С еверо-казахстанский

Құрылымдық технологиялық сызба негізінде технологиялық сызықтың материалдық және жылу баланстарының теңдеулері жасалады және есептеледі. Материалдық және жылу баланстарын есептеудің соңғы нәтижесі өндірістің әрбір технологиялық кезеңіндегі машинаның (аппараттың, қондырғының) өнімділігі болып табылады. Үздіксіз және партиялық жабдықты технологиялық есептеудің принциптері мен тәсілдері әр түрлі, бірақ олардың түпкі мақсаты машинаның (аппараттардың, қондырғылардың немесе жылу берудің бетінің) жұмыс көлемін табу болып табылады. [19 – 23].

Технологиялық желінің машиналарының (аппараттарының, қондырғыларының) анықтайтын өлшемдерін есептегеннен кейін және өндірістің әр кезеңінде технологиялық процесті жүзеге асыру үшін жағдайларды ескере отырып, егер өндіріс стандартты және жаппай өндірілген болса, өндірістік жабдық таңдалады (каталогтарға сәйкес). Әйтпесе, стандартты емес тағам жабдықтары жасалып жатыр. [31].

Өндірістің әр кезеңінде технологиялық процесті жүзеге асыру үшін тамақ өнімдерінің түрін таңдауда келесі кезектілікті ұсынуға болады:

1) ауыл шаруашылығы шикізаты мен дайын өнімнің өңделген компоненттерінің физика-химиялық қасиеттерін анықтайды;

2) өндірістік технологиялық регламенттердің талаптарын ескере отырып, өндірістің әр кезеңінде технологиялық процесті жүзеге асырудың ұтымды әдісін таңдаңыз;

3) стандартты жабдықтың түрін (түрін) таңдаңыз немесе технологиялық процесті жүзеге асыру үшін стандартты емес жабдықты әзірлейді;

4) техникалық-экономикалық негіздемеге сүйене отырып, өндірістің әр кезеңі үшін жабдықтың ең таңдаулы түрін түпкілікті таңдауды жасаңыз.

Өндірістік жабдықтардың технологиялық есебін жүргізу үшін технологиялық желінің машиналарында (құрылғыларында, қондырғыларында) жүретін процестердің кинетикалық заңдылықтарын білу қажет. Кинетика - бұл (гидродинамикалық, жылу, масса беру, химиялық, биологиялық) механизмдер мен жылдамдықтар туралы ілім. Кинетика - бұл тамақ өнімдеріне арналған жаңа машиналар мен жабдықтарды құрудың және жетілдірудің ғылыми негізі.

Процестердің кинетикалық заңдылықтарына сүйене отырып, жалпы қабылданған жіктеу бойынша мыналарды ажыратыңыз [20]:

• 
  Жылдамдығы гидродинамика заңдарымен анықталатын гидромеханикалық процестер:
  

• 
  Жылдамдығы жылу беру заңдарымен анықталатын жылу беру процестері:
  

• 
  Жылдамдығы заттың бір фазадан екінші фазаға өту жылдамдығымен анықталатын масса алмасу (диффузия) процестері:
  

• 
  Механикалық процестер, олардың жылдамдығы қатты денелер физикасы заңдарымен анықталады.
  
• 
  Заттардың конверсиясына және олардың химиялық қасиеттерінің өзгеруіне байланысты химиялық процестер. Бұл процестердің жылдамдығы химиялық кинетика заңдарымен анықталады:
  

мұндағы j_х - процестің жылдамдығы; М - химиялық процесте реакцияға түскен зат мөлшері; V - реактордың көлемі;  - уақыт; k₄ - химиялық процестің жылдамдық коэффициенті; f(с) - реактивті заттардың концентрациясының функциясы болып табылатын процестің қозғаушы күші.

• 
  Заттардың синтезімен байланысты және тірі микроорганизмдер мен олардан оқшауланған ферменттердің
  

Технологиялық есептеудің негізгі бөлігі қозғаушы күштің сандық мәндерін, процестің жылдамдық коэффициентін және машинаның немесе аппараттың негізгі мөлшерін (жұмыс көлемін, сүзу алаңын, жылу алмасу беттерін, дистилляциялық баған тақталарының санын және т.б.) анықтау болып табылады.

Процестерді талдау және машиналар мен аппараттарды есептеу келесі тәртіпте жүзеге асырылады: процестің материалдық және энергетикалық баланстарын құру; статика негізінде процестің бағытын және тепе-теңдік жағдайларын анықтаңыз; қозғаушы күшті есептеу; кинетика негізінде процестің жылдамдығын анықтайды. Процестің жылдамдығы мен табылған оңтайлы технологиялық режимдегі қозғаушы күші туралы мәліметтерге сәйкес аппараттың негізгі мөлшері анықталады. Негізгі өлшемге сәйкес аппараттың барлық басқа өлшемдері анықталады.

Технологиялық есептеудің негізгі бөлігі қозғаушы күштің сандық мәндерін және процесс жылдамдығының коэффициентін табу болып табылады. Сонымен қатар, негізгі процестердің кинетикалық заңдылықтарын білу керек, масштабты көшу - зертханалық зерттеулерде алынған мәліметтерді өндірістік нысандарға тарату мәселелерін дұрыс шешу қажет.

Стандартты технологиялық жабдықты инженерлік кәсіпорындар шығарады, олар әдетте стандарттармен анықталған және каталогтарда бар, мысалы, өлшемдер саны түрінде болады, мысалы [24 - 30].

Стандартты емес жабдықты әзірлеу кезінде оның түрін таңдап, оның негізгі өлшемдерін анықтағаннан кейін, технологтар басқа профильдердің (механиктер, жылу инженерлері, электриктер және т.б.) мамандарды тарта отырып, стандартты емес жабдықтардың сызбаларын жасау міндетін қояды.

Техникалық тапсырма, әдетте, оның технологиялық мақсатын және жұмыс принципінің қысқаша сипаттамасын көрсете отырып, әзірленген жабдықтың эскизін қамтиды. Сонымен қатар, техникалық тапсырмада: технологиялық процестің негізгі параметрлері, шикізат пен өңделген өнімдердің физикалық-химиялық сипаттамалары, осы заттардың ең маңызды қасиеттерінің тізімі (жинақталу жағдайы, тығыздығы, тұтқырлығы, өзгергіштік, жарылыс қабілеттілігі және т.б.), тиеу әдісі және т.б. - дайын заттарды енгізу және түсіру. Технологиялық мәліметтерге сонымен қатар жылу беру әдістері, дизайн, жылу алмасу бетінің түрі мен мөлшері, жылу тасымалдағыштың (салқындатқыш) параметрлері, араластырғыш құрылғылардың түрі мен дизайны, орнатылған қозғалтқыштың қуаты мен түрін көрсететін жетек сипаттамалары кіреді.
Технолог сонымен қатар аппарат орнатылатын бөлмені сипаттап, құрылғыны орнату әдісін ұсынуы керек. Өңделген заттардың қасиеттерін және оларды қолдану аймағын бағалай отырып, аппарат корпусын және оның бөліктерін өндіру үшін материалды таңдауға кеңес беріңіз.

Техникалық тапсырма негізінде жобалау ұйымының жобалау бөлімі аппараттың жалпы көрінісінің сызбаларын дайындайды және оның жеке түйіндері. Содан кейін, бұл жобалық құжаттама өндірушіге беріледі, онда конструкторлық бюросы машина жасау кәсіпорнының нақты жұмыс жағдайларын ескере отырып жұмыс сызбаларын жасайды.

Жоғары тиімді және аз тұтынылатын тамақ технологиялары мен жабдықтарын дамытуда екінші реттік ресурстарды пайдалану және екінші реттік энергия ресурстарын пайдалану үлкен маңызға ие, бұл технологиялық процесте пайдаланылмайтын барлық өнімдер мен қалдықтардың энергетикалық әлеуеті деп түсініледі.

Кез келген технологиялық процесс пен қондырғының энергия жетілу дәрежесін объективті бағалау термодинамиканың екінші заңына негізделген термодинамикалық талдау негізінде жасалуы мүмкін.

Қайтымды процесте жүйеге берілген ағындардың энергиясының қосындысы бөлінген ағындардың энергиясының қосындысына тең болады, ол:

 .

Кез келген нақты процесте оның қайтымсыздығына байланысты

және жүйенің энергия тиімділігі

Осылайша, нақты процестерде  энергияның жоғалуы салдарынан әрқашан аз болады E    .

Мұндағы  - бұл процесті жүзеге асыруға жұмсалған барлық энергия шығындарының сомасы, ал  - қондырғының жалпы шығарылған өнімі.

Технологиялық процестің жетілу дәрежесін шамамен бағалау үшін ішкі және сыртқы болып бөлінетін энергия шығынын пайдалануға болады. Ішкі энергияның жоғалуы жүйенің ішінде жүретін процестердің қайтымсыздығымен байланысты (гидравликалық кедергі болған кезде, үйкеліс, үйкеліс салдарынан болатын шығындар). Сыртқы энергия шығыны жүйенің қоршаған ортамен араласуымен байланысты (қоршаған ортаға өнім шығару, жүйенің нашар оқшаулануы және т.б.). Ішкі шығындар көбінесе машиналар мен аппараттардың жетілмегендігімен және сыртқы шығындар процесс пен оны іске асыру шарттары арасындағы сәйкессіздікпен байланысты.

Азық-түлік жабдықтарын таңдау немесе әзірлеу кезінде оның функционалды тиімділігі, сенімділігі, қауіпсіздігі және өнімділігі қамтамасыз етілуі керек.

Жабдықтың функционалды тиімділігі оны мақсатты түрде тікелей пайдалану көрсеткіштерімен сипатталады, оларға негізінен мыналар кіреді: өнімділік; жұмыс істеу мақсатына жетудің сипаттамалары; функционалдық тапсырмаларды орындау деңгейі; технологиялық мүмкіндіктердің сипаттамалары.

Жабдықтың жұмыс істеуінің технологиялық мақсатына машинаның немесе аппараттың шығуында өнімнің сапа көрсеткіштері белгіленген шекте болған жағдайда қол жеткізіледі.

Функционалды міндеттердің орындалу деңгейі жабдықтың негізгі және көмекші функцияларын іске асыруды қамтамасыз ететін жұмысты автоматтандыру және механикаландырумен байланысты. Машиналар мен аппараттардың заманауи конструкцияларында, әдетте, машинаның (аппараттардың) негізгі технологиялық жұмысы автоматтандырылған - ұнтақтау, қалыптау, буландыру және т.б. Алайда құрылымдарды одан әрі дамыту технологиялық мақсатқа қол жеткізуді қамтамасыз ететін барлық жұмыстарды кешенді автоматтандыруды қажет етеді. Таңдалған немесе дайындалған машиналар мен құрылғылардың құрамына жүктеу, мөлшерлеу, тасымалдау, бақылау, реттеу, түсіру және басқа құрылғылар кіруі керек, олардың көмегімен сіз өнімнің сапасын тез бақылауға және реттеуге, сонымен қатар процесті берілген режимде жүргізуге болады.

Технологиялық мүмкіндіктер өнімнің түрін, бастапқы өнімнің және орауыш материалдардың қасиеттерін өзгерту кезінде жабдықты жедел түзетуге бейімделуіне байланысты.

Технологиялық желінің функционалды пайдалылығы мен тиімділігіне кепілдік беретін, пайдалану тиімділігіне қол жеткізудің негізгі шарасы тамақ өнімдерінің сенімділігі болып табылады. Машиналар мен аппараттарды жобалау кезінде олардың сенімділігі ұтымды құрылымдық схеманы, дизайн мен материалдарды дұрыс таңдау, сонымен қатар беріктік есептеулерімен қамтамасыз етіледі. Құрылғының конструкциясы құрылымдық элементтердің коррозиясының алдын алу тұрғысынан ұтымды болуы керек. Атап айтқанда, жобалау кезінде агрессивті бұқаралық ақпарат құралдарымен толтырылған техникалық қызмет көрсету қиын болатын саңылаулар мен олқылықтар; құрылғылардағы тоқырау аймақтары, өнімді ағызуға арналған циклдары жоқ құбырлардың тұйық ұштары; ластанудың, шаңның, нашар жуылатын жауын-шашынның пайда болуын қалайтын металл құрылымдық элементтерін беткі қабатпен өңдеу; ұқсас металдар жиынтығы. Машиналар мен аппараттардың конструкцияларының сенімділігі едәуір дәрежеде коррозияға төзімді материалдар мен жабындардың дұрыс таңдалуына, бөлшектердің тозуға төзімділігін арттыруға және майлаудың ұтымды схемаларына байланысты.

Рационалды дизайнның бір бағыты - машиналар мен аппараттардың динамикалық теңдестірілуі, соның арқасында олардың сенімділігі мен беріктігі жоғарылайды, шу мен діріл азаяды. Динамикалық жүктемелердің көзі теңгерімсіз инерция күштері, сондай-ақ құрылымның және жұмыс істейтін органдардың өзара әрекеттесу күштері болып табылады.

Жалпы, өндірістік желінің сенімділігі жеке машиналар мен құрылғылардың ғана емес, сонымен қатар көлік құрылғыларының, автоматика жабдықтарының, бу және ауа өткізгіштердің және т.б. сенімділігімен анықталады.

Технологиялық желінің машиналары мен құрылғылары технологиялық процестерді ұйымдастыруда санитарлық ережелердің талаптарына сәйкес келуі керек. Оларды таңдау кезінде зиянды заттардың пайда болу мүмкіндігін немесе олардың кіріп кетуін болдырмау өте маңызды шикізат, жартылай фабрикаттар мен дайын өнімдердегі бөгде заттар. Майлау майлары тамақ өнімдеріне енбеуі керек, ал өнімдердің өзі майлау жүйесіне енбеуі керек.

Рецепт компоненттерімен және өңделген тағамдармен байланыста болатын бөліктер үшін тек Ресей Федерациясы Денсаулық сақтау министрлігі мақұлдаған материалдар мен жабынды қолдануға болады. Машиналар мен аппараттардың жұмыс органдарының тозуға және коррозияға төзімділігі жоғары болуы керек, өйткені бөлшектер мен бөлшектердің материалдары тамақ өнімдеріне енген кезде, олар тұтынуға жарамсыз болып қалуы мүмкін.

Өндірістік желінің маңызды жетіспеушілігі - бұл жұмыс кезінде шамадан тыс шу мен дірілдің пайда болуы. Оларды жоюдың екі әдісі бар: оның пайда болу көздеріндегі шуды азайту, яғни. дыбыстық оқшаулау, дыбыс сіңіру және діріл оқшаулау арқылы олардың таралу жолындағы шу мен дірілді азайтады.

Технологиялық желінің машиналары мен құрылғылары эргономика талаптарына сай болуы керек. Сонымен қатар, жұмыс орындары мен оған және оның құрамдас бөліктеріне қызмет көрсету орындары адамның физикалық және психикалық-физикалық мүмкіндіктерін ескере отырып ұтымды орналастырылуы керек: қол жеткізу аймақтары, жұмысшылардың қалыптары, қолдар, траекториялардың қауіпсіздігі және адамның жұмыс қимылдарының жылдамдығы, оның күші, байқау аймағы және т.б. n. Жабдықты пайдалану кезінде қолмен техникалық қызмет көрсетуді қажет ететін құрылғылар - клапандарға, шүмектерге арналған тұтқалар, рецепт компоненттерін іріктеуге және салуға арналған құрылғылар және басқалары техникалық қызмет көрсетуге ыңғайлы және қауіпсіз жерлерде орналастырылуы керек.

Жабдықтардың эстетикалық қасиеттері архитектоникаға байланысты болуы керек, бұл компоненттердің пропорционалдылығын, олардың өзара орналасуының үйлесімділігін анықтайды. Технологиялық сызықтың сәулет өнімі оның функционалды мақсатына сәйкес келуі керек. Технологиядағы эстетикалық жетілудің тұрақты белгілері - бұл қарапайымдылық, табиғи және функционалды экспрессивтілік.

Желіні жобалау мен салудың барлық кезеңдерінде оны жасауда жобалық және инженерлік шешімдерді іс жүзінде іске асыруды мұқият қарастыру және ескеру қажет. Жабдықтағы құрылымдық жетілмегендіктен ең сәтті технологиялық әзірлемелер орындалмауы мүмкін.

Мысал ретінде мембраналарды тамақ өнеркәсібінде қолдануды қарастырайық. Мембраналар көлемі микрофильтрациядан бастап кері осмосқа дейінгі мәселелердің барлығын қамтиды. Олар сүт, жеміс-жидек, көкөніс, астық өңдеу, қант және тамақ өнеркәсібінің басқа қосалқы салаларында қолданылады.

Кері осмос әдісімен сүтті шоғырландыру (булануға дейін) және ірімшік өндірісі мембраналарды осы мақсаттарда қолдануға болатындығын дәлелдеді. Кальций фосфатының жауын-шашынына байланысты концентрация деңгейі шамамен 3-4 есе артады. Мембраналық жүйелер металлды аз жұмсайды, үнемді және басқа технологиялар мен жабдықтармен салыстырғанда жұмыс кезінде энергияны аз пайдаланады. Спиральды целлюлоза ацетаты модульдері және жұқа қабықшалы мембраналар қолданылады.

Ірімшік өндірісінде сүттің шамамен 85% құрамында сарысуы бар ақуыздар, лактоза және тұз ерітінділері бар. Кері осмос әдісімен сарысудың концентрациясы және оны ультрафильтрация арқылы бөлу қазіргі уақытта тамақ өнеркәсібінде мембраналарды қолданудың ең үлкен саласына айналды. Сарысудың концентрациясы тасымалдау шығындарын азайтады, ал оның фракциясы сарысуы бар ақуыз концентратын береді, бұл құнды қосымша өнім болып табылады.

Монолитті керамикалық жүйелерді қолданып сүтті микрофильтрациялау параллель перметат ағындары бар конструкцияларды енгізгеннен кейін кең таралды. Бұл технология пастерленген және салқындатылған өнімдерді неғұрлым тұрақты алуға мүмкіндік беретіні жалпыға мәлім.

Нанофильтрация және электродиализ ион алмасудың балама нұсқалары ретінде сарысуды тұзсыздандыру үшін қолданылады. Құрамында натрий мен лактозаның төмен мөлшері бар сүт өнімдерін өндіруде мембраналық технологияларды қолдану үлкен қызығушылық тудырады.

Қалыпты концентрациядағы жеміс шырындарын өндіру тоқтатылған және коллоидты бөлшектерді сүзу арқылы алып тастауды қамтиды. Әдеттегідей, ол айналдыру вакуумы мен пластиналық сүзгілерді нақтылау үшін әртүрлі «жабыстырғыштарды», сондай-ақ көмекші құралдарды қолдана отырып жүзеге асырылады. Ультрафильтрация өнімнің жоғарылауына және сапасының жақсаруына, сондай-ақ қоқысты жою шығындарының азаюына байланысты сүзудің басқа түрлеріне қарағанда артықшылықтарға ие.

Жеміс шырындары бастапқы күйден 10 ... 16% қант бар, құрамында 60% құрамы бар ұзақ уақыт сақтауға және тасымалдауға жарамды өнімге шоғырланған. Шырындарды концентрациялау көбінесе көп секциялы буландырғыштарда жүзеге асырылады, алайда олармен салыстырғанда кері осмос шығындары мен энергия шығынын азайтады. Кері осмостың тағы бір артықшылығы - термиялық бүлінудің болмауына байланысты жоғары сапалы концентрат алу. Тазаланбаған және тазаланбаған шырындардың концентрациясы құбырлы мембраналық модульдерді қолдану арқылы жүзеге асырылады, ал тазартылған тазартылған шырындар спиральды мембраналық құрылғыларда шоғырланған.

Қамыр мен қызылша қантын өндіру технологиясы шырындарды нақтылауды және ультрафильтрация қолданылатын аспалы және коллоидты бөлшектерді алып тастауды қамтиды. Кері осмос шоғырланған шырынды жақсы тазарту үшін сәтті қолданылады.

Қазіргі уақытта шарап жасауда, нақтылау кезінде диатомит жақтауының сүзгілері құбырлы және талшықты микрофильтрациялық мембраналарға ауыстырылады. Ультрафильтрация «пастаны» алмастыруда тиімді болды. Кері осмос көмегімен шараптардың концентрациясы суықтың тұрақтануы кезінде тартраттың тұндыруын тездетеді. Кері осмос алкоголь мөлшері аз шараптарды өндіруде қолданылады.

Керамикалық мембраналарды қолданатын микрофильтрация сыраны суық стерилизациялау кезінде қолданылады, ал кері осмос аз алкогольді сыра өндірісінде қолданылады. Кері осмос мембраналарында сыра буы конденсацияланады және энергияны қалпына келтіру үшін қолданылады.

Мал сою пункттерінде қан ысырап болады және көп мөлшерде. Мембрананы бөлу және тазарту арқылы қосымша өнімдер алуға болады, олар үшін қан жасушаларын ультрафильтрациялау, ультрафильтрация арқылы плазмалық концентрация және құбырлы, спиральды және пластиналы модульдерді қолдана отырып гомогенделген қанның концентрациясы қолданылады.

Осындай жанама өнімдердің бірі - коллаген гидролизі нәтижесінде алынған коллоидты белоктар бар желатин. Ұнтақты желатинді алу үшін құрамында 3 ... 15% гидролизат концентрацияланып, кептіріледі. Дәстүрлі түрде, барабан кептіргіште булану және кептіру арқылы алынды. Бұл ультрафильтрациямен салыстырғанда анықталды булану тиімдірек болады және термиялық шығын азаяды. Сонымен қатар, ультрафильтрация қосымша өнімді алуға мүмкіндік беретін тұзсыздандыруды қамтамасыз етеді.