Проектирование молочных заводов
Промышленность – основа экономики современного мира. Без массового производства потребляемой продукции и сырья существование человечества будет под вопросом. Проектирование производственных площадок – специальная сфера проектирования, которая имеет множество нюансов и при ее проектировании требуется специализированные знания, особенно в зависимости от сферы деятельности промышленного предприятия.
Проектирование молочных заводов – один из разделов проектирования промышленных предприятий . Для разработки данного типа проектов потребуются знания не только в области строительства и проектирования, но и в области технологии производственных процессов, протекающих на заводе. Проектирование молочных заводов – это совместная работа не только инженеров, проектировщиков и конструкторов, но и технологов, обладающих знаниями в сферах пищевой промышленности и производстве молочной продукции в частности.
Разработка проектов молочных заводов может быть как индивидуальной, так и типовой. Обе технологии проектирования заводов имеют свои достоинства и недостатки. Типовые проекты разрабатывают в целях обеспечения строительства многократно повторяющихся предприятий или отдельных зданий и сооружений заранее подготовленными экономическими проектами. Использование типовых проектов молочных заводов ведет к уменьшению затрат на проектирование и сроков проектирования, вследствие единоразовой разработки комплекса проектных решений, которые будут применяться многократно в будущем. Но, тем не менее, при выборе типового проекта молочного завода, потребуется разработка технических решений и графических материалов по внеплощадочным работам и объектам – подъездным путям, внешним сетям и коммуникациям завода и т.д.
1. Заводы цельномолочной промышленности – размещаются, как правило, в городах и поэтому называются городскими молочными заводами. Радиус зоны доставки молока для таких заводов может достигать несколько сотен километров. При проектировании данных типов молочных заводов придерживаются двух тенденций:
- создание предприятий по выпуску цельномолочной промышленности широкого ассортимента (это необходимо там, где имеется один завод)
- специализация цельномолочных предприятий, т.е. к проектированию и строительству предприятий с продукцией ограниченного ассортимента.
На городских молочных заводах предусматривается производство масла, сыра сгущенной сыворотки или молочного сахара.
2. Молочноконсервные заводы – бывают молочноконсервные заводы по производству стерилизованного молока, сгущенного молока с сахаром, сгущенного стерилизованного, сухих детских продуктов и сухого молока. Основные технологические процессы - сгущение и сушка. Эти процессы требуют больших затрат энергии. Для осуществления этих процессов применяется сложное и громоздкое оборудование, кроме того, молочноконсервные заводы оснащены сложными и дорогими жестянобаночными линиями, сложными расфасовочными и закаточными автоматами. Таким образом, молочноконсервные заводы – предприятия с высокой технической и энерготехнической вооруженностью, требующие значительных капиталовложений в проект. Эти предприятия, как правило, мощностью 100 т и более переработанного молока в смену, поэтому их поектирование целесообразно в местах с высокоразвитым молочным животноводством, где можно заготовить большой объем молока с единицы площади сырьевой зоны. При молочноконсервных заводах обычно предусматривают проектирование цехов по производству масла и цельномолочной продукции.
3. Маслодельные заводы - классифицируют на маслоказеиновые, маслодельные с цехами по производству пищевого казеина, маслодельные с цехами по производству сгущенного обезжиренного молока, маслодельные с цехами по производству сухого обезжиренного молока и т.п. Обычно маслодельные заводы проектируются вдали от крупных городов, в местах с большим производством молока, средняя мощность таких заводов составляет 40-50 т переработанного молока в смену. В настоящее время маслодельные заводы редко проектируют отдельно, а производство масла концентрируется на молочноконсервных, сыродельных и городских молочных заводах.
4. Сыродельные заводы - различаются по видам вырабатываемых сыров и проектной мощности (25 т и более переработанного молока в смену). Существуют заводы с цехами по сгущению и сушке сыворотки, производству молочного сахара (лактозы). На сыродельных заводах, кроме того, проектом предусматривается производство масла и цельномолочной продукции.
5. Холодильники и маслосырбазы - проектировались для приема и хранения готовой продукции, поступающей с расположенных в определенном радиусе заводов. В дальнейшем маслосырбазы стали играть и оперативно-техническую роль, т. е. ремонтировать тару и оборудование, изготовлять некоторые запчасти и т.п. В настоящее время маслосырбазы участвуют в производственном процессе – на них осуществляется дозревание и созревание. Как правило, при маслосырбазах проектируются цехи по производству плавленых сыров. Современные маслосырбазы оборудованы холодильниками на 500, 1000, 2000, 3000 и 5000 т единовременного хранения продукции.
6. Заводы сухого обезжиренного молока и заменителей цельного молока - проектируют в районах развитого молочного животноводства и крупных животноводческих комплексов. В связи с тем, что на заводах сухого обезжиренного молока (СОМ) и заменителей цельного молока (ЗЦМ) осуществляются процессы сгущения и сушки, они требуют больших затрат тепловой энергии и воды. Как и молочноконсервные предприятия, они оснащаются сложным и дорогостоящим оборудованием и являются заводами высокой технической и энерготехнической вооруженности. На таких заводах предусматривается производство масла и цельномолочной продукции.
7. Фабрики (цехи) по производству мороженого - строят в крупных городах. Технологический процесс производства мороженого требует больших затрат холода, поэтому данные предприятия проектируются в основном при хладокомбинатах и холодильниках, имеющих большие мощности холодильной техники.
8. Заводы по первичной обработке молока - приемка молока, очистка, частичное сепарирование его, охлаждение до температуры 4-6 С и хранение до отправки на молочный завод. В зоне маслозаводов имеются приемные пункты и сепараторные отделения, на которых осуществляются приемка, охлаждение и отгрузка молока на маслозавод или сепарирование молока. При этом обезжиренное молоко частично возвращается сдатчикам, а остальное перерабатывается на сыр, сгущенное или сухое молоко, а также казеин. Сливки, полученные при сепарировании, пастеризуются, охлаждаются и отгружаются на маслозавод. В зоне сыродельных и молочноконсервных заводов имеются только приемные пункты для сбора, хранения и отгрузки молока. С развитием в настоящее время тенденции прямой связи ферма молочный завод необходимость в наличии предприятий для первичной обработки молока (приемные пункты и сепараторные отделения) потеряла свою функциональность, и такие предприятия в зоне молокосбора в основном аннулированы и проектируются крайне редко.
В состав проекта молочного завода входят такие здания, как:
1. Производственные здания - цеха и участки по изготовлению продукции согласно ассортиментной программе данного молочного завода;
2. Подсобно-производственные здания, предназначенные для обслуживания основного производства молочного завода (ремонтно-механические, слесарные, столярные мастерские, вентиляционные камеры, отделения мойки и т.д.);
3. Складские здания для хранения тары, припасов, материалов, полуфабрикатов, инвентаря и оборудования молочного завода;
4. Здания транспортного хозяйства для обслуживания средств транспорта молочного завода (гаражи, авторемонтные мастерские и др.);
5. Энергетические здания для размещения производств по выработке электроэнергии, пара, сжатого воздуха, холода молочного завода (котельные, компрессорные, трансформаторные, газораспределительные подстанции т.п.);
6. Административно-бытовые здания (вспомогательные) для размещения заводоуправления, столовых, красных уголков, бытовых помещений, медпункта или здравпункта и т.п.
• Федеральный закон от 29 декабря 2004 г. N 190-ФЗ «Градостроительный кодекс Российской Федерации».
• Федеральный закон от 30.12.2009 N 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».
• Федеральный закон от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
• Федеральный закон от 23 ноября 2009 г. N 264-ФЗСП 118.13330.2012 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
• СП 112.13330.2011 «Пожарная безопасность зданий и сооружений».
Проектирование молочных заводов осуществляется с соблюдением действующих норм и правил для проектирования промышленных предприятий:
• СП 56.13330.2011 «Производственные здания».
• СП 43.13330.2012 «Сооружения промышленных предприятий».
• СП 44.13330.2011 «Административные и бытовые здания»
• СП 2.2.1.1312-03 «Гигиенические требования к проектированию вновь строящихся и реконструируемых промышленных предприятий».
• СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».
• СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях».
• СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий».
Состав проекта, его основные разделы и требования к их наполнению определяются согласно:
• Постановление Правительства РФ от 16.02.2008 г. N 87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию».
Существуют ведомственные нормы для отрасли молочного хозяйства, на которые следует опираться при проектировании технологической части молочных заводов:
• ВНТП 645/1618-92 Нормы технологического проектирования предприятий молочной промышленности
• ВСТП-645/619 Санитарные требования к проектированию предприятий молочной промышленности
• Санитарные правила и нормы СанПиН 2.3.4.551-96 "Производство молока и молочных продуктов"
Проектирование молочных заводов должно быть обусловлено близостью к месту расположения завода основных транспортных магистралей, ведь в молочном производстве зачастую требуются бесперебойные поставки сырья, а также бесперебойный вывоз готовой продукции, чтобы избежать перегрузки складских помещений.
Исходя из вышеуказанного, основными параметрами, учитываемыми при выборе места расположения проектируемого молочного завода являются:
1. Потребность завода в сырье и способ его доставки. Этот параметр учитывает не только близость расположения завода к основным транспортным развязкам, но и наличие источников сырья для изготовления молочной продукции и точек сбыта готовой молочной продукции в регионе. Ведь при отсутствии в регионе молочных ферм и других поставщиков молочного сырья может быть поставлен вопрос о целесообразности строительства данного типа завода в этой местности, либо при выборе места придется учитывать близость расположения, например, железнодорожной ветки для подвоза молока в автоцистернах из других регионов.
2. Потребность молочного завода в электроэнергии, водоснабжении и других ресурсах. Действующее производство молочной продукции требует больших энергетических ресурсов. При проектировании молочных заводов в черте городской застройки может создаться чрезмерная нагрузка на городские электрические сети. А при расположении проектируемого молочного завода за городской чертой следует выбирать электрифицированный участок, либо участок, электрификация которого будет экономически рациональна и проект которой наименее затратен. Тоже самое и с остальными поектируемыми инженерными системами – водоснабжением, канализацией и пр.
3. Потребность проектируемого молочного завода в трудовых ресурсах. Строительство крупных молочных заводов в местности с маленькой плотностью населения не всегда будет являться целесообразным, т.к. для обеспечения нужд предприятия потребуется большое количество персонала, в том числе квалифицированного.
При проектировании водоснабжения промышленного молочного завода, следует предусматривать резервуары с водой для обеспечения питьевой водой промышленного предприятия в пиковые периоды, а также для нужд пожаротушения. Также при проектировании молочного завода целесообразно использование в проекте оборотных систем водоснабжения, т.к. зачастую для охлаждения молочной продукции и для прочих технологических нужд завода используется вода.
В цехах с открытыми технологическими процессами, творожном, сыродельном, в цехах по производству детских продуктов, а также в заквасочной, в цехах для расфасовки сгущенного молоха с сахаром, стерилизованного молока и др. должна быть запроектирована очистка приточного воздуха от пыли.
Для защиты от насекомых в проекте предусматривают специальные сетки. Расфасовочные помещения должны проектироваться с возможностью использования в них бактерицидных ламп.
Расстановка в проекте технологического оборудования должна производиться в соответствии с технологической схемой, обеспечивать поточность технологического процесса, краткие и прямые коммуникации молокопроводов, исключать встречные потоки сырья и готовой продукции.
Оборудование, аппаратура и молокопроводы должны быть запроектированы таким образом, чтобы обеспечивался полный слив молока и моющих растворов, и все части, соприкасающиеся с молоком и молочными продуктами, были доступны для очистки, мытья и дезинфекции.
Молокопроводы должны проектироваться разъемными.
Для локальной очистки загрязненных сточных вод следует предусматривать в проекте:
- в цехах по производству масла сбор первых ополосков от оборудования, молокопроводов и сепарирование их для улавливания жира - жироуловители;
- грязеотстойники с бензомаслоулавливателем на площадках для наружной мойки автомашин;
- нейтрализационные установки для стока от централизованной мойки оборудования при pH общего стока более 8,5.
Сточные воды молочных предприятий перерабатывают с помощью физико-химических и биологических методов очистки. Однако, из-за высоких затрат на реагенты и недостаточной эффективности очистки при физико-химических процессах очистки, как правило, предпочтительнее использовать биологические процессы. Из биологических процессов для очистки сточных вод молочной промышленности часто применяется очистка в прудах-накопителях, в установках для переработки активированного ила или анаэробная очистка.
Сточные воды молочного предприятия, очищенные от грубых твердых примесей, насосом подаются в смесительный уравнительный бассейн. Затем сточные воды молочного предприятия подаются на установку флотации. После чего они проходят следующий этап очистки - биологическую очистку в аэротенке, которая включает в себя денитрификацию (удаление азота), нитрификацию (окисление до получения нитратов), дегазацию (удаление газов) и окончательное осветление. Стоки из вторичного отстойника собираются в резервуаре сбора очищенных сточных вод и далее сбрасываются в ручей. Флотационный ил и избыток активированного ила после сгущения в метантенке поступает в резервуар-накопитель, откуда шнековыми насосами подаётся на шнековый пресс, где происходит обезвоживание осадка. Обезвоженный шлам в дальнейшем используется в сельском хозяйстве. Биогаз, полученный при перегнивании ила, используется на теплоэлектроцентрали или в бойлере для получения тепла и электроэнергии, которая применяется, в основном, для собственных нужд завода.
