии производства пастеризованного восстановленного молока целесообразно, применение данной технологии производства позволит предприятию получить чистую прибыль в размере 1677 тыс. руб., в том числе чистую прибыль от усовершенствования технологической линии в размере 95,4 тыс. руб., рентабельность предприятия составит 15,5 %.  Капитальные вложения для изготовления измельчителя сухого молока – 120,750 тыс. руб, срок окупаемости разработки – 1,2 года.