Проектирование предприятий пищевой промышленности

Основная цель проектирования

Любое предприятие пищевой промышленности, будь то молокозавод или цех по выпуску рыбных консервов, изначально начинается с проекта. Который, в свою очередь, начинается с общего задания на проектирование и технико-экономического обоснования (насколько вообще рентабельно строить предприятие). Ниже приведен план, как вообще происходит проектирование любого пищевого производства.

Подготовка документации, по которой можно создать в натуре намеченный к строительству, расширению, реконструкции или техническому перевооружению объект согласно заданным условиям.

Проект должен соответствовать ряду требований:

• Эксплуатационные – размеры и планировка всех зданий и сооружений, а также конструкторские решения должны обеспечивать нормальную, стабильную работу как инженерного, так и санитарно-технического оборудования;
• Экономические – минимальные затраты на строительство и эксплуатацию объекта;
• Инженерно-технические – прочность и устойчивость здания в целом и отдельных его элементов;
• Архитектурные – все здания и сооружения внешним видом, отделкой и материалами должны составлять единый архитектурный ансамбль с прилегающими сооружениями.

При проектировании пищевых предприятий «первая скрипка» принадлежит технологу. Потому как именно технолог разрабатывает технологическую схему производства, рассчитывает и выбирает основное оборудование, выдает задания специалистам – смежникам на разработку общеинженерных разделов проекта.

В зависимости от сложности и вида выпускаемой продукции, проект может разрабатываться в одну или две стадии.

Одностадийное проектирование

Одностадийное проектирование уместно при создании типовых и технически несложных объектов. В таком случае подготавливается технорабочий проект сразу со сводным сметным расчетом.

Двустадийное проектирование

Двухстадийное проектирование используется для технически сложных объектов с целью исключения ошибок и улучшения качества документации. В таком случае разработка проектной документации начинается с разработки проектных решений, а соответствующая им разработанная документация называется проект. Далее проект передаются на экспертизу и утверждение. И только после утверждения начинается вторая стадия – разработка технического проекта.

Все это хорошо, однако без технико-экономического обоснования (оно же предпроектные предложения) не имеет смысла затевать весь процесс. В какой-то степени технико-экономическое обоснование является бизнес-планом с расписанной стратегией развития предприятия, выбранной и обоснованной технологией производства, просчитанными сроками строительства и окупаемости проекта.

Помимо вышеперечисленных пунктов, в технико-экономическом обосновании нужно отразить следующие вопросы:

• географические координаты и характеристика района строительства;
• характеристика имеющейся в этом районе промышленности, перспективы ее развития и роста населения, описание существующих в районе строительства предприятий и обоснование необходимости строительства нового или реконструкции действующего предприятия;
• выбор сырьевой зоны;
• перспектива развития сырьевой базы на 10-15 лет;
• сезонность поступления сырья на проектируемое предприятие;
• режим работы пищевого предприятия, определение типа предприятия, проектной мощности и ассортимента готовой продукции будущего производства;
• технологическая характеристика и особые условия технического оснащения;
• изыскания по обеспечению будущего или реконструируемого предприятия необходимыми материалами, энергетическими ресурсами;
• вопросы кооперирования, обеспечения предприятия рабочим персоналом;
• особые условия для проектирования подсобно-вспомогательных служб и складов;
• обеспечение предприятия топливом, водой, паром, холодом;
• условия сброса сточных вод;
• срок строительства и очередность ввода мощностей.

Технико-экономическое обоснование (ТЭО)

Первый этап предпроектных работ. И на основании ТЭО выполняется задание на проектирование. Ответственность за разработку задания несет заказчик. В задании на проектирование содержатся следующие сведения:

• наименование производства и предприятия;
• основание для проектирования;
• вид строительства;
• стадийность проектирования;
• требования по вариантной и конкурсной разработке;
• особые условия строительства;
• основные технико-экономические показатели объекта, в том числе мощность, производительность, производственная программа;
• требования к качеству, конкурентной способности и экологическим параметрам продукции;
• требования к технологии, режиму предприятия;
• требования к архитектурно-строительным, объемно-планировочным и конструктивным решениям;
• выделение очередей и пусковых комплексов, требования по перспективному расширению предприятия;
• требования и условия по разработке природоохранных мер и мероприятий;
• требования к режиму безопасности и гигиене труда;
• требования по ассимиляции производства;
• требования по разработке инженерно-технических мероприятий гражданской обороны и мероприятий по предупреждению чрезвычайных ситуаций;
• требования по выполнению опытно-конструкторских и научно-исследовательских работ;
• состав демонстрационных материалов.

На этом этапе работ, как и в течение всего процесса проектирования, используется внутренняя и внешняя информация.

• Внутренняя – это опыт, знания и квалификация проектировщиков, собственная библиотека знаний, а также библиотеки и архивы проектных институтов.
• Внешняя –  это вся информация, полученная от заказчика и иногда от исследовательских институтов.

Вся информация составляет исходные данные для проектирования и ее объем зависит от характера намеченного строительства (новострой, реконструкция, расширение) и состава планируемого объекта.

После составления ТЭО и задания на проектирование разрабатывается проектная документация. Ее основная задача – конкретизация и проверка решений, принятых при составлении обоснования инвестиций.

Рабочий проект при одностадийном проектировании содержит:

• пояснительную записку с технико-экономическим обоснованием;
• перечень типовых и повторно применяемых экономичных проектов;
• изменения и дополнения в связи с привязкой их к местным условиям;
• сводную смету;
• рабочие чертежи (генерального плана, архитектурно-строительных планов, чертежи зданий, технических трубопроводов, фундаментов под оборудование и т.д.);
• паспорт рабочего проекта.

При двухстадийном проектировании проект содержит такие разделы:

• общая пояснительная записка;
• генеральный план и транспорт;
• технологические решения;
• управление производством, предприятием и организация условий и охраны труда рабочих и служащих;
• архитектурно-строительные решения;
• инженерное оборудование, сети и системы;
• организация строительства;
• охрана окружающей среды;
• инженерно-технические мероприятия гражданской обороны, мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций;
• сметная документация;
• эффективность инвестиций.

Подготовленный рабочий проект представляется на экспертизу и утверждение.

Рабочая документация разрабатывается на основании утвержденного проекта и состоит из рабочих чертежей, смет, ведомостей объемов строительных и монтажных работ, ведомостей потребности в материалах, спецификации на оборудование, паспорта строительных рабочих чертежей и сооружений. Рабочие чертежи подразделяются на чертежи для производства строительных и монтажных работ, для установки технологического и другого оборудования, сетей и устройств всех видов энергоснабжения, элементов строительных конструкций и некоторые другие.

Остановимся более подробно на проектировании технологической части. Потому как это основная составляющая именно при проектировании предприятий пищевой промышленности.

Проектирование технологической части начинается с продуктового расчета (она же производственная программа). А непосредственно перед продуктовым расчетом разрабатываются схемы технологического направления переработки сырья. Схема переработки сырья зависит от видов продуктов и полуфабрикатов конкретного производства и дает возможность правильно выбрать технологию. Продуктовый расчет необходим для определения производства, интенсивности технологических процессов, необходимого количества технологического оборудования, вспомогательных материалов, воды, энергии, помещений для хранения сырья и готовой продукции. С помощью продуктового расчета по заданному количеству сырья рассчитывают количество полуфабрикатов и отходов производства, или наоборот, от готовой продукции – потребность в сырье, количество полуфабрикатов и отходов.

Результаты продуктового расчета сводят в таблицу, отражающую движение сырья, полуфабрикатов и готовой продукции.

После выработки продуктового расчета идет расчет мощности пищевых предприятий, то есть максимально возможная переработка сырья или выработка готовой продукции в единицу времени. Мощность предприятия определяется по технической норме производительности ведущего оборудования. Например, в хлебопекарной промышленности производственная мощность предприятия определяется количеством и максимальной производительностью установленных хлебопечей; в консервной – основное производство представлено несколькими цехами с предметной специализацией и производственная мощность складывается из мощности этих цехов; производственную мощность пивоварни определяют по производительности трех цехов: варочного, бродильного и лагерного; в молочной промышленности суммируют расчеты перерабатывающего предприятия и городского молокозавода.

После расчета мощности предприятия следует определиться с технологией производства, которая зависит от ряда факторов:

• ассортимент продукции и вид сырья;
• выбранные технологии должны обеспечить производство продукции в заданном ассортименте и с требуемым качеством;
• качество сырья;
• максимальное использование сырья;
• улучшение качества продукции;
• сокращение числа операций;
• способ осуществления технологической операции или процесса;
• сокращение длительности технологических операций.

В целом, при выборе технологии пищевого производства следует руководствоваться такими принципами:

• разработка маловодных, бессточных и малоотходных технологических процессов, замкнутых по отношению к окружающей среде;
• создание малоотходных технологий, позволяющих максимально и комплексно извлекать все ценные компоненты сырья, превращая их в полезные продукты;
• создание технологии с низкой энерго-, ресурсо- и капиталоемкостью, позволяющих выпускать качественную и конкурентоспособную продукцию.

После выработки оптимальной технологии производства происходит выбор и обоснование технологической схемы, которая должна обеспечить высокое качество продукции. Поэтому чем меньше потери и отходы в производстве при сохранении высокого качества продукции, тем лучше выбранная технологическая схема.

Далее необходимо построить график технологических процессов с целью определения режима работы предприятия, продолжительности и последовательности операций в течение суток (смены), взаимосвязи отдельных операций. Все это необходимо для последующего подбора и расчета машин и аппаратов, и последующего построения графика работы технологического оборудования. Также по графику технологических процессов устанавливается продолжительность и очередность работы машин, проверяется правильность их подбора и расчета. Он служит основанием для определения расхода электроэнергии, пара, воды, холода на технологические нужды.

Выбрав технологию производства, рассчитав необходимое количество оборудования и построив график технологического процесса, необходимо выбрать площадку для строительства (если это новое строительство) и расположить оборудование на выделенной территории. Выбором площадки занимается заказчик. При этом следует учитывать две основные группы факторов, влияющие на выбор площадки. Это:

1. размеры площадки, особенности архитектуры зданий и сооружений предприятия, санитарная вредность проектируемого и соседних предприятий;
2. транспортные условия размещения предприятия;
3. ориентировочная потребность в сырье и расположение источников сырья и рынков сбыта готового продукта;
4. расположение источников и способы получения электроэнергии, пара, воды, а также условия устройства канализации;
5. потребность в рабочей силе (по квалификациям);
6. количество и состав отходов, подлежащих удалению, способы их обезвреживания; возможности комбинирования производств;
7. условия подвоза строительных материалов.

Также необходимо максимально эффективно скомпоновать производственные цеха и увязать их с генеральным планом так, чтобы были обеспечены грузовые потоки, взаимосвязь между производственными цехами и другими объектами, удобное движение людей по заводской территории и т.д.

Далее наступает самый ответственный этап – планировка оборудования. И здесь есть ряд положений, соблюдение которых позволяет добиться хороших результатов планировки и компоновки оборудования:

• расположение оборудования для обеспечения кратчайших путей движения сырья от начальной до конечной стадии;
• планировка оборудования в производственном цехе осуществляется с таким расчетом, чтобы здание имело рациональную прямоугольную конфигурацию и размеры, позволяющие использовать стандартные строительные конструкции;
• расстановка оборудования в последовательности, соответствующей протеканию производственного процесса. При этом не обязательно расставлять оборудование строго последовательно. Важно, чтобы сырье по пути своего движения не делало петель.

Подведем итоги

1. Проектирование, в частности предприятий пищевой промышленности – процесс, при реализации которого приходится многократно возвращаться с последующих этапов разработки проекта на предыдущие для пересмотра принятых ранее решений, документации, ее улучшения и доработки;
2. Проект пищевого производства (в зависимости от сложности производства) может разрабатываться в одну или две стадии. При двухстадийном проектировании сначала разрабатываются проектные решения (ТЭО). И только после утверждения проектных решений начинается собственно разработка проекта;
3. Основная роль при проектировании предприятий пищевой промышленности принадлежит технологу;
4. От правильности выбора технологии, а также выбора и обоснования технологической схемы производства зависит, будет ли данный проект иметь право на жизнь;
5. Важнейший раздел – проектирование технологической части, в частности компоновка оборудования.