Производительность линии

Основная мера функциональной полезности и эффективности линии — ее производительность, а гарантия достижения высокой эксплуатационной производительности — надежность конструкции линии.

Под производительностью технологической линии понимают способность ее перерабатывать или выпускать то или иное количество продукции за определенный промежуток времени. В продовольственном машиностроении различают три вида производительности: техническую П, теоретическую П_т и эксплуатационную П_э.

Техническая производительность. Она характеризует технические возможности линии, обусловленные технологическим процессом и конструкцией оборудования. При определении технической производительности принимают в расчет количество переработанной или выпущенной продукции, длительность непосредственной работы оборудования, а также дополнительные затраты сырья и рабочего времени, необходимые для успешного функционирования оборудования. Дополнительные затраты зависят от конструктивных особенностей оборудования, они предусмотрены технической документацией и учитывают наличие регламентированных возвратных отходов, дефектной продукции и потерь сырья, а также необходимость дополнительных затрат времени на выполнение вспомогательных операций и обслуживание оборудования.

Техническая производительность — главный технико-экономический показатель продовольственного оборудования. По значению этого показателя прежде всего решают вопрос, можно ли использовать конкретную конструкцию в составе проектируемой линии. При создании новой линии значение технической производительности устанавливает заказчик и она указывается в исходных требованиях и техническом задании. По значению этой производительности при проектировании линии необходимо рассчитать теоретическую производительность как линии в целом, так и ее составных частей.

Теоретическая производительность. Ее рассчитывают по количеству переработанной или выпущенной продукции за период непосредственной работы оборудования без учета дополнительных затрат сырья и рабочего времени. Теоретическая производительность — важнейшая характеристика любой конструкции. Именно по ней выполняют кинематический и тепловой расчеты, определяют скорости движения рабочих органов, деталей, хладо- и теплоносителей, вычисляют потребляемую мощность, нагрузки, рабочие объемы, габаритные размеры и многие другие параметры оборудования. Поэтому в процессе разработки линии важно проанализировать взаимосвязь между заданной технической производительностью и проектируемой, теоретической производительностью.

Значения теоретической и технической производительности совпадают только при одном условии —- полном отсутствии регламентированных потерь сырья и дополнительных затрат рабочего времени. При увеличении этих потерь и затрат для обеспечения заданной технической производительности необходимо проектировать линию с повышенной теоретической производительностью. Для этого требуется увеличить интенсивность обработки продукта, скорости и размеры рабочих органов, поверхность теплообмена и др. В конечном счете при постоянном значении технической производительности приходится увеличивать габаритные размеры и материалоемкость, потребление электроэнергии, хладо- и теплоносителей, производственные площади и расход сырья. Таким образом снижаются практически все технико-экономические показатели линии.

Напротив, если при проектировании удается свести к минимуму регламентированные потери сырья и дополнительные затраты рабочего времени, то значение коэффициента использования теоретической производительности приближается к единице, а значения технико-экономических показателей линии повышаются.

Можно выделить две основные группы способов уменьшения регламентированных потерь сырья и дополнительных затрат рабочего времени: проектно-конструкторские и организационные.

Основные виды потерь сырья: неполное извлечение полезных компонентов при первичной его переработке, производственные потери и дефектная продукция.

При проектировании и конструировании линии необходимо выбирать технологические операции и конструкции, которые обеспечивают подготовку и обработку сырья, необходимые для высокой степени извлечения полезных компонентов. Например, в линиях получения растительного масла единственный способ, обеспечивающий практически полное извлечение масла, — это экстракция; в линиях производства сахара и крахмала для повышения выхода конечных продуктов необходимо эффективно выполнять соответственно операции резки свекловичной стружки и измельчения кашки.

Для сокращения потерь сырья необходимо:

— обеспечить герметичность транспортных устройств, чтобы исключить распыл сыпучих или утечку жидких продуктов;

— выбрать способы и конструкции для формования изделий с исключением обрезков и обломов;

— выполнить конструкции с возможной самоочисткой рабочих органов и емкостей;

— исключить загрязнение отходов и смывных вод с целью их повторного использования в производстве;

— отработать режим пуска и остановки линии, чтобы сократить количество дефектной продукции при неустановившемся режиме работы.

Организационные методы уменьшения потерь сырья — это, например, сокращение сроков переработки первичного сырья, увеличение продолжительности непрерывной работы оборудования (включая круглосуточную работу).

Дополнительные затраты рабочего времени связаны с выполнением внецикловых операций на технологическом оборудовании. Внецикловыми операциями называются систематически повторяющиеся операции обслуживания оборудования, обусловленные требованиями конструкции, указанные в эксплуатационной документации и имеющие определенные циклы, не совпадающие с рабочими, технологическими и кинематическими циклами оборудования.

Затраты времени на выполнение внецикловых операций определяют при конструировании оборудования, исходя из режима его работы:

для оборудования, работающего по сменам, — из условий двухсменной работы его в сутки;

для оборудования, работающего круглосуточно (сахарное, хлебопекарное, крахмалопаточное и другие производства),—из условий трехсменной работы его в сутки.

Например, производительность сепаратора 30 ООО л/сут. Сепаратор непосредственно работает 22 ч/сут. Продолжительность выполнения внецикловых операций 2 ч (разборка, мойка и т.п.).

К внецикловым операциям относятся, например, замена рулонов упаковочных материалов и замена рабочих органов при смене ассортимента выпускаемой продукции, очистка рабочих органов и емкостей и т.п.

Техническое обслуживание и ремонт оборудования, связанные с нарушениями его работоспособности, не относятся к регламентированным простоям и их учитывают при определении эксплуатационной производительности.

Эксплуатационная производительность. Характеризуется отношением количества качественной продукции к промежутку времени, за который она переработана или выпущена в реальных условиях эксплуатации с учетом промежутков времени, затраченных непосредственно на выпуск продукции, собственных простоев линии (связанных с внецикловыми операциями), а также простоев по организационным причинам, не зависящим от конструкции оборудования.

При увеличении эксплуатационных потерь сырья и затрат времени эксплуатационная производительность уменьшается относительно технической производительности. Соответственно снижаются технико-экономические показатели линии, обусловленные ее теоретической производительностью .

К причинам указанных эксплуатационных потерь и затрат, в частности, относятся: несоответствие требованиям ГОСТа, ТУ и другой нормативно-технической документации показателей качества исходного сырья, тары, упаковочных и других материалов, параметров электроэнергии, пара, воды, сжатого воздуха и др.; неэффективная организация эксплуатации оборудования, несвоевременный ремонт, отсутствие запасных частей, инструментов, смазочных и других материалов; отсутствие или низкая квалификация обслуживающего персонала; несвоевременная подача на производство сырья, тары, упаковочных материалов и др.

Обеспечение надежности линии. Надежностные свойства линии характеризуют стабильность и продолжительность проявления ее функциональных свойств, к которым, в первую очередь, относятся производительность, качество выпускаемой продукции, потребление ресурсов.

В процессе эксплуатации эти показатели со временем снижаются: производительность падает, увеличиваются потери сырья и количество дефектной продукции, возрастает энергопотребление, повышается трудоемкость обслуживания. Это является следствием изнашивания, старения составных частей линии, повышения восприимчивости их к случайным перегрузкам, помехам, отклонениям от нормы свойств перерабатываемого сырья, внешней среды, что, в конце концов, приводит к отказам оборудования и линии в целом.

Все эти негативные факторы необходимо предвидеть и для обеспечения надежности функционирования линии вовремя устранять.