Гибкий.ру Обоснование для применения гибких транспортных систем
За последние десятилетия (примерно 50 лет) хлебопекарные и макаронные
предприятия, потребляющие муку,
развивались в направлении создания складов бестарного приема и хранения муки
в силосах и бункерах вместимостью, кратной емкость автомуковозов(8 тонн, 16 тонн). Таким образом, практически все склады БХМ открытого
или закрытого типа оснащены силосами типа ХЕ-162 вместимостью 30-32
тонны муки, бункерами типа М-111
вместимостью 16 тонн муки, типа М-118
вместимостью 30-32 т. Объемная масса муки в среднем принимается
равной 550 кг/м3. При более точных расчетах следует пользоваться
данными, приведенными в п.3.3.6 «Норм технологического проектирования
предприятий хлебопекарной промышленности ВНТН 02-92 часть 1. Хлебозаводы».
Из складов БХМ мука на производство (просеивание, взвешивание, производственные
промежуточные силосы и т.д.) как правило, подавалась
аэрозольтранспортом муки и в редких случаях
механическим транспортом (нории,
распределительные шнеки, питательные шнеки). Многолетняя
эксплуатация выявила значительный ряд
негативных факторов этих способов транспортирования
муки, приведших к объективной
необходимости появления альтернативы.
И такая
альтернатива появилась в виде гибких транспортных систем.
Рассмотрим ниже эти негативные факторы:
1. Аэрозольтранспорт — это
необходимость наличия источников воздуха. До самого последнего времени на хлебозаводах проектировались и эксплуатировались
компрессорные станции,
подведомственные Государственному надзору со всеми вытекающими
административными последствиями.
На хлебозаводах средней мощности эксплуатировалось минимум 3-4 компрессора
электрической мощностью — 75 кВт каждый. В современных условиях снижение
энергопотребления выходит на первый план
в деятельности предприятий.
неразумно высокого энергопотребления, компрессорные станции требуют системы
тщательной очистки воздуха от попадания масла и влаги в
аэрозольную смесь муки и воздуха.
Воздушные компрессоры требуют системы
охлаждения и специально обученного персонала — 2 человека в смену, а также
системы автоматизации. Аэрозольтранспорт требует тщательной очистки
транспортирующего воздуха от мучной
пыли, а это достаточно дорогие и не всегда эффективные фильтры.
Мучная пыль — постоянный источник взрывопожароопасности со всеми вытекающими
требованиями и последствиями.
Аэрозольтранспорт — накопление достаточно серьезных значений статического
электричества и соответствующие меры по
его отводу и нейтрализации.
Аэрозольтранспорт — это достаточно большой протяженности мукопроводы,
двухпозиционные переключатели, воздушные
краны, арматура и т.д.
В качестве источников воздуха кроме компрессорных станций на ряде предприятий
применяются шестеренные воздуходувки (газодувки). Это агрегаты, требующие
системы постоянной централизованной смазки, источник чрезвычайно
высокого уровня шума, а, следовательно, существует необходимость размещения
газодувок в отдельном звукоизолированном помещении. Помимо этого,
практически осуществить газодувки в
условиях хлебозавода нереально.
Справедливости ради надо отметить, что в последнее время в эксплуатации
появились безмасляные компрессоры «ЭФ», частично лишенные указанных недостатков, но не
снижающие все
проблемы аэрозольтранспорта.
2. Механический транспорт
муки — нории, распределительные шнеки, питательные шнеки, течки, задвижки также имеют ряд существенных недостатков, вынуждающих
предприятия соглашаться на
альтернативные решения в виде ГШТ.
Прежде всего — это прямолинейное транспортирование с перегрузками муки из
нории в просеиватель, из просеивателя — в распределительный шнек, из
распределительного шнека через течки и задвижки — в производственные
силосы. из силосов питательными шнеками — в дозатор муки. Если
из одного силоса надо подать на два
потребителя (а, не дай Бог, на три), то это силос со «штанами» и. следовательно, резкое ухудшение
выхода муки. Компоновать такие прямолинейные системы чрезвычайно
трудно и неэффективно. Особую трудность представляет подача муки
от производств силосов под углом, так как существуют ограничения таких углов.
Особенно негативная сторона
такого транспорта — невозможность регулярной санитарной обработки норий и
шнеков. Чтобы очистить башмак, трубы и головку нории, ее надо разбирать,
что
практически невозможно. То есть нория является постоянным источников мучных
вредителей.
То же и со шнеками
удалить шнек практически невозможно, а провести
санитарную очистку без
вынимания шнека из трубы
или корыта невозможно. Огневая обработка пожароопасна,
обработка
уксусной кислотой
и другими
средствами неэффективна и затруднительна.
Помимо этого всегда существует опасность забивания жестких шнеков мукой, трудности
с
их
прочисткой и невозможность обрыва перьев шнеков из-за пробок и попаданий.
Кроме вышеупомянутого,
механический транспорт —
это потенциальный
источник металлической стружки и других металлических включений после ферромагнитной
защиты на просеивателе.
Следует,
однако, иметь в виду и положительные свойства этих систем внутризаводского
транспортирования муки:
подача муки на значительные расстояния (>50 м), высоту (10-15 м), высокая
производительность, эффект «созревания» муки даже при кратковременном
транспортировании в среде нагретого воздуха.
«Созревшая» мука дает заметное улучшение качества продукции и повышает
выход.
Анализируя вышеизложенное, становится понятным стремление большинства
руководителей
хлебопекарных и других предприятий, использующих муку, найти альтернативные
решения, сочетающие преимущества аэрозольтранспорта муки (пневмотранспорта), и
необладающие отмеченными выше недостатками аэрозольтранспорта и жесткого
механического транспорта.
Одним из
таких решений является гибкий шнековый транспорт(ГШТ)
или более, на мой
взгляд, корректное определение —
гибкие
транспортные системы.
Достоинством этих систем, привлекающих внимание эксплуатационщиков, является
отсутствие недостатков, описанных выше:
—
неизмеримо меньше потребление электроэнергии;
— огромные
возможности (соизмеримые с возможностями подачи муки пневмотранспортом)
компоновки трасс подачи муки:
от
силосов (бункеров) бестарного хранения муки на
просеивание;
в промежуточные накопительные (производственные)
бункеры, (силосы);
—
от производственных емкостей
вплоть до трех направлений к потребителям муки, как,
правило, это дозаторы сыпучих продуктов типа
«ДСП».
— возможность регулирования
числа оборотов систем «Трансагро» при помощи частотных
регуляторов. Это обстоятельство особо следует
подчеркивать, т. к. подавляющее большинство
предприятий рецептурную валку муки для ржанопшеничного хлеба осуществляет
путем подачи ржаной и пшеничной муки в мучной дозатор тестомесильных машин
непрерывного замеса двумя жесткими питательными шнеками. Пропорция сортов муки
(50×50, 60×40. 70×30, 85×15 и т.д.) устанавливается регулированием числа
оборотов этих шнеков подбором шкивов или звездочек на приводе шнека.
Оперативность изменения или регулирования состава смеси муки очень
проблематична.
В
этом
отношении возможность плавного регулирования оборотов гибкого шнека, а также
точность количества подаваемой муки (за счет меньшего шага пера) несоизмеримо
выше.
Идеальные решением рецептурной валки муки с использованием «Трансагро» может
предлагаться
решение проектного
отдела по следующей схеме:
Два производственных силоса
(БТН-15, БТВ-16), под каждым из них возможна установка
малогабаритного просеивателя (ПР); далее
устанавливается смеситель сыпучих компонентов периодического действия WAMGROUP
или отечественный); над
смесителем — дозатор муки ДСП, под
смесителем — приемная
корзина «Трансагро» и далее трасса к дозатору муки
тестомесильной машины непрерывного действия.
Схема работает следующим образом:
Просеянная ржаная мука подается
в дозатор и взвешивается (условно 50 кг, 60 кг. 70 кг. 80 кг, 85 кг и т.д. по
рецептуре). Взвешенная доза ссыпается в смеситель. Затем подается из другого
силоса пшеничная мука и взвешивается (условно 50 кг. 40 кг, 30 кг, 20 кг, 15 кг
и т.д. по рецептуре)и
ссыпается в тот же смеситель. Затем в смесителе происходит равномерное
перемешивание двух
сортов муки
открывается
заслонка между смесителем и приемной корзиной «Трансагро».
Абсолютно точная по рецептуре смесь подается в дозатор муки тестомесильной
машины.
Смею
утверждать, что такая схема, гарантирующая суперточную рецептурную валку, никем
не
разрабатывалась и нигде не внедрялась и является НОУ-ХАУ «Агро-3», может
предлагаться практически любому хлебозаводу, имеющему непрерывное
тестоприготовление ржано-пшеничного хлеба (упомянутая схема имеется в проектном
отделе — хлебозавод в г. Кашира).
Для хлебозаводов, применяющих периодический замес ржано-пшеничного хлеба, из
схемы исключается смеситель, а смешивание
муки осуществляется непосредственно в тестомесильной машине.
Еще одним преимуществом ГШТ является невозможность зараженности мучными
вредителями (хрущак, огневка и т.д.), так как отсутствуют «мертвые» зоны, где
не происходит движение муки. Также несравнимо проще разборка всей системы с
выемкой спирали и санитарной очисткой, заменой
труб, рабочих органов и т.д.
Набор оборудования ГТС, уже имеющийся в арсенале «АГРО-ДОН», позволяет создавать любые варианты и сочетания при реконструкции,
техперевооружении и новом строительстве.
Сдерживающим
фактором пока является ограниченность трасс подачи муки по протяженности
(30 м) и по высоте, а также невозможность (пока) отбора муки от одной трассы
нескольким потребителям.
Несколько
слов о положительных свойствах оборудования, предлагаемого «АГРО-ДОН» в составе ГТС:
— Загрузочные
накопительные бункеры можно использовать для создания системы приема и растаривания мешков с мукой. В такой же схеме перед этим бункером
устанавливается либо подъемник для мешков,
либо просеиватель с таким подъемником (типа МПС). При потребности такой бункер
может быть использован для валки муки как качественной, так и рецептурной, но
только в пропорции 50×50. т.е. один мешок (50 кг) ржаной муки плюс один
мешок (50 кг) пшеничной муки.
— Бункер
технологический БТН-15 выполнен на основе многолетнего опыта эксплуатации
производственных силосов на хлебопекарных предприятиях с точки зрения
беспрепятственного выхода муки из бункера. Достигается это за счет одной
«прямой» стенки и оптимального угла противоположной стенки. Особый
гарантированный эффект дает изготовление таких бункеров из нержавеющей
стали полированной (лакированной) поверхностью внутрь силоса.
Для снижения
адгезии в бункерах, изготовленных из углеродистой стали, возможно покрытие
их
специальными антиадгезионными составами, разрешенными к применению Минздравом
РФ.
— Бункер БТВ16 может комплектоваться механически ворошителем для предотвращения
сводообразования. Это особо важно для муки с
повышенной влажностью и химических продуктов, в т.ч.
полистирола в гранулах, имеющего свойство при
хранении принимать влажность окружающей среды.
— Малогабаритный просеиватель следует рекомендовать практически во всех вариантах
компоновки, т.к. это действительно
малогабаритное оборудование, удобное для обслуживания (очистка сита,
удаление схода, выемка и снятие ферромагнитных примесей). Несомненным
достоинством является мощная ферромагнитная
защита, конструкция, гарантированно пропускающая через магниты всю муку,
удобство съема магнитной примеси лаборантом (1 раз в смену), отсутствие
необходимости подмагничивания в течение
всего срока службы. Такой просеиватель может устанавливаться
сразу после бункеров бестарного хранения
«под» или «за» загрузочным бункером (из мешков), под
производственными силосами и т.д. Следует обратить внимание на
производительность выпускаемого просеивателя — 1500 кг/час. В настоящее
время выпускаются просеиватели >3000 кг/час. В предложениях и рекомендациях по
компоновке и установке следует учитывать удобство обслуживания, доступность к
приводу, мешку для сбора «схода», люку для доступа к сетке, к магнитам.
— Дозатор сыпучих продуктов. Акцент
следует делать на:
— Возможность дозирования в широких пределах
от 1 кг и до
600 кг; Точность дозирования (взвешивания) от ±0,1 до 0,25 кг в зависимости от
дозируемой массы;
— Наличие
ручного и механизированного варианта управления заслонкой;
— Наличие
поворотного разгрузочного устройства, позволяющего использовать
один
дозатор минимум на 2 тестомесильные машины, что выгодно для любого предприятия:
— Наличие
вариантов установки дозатора на полу, крепление к стене и к перекрытию;
— Наличие
системы автоматизированного управления;
— Самое привлекательно для предприятий — наличие накопительной системы учета
отмеренных доз, хранение и защита этой информации, возможность обмена этой
информацией с компьютером более высокого
уровня.
Опыт
эксплуатации дозаторов ДСП самый положительный, т.к. наличие точной системы учета
муки, отпускаемой на производство, приводит к невозможности несанкционированных
хищений
и, как
следствие, увеличению прибыли предприятий.
В статье использованы
материалы книги
Шаргородского И.
И.
«Реконструкция,
модернизация и техническое перевооружение складов бестарного хранения муки,
силосно-просеивательных и дозировочных отделений хлебопекарных и других
предприятий пищевой промышленности»
Аэромеханические конвейеры
Эффективной альтернативой гибкому винтовому конвейеру может стать аэромеханический конвейер. Сущность его работы заключается в следующем:
внутри полой трубы размещен трос, на котором закреплены передающие диски;
двигатель приводит в действие трос с дисками, которые перемещают продукт.
Такой метод отличается бережностью воздействия на пищевое сырье, а также широкими возможностями использования – аэромеханический конвейер может иметь различную протяженность и конфигурацию и подходит для перемещения продуктов под углом от 0 до 90 градусов, не теряя мощности.
Оборудование данного типа является отличным выбором для транспортировки муки, потому что любая пыль, создаваемая во время транспортировки, будет оставаться внутри передающей трубы, тем самым уменьшая риск возгорания. Такая защищенность соответствует требованиям ATEX.
Кроме того, аэромеханические конвейеры герметичны, экономичны и создают минимум шума. За счет того, что транспортировка происходит плавно, они идеально подходят для продуктов, которые нужно защищать от деградации, – в частности, их можно использовать и для сахара.
Аэромеханический конвейер обеспечивает ряд эксплуатационных преимуществ, когда необходимо свести к минимуму потери продукта и его возможное загрязнение, а также повысить «чистоту» оборудования и производительность оператора.
Гибкие винтовые конвейеры
Как показывает практика, производство некоторых хлебобулочных изделий больше подходит для внедрения автоматизированных конвейерных решений, чем другие ниши этой отрасли. Второстепенные ингредиенты в большинстве случаев обрабатываются вручную или с помощью систем микродозирования, обеспечивающих достаточную точность и скорость работы.
Особенно сложным ингредиентом является мука. В силу многочисленных разновидностей она может создать множество проблем, связанных с защитой от загрязнений и обеспечением требуемых гигиенических показателей, смешиванием и дозированием. Решить задачу транспортировки муки способен гибкий винтовой конвейер, имеющий только одну движущуюся часть-спираль.
При работе он постоянно перемешивает транспортируемое сырье, делает его однородным – и поэтому идеально подходит для перемещения муки. В зависимости от того, какой тип муки используется на производстве, выбирается наиболее подходящая спираль. В частности, для стандартной пшеничной муки оптимально подходят круглые шнеки.
Гибкая винтовая спираль, размещенная в трубе, благодаря особому принципу движения может передавать муку даже при размещении конвейера под углом. Этот тип оборудования особенно эффективен при работе именно с теми продуктами, которым не страшны механические воздействия и деградация. Большинство гибких шнековых конвейеров также могут оснащаться откидной ловушкой, быстроразъемными фланцами и обратной заглушкой для удобства очистки, что обеспечивает высокую гигиеничность такого оборудования.
Такие конвейеры, в частности, успешно используются на фабрике знаменитого производителя печенья и крекеров Jacob’s Bakeries Ltd. Здесь с помощью гибких шнеков мука подается непосредственно в смеситель.
Транспортировка сахарной пудры также может создать существенные проблемы, поскольку этот широко используемый ингредиент достаточно легко воспламеняется. Для минимизации этого риска нужно выбрать конвейерную систему с соответствующими защитными характеристиками, а также обеспечить выполнение положений европейской директивы ATEX.
Еще одна проблема с сахарной пудрой заключается в том, что она имеет тенденцию слеживаться при транспортировке. Поэтому может потребоваться вспомогательное оборудование, которое будет поддерживать рассыпчатую консистенцию перемещаемого потока, а также облегчит процесс выгрузки пудры в смеситель.
Также нужно учитывать, что сахарный песок обладает выраженными абразивными свойствами. Следовательно, конвейер должен быть устойчив к такому износу. В частности, отмечает Крис Бреннан, особой защиты требуют боковые стенки конвейера. Кроме того, сахар-песок, как и пудра, очень горюч и потенциально взрывоопасен, поэтому он может легко воспламениться при высоких температурах.
Выбираемый конвейер должен быть спроектирован таким образом, чтобы при его работе не происходило выбросов мелкодисперсного сырья и не накапливалось статическое электричество. Также нужно проконтролировать, чтобы не создавались условия, способные привести к возгоранию.
Дозирование
Дозатор сыпучих компонентов обеспечивает точное отвешивание или отмеривание сыпучего сырья массой от 1 до 450 кг и объемом до 900 л для последующей подачи на этапы производства. Предназначен для дозирования порошкообразной, мелкодисперсной и гранулированной продукции. Величина дозы отмеряется с помощью тензодатчиков, что делает процесс дозирования максимально точным. Дозаторы, разработанные конструкторами «Русской Трапезы», идеально подходят для работы в составе технологических линий в комплексе с оборудованием для бестарного хранения и транспортирования сырья. Но могут эксплуатироваться и в качестве обособленных технических единиц.
Дозатор жидких компонентов. Тип дозатора зависит от характеристик дозируемого сырья. «Русская Трапеза» предлагает широкую линейку оборудования, в том числе: дозатор воды, дозатор растопленного маргарина и жира, дозатор жидкой патоки и многие другие.
Основное назначение — дозирования порций различных жидких продуктов и компонентов на кондитерских и хлебопекарных предприятиях. Технические характеристики дозатора и способ его установки зависит от индивидуальных условий каждого проекта. Так, например, для дозирования патоки и растопленного жира оборудование обеспечивает постоянное поддержание заданной температуры на определённом уровне.
Система управления и интеграция с 1С
Система управления ресурсами предусматривает построение системной платформы управление ресурсами, эффективностью и производственным циклом предприятия, включая удаленное управление, мониторинг процессов и облачное хранения данных. Подробнее >>>
Интеграция весового комплекса с системой 1С
Модуль интеграции для взаимодействия весового оборудования и системы 1С (ERP 2.0, УПП) — это новая разработка компании. Главная задача модуля — двусторонний обмен данными между системами. Подробнее >>>
Решение о том, какое оборудование подойдет для Вашего предприятия, помогут принять специалисты «Русской Трапезы» после тщательного изучения особенностей производства. Все проекты разрабатываются и реализуются под контролем штатного технолога холдинга.
Тестирование продукта
При выборе правильного конвейера для сыпучих ингредиентов важно провести его комплексное тестирование. Оно позволит удостовериться, что сделан правильный выбор и что в будущем не возникнет каких-либо скрытых проблем и сложностей с использованием оборудования.
Поэтому рекомендуется выбирать поставщиков, имеющих собственную испытательную лабораторию, где можно убедиться в эффективности работы любого конвейера из предлагаемой линейки, а также наполнителей и разгрузчиков мешков и других дополнительных устройств.
Крис Бреннан приводит различные ситуации, при которых рекомендуется проводить тестирование оборудования:
Приобретается конвейер или машина нового типа, который ранее не использовался, или же в старую систему добавляется новый продукт. Как показывает практика, не все материалы ведут себя одинаково на разных конвейерах. И тестирование в реальных условиях с конкретным видом сырья обеспечит максимальную наглядность.
Материал, с которым предстоит работать конвейеру, достаточно сложен в обращении. Это, прежде всего, рыхлые, липкие, гигроскопичные виды ингредиентов.
Покупка делается впервые у нового поставщика. Уважающий себя и своего клиента продавец оборудования для транспортировки пищевого сырья сам порекомендует покупателю провести испытание с конкретными видами продукции, чтобы избежать впоследствии каких-либо проблем.
Должна быть достигнута определенная пропускная способность.
В ходе тестирования эксперт Spiroflow также рекомендует оценивать следующие рабочие параметры:
Эффективность смешивания и разделения ингредиентов и их сочетаний – в ходе тест следует оценить, будет ли продукт смешиваться/разделяться и насколько эффективно.
Скорость потока – разные ингредиенты могут сильно различаться по своим характеристикам в транспортируемом по конвейеру потоке. Некоторые ингредиенты будут слеживаться и уплотняться, тогда как другие, напротив, могут разжижаться при перемещении. И только испытания в реальных условиях помогут определить характер поведения сырья.
Свойства частиц – объемные и твердые хлебопекарные ингредиенты могут сильно различаться по составу и размеру частиц, форме и плотности, и понимание характеристик продукта является едва ли не ключевым моментом при проектировании конвейерной системы и выборе оборудования.
Транспортирование компонентов
Пневматический транспорт — применяется для погрузочно-разгрузочных работ, а также транспортировки муки из мест складирования в производственные подразделения. Герметичность системы минимизирует распыл и, как следствие, потери продукта.
Вакуумный транспортёр осуществляет процесс перегрузки сыпучих продуктов из одной точки в другую с заданной цикличностью. Перемещение по трубопроводу происходит за счёт разряженного воздуха в транспортной системе. Максимальная производительность — 3,5 тонн в час. Высота подъема перемещаемого продукта — до 6 м, что позволяет перемещать сыпучее сырьё на разные этажи производства.
Спиральные транспортные системы — наиболее распространённый и практичный вид транспортных систем. Благодаря гибким шнекам удаётся достичь максимально эффективной организации процесса приемки, растаривания, хранения, транспортирования, просеивания и дозирования продуктов на производстве.
К основным преимуществам специалисты относят: минимальный расход электроэнергии и экономию производственных площадей, отсутствие шума, пыли и конденсата, конструктивную универсальность (могут создавать новые линии или встраиваться в уже действующие), а также надёжность и долговечность трасс. Производительность — до 5 тонн в час.