Время работы установки рассчитываем, исходя из ее производительности 3000 дал/сутки: Т = 16200 / 3000 = 5,4 сут. или 129,6 ч
Потребление электроэнергии составит: (16200 * 11) / 3000 = 59,4 кВт
Расчет потребления электроэнергии для вторичного виноделия:
- резервуары-смесители, используются 2 резервуара общим объемом (40 + 16) = 56 м3. Резервуары используются 2 раза, время работы мешалки принимаем в среднем 4 часа. Количество циклов загрузки резервуаров: 150 * 2 / 56 = 5,4
Общее время использования: Т = 5,4 * 4 =21,6 ч
Потребление электроэнергии составит: (150 * 1) / 56 =2,7 кВт
- насосы центробежные ВЦН-10 для перекачки виноматериалов:
Из расчетов оборудования (п. 3.1) следует, что потребное количество перекачек 10, тогда время Т = (150 *10) / (10 * 2) = 75 ч.
Потребление электроэнергии 2-мя насосами составит: (150 * 10 * 4,4) / 10 = 660 кВт
- фильтрпресс ФКО 20 для фильтрации жидких дрожжей и виноматериалов:
общий объем фильтруемых материалов – 32129 дал, производительность пресса 900 дал/ч, тогда Т = 32129 / 900 = 35,7 ч.
Потребление электроэнергии составит: (32129 * 2,2) / 900 = 78,5 кВт
- мембранный фильтр для контрольной фильтрации виноматериалов:
Т = 15094,5 / 350 = 43,1 ч; Е = (15094,5 *2,5) / 350 = 107,8 кВт
- линия розлива вина, включая транспортеры имеет общую производительность 6000 бут/ч, общий выпуск бутылок составит 215,1 тыс.шт,
Т = 215100 / 6000 = 36 ч;
Е = Т * 31
суммарная мощность оборудования – 31,85 кВт:,85 = 1146,6 кВт
Полученные данные сводим в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 – Расход электроэнергии на работу оборудования
| Наименование оборудования | Суммарная мощность, кВт | Продолжительность работы, ч | Потребленная эл/эн.,кВт |
| Первичное виноделие: | 659,5 | ||
| -линия ВПЛ-20К | 31,0 | 13,6 | 421,9 |
| -насос ВЦН-10 | 2,2 | 81,0 | 178,2 |
| -установка ВБУ-4Н | 11,0 | 129,6 | 59,4 |
| Вторичное виноделие: | 1995,6 | ||
| -резервуары-смесители | 1,0 | 21,6 | 2,7 |
| -насос ВЦН-10 | 4,4 | 75,0 | 660,0 |
| -фильтр-пресс ФКО | 2,2 | 35,7 | 78,5 |
| -мембранный фильтр | 2,5 | 43,1 | 107,8 |
| -линия розлива | 31,0 | 36,0 | 1146,6 |
| Всего: | 2655,1 |
Принимаем процент неучтенной электроэнергии равным 15 %, тогда общее суммарное потребление составит 3053,4 кВт, в том числе в первичном виноделии – 758,4 кВт и во вторичном – 2295,0 кВт.
Расчет потребности в электроэнергии для освещения цехов
Площадь реконструируемого цеха – 900 м2, высота – 12 м, высота подвески светильников – 6 – 8 м, продолжительность рабочей смены – 8 ч, количество смен – 1.
По требованию к освещенности помещения относятся к группе, не требующей большой точности при выполнении операций, поэтому принимаем освещенность – 150 лк. Устанавливаем лампы дневного света ЛД-40.
Количество ламп находим по формуле определения светового потока:
F = (e * S * K * z) / u * n, где
e – необходимая освещенность, лк;
S – площадь помещения, м2;
K – коэффициент запаса = 1,5;
Z – поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность освещения;
u – коэффициент использования светового потока;
n – необходимое количество ламп, шт;
F – световой поток 1-ой лампы.
Исходя из формулы светового потока, количество ламп п определяется по формуле:
п = (е * S * K *z) / u * F;
Z = (a * b) / Hp * (a + b), где
а и b – соответственно длина и ширина помещения, м;
Нр – высота подвески светильника, м
Z цеха выдержки, моечного отделения и склада = (12 * 12) / 6 * (12 + 12) = 1,0;
-«- цеха обработки = (18 * 12) / 8 * (12 + 18) = 0,9;
-«- тарного склада = (12 * 6) / 6 * (12 + 6) = 0,72;
-«- цеха розлива = (30 * 6) / 8 * (30 + 6) = 0,63
Принимаем коэффициент отражения светового потока от потолка = 50 %, от стен – 30 %. При таких условиях и = 42 %.
Световой поток для ламп ЛД-40 составляет 1960, тогда количество ламп для освещения по цехам составит:
- для цеха выдержки, моечного отделения и склада, п = (150 * 432 * 1,5 *1,0) / 1960 *1,42 = 35 шт;
- для цеха обработки: п = (150 * 216 * 1,5* 0,9) / 1960 * 1,42 = 16 шт;
- для тарного склада: п = (150 * 72 * 1,5 * 0,72) / 1960 * 1,42 = 5 шт;
- для цеха розлива: п = (150 * 180 * 1,5 * 0,63) / 1960 * 1,42 = 10 шт
Общее количество ламп составит 66 шт. Поскольку в 1 светильнике 2 лампы, число светильников = 33 шт.
Определяем суточный расход электроэнергии на освещение: при продолжительности освещения 8 часов и мощности ламп 40 Вт:
33 * 8 * 40 / 1000 = 10,6 кВт/сут
В течение года на освещение понадобится: 10,6 * 250 = 2650 кВт
Всего расход электроэнергии составит: 2650 + 3053,4 = 5703,4 кВт
3.3 Расчет воды, пара и тепловые расчеты
Водоснабжение
Винодельческие заводы являются крупными потребителями воды питьевой и технического назначения. Вода расходуется на технологические нужды, например, на мойку оборудования, полов, подготовку некоторых вспомогательных материалов, проведение лабораторных анализов; на полив территории, на хозяйственно-бытовые потребности и т.п.
Проектирование водопроводов начинается с определения расчетного количества воды, которое находится по нормам водопотребления.
Расчет воды на питьевые нужды определяется по формуле:
Qnut = K * N * g * L * n , где
K – коэффициент часовой неравномерности потребления воды = 3;
N – число работающих в смену = 10 чел;
g – норма потребления = 25 л/чел.*смену;
L –количество рабочих дней в году = 250;
n –количество смен = 1
Q = 3 * 10 * 25 * 250 * 1 = 187500 л = 188 м3
Расчет потребности в воде на пользование душевыми:
Qдуш = g * a * 0.75 * N * L, где
a – коэффициент, учитывающий количество работающих душевых = 1;
g – норма расхода воды на 1 душевую сетку = 200 л/ч;
0,75 – коэффициент, учитывающий фактическое время работы душевых сеток при норме 45 мин;
Q = 200 * 1 * 0,75 * 10 * 250 = 376000 л = 376 м3 (188 м3 – холодной и 188 м3 горячей воды).
Расход воды на производственные нужды определяется ее расходом на отдельные технологические операции и мойку оборудования и помещений.
Поскольку реконструкция затрагивает вторичное виноделие, то берем известные цифры по расходу воды на переработку винограда:
- расход воды на 1 дал выброженных виноматериалов составит 0,03 м3, тогда на 15553,5 дал расход составит 466 м3, из них по 233 м3 горячей и холодной воды;
- расход воды на выдержку, обработку и розлив вина составляем пооперационно, результаты сводим в таблицу 3.3.
Таблица 3.3 – Нормы расхода воды на обработку и розлив вина
| Операция | Норма расхода воды, м3 | Количест- во обраб. | Объем обраб,м3 | Кол-во оборуд. | Всего расход воды, м3 | |||
| холод- ной | горячей | холод- ной | горячей | |||||
| Мойка:-бочекемкостейпрессовнасосовавтоматов линии розливатранспор- теров-бутылок | 0,80,60,90,160,60,51,0 | 0,60,50,70,160,60,40,9 | 45105050503 | 0,619,60,0007 | 84102375220000 | 161,3588,018,024,0210,0125,0462,0 | 121,0490,014,024,0210,0100,0378,0 | |
Всего: 1588,3 1337,0
Общий расход воды сведен в таблицу 3.4
Таблица 3.4 – Общее потребление воды на производство вина
| Направление использования | Холодная вода, м3 | Горячая вода, м3 |
| Питьевые нужды | 188,0 | |
| Душевые | 188,0 | 188,0 |
| Переработка винограда | 233,0 | 233,0 |
| Обработка и розлив | 1588,3 | 1337,0 |
| Всего: | 2464,3 | 1758,0 |
Суммарный расход воды составит 4222,3 м3.
Среднесуточный расход воды = 4222,3 / 250 = 16,9 м3/сут.
Расчет расхода пара
Расход пара будет складываться из затрат пара на нагревание воды и на парку бочек.На технологические нужды вода подогревается до 65 оС при начальной температуре воды 12 оС. Расход пара определяется по формуле:
D = (G * C (tk– tn) / (in – Ik), где:
G – количество горячей воды, кг
C – теплоемкость воды = 4,19
tk- конечная температура воды, оС
tn– начальная температура воды, оС
ik – теплосодержание конденсата = 428,6 кДж/кг
in- теплосодержание пара = 2687 кДж/кг
Д = (1758000 * 4,19 *(65 – 12) / (2687 – 428,6) = 172865 кг
Парку бочек проводим перед заливом и после каждого цикла выдержки вина, т.е. 4 раза. Расход пара – 1,4 кг/ м3, следовательно:
Дбоч = 1,4 * 4 * 0,6 * 84 = 285,0 кг
Общий расход пара составит 173150 кг
Расчет затрат холода
Затраты холода складываются из расхода холода на охлаждение сусла перед отстаиванием и при брожении. Поскольку снижение температуры сусла в обоих процессах будет составлять примерно 8 оС, то при расчетах мы удваиваем количество продукта. Определяем потребностьв холоде по формуле:
Q = 2 (C * Vc* d * p * K) / 1000, где:
C – теплоемкость 1 л сусла = 3,96
Vc – объем сусла, л
P – плотность сусла, г/см3
D – содержание сухих веществ в сусле, %
K- степень сбраживания сусла = 0,5
Q = 2 *(3,96 * 163000 * 19 * 1,078 * 0,5) / 1000 = 13221,0 кДж
4. Компоновка производственного цеха
4.1Планировка и размещение технологического оборудования
Характеристика заводских сооружений
Общая площадь территории завода – 8 га. Здесь расположены следующие здания и сооружения: две весовые, дробильно-прессовое отделение с 12-ю линиями переработки винограда, три цеха обработки и хранения виноматериалов, цех мадеризации и хересования, спиртохранилище с приемным отделением, цех утилизации и спиртокурения с 2-мя дистилляционными колоннами, цех выдержки коньячных спиртов, мехмастерская с компрессорной, градирня, котельная, трансформаторная подстанция, строительный участок, гаражи, пожарное депо, склад, админкорпус, проходная.
Коэффициент использования территории – 65 %, зеленые насаждения – 15 %, проезды, открытые рабочие площадки – 20 %.
В основе генерального плана винзавода лежит схема технологического процесса. Учтены санитарные особенности отдельных объектов и наличие противопожарных мероприятий. Здания и сооружения повышенной пожароопасности размещены с подветренной стороны по отношению к остальным зданиям.