lucrare ionut
Post on 12-Dec-2015
61 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
CUPRINS
Introducere
Cap. 1 Stadiul actual al spălării şi igienizării echipamentelor în industria alimentară
1.1 Principiile spălării echipamentelor
1.2 Clean In Place (CIP)
1.3 Soluţii tehnice pentru spălarea echipamentelor
Cap. 2 Metodologia de calcul a staţiilor de spălare CIP
2.1 Calculul şi dimensionarea rezervoarelor pentru soluţiile de spălare
2.2 Calculul şi dimensionarea pompelor de CIP tur
2.2.1 Calculul pompelor pentru spălarea rezervoarelor
2.2.2 Calculul pompelor pentru spălarea traseelor
2.3 Calculul şi dimensionarea sistemelor de dozare agent de spălare
concentrat
2.3.1 Calculul pompei de sodă concentrată
2.3.2 Calculul pompei de acid concentrat
2.4 Calculul şi dimensionarea schimbătoarelor de căldură
Cap. 3 Proiectarea staţiilor de spălare CIP
3.1 Diagrama tehnologică - P&ID
3.2 Proiectarea constructivă
3.3 Mediul de proiectare EXCEED
3.4 Modelul tridimensional al staţiei de spălare
Cap. 4 Construcţia staţiilor de spălare CIP
4.1 Echipamente folosite în construcţia staţiilor CIP
4.1.1 Schimbătoare de căldură
4.1.2 Pompe
4.1.3 Robineţi de reglare şi distribuţie
4.1.4 Instrumente pentru măsurarea şi controlul parametrilor de spălare
4.2 Fabricarea staţiilor CIP
4.2.1 Construcţia cadrului suport iunie 2008 - 1 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN 4.2.2 Poziţionarea echipamentelor
4.2.3 Construcţia traseelor tehnologice
4.2.4 Finisarea construcţiei modulului
4.3 Proceduri de spălare
Cap. 5 Calculul economic al staţiei CIP
5.1 Calculul economic al componentelor principale
5.2 Calculul economic al materialelor de instalare
5.3 Calculul cheltuielilor de proiectare
5.4 Calculul economic al automatizării
5.5 Calculul preţului final
Cap. 6 Concluzii
BIBLIOGRAFIE
iunie 2008 - 2 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Introducere
Lucrarea, Staţie de spălare CIP, universală, în industria alimentară, prezintă
procesul complet de concepţie, proiectare şi execuţie a unei staţii automate de
spălare CIP.
În prezenta lucrare s-a luat în considerare instalarea staţiei de spălare CIP
într-o fabrică de produse lactate (fabrica Prodlacta din mun. Braşov).
În stadiul actual, în ceea ce priveşte procesul de spălare al echipamentelor
tehnologice din cadrul fabricii de produse lactate, aceasta se face prin procedee de
spălare manuale (cu perie şi furtun).
În urma instalării staţiei automate de spălare CIP, procedeul de spălare
manual va fi înlocuit complet cu programe automate de spălare a echipamentelor şi a
traseelor tehnologice. Datorită spălării automate ale obiectivelor, igienizarea acestora
va fi mult mai eficientă, iar durata alocată timpului de spălare va fi considerabil redus
faţă de timpul în care se făcea spălarea manuală. Procedeul de spălare manuală
presupune demontarea şi montarea elementelor constructive ale instalaţiilor de
proces, aceasta însemnând reducerea timpului alocat producţiei; pe când spălarea
automată se face în circuit închis fără demontarea echipamentelor – CIP (Clean In
Place), astfel timpul alocat procedurilor de spălare scade considerabil, iar timpul
aferent producţiei este implicit mai mare.
Proiectarea staţiei de spălare CIP a fost realizată prin metoda proiectării
constructive, utilizând un mediu de proiectare tridimensional (EXCEED), ce permite
la finalizarea modelului 3D, generarea automată a desenelor de execuţie, isogen-uri
şi pot fi extrase liste de materiale, necesare execuţiei practice a staţiei de spălare.
Echipamentele tehnologice ale staţiei de spălare (rezervoare, pompe,
schimbătoare de căldură), au fost dimensionate astfel încât să asigure o bună
igienizare a obiectivelor de spălat, astfel contribuind şi la îmbunătăţirea calităţii
produselor lactate.
Fabricarea staţiei de spălare s-a făcut conform desenelor de execuţie, în
conformitate cu standardele în ceea ce priveşte instalarea şi tehnicile de sudură în
instalaţiile din industria alimentară. Montajul s-a făcut cu materiale de înaltă calitate
iunie 2008 - 3 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN (materiale din oţel INOX, conexiuni igienice, garnituri din clingherit, ş.a.), iar procesul
de sudare a fost făcut în mediu protector (argon).
Cap. 1 Stadiul actual al spălării şi igienizării echipamentelor în
industria alimentară
1.1 Principile spălării echipamentelor
a) Spălarea cu perie şi furtun
În momentul de faţă, în industria alimentară, în multe fabrici încă se mai
utilizează spălarea clasică a echipamentelor cu peria şi furtunul. În acest caz
spălarea şi igienizarea nu sunt conform cerinţelor standardelor.
Spălarea se face de către un muncitor, care după fiecare utilizare a
echipamentelor, are la dispoziţie un anumit timp pentru a pregăti echipamentele
pentru o nouă utilizare. Muncitorul are la dispoziţie perii de diferite mărimi şi lungimi,
pentru a curăţa şi locurile greu accesibile şi un furtun cu apă caldă de la reţea.
Traseele ţevilor au fost astfel gândite pentru a putea fi demontate şi spălate cu
uşurinţă de către muncitori.
Producţia era astfel micşorată datorită timpilor mari de spălare şi igienizare.
b) Spălarea prin recirculare
Spălarea prin recirculare presupune spălarea echipamentelor tehnologice prin
metoda recirculării agentului de spălare.
Pentru aceasta, după ce s-au golit echipamentele, se introduce în fiecare
echipament în parte soluţie detergent. La conexiunea de golire a vasului în care s-a
introdus soluţia de spălare, se conectează o pompă centrifugală, iar refularea pompei
este introdusă înapoi în vas. Se recirculă agentul de spălare de mai multe ori după
care se face clătirea vasului cu apă de la reţea.
Dezavantajul major la această metodă de spălare este că nu se mai face
recuperare a apei, aceasta fiind trimisă la canal.
iunie 2008 - 4 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN c) Spălarea CIP (Clean In Place)
Aceasta este o spălare în circuit închis şi cu recuperarea agentului de spălare.
Această metodă este din ce în ce mai performantă, putând fi operată atât
manual cât şi în regim automat.
Prin această metodă spălarea se face fără demontarea echipamentelor, astfel
reducându-se considerabil timpul de spălare şi implicit creşterea timpului dedicat
producţiei.
Deşi este o metodă mai scumpă decât precedentele, tot mai mulţi producători
adoptă această metodă pentru a asigura produse de o calitate cât mai bună.
1.2 Clean In Place (CIP)
Clean In Place (CIP) înseamnă spălarea şi igienizarea echipamentelor
tehnologice în poziţia lor de funcţionare fără a fi necesară demontarea şi spălarea
fiecărei componente în parte.
Până în anii ’50, traseele tehnologice şi echipamentele erau demontate
spălate manual. Apariţia CIP-ului a fost un mare avantaj pentru industriile care
necesită frecvente spălări ale echipamentelor şi traseelor tehnologice. Industriile care
depind cu adevărat de CIP sunt acelea care necesită un nivel înalt de igienă, cum ar
fi: industria laptelui, industria băuturilor, industria berii, industria alimentelor, industria
farmaceutică şi cosmetică. Avantajele industriilor care folosesc metoda spălării CIP
sunt: spălarea este mult mai rapidă, nu necesită muncă fizică iar muncitorii sunt
foarte puţin în contact cu elementele chimice.
Procesul de spălare (CIP) se face după fiecare utilizare a traseelor cat şi a
echipamentelor. Procesul de spălare a traseelor tehnologice este diferit de cel al
echipamentelor. Pentru spălarea traseelor se face o pre-spălare cu apă caldă,
spălare cu soluţie detergent şi apoi clătire cu apă iar echipamentele, în funcţie de
utilizarea acestora sunt pre-spălate cu apă caldă după care urmează o spălare cu
soluţie alcalină (sodă), o clătire intermediară, spălare cu o soluţie acidă, din nou o
clătire intermediară şi la final dezinfecţia. Debitele sunt altfel calculate pentru a
asigura o spălare eficientă atât a traseelor de ţevi cât şi a echipamentelor
tehnologice.
iunie 2008 - 5 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN Pentru a se verifica clătirea se face un test cu fenolftaleină. Acesta constă în
următoarele:
într-un pahar de laborator (Erlenmayer, Berzelius) se iau cca. 200
ml apă de clătire;
se toarnă 2 – 3 picături de fenolftaleină în apă.
o Dacă apare o culoare de la slab roz până la violet, în apa de
clătire sunt urme de sodă şi trebuie continuată clătirea
o Dacă apa nu îşi modifică culoarea (testul cu fenolftaleină este
corespunzător), în apă nu mai sunt urme de sodă şi se poate
opri clătirea.
1.3 Soluţii tehnice pentru spălarea echipamentelor
a) Utilizarea unei staţii mobile
Spălarea echipamentelor folosind o staţie de spălare mobilă presupune
spălarea prin recirculare, cu posibilitatea recuperării soluţiei de spălat.
La o staţie mobilă de spălare a echipamentelor se utilizează un singur vas
pentru soluţia de spălare. În acest vas se introduce soluţia alcalină şi se leagă la
echipamentul ce urmează a fi spălat. Cu ajutorul unei pompe centrifugale se face
recircularea agentului de spălare. După spălare, vasul se clăteşte cu apă de la reţea.
Prin această metodă se poate recuperă soluţia de spălat pentru a fi utilizată
ulterior pentru spălarea altui echipament însă apa cu care se face clătirea nu se mai
recuperează ci se trimite la canal, acesta fiind desigur un inconvenient la consumul
de apă al fabricii.
b) Staţie CIP construită în funcţie de aplicaţie
Aceste staţii folosesc câte un vas pentru fiecare soluţie de spălare (apă caldă,
sodă caldă/rece, acid, apă recuperată).
Acestea sunt construite în fabrică într-un loc rezervat lor. De la staţia CIP se
fac trasee pentru spălarea fiecărei zone din fabrică, spălare ce trebuie să cuprindă
toate traseele şi echipamentele tehnologice, pentru o cât mai bună şi igienizare. De
aici sunt prevăzute alte trasee care asigură întoarcerea soluţiei de spălare înapoi în
iunie 2008 - 6 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN vasele staţiei, astfel făcându-se recuperarea acestora şi utilizarea la următoarea
spălare.
O astfel de staţie de spălare poate deservi, în funcţie de mărimea acesteia, o
fabrică întreagă sau o zonă din aceasta.
c) Staţie CIP modulară
Staţia de spălare CIP proiectată sub forma unui modul asigură spălarea
eficientă a echipamentelor tehnologice, prin recuperarea soluţiei de spălat.
Reprezintă şi proiectul de faţă, în care au fost configurate dinainte numărul de
linii (aici 3 linii). Fiecare linie deserveşte câte o zonă care cuprinde mai multe trasee
şi echipamente tehnologice. Aceste staţii prezintă avantajul că sunt uşor de construit
deoarece se pot executa într-un atelier unde muncitorii au la dispoziţie toate utilajele
şi consumabilele necesare pentru o cât mai bună execuţie.
Datorită construcţiei modulare a staţiei, aceasta poate fi transportată şi
instalată uşor în interiorul unei fabrici, instalarea putând fi făcută chiar de către
beneficiar conform documentaţiei tehnice, fără o deplasare a firmei de execuţie la
locul instalării.
iunie 2008 - 7 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Cap. 2 Metodologia de calcul a staţiilor de spălare CIP
Metodologia de calcul a staţiilor de spălare cuprinde:
- Calculul şi dimensionarea rezervoarelor pentru soluţiile de spălare
- Calculul şi dimensionarea circuitelor de spălare
- Calculul şi dimensionarea sistemelor de dozare agent de spălare
concentrat
- Calculul şi dimensionarea schimbătoarelor de căldură
Vom analiza în cele ce urmează fiecare parte a metodologiei de calcul.
2.1 Calculul şi dimensionarea rezervoarelor pentru soluţiile de
apălat
Pentru calculul volumelor rezervoarelor pentru soluţiile de spălat se face o
analiză a planului de amplasament al echipamentelor tehnologice şi se identifică cel
mai îndepărtat obiectiv de spălat faţă de staţia de spălare. După identificarea
acestuia se măsoară lungimea traseului de CIP tur şi a traseului de CIP retur.
După o analiză a planului de amplasament s-au determinat lungimile de CIP
tur şi CIP retur ca fiind:
- lungimea traseului de CIP tur
- lungimea traseului de CIP tur
După determinarea lungimilor traseelor de CIP tur respectiv CIP retur se
identifică traseul de produs ce urmează a fi spălat, care are diametrul nominal cel
mai mare. Astfel se ia în calcule traseul de lapte pasteurizat de DN 65 (diametrul
interior este de 65 mm).
Se calculează volumul total al conductei cu relaţia:
unde: - , este volumul conductei
- , diametrul traseului cu diametrul cel mai mare
Astfel rezultă un volum al conductei de produs de:
iunie 2008 - 8 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN Cunoscându-se volumul conductei cu diametrul cel mai mare, ce urmează a fi
spălată, se poate dimensiona volumul util al rezervorului:
Volumul total al rezervorului este dat de relaţia:
2.2 Calculul şi dimensionarea pompelor de CIP tur
Datorită procedurilor de spălare, rezervoarele au un program de spălare diferit
de regimul de spălare al traseelor. Astfel avem nevoie de două pompe de CIP tur,
una pentru a asigura presiunea necesară spălării rezervoarelor şi una pentru a
asigura spălarea traseelor tehnologice.
2.2.1 Calculul pompelor pentru spălarea rezervoarelor
Echipamentele ce asigură spălarea rezervoarelor se
numesc pere de spălare (vezi foto). În funcţie de caracteristicile
acestora trebuie asigurat debitul necesar pentru o spălare
eficientă. Pentru a dimensiona pompa ce urmează să efectueze
spălările rezervoarelor trebuie să identificăm rezervorul care necesită debitul cel mai
mare pentru spălare.
Astfel s-a identificat rezervorul de la recepţie lapte cu o capacitate de 30 m3/h.
Pentru a alege corect pompa de CIP tur pentru spălarea rezervoarelor trebuie
să determinăm căderea de presiune necesară spălării acestui rezervor.
Pentru o cădere de presiune Δp= 3 bari se alege pompa centrifugală Solid C2.
iunie 2008 - 9 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Caracteristicile tehnice ale pompei sunt următoarele:
Mediul de lucru
Mediul de lucru = agenţi de spălare şi
dezinfectare (CIP)
Temperatura mediului de lucru = maxim 90 C
Regim de lucru
Debit : 30 m3/h
Presiune diferenţială: 3 bar
Conexiuni
Aspiraţie DN = DN 65
Refulare DN = DN 40
Pompa
Tip/Model = SOLID C2
Etanşare = Single shaft seal
Material etanşare = SiC/SiC
Elastomer = EPDM
Conexiuni = Union DIN for DIN
Intrare/Ieşire = DN-65 / DN-40
Presiune maximă de funcţionare = 4.40 bar
Carcasa = inox
Picioare = da
Dotări = standard
Motor
Putere = 5.5 kW
Nr. poli = Full speed (2 poles)
Voltaj/Frecvenţa = 220D / 420Y / 50 Hz
IP Rating = IP55
Dotări motor = Standard
iunie 2008 - 10 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
2.2.2 Calculul pompelor pentru spălarea traseelor
Pentru a dimensiona pompa ce asigură spălarea traseelor tehnologice, trebuie
să identificăm traseul de produs care are diametrul nominal cel mai mare. Astfel s-a
ales traseul de lapte pasteurizat cu un diametru nominal de DN 65.
Pentru ca spălarea traseelor tehnologice să se facă într-un mod cât mai optim,
este necesară o spălare turbionară. Pentru a asigura o spălare a ţevi în regim
turbionar, este necesară o viteză de curgere a soluţiei de spălare de 2.5 m/s.
Astfel este debitul necesar spălării traseului de lapte pasteurizat este:
Pentru determinarea presiunii este necesară calcularea elementelor care
produc căderi de presiune. Astfel, după efectuarea calculelor s-a ajuns la un Δp=4
bari.
Pentru un debit de 29,85 m3/h şi o cădere de presiune de 4 bari s-a ales
pompa centrifugală Solid C3.
Caracteristicile tehnice ale pompei sunt următoarele:
Mediul de lucru
Mediul de lucru = agenţi de spălare şi
dezinfectare (CIP)
Temperatura mediului de lucru = maxim 90 C
Regim de lucru
Debit : 30 m3/h
Presiune diferenţială: 4 bar
Conexiuni
Aspiraţie DN = DN 80
Refulare DN = DN 40
iunie 2008 - 11 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Pompa
Tip/Model = SOLID C3
Etanşare = Single shaft seal
Material etanşare = SiC/SiC
Elastomer = EPDM
Conexiuni = Union DIN for DIN
Intrare/Ieşire = DN-80 / DN-40
Presiune maximă de funcţionare = 4.40 bar
Carcasa = inox
Picioare = da
Dotări = standard
Motor
Putere = 7.5 kW
Nr. poli = Full speed (2 poles)
Voltaj/Frecvenţa = 220D / 420Y / 50 Hz
IP Rating = IP55
Dotări motor = Standard
2.3 Calculul şi dimensionarea sistemelor de dozare agent de
spălare concentrat
Sistemele de dozare agent de spălare concentrat cuprind pompele pentru
dozarea soluţiei concentrate (sodă şi acid), din recipientele cu soluţie concentrată în
rezervoarele în care se prepară soluţia de spălat.
2.3.1 Calculul pompei de sodă concentrată
Concentraţia soluţiei de sodă concentrată este de 40 %.
Soluţia de spălare trebuie să aibă o concentraţie de sodă de 2 %.
Timpul de preparare a soluţiilor de spălare nu trebuie să depăşească 20 de
minute.
iunie 2008 - 12 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN Cunoscând volumul rezervorului de sodă ca fiind de 2,5 m3, se poate calcula
debitul pompei, necesar preparării soluţiei de spălat în timp de 20 de minute:
unde: - , este volumul rezervorului de sodă
- , concentraţia soluţiei de spălare
- , concentraţia soluţiei de sodă concentrată
Presiunea de lucru a pompei se alege 2 bari.
În urma calculelor s-a ales pompa Wilden P.025
Caracteristicile pompei
Mediul de lucru = soluţie sodă 40%
Temperatura mediului de lucru = 20 ºC (mediul
ambiant)
Conexiuni
Aspiraţie = 6,35 mm
Refulare = 6,35 mm
Admisie aer = 3,18 mm
Înălţime de aspiraţie (uscat/ umed) = 2,74/ 9,45 m
Volum dozat/ cursă = 0,02 l
Volum max. dozat/ minut = 18,1 l
Granulaţie maximă a fluidului dozat = 0,4 mm
Diametrul int./ ext. conexiune aspiraţie/presiune* = Furtun PVC12/ 21
Presiune maximă aer = 8,6 bar
Greutate = 1,4 kg
2.3.2 Calculul pompei de acid concentrat
Concentraţia soluţiei de acid concentrat este de 60 %.
Soluţia de spălare trebuie să aibă o concentraţie de acid de 1,5 %.
Timpul de preparare a soluţiilor de spălare nu trebuie să depăşească 20 de
minute.
iunie 2008 - 13 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN Cunoscând volumul rezervorului de acid ca fiind de 2,5 m3, se poate calcula
debitul pompei, necesar preparării soluţiei de spălat în timp de 20 de minute:
unde: - , este volumul rezervorului de sodă
- , concentraţia soluţiei de spălare
- , concentraţia soluţiei de acid concentrat
Presiunea de lucru a pompei se alege 2 bari.
În urma calculelor s-a ales pompa Wilden P.025
Caracteristicile pompei
Mediul de lucru = soluţie acid 60%
Temperatura mediului de lucru = 20 ºC (mediul
ambiant)
Conexiuni
Aspiraţie = 6,35 mm
Refulare = 6,35 mm
Admisie aer = 3,18 mm
Înălţime de aspiraţie (uscat/ umed) = 2,74/ 9,45 m
Volum dozat/ cursă = 0,02 l
Volum max. dozat/ minut = 18,1 l
Granulaţie maximă a fluidului dozat = 0,4 mm
Diametrul int./ ext. conexiune aspiraţie/presiune* = Furtun PVC12/ 21
Presiune maximă aer = 8,6 bar
Greutate = 1,4 kg
2.4 Calculul şi dimensionarea schimbătoarelor de căldură
Alegerea schimbătoarelor de căldură se face în funcţie de debitul cel mai
mare al soluţiei de spălare şi diferenţa de temperatură a soluţiei de spălare înainte şi
după schimbătorul de căldură.
iunie 2008 - 14 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
În cazul nostru avem un debit şi .
Pentru încălzirea soluţiei de spălare se foloseşte abur la o presiune de 3 bari
şi o temperatură de 134 °C.
Regimul de lucru al schimbătorului de căldură este între 60 °C – 80 °C.
Conform tabelului de selecţie al schimbătoarelor de căldură Tetra Spiraflo, rezultă
tipul CIP type 1 = 108 / 19x16C-2.
Debit Regimul de încălzire
m3/h 50°C - 70°C 60°C - 80°C 70°C - 90°C
15 CIP type 0 CIP type 0 CIP type 0
20 CIP type 0 CIP type 0 CIP type 1
25 CIP type 0 CIP type 1 CIP type 1
30 CIP type 1 CIP type 1 CIP type 2
35 CIP type 1 CIP type 2 CIP type 2
40 CIP type 2 CIP type 2 CIP type 3
45 CIP type 2 CIP type 2 CIP type 3
50 CIP type 2 CIP type 3 CIP type 4
55 CIP type 3 CIP type 3 CIP type 4
60 CIP type 3 CIP type 3 CIP type 4
Dimensiune CIP 0 CIP 1 CIP 2 CIP 3 CIP 4
Diam. cilindru Φ 85 mm Φ 108 mm Φ 129 mm Φ 154 mm Φ 154 mm
Nr. tuburi 12 19 27 37 37
Diam. tuburi Φ 16 mm Φ 16 mm Φ 16 mm Φ 16 mm Φ 16 mm
Greutate 25 kg 38 kg 55 kg 68 kg 89 kg
iunie 2008 - 15 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Cap. 3 Proiectarea staţiilor de spălare CIP
3.1 Diagrama tehnologică (P&ID)
Piping and Instrumentation Diagram – P&ID presupune o reprezentare
schematică a conexiunilor dintre ţevi, instrumente de măsură şi control, a
echipamentelor tehnologice şi robineţii de reglare şi distribuţie într-o unitate de
proces.
Un P&ID trebuie să includă:
Instrumentele de măsură şi control
Echipamentele mecanice
Toţi robineţii de reglare şi distribuţie
- toate acestea vor avea indicate numele şi seria de identificare
Ţevile de proces cu dimensiunile nominale şi denumirea
mediului ce trece prin acestea
Diverse – ventilaţii, goliri la canal, conexiuni speciale, reducţii
Sensurile de curgere
Presiunea, temperatura şi debitele traseelor
Specificarea intrărilor şi ieşirilor
Identificarea componentelor sau a subsistemelor ce vor fi livrate
de către altcineva.
Un P&ID nu trebuie să conţină:
Coturi, teuri, conexiunile standard
Note explicative detaliate
Toate simbolurile care au fost folosite la alcătuirea diagramei tehnologice vor fi
explicate într-o legendă, pentru ca diagrama sa poată fi citită cu uşurinţă.
iunie 2008 - 16 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Diagrama tehnologică a staţiei de spălare CIP este prezentată în anexa 1.
iunie 2008 - 17 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
3.2 Proiectarea constructivă
Elementele componente ale unei instalaţii tehnologice sunt împărţite în
următoarele categorii:
- echipamente – tancuri, rezervoare, pompe, schimbătoare de căldură, filtre,
etc.
- ţevi
- fitinguri (mufe, nipluri, racorduri olandeze, etc.)
- armături
- structuri metalice – suporţi, elemente de susţinere şi rigidizare.
Pentru reprezentarea unui element sunt necesare definirea unor parametrilor
constructivii care sunt găzduiţi de baza de date ORACLE.
Echipamentele trebuiesc reprezentate cu un grad de detaliere mediu, în
sensul respectării formei, cotelor exterioare şi a conexiunilor cu instalaţia
tehnologică. Fiecare echipament se construieşte într-un layer distinct cu specificaţia
clasei “echipament”. Echipamentele se definesc cu ajutorul unui meniu special care
conţine corpuri geometrice simple, suficiente pentru reprezentarea unui echipament
complex:
- cilindru
- con
- tor
- sferă
- paralelipiped
- cutie
- calotă
- tor din segmente, etc.
iunie 2008 - 18 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Ţevile
Instalaţia tehnologică are ca element de bază ţeava. Pentru fiecare traseu se
defineşte un layer care are denumirea mediului (clasa) care circulă prin ţeavă. Se
defineşte specificaţia ţevii în funcţie de material (oţel-inox, oţel-carbon).
În funcţie de mediul care circulă prin acel traseu, culoarea reprezentării grafice
este diferită, pentru o mai bună diferenţiere a traseelor pe desenele finale. Astfel
există următoarea echivalenţă între mediu şi culoare.
Abur Roşu
Condensat Verde închis
Apă rece Verde deschis
Apă caldă Roz
Produs Albastru deschis
Aer Albastru închis
CO2 Galben
CIP Portocaliu închis
Acid Portocaliu deschis
Sodă Mov
Pentru desenarea unei ţevi se defineşte:
- diametrul nominal conform standardului folosit
- punctul de început – poate să fie dat prin pointare cu mouse-ul în oricare
din ferestrele din zona grafică a programului.
- orientare după axele sistemului de coordonate
- punctul de sfârşit – poate fi:
o referinţă de lungime
un punct pointat cu mouse-ul
un alt element
un alt punct de referinţă (snap).
iunie 2008 - 19 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Fitingurile sunt parte a traseului tehnologic. Acestea reprezintă elementele de
legătură între ţevi:
- coturi - 90º, 45º sau variabile; lungi, scurte
- T-uri – lungi, scurte; normale, reduse
- reducţii - concentrice, excentrice
- flanşe – plate, cu guler; mici, mari
- racorduri olandeze
- mufe şi nipluri.
La toate aceste elemente trebuiesc definite orientările , punctul de început
care poate fi un element anterior desenat sau orice punct de pe ecran.
Armăturile sunt elemente care asigură funcţionarea corectă a instalaţiilor
tehnologice. Acestea sunt:
- ventile de uz general:
de închidere
de reglare a debitului
de probă
de siguranţă
- ventile cu clapetă (fluture)
simple
duble
cu acţionare manuală
cu acţionare pneumatică
cu cameră dublă
- ventile cu sferă
cu acţionare manuală
cu acţionare pneumatică
- armături pentru abur şi condens
ventile de reglare
ventile de închidere
armături colectare condens
supape unisens
filtre, etc.
iunie 2008 - 20 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
- aparate de măsură
senzori de presiune
senzori de debit
senzori de temperatură
senzori de nivel
senzori de conductivitate
senzori de turbiditate
- armături de compensare
compensare axială
compensare cu buclă
- armături diverse
vizoare
filtre
pere de spălare CIP, etc.
Construcţia armăturilor porneşte de la un element existent cu specificarea
orientării.
Structuri metalice sunt destinate susţinerii traseelor tehnologice. Ele cuprind:
- ansambluri de profil (pătrat, rectangular, I, U, L, etc.)
- coliere pentru ţevi
- suporţi ficşi sau culisanţi
Alegerea şi dimensionarea structurii metalice se face în funcţie de gradul de
încărcare a traseelor tehnologice.
Elementele componente ale traseelor tehnologice sunt definite în biblioteci
aflate pe platforma UNIX.
Dimensiunile constructive ale acestora depind în mare măsură de producător.
În softul prezentat există biblioteci cu armături produse de cele mai importante firme
în domeniu. În situaţia în care se doreşte completarea bibliotecilor existente, prin
intermediul unei interfeţe care permite introducerea parametrilor constructivi
corespunzător fiecărui diametru nominal.
În proiectarea unui traseu se ţine cont de mediul care trece prin el. Se
defineşte cel mai important traseu, de regulă cel de produs (bere, lapte, suc, apă
minerală, etc.) şi în raport cu acesta traseele adiacente. Acesta trebuie să urmeze
drumul cel mai scurt pe direcţii ortogonale şi să urmeze principiul “un traseu în urcare
iunie 2008 - 21 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
rămâne în urcare, iar un traseu în coborâre rămâne în coborâre”, aceasta pentru
evitarea staţionării produsului în traseul tehnologic.
De asemenea trebuie avut în vedere igienizarea traseului de produs cu soluţii
de spălare.
Armăturile de legătură între traseul principal şi cele adiacente trebuiesc
plasate cât mai aproape de traseul principal.
Legăturile între zone diferite se fac prin intermediul podurilor de ţevi ce trebuie
să asigure transportul lichidelor pe drumul cel mai scurt cu respectarea logisticii în
interiorul clădirii (acces pentru operatorii umani, posibilitatea transportului de materii
prime, accesul diferitelor mijloace de transport).
3.3 Mediul de proiectare EXCEED
Pentru proiectare s-a folosit un software specializat în proiectarea instalaţiilor
tehnologice.
Exceed este un soft produs de firma americană Autotrol, construit pe
platformă UNIX în permanentă legătură (conexiune) cu un server ORACLE
Datebase.
Soft-ul este împărţit în două module mari:
- Vector Pipe - modulul care asigură proiectarea 3D
- Draft - modulul care asigură generarea şi prelucrarea desenelor 2D
Vector Pipe reprezintă modulul principal al programului Exceed şi este
destinat realizării proiectului 3D. Acest modul are o interfaţă cu 4 zone grafice:
- zona de proiectare
- zona de meniuri
- zona de shortcut-uri
- zona de comandă prompter.
Dispunerea zonelor este făcută într-un mod ergonomic astfel încât să uşureze
munca utilizatorului.
iunie 2008 - 22 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Zona grafică este împărţită in 4 ferestre:
- vedere de sus – n90
- vedere laterala – n0
- vedere laterala – e0
- vedere izometrică
Cele patru ferestre pot fi modificate astfel încât utilizatorul să poată vizualiza
modelul din orice unghi.
Zona de meniuri conţine comenzile programului:
- model – gestionarea proiectelor
- opţiuni – setării in cadrul proiectului
- controlul coliziunilor – se verifica coliziunile intre elemente sau trasee
- informaţii – legate de elemente, layere, model, etc.
- ortografii – generarea desenelor 2D
- gestionarea layerelor
- gestionarea elementelor - caracteristici
Zona de shortcut-uri conţine comenzile necesare proiectării, având legătură cu
biblioteca softului. Această bibliotecă cuprinde fiting-uri pornind de la elemente
simple cum ar fi: coturi, T-uri, reducţii, până la elemente complexe cum ar fi : ventile,
filtre, vizoare sau chiar pompe. Biblioteca softului poate fi modificata sau completată
cu elemente noi în funcţie de nevoile utilizatorului. Această bibliotecă este compusă
din elemente parametrizate ţinându-se cont de lungimi, lăţimi, înălţimi sau diametre,
acestea fiind de fapt o bază de date cuprinzând tabele cu dimensiunile standard ale
fiecărui element introdus.
Munca proiectantului este uşurată datorită structurării proiectului pe layer-e,
acestea având culori diferite în funcţie de mediul în care sunt folosite (CO2, abur,
condens, aer, apă). În cadrul unui layer poate fi modificată atât denumirea lui cât şi
culoarea (mediul). După crearea unui layer trebuie ales neapărat materialul de ţeavă
sau un profil corespunzător mediului respective. În construcţia unei ţevi se începe cu
alegerea punctului de pornire specificându-se apoi punctul de referinţă până unde va
fi trasată ţeava. De asemenea în punctul de referinţă se poate specifica direct un alt
iunie 2008 - 23 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN element cum ar fi: cot, T, reducţie sau ventil. Acesta din urmă având punctul
caracteristic în punctul de referinţă ales.
Zona de comandă prompter permite introducerea de comenzi manuale de la
tastatură. Pentru comenzile uzuale există prescurtări pentru a face operarea cât mai
rapidă.
Vector Pipe foloseşte un sistem de relaţii cu o bază de date ORACLE. În
această bază de date sunt înmagazinate toate datele din modelul (proiectul) pe care
l-am creat. În acelaşi timp această baza de date înregistrează datele mai eficient
decât fişierele grafice. Baza de date ne permite sa avem acces la date in mai multe
feluri. Putem folosi meniul “Information”, care ne va da informaţii despre orice
element care ne interesează, sau putem extrage diverse rapoarte cum ar fi extrasul
de materiale sau isogen-ul. Fiecare model (proiect) Vector Pipe este stocat într-o
bază de date. În momentul în care se încarcă un layer acesta este copiat temporar
din baza de date a modelului (model database) în baza de date a utilizatorului (user
database) şi se pot face modificările dorite.
Baza de date a modelului nu va fi actualizata decât in momentul in care vom
muta elementele noi construite din baza de date a utilizatorului in baza de date a
modelului. în momentul în care se închid layerele („check in”) acestea vor dispărea
de pe ecranul utilizatorului si Vector Pipe va actualiza automat baza de date a
modelului(proiectului). Acest proces protejează datele din baza de date a modelului.
Aceste operaţiuni sunt reprezentate grafic in figura de mai jos.
iunie 2008 - 24 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN În continuare sunt prezentate interfeţele grafice ale aplicaţiilor Vector Pipe şi Draft.
iunie 2008 - 25 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Meniurile “Shared Modeling and Drafting”
Permite executarea unei varietăţi de modele sau sarcini
schiţate. Când se selectează un buton de la oricare meniu,
va apărea un meniu local.
Meniul special “Functions”.
Permite:
- Introducerea punctelor care au o relaţie geometrică cu alte
puncte sau liniază folosind modurile de intrare de punct
special (Spims).
- Rotirea vederilor din model.
“Vectoripe Modeling” şi meniurile “Vectorpipe Ortho”.
Permite accesarea tuturor funcţiilor principale disponibile în
Modeling
sau în modulele Orthographic Drafting. Când se selectează
un buton de la
iunie 2008 - 26 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN aceste meniuri, funcţiile disponibile apar în suprafaţa de
submeniu.
Suprafaţa de submeniu. Afişează funcţii în legătură cu un
buton sau o opţiune pe care am selectat-o. Afişarea meniului
în aceasta zonă se va schimba când se va face o selectare în
meniurile VectorPipe Modeling şi VectorPipe Ortho. Vor
apărea câteva meniuri în suprafaţa de submeniu care include
şi un buton “Exit”. Pentru a părăsi aceşti meniuri, se va
selecta butonul “Exit”.
Meniu “Modify” Permite modificarea unor grafice existente.
Meniul “Utility” Permite accesarea rapida a frecventelor
schimbări caracteristice ca de exemplu “pen” şi “cursor”, şi
accesare operaţiilor frecvente, cum ar fi de exemplu
ştergerea ultimul articol adăugat la un model şi salvarea
rapidă a modelului
Ecranul VectorPipe conţine şi câteva suprafeţe adiţionale:
Suprafaţa de comanda promptă. Permite executarea unor
comenzi prompte . În funcţie de comanda promptă, se poate
introduce de la tasta informaţia necesară sau se poate indica
cu mouse-ul pe display.
Suprafaţă de desenare. Afişează în întregime sau în parte
desenul în timp ce se lucrează. Aici se pot construi linii, se
poate introduce text, se pot trasa linii de indicaţie sau cote.
iunie 2008 - 27 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Linia “Status” Afişează proprietăţile curente ale modelului
ca de exemplu:
- numele desenului din suprafaţa de desenare
- numele ansamblului
- factorul de scalare
- rotaţia.
Meniuri locale “Pop-up” si formele “forms” apar în timpul unei sesiuni de
muncă permit apelarea unor funcţii adiţionale sau afişează informaţii:
Meniuri locale “Pop-up”.
Apar în apropiere de amplasarea actuală a cursorului şi afişează opţiuni în
legătură cu un buton sau o opţiune selectată. După ce s-a selectat o opţiune din
meniul local “pop-up”, acesta va dispărea. Nişte meniuri locale “Pop-up” includ
scurtăturile (shortcuts) de tastatură în paranteze, iar opţiunea actuală activată este
marcată cu un asterisc( *). Cele mai multe meniuri locale “Pop-up”, conţin o opţiune
“Exit This Menu”, care permite părăsirea meniului local “Pop-up”, fără a executa
funcţia.
Meniul “Forms”.
Apare în mijlocul ecranului pentru a permite introducerea informaţiei în
legătură cu o funcţie selectată. Meniul poate să conţină mai multe părţi: un antet,
câmpuri pentru completare şi opţiuni pentru selectare.
Interacţionând cu VectorPipe.
Pentru a interacţiona cu VectorPipe se foloseşte mouse-ul şi tastatura. În
continuare se va descrie cum apare cursorul în părţile diferite ale ecranului
VectorPipe, cum se va folosi mouse-ul pentru a face operaţii obişnuite în sau cum se
va folosi pentru a răspunde la comenzile prompte.
Utilizarea cursorului. iunie 2008 - 28 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN Mouse-ul controlează cursorul, mişcând mouse-ul dincolo de aria de lucru.
Cursorul îşi schimbă forma în funcţie de zona în care se află. Multe din procedurile
programului implică folosirea cursorului pentru a muta simboluri sau desene într-o
poziţie nouă. Cea mai folositoare şi mai adesea utilizată formă a cursorului este în
cruce, setată astfel încât să fie vizibil în toată zona de lucru.
Tipuri de mesaje în VectorPipe
VectorPipe are câteva tipuri de mesaje pentru a da informaţie despre stările
actuale ale sistemului sau pentru a cere acţiune de la dvs. Aceste mesaje apar în
mod automat:
- Prompt
- Informaţional.
- Eroare
Mesaj prompt
O informaţie promptă este tipărită în zona de mesaje “Message” şi se
sfârşeşte cu două puncte(:) În exemplul următor se va cere să se introducă un punct
în desenul actual Enter ‘from’ point (LAST):
Pentru a răspunde la acest mesaj prompt se poate folosi mouse-ul pentru a
introduce un punct în desen sau se poate apăsa <RETURN> pentru a accepta
răspuns implicit, care este tipărit între paranteze, (LAST) (ultimul). LAST se referă la
ultimul punct care a fost introdus în desen. Dacă se va tasta informaţia la comanda
promptă, se va apăsa <RETURN> pentru a fi procesată de VectorPipe.
Mesaj informaţional
Un mesaj informaţional vă spune ce face VectorPipe şi acest mesaj nu
necesită nici un răspuns. Mesajele de informaţie apare în suprafaţa “Message”.
Exemplul următor vă spune că iniţializarea este terminată:
iunie 2008 - 29 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
INFO--Initialization complete.
Unele mesaje vă atrage atenţia asupra modificărilor survenite în timpul
lucrului. Următorul mesaj ne informează că scara desenului a fost modificată:
WARNING-- Changing the scale factor when a drawing is openchanges the measurements of the drawing, but doesnot change its appearance.
Mesaj de eroare
Un mesaj de eroare vă spune când s-a făcut o greşeală. Mesajele de eroare
pot să apară în suprafaţa “Message” precedate de un sunet sau ca meniu Pop-Up,
lângă poziţia actuală a cursorului. Exemplele următoare apar în suprafaţa “Message”.
Primul mesaj de eroare se termină cu două puncte. Două puncte însemnă că se
poate încerca din nou introducerea valorii corecte. Sfârşiturile de mesaj de eroare
fără un două puncte, ne forţează să selectăm din nou funcţia şi să încercăm din nou.
ERROR--Expecting an integer:ERROR--File not found. Function cancelled.
Exemplul următor apare în meiul Pop-Up şi ne informează că trebuie să
deschidem un model înainte să putem introduce puncte în suprafaţa de desenare:
ERROR--No model has been opened. You mustfirst use New or Load to open a model.
Press RETURN or left mouse key to continue.
Înaintea să putem continua sesiunea de lucru, trebuie să îndepărtăm mesajul
de eroare local procedând astfel:
Apăsând <RETURN> sau bara de spaţiu în timp ce cursorul este
în afara mesajul de eroare.
Apăsând butonul stâng al mouse-ului în timp ce cursorul este în
suprafaţa de desenare sau pe mesajul de eroare.
Folosirea meniului de rotire şi scalare.
iunie 2008 - 30 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN Cele mai multe funcţii ale softului VectorPipe care implică rotirea sau scalarea
unor obiecte folosesc acelaşi meniu, care apare în suprafaţa „Submenu” Vedeţi
figura. Meniul de rotire şi de scalare permite alegerea unghiului de rotire şi alegerea
factorului de scalare a obiectului respectiv.
În cazul unei rotiri se poate alege o valoare de la 45° până la 315°, sau în
cazul în care se doreşte rotirea unui obiect cu un unghi oarecare, se va selecta
„Other” şi se va introduce de la tastatură valoarea unghiului dorit. La fel se va
proceda şi în cazul în care se doreşte scalarea unui desen: se poate alege una din
valori implicit afişate în meniu, respectiv 0.5, 1, 2 sau se apasă „Other” şi se
introduce de la tastatură valoarea dorită.
Funcţiile speciale şi meniurile „Utility”
În cele ce urmează se va descrie cum se folosesc butoanele pentru funcţii
speciale si butoanele din meniurile „Utility”.
Funcţiile speciale şi meniurile „Utility” furnizează funcţiile care sunt folosite
frecvent în timpul unei sesiuni de lucru în VectorPipe.
Meniul special Functions.
Conţine butoane pentru configurarea şi salvarea ferestrelor, pentru a schimba
unghiul de vederea al unui desen, pentru a crea puncte care au o relaţie geometrică
cu alte puncte sau linii.
Meniul „Utility”
Conţine butoane care accesează schimbări frecvente caracteristice, ca de
exemplu layer-ul şi cursorul, şi butoane care execută operaţii frecvente ca de
exemplu ştergerea ultimului element adăugat în desen.
Folosirea meniul de funcţii speciale
Meniul Special Functions conţine:
iunie 2008 - 31 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN Butoanele SPIM
Afişarea funcţiilor de control.
Funcţii de rotire
SPIM
Se poate selecta oricare din butoanele SPIM în timp ce se execută oricare
altă operaţie. Butoanele Spims se pot folosi pentru a adăuga puncte în funcţie de
relaţii geometrice cu elementele anterior desenate. Butoanele SPIM sunt prezentate
în figura de mai jos.
Plasează un punct orizontal faţă de ultimul punct desenat.
Plasează un punct vertical faţă de ultimul punct desenat.
Plasează un punct la intersecţia a două linii
Plasează un punct în mijlocul unui element
Plasează un punct la mijlocul distanţei dintre doua linii.
Plasează un punct undeva de-a lungul unui element
Plasează un punct pe un arc, tangenţial faţă de un punct de
referinţă
Plasează un punct în unghi drept faţă de o linie existentă.
Plasează un punct paralel cu un alt punct sau o linie.
iunie 2008 - 32 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Controlarea ecranului
Funcţiile de control al ecranului permit ajustarea unor porţiuni din desenul care
este afişat pe ecran şi împrospătează întregul ecran. Aceste funcţii sunt prezentate in
cele ce urmează:
Măreşte suprafaţa afişată din zona de desenare în toate
direcţiile. După ce se selectează butonul, se introduce un punct
în suprafaţa de desenare care se doreşte a fi mărită.
Mută desenul din zona actuală de desenare. După selectarea
butonului se introduce un punct iniţial şi un punct final în
fereastra în care se doreşte mutarea desenului. Desenul din
fereastră se va deplasa cu distanţa şi în direcţia indicată prin
cele două puncte.
Măreşte o zonă de desenare definită prin două puncte. După ce
se selectează butonul, se introduc două puncte în diagonală
pentru a definii noua zona de desenare.
Afişează din nou ultima suprafaţă afişată. După selectarea
butonului se introduce un punct pe suprafaţa de desenare pentru
a readuce desenul la mărimea originală.
Împrospătează monitorul în suprafaţa actuală de desenare.
După apăsarea butonului se introduce un punct în fereastra care
se doreşte a fii curăţată.
iunie 2008 - 33 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Afişează din nou gridul actual. După selectarea comenzii, se
introduce un punct în una din suprafeţele de desenare pentru a
afişa din nou grid-ul activ.
Opţiuni pentru rotirea imaginii
Când se selectează butonul „Rotation” din meniul de funcţii speciale şi după
ce se introduce un punct în suprafaţa de desenare, sistemul afişează un meniu cu
butoane, fiecare cu o mică figură care indică efectul opţiunii de rotire.
Se roteşte imaginea cu +5° de-a lungul axei X.
Se roteşte imaginea cu -5° de-a lungul axei X.
Se roteşte imaginea cu +5° de-a lungul axei Y.
Se roteşte imaginea cu -5° de-a lungul axei Y.
Se roteşte imaginea cu +5° de-a lungul axei Z.
Se roteşte imaginea cu -5° de-a lungul axei Z.
Se roteşte imaginea cu +90° de-a lungul axei X.
iunie 2008 - 34 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN Se roteşte imaginea cu -90° de-a lungul axei X.
Se roteşte imaginea cu +90° de-a lungul axei Y.
Se roteşte imaginea cu -90° de-a lungul axei Y.
Se roteşte imaginea cu +90° de-a lungul axei Z.
Se roteşte imaginea cu -90° de-a lungul axei Z.
Schimbă direcţia de rotaţie între REL( relativ) şi ABS( absolut).
Întoarce imaginea grafică la rotaţia iniţială (0º).
Părăseşte meniul de rotaţii fără a lua în considerare schimbările.
Pune în aplicare rotaţia stabilită în fereastra actuală de
desenare.
Folosirea butonului „Geometry”
Cu ajutorul butonului „Geometry” se pot desena puncte, linii sau figuri
geometrice, permiţându-ne sa facem adăugiri grafice la desenele 2D generate de
soft. Când se va selecta butonul Geometry va apărea submeniul de mai jos:
iunie 2008 - 35 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Funcţiile submeniului Geometry sunt următoarele:
Opt Configurează opţiunile geometrie ca de exemplu numărul de
segmente într-un cerc, raze de cerc implicite pentru o racordare,
etc.
Desenează segmente de dreaptă.
Desenează segmente de dreaptă conectate.
Desenează linii orizontale sau verticale.
Desenează dreptunghiuri.
Desemnează opţiunile pentru desenarea cercurilor,
poligoanelor sau elipselor.
Desenează cercuri şi arce de cerc în funcţie de nevoile
utilizatorului.
Desenează linii curbe.
Dbl Desenează linii duble.
Desenează linii întrerupte.
Desenează o linie tangentă la două cercuri.
Desenează linii conectate cu colţul rotunjit.
iunie 2008 - 36 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Transformă un colţ drept intr-un colţ rotunjit.
Transformă un colţ drept într-un colt teşit.
Desenează linii conectate cu colţ teşit.
iunie 2008 - 37 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Proiectarea 3D a instalaţiilor tehnologice
Pentru realizarea modelului 3D sunt nevoie de următoarele date de intrare:
- desenul de construcţie a clădirii
- layout-ul echipamentelor
- diagrama tehnologică
Fazele proiectării 3D sunt următoarele:
1. Desenarea modelului clădirii, cu respectarea strictă a cotelor.
2. Desenarea echipamentelor:
- tancuri, rezervoare
- schimbătoare de căldură
- pompe
- filtre
- panouri de distribuţie
3. Proiectarea instalaţiilor tehnologice
Se generează layer-ele corespunzătoare fiecărui mediu cu alegerea
corespunzătoare fiecărui tip de material (oţel-inox, oţel-carbon) şi a caracteristicilor
fiecărui tip de ţeavă.
Proiectarea se face cu respectarea strictă a diagramei tehnologice, având la
baza criteriul minimizării distanţelor la conductele care transportă mediul principal, în
acest caz sodă. Se va ţine cont de asigurarea unei operări facile şi sigure, având în
vedere gradul de toxicitate al acestui tip de mediu.
Pentru legarea pompelor se are în vedere asigurarea unei distanţe minime de
1 m la aspiraţia acestora, precum şi a înălţimilor de pompare.
iunie 2008 - 38 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN În proiectarea instalaţiilor aferente schimbătoarelor de căldură, se ţine cont de
compensarea dilataţiilor datorate agentului de încălzire. Fiind un schimbător de
căldură cu plăci trebuie asigurat spaţiul necesar demontării schimbătorului şi
înlocuirea uşoară a plăcilor.
În instalaţie sunt amplasaţi şi senzori pentru măsurarea parametrilor de proces
sau pentru asigurarea funcţionării corecte a echipamentelor. Aceştia trebuie plasaţi
în zonele în zonele în care să asigure măsurarea corectă a mărimilor de proces.
După realizarea efectivă a instalaţiilor se construiesc suporţi de rigidizare.
Proiectarea 2D a instalaţiilor de proces
Desenele 2D se generează din modelul 3D, având ca scop asigurarea
planşelor de execuţie necesare lucrărilor efective de montaj. Pornind de la modelul
3D se generează fişierele “ortho” care definesc zonele de interes dintr-o instalaţie.
Pentru o zonă de interes (box) se definesc, vederile, secţiunile ş isometriile
necesare unei bune vizualizări ale proiectului. Pe baza acestor fişiere ortho se
generează desenele 2D primare.
Fişierele 2D primare sunt în modulul Draft. Se defineşte formatul de lucru al
desenului. Se introduc vederile, secţiunile, respectiv isometriile în format conform
regulilor de bază din desenul tehnic. Fiecare vedere, secţiune sau isometrie se
scalează conform scărilor standard.
În continuare se prelucrează fiecare din desenele componente.
Prelucrarea constă în:
- înlăturarea elementelor nedorite din desen (puncte ajutătoare, linii, etc.)
- se trasează axele echipamentelor şi se completează cu elementele de
construcţie ce nu apar în desen (pereţi, tavane, planşee).
iunie 2008 - 39 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN - se trasează linii de indicaţie de la echipamente, ţevi, armături şi alte
elemente ale desenului. Datorită faptului că datele fiecărui element sunt
păstrate în baza de date la generarea unei linii de indicaţie sunt
cunoscute toate elementele definitorii acelui element. Pe desenul 2D se
figurează mediul care circulă prin acea conductă şi diametrul nominal.
Pentru ventile, numărul atribuit acestuia conform diagramei tehnologice.
Pe vederi şi secţiuni se indică ţevile, iar pe isometrii ventilele.
- se face cotarea înălţimii ţevilor faţă de planşee sau tavane şi
dispunerea lor una faţă de cealaltă în raport cu elemente ajutătoare fixe
- dispunerea liniilor de indicaţie se face conform unui aliniament
predefinit în jurul desenelor conform normelor de desen tehnic (distanţă
egală între textul liniilor de indicaţie, liniile de indicaţie nu se
intersectează între ele, etc.)
- cotele sunt dispuse paralel, cu distante egale între ele.
După definitivarea vederilor, secţiunilor şi isometriilor se completează
indicatorul cu respectarea regulilor de codificare a desenelor având în vedere
identificarea uşoară a acestora.
Generarea listelor de materiale
După cum aminteam mai sus unul dintre avantajele proiectării cu ajutorul
bazelor de date, este posibilitatea de a extrage diferite rapoarte referitoare la model
(proiect). Extrasul de material este unul dintre rapoartele foarte importante pe care îl
putem extrage din modelul 3D. Extrasul de materiale se face după ce modelul 3D
este finalizat, acesta putând fi vizualizat sub formă tabelară, de tip Excel. După
finalizarea modelului se va crea un fişier text care conţine toate layer-ele din modelul
3D, exceptând layer-ele în care au fost construite echipamente (tancuri, pompe,
schimbătoare de căldură, panouri) şi clădirea (pereţi, canale, stâlpi). După crearea
iunie 2008 - 40 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN fişierelor text se va apela comanda “extract material list” iar softul va genera lista de
materiale sub forma tabelară.
Aceasta listă de materiale va cuprinde toate elementele care au fost folosite în
construcţia modelului 3D. Astfel aceasta va începe cu afişarea tuturor tipurilor de ţevi
folosite şi vor fi afişate ascendent în ordinea DN-urilor. Acesta va mai conţine
informaţii legate de tipul materialului utilizat şi lungimile totale a fiecărui tip de ţeavă
folosit. După afişarea ţevilor urmează afişarea informaţilor referitoare la coturile
utilizate. Informaţiile referitoare la coturi sunt următoarele: diametrul (DN 25, DN 65,
DN 100), unghiuri (90 grade, 45 grade), materialul (inox, OL 37) şi numărul de bucăţi.
În continuarea listei de materiale vor fi afişate T-urile normale şi T-urile reduse,
reducţiile, acestea putând fii concentrice şi excentrice fiind caracterizate de diametrul
de intrare şi diametrul de ieşire. Lista de materiale va mai cuprinde flanşele,
racordurile olandeze, garniturile şi armăturile, fiecare fiind caracterizate de parametrii
specifici. Armăturile vor fi grupate în funcţie de numele producătorului şi în funcţie de
tipul fiecăruia. Spre exemplu daca s-ar folosi ventile APV acestea vor fi clasificate
după tipul de acţionare (manuale sau pneumatice) DN-ul, modul de conectare
(sudate, cu flanşe sau cu racord olandez) şi tipul lor (cu flanşe duble, cu flanşă şi
olandeză, cu olandeză sau sudat). În categoria armăturilor vor fi incluse şi ventile de
sens, vizoare sau filtre. Această listă de materiale se dovedeşte a fi foarte utilă în
vederea achiziţionării materialelor necesare pentru realizarea montajului, putându-se
aproxima cu mare uşurinţă costurile legate de execuţia lucrării.
Generarea ISOGEN-ului
Un alt raport deosebit de util pe care îl putem extrage cu ajutorul bazei de date
ORACLE este “isogen-ul”. Acesta este generat în mod asemănător cu extrasul de
material, doar că rezultatul acestuia va fi un desen grafic. Isogen-ul va fi generat
pentru fiecare layer separat şi va cuprinde o reprezentare schematică a elementelor
construite în layerul respectiv. Fişierul grafic generat este alcătuit din reprezentarea
izometrică a elementelor, fiind indicate cotele şi conectările elementelor cu alte
layere. Isogen-ul se dovedeşte a fi un instrument extrem de util pentru muncitorul
care va efectua montajul. Astfel acesta va şti exact la ce dimensiuni vor trebui tăiate
ţevile fără a fi nevoie ca acestea să fie măsurate sau cotate pe desenele de execuţie.
iunie 2008 - 41 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN De asemenea el va şti să monteze armăturile la unghiurile corespunzătoare, chiar
dacă acestea nu sunt vizibile pe desenele de execuţie. Tot odată isogen-ul va genera
pe lângă modul grafic şi un tabel de componenţă cu toate elementele sau armăturile
reprezentate grafic. Acest tabel va cuprinde detalii referitoare la dimensiunile şi
materialul elementelor.
3.4 Modelul tridimensional al staţiei de spălare
Modelul tridimensional presupune o reprezentare detaliată şi la scară a staţiei
de spălare CIP.
Cu ajutorul modulului VectorPipe, al mediului de proiectare Exceed şi
urmărind diagrama tehnologică, am proiectat modelul tridimensional al staţiei de
spălare respectând toate instrucţiunile de montaj a instrumentelor si echipamentelor
incluse în lista de componenţă a diagramei tehnologice.
Instrumentele care necesită operarea manuală de către operator au fost
amplasate în funcţie de scopul şi de utilizarea acestora şi astfel încât accesul la
acestea să se facă cât mai uşor. Unele trebuie operate zilnic sau săptămânal, cum ar
iunie 2008 - 42 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN fi, tabloul de comandă, conductivimetrele sau care trebuie operate ocazional sau în
caz de avarie: robinetul principal de abur.
Operatorul trebuie să aibă acces uşor la panoul de comandă, pentru a efectua
zilnic operaţiile de spălare după fiecare utilizare a echipamentelor tehnologice,
pregătindu-le pentru o nouă etapă a procesului tehnologic.
Modulul a fost proiectat astfel încât să se poată asigura transportul acestuia la
locul instalării iar instalarea acestuia să fie cat mai uşoară.
Cu ajutorul modulului Draft al mediului de proiectare Exceed au fost prelucrate
patru desene de execuţie al staţiei CIP. Câte un desen care redă vederile în plan atât
al modelului tridimensional cât şi al cadrului suport, conform regulilor desenului
tehnic ale standardului european de dispunere a vederilor şi câte un desen în care
au fost reprezentate 3 vederi izometrice ale modelului şi ale cadrului suport, în care
muncitorul poate vedea cu uşurinţă forma traseelor şi montarea instrumentelor
(anexa 2).
iunie 2008 - 43 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Cap. 4 Construcţia staţiilor de spălare CIP
4.1 Echipamente folosite în construcţia staţiilor CIP
În construcţia staţiilor de spălare CIP sunt folosite echipamente de ultimă
generaţie, de o înaltă calitate, care asigură o excelentă funcţionare şi respectarea
tuturor normelor de igienă în industria alimentară.
4.1.1 Schimbătoare de căldură
Schimbătoarele de căldură asigură transferul de căldură de la un mediu la
altul (ex. pentru încălzire: abur apă, pentru răcire: glicol bere ), pentru a
asigura temperatura cerută de procesul tehnologic de fabricare a unui produs.
Cele două fluide pot circula prin schimbătorul de căldură în contracurent (fig.
A) sau în echicurent (fig. B).
Cele mai eficiente schimbătoare de
căldură sunt acelea la care fluidele circulă
în contracurent (fig. A) deoarece transferul
de căldură este mai mare. Pentru aceasta
se dorește şi ca suprafaţa de contact să
fie cât mai mare.
În construcţia staţiilor de spălare CIP se utilizează două tipuri de schimbătoare
de căldură:
a) schimbătoare de căldură tubulare;
b) schimbătoare de căldură cu plăci.
a) Schimbătoare de căldură tubulare
Schimbătoarele de căldură tubulare sunt alcătuite dintr-o serie de tuburi care
sunt introduse într-un cilindru. Prin setul de tuburi circulă fluidul care necesită a fi
iunie 2008 - 44 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN încălzit sau răcit, în funcţie de aplicaţie. Al doilea fluid circulă printre tuburile care
sunt încălzite sau răcite, astfel transmiţând sau absorbind căldura necesară încălzirii
sau răcirii produsului.
Aceste tipuri de schimbătoare se folosesc în aplicaţii unde sunt presiuni şi
temperaturi mari.
b) Schimbătoare de căldură cu plăci
Un alt tip de schimbătoare de căldură sunt cele cu plăci. Acestea au avantajul
că au o suprafaţă de contact, asupra căreia se face transferul de căldură, foarte
mare şi pot fi montate într-un spaţiu mai eficient decât la cele tubulare.
Schimbătoarele de căldură cu plăci pot fi cu garnituri de etanşare sau cu plăci
brazate.
În construcţia staţiilor CIP se folosesc schimbătoare de căldură cu garnituri de
etanşare:
iunie 2008 - 45 -
Principiul de aranjare al plăcilor
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
4.1.2 Pompe
În construcţia staţiilor de spălare CIP se folosesc pompe centrifugale care
asigură presiunea necesară spălării traseelor şi echipamentelor tehnologice. Unul
dintre marii producători de pompe în industria alimentară este Alfa Laval.
În general, în instalaţiile de spălare CIP, se folosesc două tipuri de pompe
centrifugale:
a) Pompe Solid C
Pompele centrifugale Solid C sunt
folosite în instalaţiile de spălare CIP pentru a
asigura debitul necesar pentru turul agentului
de spălare spre obiectivele ce urmează a fi
spălate.
Pompele necesare instalaţiei se aleg, în
funcţie de presiunea şi debitul dorit pentru o
spălare eficientă, conform graficului de selecţie
din imagine:
iunie 2008 - 46 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN Pentru proiectul de faţă s-au ales două pompe Solid C2, pentru linia de 15 000
l/h şi o pompă Solid C3, pentru linia de 24000 l/h.
b) Pompe MR
Pompele centrifugale MR sunt folosite în
construcţia instalaţiilor CIP pentru a asigura
presiunea necesară pentru a trimite soluţia de
spălare înapoi în rezervoarele de la staţia CIP.
Aceste pompe se numesc pompe de CIP retur şi
se instalează în locurile unde se termină traseele
de CIP tur.
Pompele necesare instalaţiei se aleg, în funcţie de presiunea şi debitul dorit
pentru o spălare eficientă, conform graficului de selecţie din imagine:
4.1.3 Robineţi de reglare şi distribuţie
Procesul de spălare şi igienizare a echipamentelor tehnologice se face
conform diagramei tehnologice (P&ID) cu ajutorul robineţilor de reglare şi distribuţie.
Pe instalaţia de încălzire a soluţiei de spălare (pe instalaţia de abur) sunt
folosite mai multe tipuri de ventile (robineţi), cum ar fi:
a) Robinet cu scaun, cu acţionare manuală
Acest tip de robinet este folosit de regulă pe conducta
principală de abur, pentru a închide/deschide circuitul de abur
în staţia de spălare CIP. Este folosit în caz de avarie sau pentru
izolarea celorlalte componente ce trebuie înlocuite sau la care
trebuie să se facă întreţinerea periodică.
b) Filtru Y
iunie 2008 - 47 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Filtrul Y se montează pe conducta principală de abur, pentru a reţine corpurile
străine ce se pot afla pe traseu, pentru a nu deteriora următoarele ventile aflate pe
traseu şi pentru a proteja schimbătoarele de căldură. Filtrele se curăţă periodic,
înlăturând impurităţile aflate în sitele acestora.
c) Ventil cu scaun, cu acţionare pneumatică
Aceste ventile sunt de tip ON/OFF şi sunt folosite
pentru a Închide/deschide circuitul de încălzire pentru
fiecare schimbător de căldură.
Acţionarea acestora se face din panoul de comandă
şi control cu ajutorul aerului comprimat, conform
programului de spălare.
d) Ventil regulator de presiune
Ventilele regulatoare de presiune sunt de tip
proporţional şi au rolul de a regla presiunea aburului prin
circuitul de încălzire în funcţie de temperatura agentului de
spălare la ieşirea din schimbătorul de căldură. Temperatura
este măsurată cu ajutorul unui senzor de temperatură montat
pe traseul de CIP tur. Acesta comandă
închiderea/deschiderea proporţională a ventilului, astfel
reglând presiunea aburului la valoarea dorită pentru
încălzirea soluţiei de spălat pană la temperatura dorită.
e) Oală de condens
iunie 2008 - 48 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Tot pe traseul de încălzire, datorită transferului termic din schimbătorul de
căldură, se formează condens, care trebuie eliminat. Acest lucru se face cu ajutorul
oalelor de condens, care se deschid numai în prezenţa condensului în circuit.
Pe traseele de CIP s-au folosit ventile cum ar fi:
a) Ventil fluture
Ventilele fluture pot fi acţionate atât manual cat şi
pneumatic de către un actuator cu aer comprimat.
Aceste ventile se pot echipa şi cu senzori de poziţie
care indică operatorului, în camera de comandă sau pe
displayul panoului de comandă, dacă ventilul este închis
sau deschis.
Ventilele diferă în funcţie de dimensiuni şi tipul de
conexiune. Tipul de conexiune poate fi: flanşe,
flanşă/racord olandez, sudabil, racord olandez/ racord
olandez. În funcţie de aplicaţie se alege tipul de
conexiune dorit.
b) Ventil de sens
Ventilul de sens are rolul de a permite curgerea fluidelor
într-o singură direcţie. Sensul acesteia este indicat pe corpul
ventilului.
iunie 2008 - 49 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
4.1.4 Instrumente pentru măsurarea şi controlul parametrilor
de spălare
Pentru măsurarea şi controlul parametrilor de spălare se folosesc instrumente
speciale cu conexiuni igienice. Aceste conexiuni nu permit acumularea de bacterii.
Instrumentele folosite în construcţia staţiilor CIP sunt:
a) Debitmetru
Debitmetrul este aparatul care măsoară debitul
ce trece prin traseul pe care este instalat. Acesta nu
numai că măsoară debitul şi îl afişează pe displayul
acestuia, dar şi transmite valoarea măsurată panoului
de comandă şi control care în funcţie de valoarea
debitului poate comanda turaţia pompelor cu ajutorul
convertizoarelor de frecvenţă.
De regulă debitmetrele se montează cu un diametru inferior diametrului ţevii
(ex. dacă ţeava este DN65 se alege un debitmetru DN50), pentru ca valoarea
măsurată sa fie cât mai aproape de cea adevărată. De asemenea, pentru o
măsurătoare corectă, debitmetrul trebuie montat pe un sector de ţeavă drept (fără
coturi) şi lăsând o distanţă egală cu cinci diametre ale ţevii înainte de debitmetru şi
trei diametre după acesta.
b) Conductivimetru
Conductivimetrul este un aparat mai complex cu care
se măsoară conductivitatea soluţiei de spălare.
Conductivitatea soluţiei se modifică în funcţie de
concentraţia de sodă respectiv acid, din soluţia de spălat
(de exemplu apa de clătire trebuie să ajungă la 2-3 mS). Pe
lângă măsurarea conductivităţii, acestea pot măsura şi
temperatura lichidului. Şi acestea, ca şi debitmetrele, pot transmite semnal în panoul
de comandă şi control pentru a efectua toate procedurile de spălare şi le afişează pe
displayul aparatului.
iunie 2008 - 50 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN Conductivimetrele se conectează în ţeavă cu ajutorul conexiunilor igienice,
cum ar fi racord olandez sau clamp.
c) Senzori de nivel
Senzorii de nivel sunt utilizaţi în construcţia staţiilor
CIP pentru toate tipurile de fluide. Senzorii se montează pe
partea laterală a rezervoarelor pentru a indica nivelul minim,
mediu sau maxim al lichidului. Senzorii de nivel minim au şi
rolul de a proteja pompele, pentru a nu funcţiona în gol.
Acest tip de senzori pot funcţiona la temperaturi de
până la 150 °C.
d) Senzori de curgere
Senzorii de curgere detectează prezenţa fluidului prin
interiorul unei ţevi, închizând sau deschizând un întrerupător,
printr-un sistem de pârghii. Datorită construcţiei lor, aceştia
trebuie montaţi pe o ţeavă aflată în poziţie orizontală. Şi la
aceştia ca şi la debitmetre trebuie lăsată o bucată de ţeavă dreaptă la montaj, însă
numai de două diametre înainte şi trei diametre după.
e) Senzori de temperatură
Temperatura soluţiei de spălare este măsurată cu
ajutorul senzorilor de temperatură. Aceştia sunt montaţi pe
traseul de ieşire din schimbătorul de căldură (cip tur).
Valoarea măsurată este transmisă în panoul de comandă şi
control, de unde se dă comanda la ventilul regulator de
presiune de pe traseul de abur, care reglează presiunea
aburului astfel încât să aducă soluţia de spălat la
temperatura de lucru.
f) Ecranul de interfaţă
Interfaţa cu utilizatorul se face cu ajutorul unui
touchscreen color, cu ajutorul căruia se pot seta diferite
programe de spălare şi parametrii acestora, dar se pot face
şi spălări auxiliare, în care se comandă fiecare ventil.
iunie 2008 - 51 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN Aceasta se întâmplă în cazuri speciale. Se poate de asemenea identifica foarte uşor
şi rapid orice defecţiune ce apare la staţia de spălare.
4.2 Fabricarea staţiilor de spălare CIP
Procedeul de fabricare al staţiilor de spălare CIP se face conform desenelor
de execuţie alcătuite pe baza proiectului tridimensional.
Fabricarea constă în parcurgerea unor principale etape:
- Construcţia cadrului suport
- Poziţionarea echipamentelor
- Construcţia traseelor tehnologice
- Finisarea construcţiei
4.2.1 Construcţia cadrului suport
Cadrul suport al staţiei de spălare este construit astfel încât să asigure o bună
rigidizare al staţiei de spălare şi să asigure susţinerea echipamentelor şi a robineţilor,
pentru ca acestea sa nu fie susţinute datorită conexiunilor, care ar duce la
deformarea ţevilor şi chiar la deteriorarea echipamentelor.
Construcţia cadrului suport se face conform desenelor de execuţie (vezi desen
nr. 2.1 şi 2.2) din oţel INOX.
Profilele rectangulare sunt debitate la lungimile necesare
cu autorul unei maşini de debitat cu bandă (ca în figură), care are
şi posibilitatea de debitare la un anumit unghi.
Asamblarea elementelor se face prin sudură, respectând
normele privind procedurile de sudură prezentate în prescripţia tehnică PT CR 13 –
2003 ce aparţine Reglementării Tehnice Naţionale ale ISCIR.
După construirea cadrului, se fixează pe acesta colierele necesare susţinerii
traseelor, ţinându-se cont de dimensiunile şi poziţia acestora.
iunie 2008 - 52 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
4.2.2 Poziţionarea echipamentelor
Echipamentele tehnologice, cum sunt: rezervoare, pompe, schimbătoare de
căldură, sunt poziţionate pe cadrul suport astfel încât conectarea acestora să se
realizeze cât mai uşor şi să rezulte după conectarea acestora trasee pe cât posibil
paralele şi perpendiculare.
Prima dată se poziţionează rezervoarele de stocare ale soluţiilor de spălare
după care se poziţionează pompele astfel încât absorbţia pompei să fie, dacă este
posibil, în dreptul racordului de golire al rezervorului.
Rezervoarele de recirculare au fost sudate de cadrul suport pentru ca acestea
să nu se mişte datorită şocurilor rezultate în urma pornirii pompelor.
Schimbătoarele de căldură se poziţionează astfel încât intrarea în
schimbătorul de căldură să fie paralelă cu refularea pompei centrifugale.
Dacă după conectarea pompelor nu se realizează fixarea acestora, atunci se
fixează de cadrul suport prin şuruburi, astfel încât datorită vibraţiilor motorului pompei
să nu apară deformări ale traseelor.
4.2.3 Construcţia traseelor tehnologice
După poziţionarea echipamentelor urmează conectarea acestora, realizând
construcţia traseelor tehnologice.
Traseele tehnologice sunt executate din oţel inox, conform desenelor de
execuţie (vezi desen nr. 2.3 şi 2.4), întocmite după modelul tridimensional al staţiei
de spălare.
În construcţia traseelor tehnologice trebuie avute în vedere câteva reguli de
montaj:
- Direcţiile ţevilor sa fie pe cât posibil pe direcţii paralele şi
perpendiculare (se folosesc cât mai mult coturi de 90°)
- Unde există ventile la intersecţia a două trasee, acestea se montează
direct pe teu, pentru ca spălarea traseului faţă de care se separă al doilea, să se facă
în modul cel mai optim
- Dacă nu se specifică poziţia ventilelor, acestea se vor monta în poziţia
normal închis (NI)
iunie 2008 - 53 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN Construcţia traseelor se începe cu montarea conexiunilor pe echipamentele
principale după care se construiesc traseele principale. După ce sunt amplasate
traseele principale pe cadrul suport cu ajutorul colierelor se determină cu uşurinţă
distanţele traseelor auxiliare ce includ ventile şi robineţi, pentru ca montajul să se
facă cât mai uşor şi fără pierderi de materiale mari.
Ţevile se debitează la dimensiunile necesare
din ţevi de lungimi standard de 6 m cu ajutorul maşinii
de debitat cu disc (vezi foto), ce asigură debitarea
perpendiculară pe axa ţevii.
Asamblarea elementelor componente se face
prin sudură conform normelor privind procedurile de
sudură prezentate în prescripţia tehnică PT CR 7/3 –
2003 ce aparţine Reglementării Tehnice Naţionale ale ISCIR.
Sudarea se face în mediu protector (argon), care are rolul de răcire în timpul
sudării dar şi de a forma în interiorul ţevii o pernă de argon ce asigură o sudură
netedă (fără pori) şi igienică. Acest tip de sudură se numeşte sudură în mediu
protector şi este esenţial în construcţia traseelor tehnologice în industria alimentară.
4.2.4 Finisarea construcţiei modulului
După terminarea construcţiei modulului staţiei de spălare urmează procesul
de finisare al acestuia. Procesul de finisare constă în decaparea şi pasivizarea
suprafeţelor din INOX.
Prin decapare se înţelege finisarea suprafeţelor cu material scotchbrite pentru
ca suprafeţele să fie cât mai lucioase.
Prin pasivizare se înţelege curăţirea sudurilor, aducând materialele în stare de
pasivitate.
Pasivizarea suprafeţelor exterioare se face cu pastă acidă
Antox, care se îndepărtează cu uşurinţă sub jet de apă.
În cazul suprafeţelor interioare ale ţevilor, pasivizarea se
face după momentul instalării staţiei de spălare, pregătindu-se o
soluţie de spălare acidă care se recirculă pe rând pe fiecare
traseu. După ce se face pasivizarea interioară urmează etapa de dezinfectare cu
iunie 2008 - 54 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN sodă şi implicit limpezirea cu apă caldă. Procedeul se repetă până testul cu
fenolftaleină are ca rezultat apă curată.
4.3 Proceduri de spălare
CIP TANKSTANCURI CIP
Frequency: Once a trimesterFrecventa: Trimetrial
Hygienic stepPas igienizare
Product ConcentrationConcentratie
TemperatureTemperatura
TimeTimp
Initial RinsingClatire initiala
Recovered waterApa recuperata
ColdRece
10
Alkaline CleaningCuratire alcalina
NaOHP3-stabilon
20.2
70 40
RinsingClatire
Fresh waterApa rece
ColdRece
10
Acid CleaningCuratare acida
P3-trimeta DUO 1.5 ColdRece
30
Final RinsingClatire finala
Fresh waterApa rece
ColdRece
10
MILK TANK CIPCIP TANC LAPTE
Frequency: After each emptyingFrecventa: Dupa fiecare golire
Hygienic stepPas igienizare
Product ConcentrationConcentratie
TemperatureTemperatura
TimeTimp
Initial RinsingClatire initiala
Recovered waterApa recuperata
ColdRece
10
Alkaline CleaningCuratire alcalina
NaOH 20.2
60 20
Final RinsingClatire finala
Fresh waterApa rece
ColdRece
10
Frequency: WeeklyFrecventa: Saptamanal
Hygienic stepPas igienizare
Product ConcentrationConcentratie
TemperatureTemperatura
TimeTimp
Initial RinsingClatire initiala
Recovered waterApa recuperata
ColdRece
10
Alkaline CleaningCuratire alcalina
NaOHP3-stabilon
20.2
60 30
RinsingClatire
Fresh waterApa rece
ColdRece
10
Acid CleaningCuratare acida
P3-trimeta DUO 1.5 ColdRece
30
Final RinsingClatire finala
Fresh waterApa rece
ColdRece
10
iunie 2008 - 55 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
CREAM TANK CIPCIP TANC SMANTANA
Frequency: After each emptyingFrecventa: Dupa fiecare golire
Hygienic stepPas igienizare
Product ConcentrationConcentratie
TemperatureTemperatura
TimeTimp
Initial RinsingClatire initiala
Recovered waterApa recuperata
ColdRece
20
Alkaline CleaningCuratire alcalina
NaOH 20.2
60 20
Final RinsingClatire finala
Fresh waterApa rece
ColdRece
10
Frequency: WeeklyFrecventa: Saptamanal
Hygienic stepPas igienizare
Product ConcentrationConcentratie
TemperatureTemperatura
TimeTimp
Initial RinsingClatire initiala
Recovered waterApa recuperata
ColdRece
20
Alkaline CleaningCuratire alcalina
NaOHP3-stabilon
20.2
60 30
RinsingClatire
Fresh waterApa rece
ColdRece
10
Acid CleaningCuratare acida
P3-trimeta DUO 1.5 ColdRece
30
Final RinsingClatire finala
Fresh waterApa rece
ColdRece
10
MILK PIPELINE CIPCIP TRASEU LAPTE
Frequency: DailyFrecventa: Zilnic
Hygienic stepPas igienizare
Product ConcentrationConcentratie
TemperatureTemperatura
TimeTimp
Initial RinsingClatire initiala
Recovered waterApa recuperata
ColdRece
10
Alkaline CleaningCuratire alcalina
NaOHP3-stabilon
20.2
80 20
Final RinsingClatire finala
Fresh waterApa rece
ColdRece
10
iunie 2008 - 56 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Frequency: Once a weekFrecventa: O data pe saptamana
Hygienic stepPas igienizare
Product ConcentrationConcentratie
TemperatureTemperatura
TimeTimp
Initial RinsingClatire initiala
Recovered waterApa recuperata
ColdRece
10
Alkaline CleaningCuratire alcalina
NaOHP3-stabilon
20.2
80 30
RinsingClatire
Fresh waterApa rece
ColdRece
15
Acid CleaningCuratare acida
P3-trimeta DUO 1.5 ColdRece
30
Final RinsingClatire finala
Fresh waterApa rece
ColdRece
10
CREAM PIPELINE CIPCIP TRASEU SMANATANA
Frequency: DailyFrecventa: Zilnic
Hygienic stepPas igienizare
Product ConcentrationConcentratie
TemperatureTemperatura
TimeTimp
Initial RinsingClatire initiala
Recovered waterApa recuperata
ColdRece
10
Alkaline CleaningCuratire alcalina
NaOHP3-stabilon
20.2
80 20
Final RinsingClatire finala
Fresh waterApa rece
ColdRece
10
Frequency: Once a weekFrecventa: O data pe saptamana
Hygienic stepPas igienizare
Product ConcentrationConcentratie
TemperatureTemperatura
TimeTimp
Initial RinsingClatire initiala
Recovered waterApa recuperata
ColdRece
10
Alkaline CleaningCuratire alcalina
NaOHP3-stabilon
20.2
80 30
RinsingClatire
Fresh waterApa rece
ColdRece
15
Acid CleaningCuratare acida
P3-trimeta DUO 1.5 ColdRece
30
Final RinsingClatire finala
Fresh waterApa rece
ColdRece
10
iunie 2008 - 57 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Cap. 5 Calculul economic al staţiei CIP
În cele ce urmează vor fi prezentate calculele economice necesare fabricării
staţiei de spălare CIP, calcule ce cuprind preţurile componentelor principale, a
materialelor de instalare, a consumabilelor, cheltuieli de proiectare şi calculul
economic al automatizării staţiei de spălare CIP, în urma acestora stabilindu-se
preţul final al acesteia.
5.1 Calculul economic al componentelor principale
Considerăm ca fiind componente principale, echipamentele importante ale
instalaţiei de spălare, cum sunt:
- Rezervoare
- Pompe
- Schimbătoare de căldură
Preţul rezervoarelor a fost calculat în urma materialelor folosite la valoarea de:
- 1240 EUR/buc. – rezervor 150 l
- 1320 EUR/buc. – rezervor 250 l
Preţul pompelor Alfa Laval este de:
- 2808 EUR/buc – pompă centrifugală Solid C2
- 3102 EUR/buc – pompă centrifugală Solid C3
Preţul schimbătoarelor de căldură Tetra Spiraflo este de:
- 3650 EUR/buc. – schimbător de căldură CIP type 1 = 108/19x16C-2
Însumând preţurile echipamentelor principale, având în vedere cantităţile:
- Rezervor 150 l – 2 buc.
- Rezervor 250 l – 1 buc.
- Pompă centrifugală Solid C2 – 2 buc.
- Pompă centrifugală Solid C3 – 1 buc.
- De căldură CIP type 1 = 108/19x16C-2 – 3 buc,
rezultă preţul total al echipamentelor:
Preţurile nu includ TVA.
iunie 2008 - 58 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
5.2 Calculul economic al materialelor de instalare
Prin materiale de instalare înţelegem toate materialele necesare fabricării
staţiei CIP. Acestea includ: ţeavă (rotundă şi rectangulară), robineţi, ventile,
conexiuni şi materiale consumabile (discuri şi pânze de debitat, scotchbrite, pastă de
pasivizare a suprafeţelor din INOX, argon, etc.).
iunie 2008 - 59 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
iunie 2008 - 60 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Materialele consumabile au fost calculate la preţul de 1650 EUR. În preţul
consumabilelor au fost incluse şi regiile (apă, energie electrică, etc.).
Astfel, conform tabelelor de mai sus, suma totală a materialelor de instalare
este de 25601,885 EUR.
Preţurile nu includ TVA.
5.2 Calculul cheltuielilor de proiectare
Faza de proiectare a staţiei de spălare CIP s-a realizat în timp de o
săptămână, la un program de lucru de opt ore pe zi şi s-a efectuat supervizarea
execuţiei. Pentru proiectare şi supervizare sa aplicat tariful de 12 EUR/h.
Astfel cheltuielile de proiectare şi supervizare sunt:
Preţul nu include TVA.
5.2 Calculul economic al automatizării
În calculul economic al automatizării au fost incluse toate instrumentele de
măsură şi elementele componente ale panoului de comandă şi control.
Aşadar preţul total al automatizării staţiei de spălare CIP este de 37759 EUR.
Preţurile nu includ TVA.
iunie 2008 - 61 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN 5.2 Calculul preţului final
În calculul preţului final al staţiei de spălare CIP, au fost incluse orele de
muncă a patru muncitori în timp de două săptămâni la un program de lucru de opt
ore pe zi, 5 zile pe săptămână. Preţul manoperei este de 15 EUR/h. Astfel se
calculează manopera ca fiind:
Preţul final este calculat ca fiind suma tuturor cheltuielilor la care se adaugă
un profit de 20 %. Astfel preţul final al staţiei de spălare CIP este:
iunie 2008 - 62 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
Cap. 6 Concluzii
Tema proiectului a fost propusă pentru proiectarea şi execuţia practică a unei staţii
de spălare CIP automată, pentru a înlocui procedeul de spălare manual cu perie şi
furtun, cu spălarea automată a echipamentelor tehnologice şi a instalaţiilor de
proces;
Pentru realizarea proiectului s-au parcurs etapele proiectării, construcţiei şi a
calculului economic datorită cunoştinţelor de proiectare constructivă utilizând un
mediu de proiectare tridimensională;
Proiectarea s-a făcut prin utilizarea unui mediu de proiectare de ultimă generaţie,
specializat în proiectarea instalaţiilor în industria alimentară, proiectare făcându-se
cu uşurinţă datorită bibliotecilor cuprinse în baza de date a programului, ce cuprind
majoritatea elementelor constructive ale instalaţiilor din industria alimentară;
Fabricarea staţiei de spălare s-a realizat folosind materiale şi echipamente de cea
mai bună calitate, ce oferă garanţia unor produse de calitate superioară;
Staţia de spălare dispune de o automatizare completă, ce permite operatorului de
a efectua toate procedurile de spălare doar de la panoul de comandă şi control,
fără a fi necesară deplasarea acestuia la locul unde se efectuează spălarea.
Aceasta de datorează echipamentelor, robineţilor de reglare şi distribuţie şi a
instrumentelor pentru măsurarea şi controlul parametrilor de spălare de înaltă
precizie, toate fiind comandate automat.
Avantaje ale staţiei de spălare CIP:
- este universală; datorită construcţiei modulare, aceasta poate fi instalată
indiferent de amplasament;
- spălarea se face cu recuperarea soluţiei de spălat, astfel fiind economică
din punct de vedere al consumului de utilităţi;
- echipamentele nu necesită demontarea pentru a fi spălate deoarece
aceasta se realizează în circuit închis (CIP – Clean In Place).
- timpul alocat spălării este redus considerabil, astfel mărindu-se timpul
aferent producţiei;
- calitatea spălării este net superioară celei manuale, datorită instrumentelor
de control a igienizării ce comandă pregătirea soluţiilor de spălare, aceasta
contribuind şi la îmbunătăţirea calităţii produselor.
iunie 2008 - 63 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN În calcul economic al staţiei de spălare CIP, s-au luat în considerare calculele
cheltuielilor de proiectare, preţurile componentelor, ale materialelor de instalare,
consumabile şi automatizare;
Lucrarea s-a încheiat cu realizarea practică a instalaţiei de spălare CIP şi
instalarea acesteia într-o fabrică de produse lactate;
iunie 2008 - 64 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN
BIBLIOGRAFIE
1. Y Chisti, M Moo-Young - Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology,
Ed. Springer, 1994, Berlin;
2. Peter J. Fellows – Food Processing Technology: Principles and Practice,
Woodhead Publishing Ltd., 2000;
3. Gh.Voicu – Sisteme de dozare şi ambalare, Editura Bren, Ediţiile 2001 şi
2003, Bucureşti;
4. Gh. Voicu, M.F. David – Instalaţii şi tehnologii în industria de prelucrare a
laptelui, Editura MatrixRom, 2008;
5. Banu C., Vizireanu C. – Procesarea industrială a laptelui, Ed. Tehnică,
Bucureşti, 1998;
6. Ioancea L., Dinache P., ş.a. – Maşini, utilaje şi instalaţii în industria alimentară,
Ed.Ceres, Bucureşti, 1986;
7. Banu C. şi col. – Manualul inginerului din industria alimentară, vol.I şi II,
Editura Tehnică, Bucureşti, 1998, 1999;
8. Iordache Gh. - Maşini şi utilaje pentru industria alimentară, Editura
MatrixROM, Bucureşti, 2004;
9. CHINTESCU, G.; GRIGORE, S. - Îndrumător pentru tehnologia produselor
lactate, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1982;
10. D. Mocanu, G. Rotaru – Programul preliminar operaţional. Igienizarea în
industria laptelui, 2008
11. Savu Constantin – Controlul sanitar veterinar al alimentelor, Ceres, 1997
12. Precupetu P., Dale C., s.a. - Desen tehnic industrial, Editura Tehnică,
Bucureşti, 1990;
iunie 2008 - 65 -
UTC-N PROIECT DE DIPLOMĂ IUGA IOAN 13. Auto-trol Technology – VectorPipe users manual, 2003
14. ISCIR – Prescripţii tehnice – Grupa CRI, 2003;
15. Alfa Laval – Sanitary Equipment Product Catalogue – with prices, 2008;
16. Samson – Product Catalogue DVD Edition, 2008-01;
17. Tetra Pak – CIP&Water heater catalogue, 2007;
18. Endress+Hauser – Product Catalogue CD Edition, 2008-01
19. http://www.burkert.com/products_data/datasheets/DS2000-WeldEnd-EU-
EN.pdf ;
20.http://en.wikipedia.org/wiki/Clean-in-place ;
21.http://en.wikipedia.org/wiki/Centrifugal_pump ;
22.http://en.wikipedia.org/wiki/Heat_exchanger ;
iunie 2008 - 66 -
top related