Дипломная работа: Виробництво кормового білка

Таким чином, застосування деяких підходів матеріально - енергетичного балансу росту при вирощуванні біомаси мікроорганізмів дозволяє оперативно оцінювати й оптимізувати ефективність росту й продуктивність ферментера [19].

Продуктовим розрахунком визначається потреба в сировині та допоміжних матеріалів, а також кількість проміжних продуктів виробництва.

При проведенні розрахунків використовуються наступні вихідні дані:

-  річний виробіток білка;

-  кількість вихідної сировини;

-  число робочих днів у році;

-  апаратурно-технологічна схема виробництва білків.

На підставі прийнятої схеми вибираються наступні технологічні показники:

-  число стадій вирощування білків;

-  тривалість одержання білка на кожній стадії;

-  вихід білка у % до маси молочної сироватки;

-  ступінь розведення середовища;

-  величина засіву в % до маси молочної сироватки;

-  питома швидкість росту дріжджів.

На основі розрахунків (з урахуванням якості молочної сироватки і мінерального харчування) визначається витрата молочної сироватки, витрата мінерального харчування, вироблення білків по кожній стадії за добу.

Визначається витрата основної сировини і допоміжних матеріалів на річну і добову продуктивність заводу. Отримані дані використовуються для підбора і розрахунку технологічного устаткування.

Витрата молочної сироватки в кожній стадії визначається на підставі корисного обсягу апарата, призначеного для проведення даної стадії:

де М – витрата молочної сироватки, кг;

YП – обсяг апарата корисний, м3.

Кількість засівних дріжджів Д0 визначається по кожній стадії, по формулі:

де Д0 – кількість засівних дріжджів, кг;

g – величина засіву в % до маси молочної сироватки.

Вироблення білка по стадіях визначається по формулі:

де Д – вироблення білка по стадіях, кг;

В – вихід білка у % до маси молочної сироватки.

З формули основного закону експонентного росту мікроорганізмів визначається коефіцієнт швидкості нагромадження біомаси дріжджів ( модуль швидкості росту) К і коефіцієнт годинного приросту Н:

де Д0 – коефіцієнт швидкості нагромадження біомаси дріжджів (модуль швидкості росту).

Н – коефіцієнт годинного приросту:

t – час тривалості процесу, год.

Для характеристики процесу одержання білка необхідно підрахувати нагромадження дріжджів по стадіях:

де С – нагромадження дріжджів по стадіях, кг/м3.

Річна кількість товарних циклів визначається по формулі:

де П – річна продуктивність, т

Дт – отримано білка кг у товарній стадії з 1 – ого апарата

t – тривалість одержання білка у товарній стадії, год;

4 – число годин необхідних на звільнення апарата, його мийку і дезінфекцію.

Витрата дріжджів на засів в рік визначається по формулі:

Д0рік = Црік*Д0 ( на 1 засів)

Стадія товарного апарата:

М = 37,8*103 = 37800 кг

кг;

Визначаємо річну кількість циклів у рік:

Црік =

Для вироблення 900 т білка буде потрібно n = 265/300 = 0,8, тобто одна технологічна лінія товарної стадії.

Усі раніше отримані дані по витраті молочної сироватки, дріжджів, нагромадженню білка дають можливість обчислити витрату молочної сироватки на вироблення 10 кг білка по формулі:

 (М і Д – сума по всій технологічній стадії)

До основних матеріалів у білковому виробництві відносяться: сульфат амонію, діамоній фосфат, хлорид калію, екстракт кукурудзи.

Розрахунок кількості діамоній фосфату в кг вичислюється по формулі:

де Ф – кількість фіамоній фосфату, кг;

Д – вироблення білка у даній стадії, кг;

Р – кількість, що передбачається, Р2О5 у білку, %;

1,1 – коефіцієнт, що враховує надлишок Р2О5 у середовищі, що складає 10 % від його кількості, що утримується в білку даної стадії;

51,2 – вміст Р2О5 у діамоній фосфаті, %.

Розрахунок кількості діаммонію фосфату для товарного порядку:

Розрахунок кількості сульфату амонію по стадіях виробництва здійснюється по формулі:

,

де С – кількість сульфату амонію, кг;

N2др, N2мол.сив.., N2дф – вміст азоту відповідно в дріжджах, молочній сироватці, діамоній фосфаті, %;

М – витрата молочної сироватки по стадіях, кг;

21 – вміст азоту в сульфаті амонію для товарної стадії, %.

Зразковий розрахунок задачі сульфату амонію для товарної стадії:

Розрахунок хлориду калію по стадіях виробництва, кг:

де Д0 – кількість хлориду калію, кг;

3,5 – необхідний вміст К2О в молочній сироватці, %;

k – вміст К2О, що переробляє мій молочною сироваткою;

М – кількість молочної сироватки для виробництва 10 кг білка даної стадії, кг;

К1 – вміст К2О в хлориді калію, %.

Зразкова витрата солей хлориду калію для товарного порядку:

Використовуючи норми витрат допоміжних матеріалів на вироблення 10 кг білка, величини їх затрат у виробництві можна розрахувати на задану річну продуктивність заводу.

4.2 Тепловий баланс

З метою відведення тепла, що виділяється в результаті одержання білка, ферментери обладнанні виносними теплообмінниками. У яких культуральне середовище охолоджується водою.

Вихідні дані: середнє питоме тепловиділення – 4171 кДж/кг дріжджів;

Приріст дріжджів у ферментаторі – 800 кг/год;

Культуральне середовище охолоджується від 32 °С до 26 °С;

Початкова t охолоджувальної води 10 °С;

Кінцева t води 27 °С.

Загальна кількість тепла, що відводиться від охолоджувального середовища:

Qбіол = 4171*800 = 3336,8*1000 кДж/год

Кількість тепла, що відводиться аеруючим повітрям:

Qпов = 54,6*4500 = 245,7*1000 кДж/год

54,6 кДж/кг – збільшення теплоємкості;

4500 км/год – кількість повітря, що надходить в апарат.

З достатньої для інженерних розрахунків точністю кількість тепла, що витрачається на нагрівання води, що доливається в апарат. Молочна сироватка і розчини живильних солей, приймається 5 % від Qбіол.

Qжив = 0,05*3336,8*103 = 166,8*1000 кДж/рік.

Тоді кількість тепла, що відводиться з охолоджувальною водою в пластинчастому теплообмінику:

Qвод = Qбіол – Qпов – Qжив = 2924,3*103 кДж/рік

Витрата холодної води на охолодження середовища в теплообміннику:

де і  - початкова і кінцева t охолоджувальної води;

р – щільність води при середній t 998,4 кг/м3;

с – питома теплоємкість води при t 4,205 кДж/(кг*К).

Середня різниця t теплообмінних рідин:

26 °С 32 °С

живильне середовище

10 °С 27°С

Вода

Коефіцієнт теплопередачі приймаємо К = 1200 Вт/(м2*К).

Поверхня охолодження теплообмінника:

Приймаємо найближчу стандартну поверхню F = 80 м2.

Продуктивність пластинчатого теплообмінника по культуральному середовищу розрухуємо по рівнянню:

Y – продуктивність теплообмінника, м3/год;

рс – відповідно щільність і питома теплоємність культурального середовища:

5. Обґрунтування економічної доцільності застосування кормових дріжджів при виробництві білка

Метою цього розділу є розрахунок економічної ефективності та строку окупності прийнятого технологічного рішення.

Для розрахунку економічної ефективності необхідно:

-  вибрати аналог для порівняння з розробленим технічним рішенням;

-  проаналізувати натуральні показники;

-  мати дані о собівартості продукції по новому варіанту;

-  порівняти витрати;

-  розрахувати одноразові капітальні витрати;

-  визначити економічний ефект.

Натуральними показниками з порівнянним варіантом можуть бути: потужність, витрати сировини та матеріалів, енергоємність (витрати різних видів енергії); потрібна кількість обладнання та його характеристики; трудоємкість або чисельність працюючих; тривалість циклу; показники якості продукції (ґатунку, процент браку) та процесу (процент виходу корисної речовини, глибина перетворення) та інші.

Для розрахунку результату треба чітко визначити, що дає нова розробка: або підвищення виробництва, якості продукції, або зменшення витрат. У всякому випадку треба визначити обсяг виробництва на підставі заданої потужності. Інколи результат необхідно підрахувати в обсязі не тільки одного підприємства, а навіть усієї галузі.

Оцінити ефективність капітальних вкладень – це означає вибрати з альтернативних варіантів у процесі створення нового або раніше створеного найекономічніші способи витрачання капіталу. Економічний ефект розуміють як різницю між затратами у грошовому виразі і результатами. Ефект – це корисний результат: економічний, соціальний, екологічний, науково-технічний.

Порівняння результату з витратами називається економічною ефективністю капіталовкладень.

Витрати на обладнання можуть бути визначені згідно дольових капітальних витрат, по галузі, по різноманітним виробництвам. По структурі основних фондів галузі визначаються вартість будівель, споруд та інших основних фондів. Інші капітальні вкладення визначаються як витрати, що здійснюються до виробництва. Поточні витрати визначаються згідно із структурою собівартості.

Визначаються витрати на сировину, матеріали та енергоресурси по дольовим нормам витрачення. Попередньо необхідно визначити річних обсяг випуску продукції. Чисельність працюючих визначається по типовим штатним галузевим нормативам.

5.1 Обсяг виробництва

Обсяг виробництва можна визначити за формулою (5.1):

Q1 = А * П1 * Т * Квик.об, (5.1)

де А – кількість апаратів, А = 1;

П – потужність одного апарату, П1 = 0,23 т/год;

Т – кількість робочих годин на рік;

Квик.об – коефіцієнт використання обладнання, Квик.об = 0,85.

Кількість робочих годин на рік розраховуємо за формулою (5.2):

Т = Траб * Nзм * t, (5.2)

де Траб – кількість робочих днів у році;

Nзм – кількість змін, Nзм = 3;

t – тривалість однієї зміни, t = 8 годин.

Розрахуємо кількість робочих днів у році за формулою (5.3):

Траб = Ткіл – Трем, (5.3)

де Ткіл – кількість днів у році, Ткіл = 365 днів;

Трем – зупинка на капітальний і потоковий ремонт, Трем = 40 днів

Траб =365 – 40 = 325 днів.

Т = 325 * 3 * 8 = 7800 годин.

Розраховуємо обсяг виробництва:

Q1 = 1 * 0,23 * 7800 * 0,85 = 1525 т/рік.

5.2 Розрахунок витрат на створення технічних рішень

Витрати на створення технічних рішень знаходимо за формулою (5.4)

В = Впред + Вкап + Вінш, (5.4)

де Впред – витрати, що здійснюються до виробництва, витрати на дослідження проектування та конструювання до упровадження;

Вкап – витрати на основні виробничі фонди;

Вінш – інші витрати.

Розраховуємо суму капітальних витрат на основні фонди (Вкап). Вартість обладнання складає 100000 грн. До цього додаємо:

-  30% на обладнання, що не враховано – 30000 грн,

-  20% на монтаж – 20000 грн,

-  43% на комунікації – 43000 грн.

Вкап = 100000 + 30000 + 20000 + 43000 = 193000 грн.

Впред приймаються 10% від Вкап і складають 19300 грн.

Вінш приймаються 5% від Вкап + Впред і складають 10615 грн.

Таким чином витрати на створення технічних рішень складають:

В = 193000 + 19300 + 10615 = 222915 грн.

5.3 Розрахунок показника економічної ефективності

На рівні підприємства економічну ефективність Епр визначають співвідношенням суми одержаного прибутку Пр до вкладеного в підприємство капіталу В за формулою (5.5):

Епр =  (5.5)

При виробництві білка з використанням дріжджів, що приготовлені на молочній сироватці її собівартість складала С1 = 15456,2 грн., а ціна реалізації без ПДВ – Ц1 = 16668,4 грн.

При виробництві білка з використанням кормових дріжджів, а також внесення кукурудзяного екстракту значно покращуються вихід і якість отримання чистого білка. Собівартість такої продукції дорівнює: С2 = 17694,2 грн./т. Ціна без ПДВ дорівнює: Ц2 = 18923,4 грн./т.

Прибуток до введення використання нової технології складав:

Пр1 = (Ц1 – С1) * Q1 = (16668,4 - 15456,2) * 1525 = 1848605 грн./рік.

Прибуток після введення використання нової технології склав:

П2 = 0,25 т/год.

Q2 = 1*0,25*7800*0,85 = 1657,5 т/рік.

Пр2 = (Ц2 – С2) * Q2 = (18923,4 – 17694,2) * 1657,5 = 2037499 грн./рік.

Збільшення прибутку становить:

Пр = Пр1 – Пр2 = 2037499 – 1848605 = 188794 грн/рік.

Розраховуємо показник економічної ефективності:

Епр = 188794 / 222915 = 0,85

Епр співпадає з рентабельністю по економічному змісту.

Величина обернена показнику економічної ефективності відповідає строку окупності капіталовкладень Ток.

року.

Розрахувавши коефіцієнт економічної ефективності та строк окупності капіталовкладень ми можемо зробити висновок, що використання в якості стимуляторів росту дріжджів кукурудзяного екстракту, у результаті чого ми отримаємо чистий протеїн, є економічно доцільним.

6. Охорона праці й навколишнього середовища

6.1 Загальні питання охорони праці

Під охороною праці розуміють систему правових, соціально-економічних, організаційно - технічних, санітарно-гігієнічних і лікувально-профілактичних заходів і засобів, спрямованих на збереження здоров'я й працездатності людини в процесі праці.

Ціль - визначити виробничі небезпеки й професійні шкідливості процесу для усунення нещасних випадків і виробничих захворювань робітників, аварій і пожеж.

Загальні питання охорони праці передбачені законодавством України. Основні законодавчі акти, які забезпечують правову основу охорони праці:

-  Конституція України;

-  Закон України «Про охорону праці»;

-  Кодекс Законів про Працю;

-  інші спеціальні законодавчі акти.

Основні принципи державної політики в області охорони праці відображені в статті 4 Закону України «Про охорону праці» (Прийнято Верховною радою в листопаді 2002р.):

- Пріоритет життя й здоров'я працівника стосовно результатів виробничої діяльності підприємства, повна відповідальність власника за створення безпечних і нешкідливих умов праці;

- комплексне рішення завдань по охороні праці на основі національних програм;

- соціальний захист працівника, повне відшкодування збитку особам, що потерпіли від нещасних випадків на виробництві й професійних захворюваннях;

- установлення єдиних нормативів по охороні праці для всіх підприємств;

- використання економічних способів керування охорони праці, проведення політики пільгового оподатковування;

- проведення навчання населення професійної підготовки й підвищення кваліфікації працівників з питань охорони праці;

організацій й об'єднань громадян, що вирішують різні проблеми охорони праці здоров'я й безпеки праці;

- міжнародне співробітництво в області забезпечення координації діяльності державних органів, установ, ласті охорони праці, використання світового досвіду організації роботи з підвищення безпеки праці.

6.2 Організація управління охороною праці в цеху для виробництва дріжджів

Відповідно до ст. 13 закону України „Про охорону праці” роботодавець зобов’язаний створити на робочому місці в кожному структурному підрозділі умови праці відповідно до нормативно-правових актів, а також забезпечити додержання вимог законодавства щодо прав працівників у галузі охорони праці.

З цією метою роботодавець забезпечує функціонування системи управління охороною праці, а саме:

- створює відповідні служби і призначає посадових осіб, які забезпечують вирішення конкретних питань охорони праці, затверджує інструкції про їх обов’язки, права та відповідальність за виконання покладених на них функцій, а також контролює їх додержання;

- забезпечує виконання необхідних профілактичних заходів відповідно до обставин, що змінюються;

- впроваджує прогресивні технології, досягнення науки і техніки, засоби механізації та автоматизації виробництва, вимоги ергономіки, позитивний досвід з охорони праці тощо;

- забезпечує належне утримання будівель і споруд, виробничого обладнання та устаткування, моніторинг за їх технічним станом;

- забезпечує усунення причин, що призводять до нещасних випадків, професійних захворювань, та здійснення профілактичних заходів, визначених комісіями за підсумками розслідування цих причин;

- організовує проведення аудиту охорони праці, лабораторних досліджень, умов праці, оцінку технічного стану виробничого обладнання та устаткування, атестацій робочих місць на відповідність нормативно-правовим актам з охорони праці в порядку і строки, що визначаються законодавством, та за їх підсумками вживає заходів до усунення небезпечних і шкідливих для здоров’я виробничих факторів;

- розробляє і затверджує положення, інструкції, інші акти з охорони праці, що діють у межах підприємства (далі – актив підприємства), та встановлюють правила виконання робіт і поведінки працівників на території підприємства, у виробничих приміщеннях, на будівельних майданчиках, робочих місцях відповідно до нормативно-правових актів з охорони праці, забезпечує безоплатно працівників нормативно - правовими актами та актами підприємства з охорони праці;

- здійснює контроль за додержанням працівником технологічних процесів, правил поводження з машинами, механізмами, устаткування та іншими засобами виробництва, використанням засобів колективного та індивідуального захисту, виконанням робіт відносно до вимог з охорони праці;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6