Proiectarea Unui Sistem de Manipulare, Depozitare a Materiei Prime Si Produsului Finit la Firma S.a. Combinatul de Paine din Balti

PROIECTAREA UNUI SISTEM DE MANIPULARE, DEPOZITARE A MATERIEI PRIME ȘI PRODUSULUI FINIT LA FIRMA S.A. ,,COMBINATUL DE PÂINE DIN BĂLȚI”

CAPITOLUL 1

PREZENTAREA SOCIETĂȚII

S.A. „COMBINATUL DE PÂINE DIN BĂLȚI” ȘI A FLUXULUI TEHNOLOGIC DE BAZĂ PENTRU OBȚINEREA BISCUIȚILOR CROCANȚI.

Prezentarea societății SA „COMBINATUL DE PÂINE DIN BĂLȚI”

Fig. 1.1 Insigna combinatului.(Sursă: www.cpb.md)

SA "COMBINATUL DE PÂINE DIN BĂLȚI" este unul dintre cei mai mari și prosperi producători de panificație și produse de patiserie din nordul Republicii Moldova, care recită istoria de mai mult de 70 de ani, începînd cu anul 1944. S.A.”Combinatul de piine din Bălți”- face parte din grupa companiilor moldo-britanica a holding-ului “ZERNOFF”, ce se specializează în fabricarea de produse alimentare și băuturi. Nivelul înalt al calității este testat pe parcursul anilor și recunoscut de către parteneri și clienți nu numai în Moldova, dar și în SUA, Germania, Republica Cehă, țările Baltice, Italia, România, Mongolia, etc.

SA "COMBINATUL DE PÂINE" este amplasat în partea de nord a Republicii Moldova în zona industrială a orașului Bălți și se întinde pe o suprafață de 4,23 km2. La moment, întreprinderea include: 1 SECȚIE DE BISCUIT, 2 SECȚII DE PÂINE, pe lângă care este organizată fabricarea produselor de patiserie moi. Funcționează linia italiană "ORLANDI" de fabricare a biscuiților crocanți având o capacitate de 1000 t de biscuiți crocanți pe an, activitatea fiind în 2 schimburi.

Actualmente uzina produce 150 de denumiri de produse. În afară de pâine, chifle, colaci, covrigei, torturi, biscuiți de zahăr și biscuiți crocanți, produce, de asemenea, biscuiți de ovăz de 3 tipuri (biscuiți de ovăz clasice, biscuiți de ovăz cu stafide, biscuiți de ovăz cu ciocolată), plăcinte moldovenești cu diferite umpluturi, rulouri umplute, paste făinoase din făină de grîu dur, paste făinoase îmbogațite cu gluten, macaroane, tăiței. Certificare completa a standardele GOST și Europene, a sistemele ISO 9001 și ISO 22000 permit fabricarea produselor la nivelul standardelor internaționale.

Uzina are o rețea personal în numar de 17 magazine pe teritoriul orașului Bălți unde își comercializează produsele și tot ia mai alimentează toate magazinele, supermarketurile din oraș și din afara orașului. Aici se produc zilnic între 15 si 20 tone de produse de panificație. Uzina deține o bază de date de peste 600 de clienți. O parte din clienți din or. Bălți: SRL “SĂRMĂLUȚA”, SRL “ELDORADO”, SRL “VISTARCOM”, SRL “FIDESCO”, SRL „ALIOCOR”, ÎI “IVANOV”, ÎI “COLIBRI”ș.a. La momentul de față în fabrică lucrează peste 300 de angajați.

1.2 Procesul și fluxul tehnologic pentru producerea biscuiților – linia “ORLANDI”

Linia “ORLANDI” de producere a biscuiților, a fost instalată la SA “COMBINATUL DE PÎINE DIN BĂLȚI” în anul 1992 de către un grup de investitori italieni cu scopul comercializării înafara țării, adică spațiul european, cât și pe piețile din Republica Moldova.

Biscuiții sunt produse făinoase obținute prin coacerea unui aluat afânat preparat din: făină, zahăr,  grăsimi, ouă, miere, glucoză, lapte, arome, afânători chimici, biochimici și altele. Fiecare grupă de biscuiți cuprinde numeroase sorturi care se diferențiază prin compoziția specifică (rețetă), prin format, glazură, umplutură de cremă sau alte elemente ce le imprimă o anumită particularitate.

1.2.1 Clasificarea sortimentelor de biscuiți după compoziție:

biscuiți crackers, realizați prin afanare biochimică, avand un coținut de zahăr de 5-6% si de grasimi de 20-28%;

biscuiți glutenoși, afânați chimic, modelați prin ștanțare sau trefilare, la care conținutul de zahăr reprezintă maxim 20%, iar cel de grăsimi maxim 12%;

biscuiți zaharoși, afânați chimic, modelați prin forme rotative și prin trefilare, la care conținutul de zahăr reprezintă minim 20%, iar cel de grăsimi minim 12%;

biscuiți umpluți, la care doi sau mai mulți biscuiți sunt uniți printr-un strat de cremă;

biscuiți glazurați, obținuți prin acoperirea totală sau parțială a biscuiților simpli sau a celor umpluți, care se prezintă într-o gamă largă de desene si compoziții.

1.2.2 Fazele tehnologice în procesul de fabricare:

1.2.3 Procesul tehnologic pentru producerea biscuiților.

Făina de grâu este materia primă de bază, care intră în proporție de peste 60% în compoziția biscuiților. Principalele tipuri de făina utilizate la fabricarea biscuiților sunt cele albe. Făina trebuie să aibă un conținut redus de proteine și de calitate medie, care să asigure obținerea unui aluat elastic și suficient de plastic.

Aceste caracteristici ale aluatului mențin forma după modelare. Făinurile cu un conținut ridicat de proteine și de calitate superioară duc la obținerea de produse cu porozitate neuniformă, iar in timpul răcirii biscuiții manifestă tendința de strîngere. Gustul produselor este influențat de făina cu granulozitate mica.

În aceste condiții, făina albă de calitate medie necesară în procesul de fabricație, este adusă la fabrică de la moara ”MOARAMAR-COM” S.R.L. localizată în satul Mărăndeni, raionul Fălești, cu ajutorul a 3 camioane din parcul de vehicule a uzinei, dotate cu cisternă pentru transportul materialelor în vrac și compresor. Transportul de făină în fabrică se face cu ajutorul sistemului de țevi metalice din tablă cu diametrul 80 mm si cu o lungimea totala de 1,2 km. Descarcarea vehiculelor se face cu ajutorul unui copresor. Făina descărcată se depozitează în buncăre cu înălțimea de 15 m, diametrul 2,4 m și cu o capacitate maximă de 60 m3.

Fig. 1.2 Camion cu cisternă folosit în cadrul uzinei pentru alimentare cu făină a buncărelor.

Caracteristici:

Tabel 1.1

Pe teritoriul uzinei se găsesc în total 10 silozuri dintre care 5 sunt folosite în procesul de fabricație. Din siloz, făina, la fel cu același sistem pe bază de compresie, ajunge într-o sită rotativă dotată la partea inferioară cu un cîntar. Aici făina este cernută, se elimină toate impuritățile metalice, se încălzește și se cîntărește. În continuare făina gata prelucrată este transportată și depozitată în alte doua silozuri de unde poate fi folosită în procesul de fabricare a aluatului.

Linia de producere a biscuiților crocanți are instalat propriul său malaxor automat pentru producerea masei de aluat. Prepararea aluatului pentru biscuiți se execută astfel: grăsimile împreună cu zahărul tos se omogenizează, în malaxorul pentru aluat, până la obținerea unei mase spumoase. Se dozează apoi zahărul invertit, siropul de glucoză, esențele, timp de 3 – 4 min. După aceasta se introduce in cuva de framântare soluția de bicarbonat de sodiu.

Pe baza structurii aluatului, a proporției de substațe zaharoase și grase care intră în componența lui, durata frământării trebuie sa fie de 10 – 15 min.

Malaxorul are o cuvă cu capacitatea de până la 800 kg de aluat. Cuva este de tip extractibil și se manevrează ușor, datorită sistemului de roți pe care le are. După frământarea aluatului, cuva este scoasă de sub malaxor pentru a urma stadiul următor de dospire a aluatului.

De aici, aluatul din cuva este vărsat în camera de dospire cu ajutorul unei instalații prevăzută cu cilindru hidraulic care se fixează la buza superioară a cuvei și se răstoarnă în albia camerei de dospire. Dospirea se face cu scopul ca produsul finit să aibă miezul afânat și volumul dezvoltat, deoarece în procesul modelării, bioxidul de carbon conținut în aluat este eliminat, pentru refacere, aluatul trebuie supus din nou unei fermentații și anume dospirea care dureaza de la 5 – 10 min în dependență de ce biscuiți se fabrică.

Camera de dospire la capăt este prevăzută cu o lamă care glisează pe vertical și în acest mod separă bucăți de formă, dimensiuni și greutăți aproximativ egale din masa de aluat. Aceste bucăți nimeresc mai departe pe bandă transportoare înclinată care le duce la mașina de vălțuire. Laminarea sau vălțuirea se face cu scopul formării unei benzi continue de aluat cu dimensiunile și grosimea necesară pentru alimentarea mașinei de modelat.

După laminare, aluatul rezultă sub forma unei foi continue, cu structură și dimensiuni uniforme, de grosime 2 – 4 mm, cu suprafață netedă și lucioasă, fără rupturi, incluziuni de cocă uscată.

Ținând seama că în urma coacerii biscuiții își dublează grosimea iar biscuiții crackers chiar mai mult, se va stabili grosimea foii de aluat în funcție de grosimea preconizată pentru produsul finit. 
      

Modelarea aluatului se face cu ștanțe rotative. Elementul principal al acestei metode de modelare este matrița, care imprimă și creează forma viitorului produs. Matrița decupează din foaia de aluat bucățile modelate și le separă de resturile care rămân sub formă de deșeuri și care se reintroduce în procesul de laminare.

Foaia de aluat laminată este trecută printr-o pereche suplimentară de valțuri care are rolul de a o calibra și de a regla debitul pentru partea de ștanțare și de coacere a liniei tehnologice. În continuare foaia de aluat este zvântată ca urmare a presărării de făină pe suprafața ei a cărei distribuire uniformă se face cu ajutorul unei perii rotative, care se rotește în sens contrar mișcării de înaintare a foii de aluat. Se realizează astfel curățirea și lustruirea suprafeței foii de aluat.

Aluatul pregătit ajunge în dreptul dispozitivului de ștanțare care face imprimarea suprafeței biscuiților și tăierea conturului biscuiților.

Fig. 1.3 Modelarea aluatului cu ștanță rotativă (matriță).(Sursă: www.yixunmachines.com)

Matrițele sunt dispozitive complexe alcătuite dintr-un batiu pe care este prins cuțitul de contur și capul de imprimare, vezi figura 1. Cuțitul de contur decupează biscuiții astfel încât să se folosească cât mai eficient suprafața foii de aluat și resturile să se desprindă ușor. Pe capul de imprimare este desenat negativul desenului ce se va imprima pe biscuit. Prin schimbarea matrițelor se poate obține o mare varietate sortimentală de biscuiți folosind practic același aluat. 

După ștanțare urmează faza de separare a resturilor de aluat prin antrenarea acestora pe o bandă înclinată și trecerea lor pe un alt transportor orizontal de unde ajung din nou în zona de laminare. Aluatul modelat se deplasează în continuare pe bandă la operațiile de finisare (ungere, presărare cu zahăr etc.) și apoi mai departe la coacere.

După modelare, bucățile de aluat destinate fabricării biscuiților se trec la coacere în cuptor tip tunel cu funcționare continuă. Prin coacere, aluatul își modifică proprietățile fizice, chimice si coloidale sub acțiunea temperaturii din cuptor, rezultând biscuiții, produs finit caracterizat printr-o structură stabilă, numită rezistentă mecanică, aspect, gust și aroma specifică.

La ieșirea din cuptor biscuiții au o temperatură mare, peste 1200C, iar umiditatea diferitelor straturi nu este aceeași. După coacere, biscuiții sunt trecuți la răcire până la temperatura de 35 – 400C și numai după aceea sunt supuși operațiilor de finisare și ambalare. Biscuiții calzi sunt moi, fragili și nerezistenți, rupându-se ușor dacă sunt manipulați în această stare.

Răcirea se realizează în mod natural pe benzi care transportă biscuiții în sala de fabricație. Prin răcire se reduce temperatura, proces care nu trebuie să se desfășoare prea brusc, întrucât ar duce la fisurarea prin contracție a straturilor superioare și deci la obținerea de rebuturi.

La ambalarea biscuiților, datorită conținutului mare pe care îl au în grăsime, se folosesc în special materiale impermeabile cum ar fi: pachete, hârtia pergaminată, hârtia cerată, metalizată, foliile de materiale plastice. Ambalajele de transport se confecționează din carton și se aranjează pe palet.

Ca metodă, se practică ambalarea manuală. În acest caz, produsele sunt cântărite prin intervenția omului folosindu-se dispozitive și instalații acționate manual, dupa care sunt introduse în pachete tip pernă care la rândul lor se introduc în cutii mici de carton cu dimensiunile 120x55x180. În continuare, în procesul de ambalarea se mai folosește un fel de cutii cu dimensiunile 380x330x240, care înmagazinează o capacitate de 24 de cutii mai mici din faza anterioară de ambalare, vezi figura 2.

Fig. 1.4 Modul de pachetizare și ambalare.(Sursă: autor)

După ambalare, urmează procesul de depozitare. Aranjarea cutiilor se face pe paleți tip EURO cu dimensiunile 1200 x 800. Depozitul nu dispune de stelaje, iar transportul paletelor în cadrul secției de biscuți și a depozitului se face cu liza. Scopul depozitării în unitațile de fabricație este crearea unui stoc de produse care să asigure continuitatea livrării către rețeaua comercială, în partide de sortimente asortate pe măsura cerințelor de consum. Menținerea calității biscuiților în ceea ce privește gustul, fragezimea, culoarea și forma în timpul depozitării se asigură prin respectarea unor condiții de microclimat si așezare – manipulare adecvată a acestor produse.

Fig. 1.5 Liza pentru transportul paletelor în cadrul secției și a depozitului.(Sursă:www.sculesiechipamente.ro)

1.3 Verificarea calității biscuiților.

Verificarea calității biscuiților se realizează organoleptic și prin analize chimice.

Aspectul exterior trebuie să fie astfel: bucăți plate de formă regulată, cu suprafață lucioasă, fără bășici sau goluri, fără grăsime extrudată la suprafață, iar aspectul in sețiune: bine copt, straturi uniforme, porozitate fină, fără goluri, umflături, bucăți de aluat sau corpuri străine.

Culoarea trebuie să fie: gălbuie, brună deschis, uniformă; nu se admite colorația albicioasă sau arsuri.

            Gustul trebuie să fie plăcut, dulce, corespunzător unui produs bine copt, nici amar, nici ranced, fără scrășnet în dinți datorită nisipului.

            Mirosul ar trebui să fie plăcut, corespunzător aromelor utilizate, fără miros de mucegai, stătut sau alt miros străin.

            Consistența biscuiților este fragedă, dar nesfărămicioasă.

1.4 Depozitarea și păstrarea materiilor prime și auxiliare.

1.4.1 Depozitarea și păstrarea făinii.

Făina reprezintă materia primă de bază cu cel mai mare volum în unitățile de biscuiți și de aceea depozitarea și păstrarea ei constituie o problemă principală. În cazul de față, făina este păstrată și depozitată în silozuri cu înălțimea de 15 m, diametrul 2,4 m și volumul 80 m3.

Depozitarea și păstrarea făinii în unitățile de producție vizează următoarele obiective:

asigurarea unui stoc tampon necesar desfășurării continue a procesului de producție care să preia oscilațiile dintre consumul continuu pentru fabricație și aprovizionarea discontinuă;

îmbunătățirea indicilor de calitate, ca urmare a procesului de maturizare;

realizarea amestecurilor de făinuri de calități diferite în vederea obținerii unei calități omogene.

1.4.2 Depozitarea și păstrarea grăsimilor și uleiurilor.

            Uleiul rafinat de floarea-soarelui se depozitează în rezervoare, tancuri, cisterne, butoaie, bidoane, butelii de sticlă sau din material plastic. Ambalajele cu ulei se depozitează în încăperi curate, lipsite de mirosuri străine, răcoroase, întunecoase și acoperite.

            Margarina se depozitează în încăperi răcoroase, uscate, fără miros străin, la temperatură de maxim 100C și umiditatea relativă a aerului de 80%.

1.4.3 Depozitarea și păstrarea substanțelor zaharoase.

Zahărul utilizat în industria de panificație poate fi ambalat și depozitat în saci sau depozitat în vrac. În cazul nostru, el este depozitat în saci cu masa de 50 kg. În ambele situații depozitul trebuie să fie uscat, curat, dezinfectat, bine aerisit, fără miros străin, umiditatea relativă a aerului de 75 %, iar temperatura să nu oscileze cu mai mult de 50C față de temperatura medie a zilei.

1.4.4 Depozitarea și păstrarea materialelor alterabile.

Materialele ușor alterabile precum untul, margarina, ouăle, etc. se păstrează în dulapuri frigorifice comune sau camere frigorifice la temperatură de circa 40C. Spațiile trebuie să fie întunecoase, fără mirosuri străine și cu umezeală relativă a aerului de maxim 80%.

CAPITOLUL 2

UTILAJELE ȘI INSTALAȚIILE FOLOSITE PENTRU MANIPULAREA MĂRFURILOR

2.1 Transportorul cu bandă înclinată.

Transportoarele cu bandă, reprezintă mașinile cu acționare continuă, cu cea mai mare răspândire datorită posibilităților de utilizare a acestor mașini în procesul de încărcare – descărcare și de transport intern al mărfurilor.

Banda transportorului are doua funcții, pe de o parte, servește ca sistem purtător al materialului transportat, iar pe de altă parte, asigură transmiterea forței de tracțiune de la sistemul de antrenare, la încărcătură. Banda se deplasează în circuit închis pe sistemul de ghidare realizat cu ajutorul rolelor și al tamburelor de ghidare.

Antrenarea benzii, împreună cu materialul transportat, se realizează cu ajutorul tamburului care primește cuplu necesar de la un motor electric, prin intermediul unui reductor.

Transportorul cu bandă înclinată din cadrul secției, fig. 2.1, care alimenteaza mașina de vălțuire, cu aluat, are o lungime L=5 m și se află sub un unghi δ = 12º față de orizontală, cu o lățime a benzii B=1,2 m, viteza = 0,32 m/s și masa volumetrică a materialului [kg/m3].

Fig. 2.1 Transportorul cu bandă care alimentează mașina de vălțuit cu aluat.(Sursă: autor)

Calculul tensiunilor și a forțelor rezistente se face în ordine crescătoare, începând cu punctul 1 din fig. 2.2.

Fig. 2.2 Conturul transportorului cu bandă înclinată( Sursă: Note de curs, Tehnologii de manipulare, depozitare și transport intern)

2.1.1 Calculul productivității orare.

Productivitatea orară este dată de relația:

unde:

– productivitatea orară de exploatare a transportorului cu bandă ;

– aria secțiunii transversale prin coloana de material [m2];

– masa volumetrică a materialului [kg/m3];

– viteza de deplasare a benzii [m/s];

Aria secțiunii transversale prin coloana de material se calculează cu relația:

dar din motiv că aria secțiunii transversale a aluatului pe suprafața benzii corespunde ca formă, unui dreptunghi, rezultă ca formula se modifică și nu se mai împarte la 2.

unde:

B – lățimea benzii, B = 1,2 [m];

h – înălțimea materialului de pe bandă, h = 0,05 [m];

Productivitatea orară recalculată în funcție de aria secțiunii transversale prin coloana de material transportat este:

2.1.2 Calculul forțelor rezistente din bandă.

Pentru calculul forțelor rezistente care apar în bandă, trebuiesc determinate următoarele relații:

unde:

– masa repartizată a benzii pe un metru liniar [kg/m];

B – lățimea benzii [m];

– grosimile straturilor de cauciuc [mm];

– numărul straturilor de inserție din banda de transport.

B = 1,2 [m];

= 3 [mm];

= 2 [mm];

= 2 straturi.

Greutatea repartizată a materialului se determină cu relația:

unde:

q – greutatea repartizată a materialului pe un metru liniar [kg/m];

Q – productivitatea orară de exploatare a transportorului cu bandă [t/h];

v – viteza de deplasare a benzii [m/s];

Greutatea repartizată a rolelor pe metru liniar se calculează cu relația:

unde:

B – lățimea benzii =1,2 [m];

– distanța dintre role = 0,8 [m];

Greutatea repartizată a rolelor este diferită, ea fiind în funcție de repartizarea rolelor, acestea fiind mai dese pe ramura încărcată a benzii și mai rare pe ramura descărcată.

Astfel pentru ramura încărcată vom avea:

pentru ramura descărcată:

Tensiunile din bandă, se determină cu ajutorul forțelor rezistente la deplasarea benzii. Relațiile tensiunilor din bandă, care apar în două puncte succesive, sunt de forma:

unde:

FR1-2 – forța rezistentă la înaintarea benzii pe tronsonul limitat de punctele 1 și 2 [daN]

FR3-4 – forța rezistentă la înaintarea benzii pe tronsonul limitat de punctele 3 și 4 [daN]

kînf – coeficientul de înfăsurare a benzii pe tamburul de ghidare = 1,05

c – coeficient de siguranță = 1,15

µ – coeficient de frecare dintre bandă și tambur de antrenare = 0,3

α – unghi de înfășurare a benzii pe tambur [rad]; α = 180º = π

unde:

– coeficientul rezistenței la înaintarea benzii pe tronson =0,02

– lungimea transportorului [m];

– unghiul de înclinare a transportorului față de orizontală = 12º

Determinarea forțelor rezistente:

Determinarea tensiunilor din bandă:

Verificarea rezistenței la rupere a benzii:

Datorită masei materialului transportat, a benzii de transport și a forțelor care se opun deplasarii acesteia, este necesară verificarea rezistenței la rupere a benzii și anume calculul numarului necesar de straturi de inserție din bandă. Ca standard, luăm i = 2 straturi de inserție.

unde:

– coeficient de siguranță la rupere 9 ÷ 10

– tensiunea maximă din bandă,

– lățimea benzii [cm], = 120 [cm]

– rezistența specifică la rupere 100 ÷ 200 [daN/cm]

se verifică rezistența la rupere a benzii.

2.1.3 Calculul puterii necesare.

Calculul puterii necesare, pentru antrenarea benzii în condițiile date de lucru, se face cu relația:

unde:

– viteza benzii = 0,32 [m/s]

– randamentul transmisiei = 0,7

– forța rezistentă la deplasarea benzii pe cele doua ramuri

2.1.4 Calculul consumului de energie.

Consumul de energie se calculează cu relația:

unde: – puterea necesară [kW];

– timpul de funcționare [h/an];

– coeficient de lucru al motorului 0,8 ÷1

unde:

– numărul de ore lucrătoare pe tură = 8 h

– numărul de ture pe zi = 2

– numărul de zile lucrătoare pe an = 250 [zl/an]

Înlocuind valorile în relație, timpul de funcționare pe an va fi:

deci, consumul de energie este:

2.2 Transportorul cu banda orizontală.

Transportorul cu bandă orizontală, amplasat la capătul liniei de biscuiți, cu lungimea de 17 m, face parte din grupul transportoarelor destinate răcirii biscuiților la ieșirea lor din cuptor.

Fig. 2.3 Transportorul cu bandă din zona de răcire a biscuiților.(Sursă: autor)

Calculul tensiunilor și a forțelor rezistente se face în ordine crescătoare, începând cu punctul 1 din fig. 2.4.

Fig. 2.4 Contur transportor cu bandă pentru calcul (Sursă: Note de curs, Tehnologii de manipulare, depozitare și transport intern)

2.2.1 Calculul productivității orare.

Productivitatea orară este dată de relația:

unde:

– productivitatea orară de exploatare a transportorului cu bandă ;

– aria secțiunii transversale prin coloana de material [m2];

– masa volumetrică a materialului [kg/m3], [kg/m3];

– viteza de deplasare a benzii [m/s], [m/s];

Aria secțiunii transversale prin coloana de material se calculează cu relația:

În condițiile date, productivitatea orară de exploatare, recalculată în dependență de aria secțiunii transversale prin coloana de material este:

2.2.2 Calculul forțelor rezistente din bandă.

Pentru calculul forțelor rezistente care apar în bandă, trebuiesc determinate următoarele relații:

unde:

– masa repartizată a benzii pe un metru liniar [kg/m];

B – lățimea benzii [m];

– grosimile straturilor de cauciuc [mm];

– numărul straturilor de inserție din banda de transport.

B = 1,2 [m];

= 3 [mm];

= 2 [mm];

= 2 straturi.

Greutatea repartizată a materialului se determină cu relația:

unde:

q – greutatea repartizată a materialului pe un metru liniar [kg/m];

Q – productivitatea orară de exploatare a transportorului cu bandă [t/h];

v – viteza de deplasare a benzii [m/s];

Greutatea repartizată a rolelor pe metru liniar se calculează cu relația:

unde:

B – lățimea benzii =1,2 [m];

– distanța dintre role = 0,8 [m];

Greutatea repartizată a rolelor este diferită, ea fiind în funcție de repartizarea rolelor, acestea fiind mai dese pe ramura încărcată a benzii și mai rare pe ramura descărcată.

Astfel pentru ramura încărcată vom avea:

pentru ramura descărcată:

Tensiunile din bandă, se determină cu ajutorul forțelor rezistente la deplasarea benzii. Relațiile tensiunilor din bandă, care apar în două puncte succesive, sunt de forma:

unde:

FR1-2 – forța rezistentă la înaintarea benzii pe tronsonul limitat de punctele 1 și 2 [daN]

FR3-4 – forța rezistentă la înaintarea benzii pe tronsonul limitat de punctele 3 și 4 [daN]

kînf – coeficientul de înfăsurare a benzii pe tamburul de ghidare = 1,05

c – coeficient de siguranță = 1,15

µ – coeficient de frecare dintre bandă și tambur de antrenare = 0,3

α – unghi de înfășurare a benzii pe tambur, α = 180º = π

unde:

– coeficientul rezistenței la înaintarea benzii pe tronson = 0,02

– lungimea transportorului = 17 [m];

Determinarea forțelor rezistente:

Calculul tensiunilor din bandă:

Verificarea rezistenței la rupere a benzii:

Datorită masei materialului transportat, a benzii de transport și a forțelor care se opun deplasarii acesteia, este necesară verificarea rezistenței la rupere a benzii și anume calculul numarului necesar de straturi de inserție din bandă.

unde:

– coeficient de siguranță la rupere 9 ÷ 10

– tensiunea maximă din bandă,

– lățimea benzii [cm], = 120 [cm]

– rezistența specifică la rupere 100 ÷ 200 [daN/cm]

se verifică rezistența la rupere a benzii.

2.2.3 Calculul puterii necesare.

Calculul puterii necesare, pentru antrenarea benzii în condițiile date de lucru, se face cu relația:

unde:

– viteza benzii = 0,4 [m/s]

– randamentul transmisiei = 0,7

– forța rezistentă la deplasarea benzii pe cele doua ramuri

2.2.4 Calculul consumului de energie.

Consumul de energie se calculează cu relația:

unde:

– puterea necesară [kW];

– timpul de funcționare [h/an];

– coeficient de lucru al motorului 0,8 ÷1

unde:

– numărul de ore lucrătoare pe tură = 8 h

– numărul de ture pe zi = 2

– numărul de zile lucrătoare pe an = 250 [zl/an]

Înlocuind valorile în relație, timpul de funcționare pe an va fi:

deci, consumul de energie este:

2.3 Buncărul de făină.

Buncărele și silozurile sunt construcții prevăzute cu diferite dispozitive de dozare și închidere destinate depozitării materialelor vărsate, care apoi trebuiesc livrate în cantități bine determinate către consumatori. Au rolul de a compensa alimentarea neuniformă cu material dintr-un sector în altul al procesului tehnologic, precum și primirea neregulată a materiei prime.

Se construiesc din oțel, beton sau zidărie. Încărcarea lor se face pe la partea superioară, iar descărcarea pe la partea inferioară. Aparține secțiilor tehnologice și sunt des folosite la depozitele de materii prime și material.

Fig. 2.5 Buncăr metalic din tablă .(Sursă: Note de curs, Tehnologii de manipulare, depozitare și transport intern)

unde:

1 – orificiu de alimentare; 2 – orificiu de aerisire; 3 – capac; 4 – gură de evacuare;

5 – structura de menținere; 6 – partea cilindrică; 7 – partea conică a buncărului.

În cadrul uzinei, buncărele servesc pentru o alimentare imediată a utilajelor. Se contruiesc din tablă de oțel laminat prin sudare și sunt susținute de o construcție metalică din profile laminate. Pentru o bună descărcare, suprafața secțiunii transversale a buncărului se micșorează către fund, astfel ca vâna de material să poată fi cu ușurință dirijată spre dispozitivul de descărcare și unghiul de înclinare al fețelor pâlniei buncărului trebuie să fie mai mare ca unghiul de frecare.

2.3.1 Dimensionarea buncărului și a orificiului de evacuare.

Dimensionarea buncărelor se face pe baza capacității necesare de stocare impuse Gb [t], ținând seama că materialul trebuie să se scurgă cu ușurință din buncăr. Așa dar volumul buncărului va fi :

unde:

– capacitatea de stocare impusa,

– coeficient de umplere al buncărului = 0,85 ;

– densitatea materialului = 0,45 ÷ 0,66 [t / m3] ;

Unghiul de înclinare α, a pereților părții conice, de la baza buncărului, se ia cu 5º ÷ 10º mai mare decât unghiul de taluz natural al materialului 𝜑 = 30º ÷ 50º pentru a se evita stoparea curgerii și lipirea materialului de pereții laterali. Mărimea unghiului α este foarte importantă pentru scurgerea materialului din buncăr.

Orificiile de scurgere trebuie să aibă dimensiuni suficient de mari, pentru a asigura scurgerea în bune condițiuni a materialului fără blocare. Dimensiunile orificiului de scurgere se calculează după relația:

unde:

– dimensiunea orificiului de scurgere [mm] ;

– oefficient de corecție ; = 2,4 ÷ 2,6 .

– diametrul particulei; = 0,001 ÷ 0,016 [mm] ;

– coeficientul de frecare în stare libera pe sufrafețe metalice ;

2.3.2 Determinarea vitezei de scurgere și a presiunii pe vertical.

Scurgerea materialului din buncăr este de tip normal, sub acțiunea accelerației gravitaționale. Scurgerea normală este cazul cel mai frecvent întâlnit în practică, care se caracterizează prin faptul că la suprafața liberă a materialului se formează o adâncitură conică, iar în interiorul lui, un current central de material asupra căruia acționează restul particulelor în aflate în repaus (vezi fig. 2.6).

Fig. 2.6 Scurgerea materialului din buncăr.(Sursă: autor)

În cazul scurgerii normale , viteza de scurgere poate fi determinată cu relația :

unde:

– accelerația gravitațională; ;

– coeficient de scurgere; (pentru materiale în formă de pulbere uscate);

R – raza hidraulică a secțiunii de curgere [m]; (raza hidraulică reprezintă

raportul între aria secțiunii și perimetrul ei).

Pentru a se ține seama de fenomenele ce iau naștere la scurgerea materialului din buncăr, la determinarea razei hidraulice trebuie scăzut din dimensiunea caracteristică a gurii de scurgere D, dimensiunea d a granulei caracteristice. Astfel pentru orificiu rotund de scurgere, raza hidraulică se va calcula cu relația:

unde:

D – diametrul orificiului de scurgere; D = 0,22 [m];

d – dimensiunea granule caracteristice; d = 0,00001 [m];

Astfel, înlocuind în relația vitezei, obținem:

Presiunea materialului în secțiunea orificiului se calculează cu relația:

unde:

q – presiunea verticală care acționează pe suprafața materialului [kgf/m2];

R – raza hidraulică a secțiunii de curgere [m];

γ- greutatea volumetrică a materialului; [kg/m3];

h – înălțimea coloanei de material [m];

k – coeficient de mobilitate al materialului;

µ – coeficient de frecare material;

unde: 𝜑t – unghiul de taluz dinamic;

Relația presiunii ne arată că presiunea statică p nu crește proporțional cu adâncimea h, ci tinde asimtotic către o valoare finită atunci când h tinde către infinit. Practic această valoare finită este atinsă pentru o adâncime de 3-5 m. Constatându-se că pentru majoritatea materialelor vărsate µk = 0,18, buncărele mai înalte de 3m, ca și în cazul nostru, se calculează la presiune statică constantă cu relația următoare :

În timpul umplerii unui buncăr gol, în interiorul lui pot apărea presiuni mai mari de cât , de aceea mai folosim în calcul expresia general a presiunii unui material pe un perete înclinat sub un unghi α = 48º, care este :

unde: = 2

Presiunea maximă este dată de expresia generală a presiunii,

2.3.3 Determinarea debitului de scurgere.

Debitul de scurgere se calculează cu relația:

unde:

v – viteza de scurgere a materialului; v = 0,91 [m/s];

γ – greutatea volumetrică a materialului; γ =0,6 [t/m3];

A – aria secțiunii de trecere [m2];

Aria secțiunii de trecere este dată de relația:

A = (D – d)2 [m2]; => A = (0,22 – 0,00001)2 = 0,048 [m2];

Înlocuind în relația debitului de scurgere, obținem:

2.4 Calculu capacității de depozitare actuale.

Depozitul nu dispune de stelaje, iar transportul de palete în cadrul clădirii, se face cu liza. Paletele sun aranjate în rânduri la suprafața depozitului, cu toate că înălțimea depozitului ne permite introducerea stelajelor. Suprafața depozitului este dată de lungime LD = 24m și lățimea lD = 18m.

Date pentru calcul:

palet tip EUR cu dimensiunile Lp=1200 mm ; lp=800 mm ;

lățimea coridoarelor între rânduri lc = 3000 mm ;

spațiul de siguranță între rânduri și pereți ls=1,5m ;

Calculul numărului de palete într-un rând:

Calculul numărului de rînduri:

Calculul capacității totale de depozitare, în [nr. palete];

CAPITOLUL 3

CHELTUIELI CU SISTEMUL DE TRANSPORT INDUSTRIAL DIN CADRULSECȚIEI DE BISCUIȚI

Se vor lua în calcul toți factorii care determină cheltuielile din transportul industrial. Unul din primii factori este impus de:

3.1 Cheltuieli cu salarizarea personalului muncitor.

Pentru calculul cheltuielilor cu salarizarea personalului muncitor în decurs de un an, se folosește relația:

unde:

– numărul de lucrători din statul de plată;

– salariul mediu lunar, conform statului de plată pentru fiecare profesie în parte;

– coeficient care ține seama de cheltuielile suplimentare cu salarizarea personalului muncitor, = 1,1;

Pentru că în cadrul secției de biscuiți se muncește în două ture, numărul de muncitori este:

2 șefi de tură;

2 ingineri;

4 tehnicieni;

4 electricieni;

3 operatori de calculator;

4 operatori în producție;

10 muncitori la ambalare;

4 muncitori pentru depozit;

2 șefi de depozit;

Totalul lucrătorilor din secția de biscuiți este,

Salariile pentru fiecare categorie de muncitori este:

șef de tură – 1300 [RON/lună];

inginerul – 1150 [RON/lună];

technician – 800 [RON/lună];

electrician – 800 [RON/lună];

operator de calculator – 900 [RON/lună];

operator în producție – 1000 [RON/lună];

muncitor la ambalare – 800 [RON/lună];

muncitori în depozit – 800 [RON/lună];

șef de depozit – 1050 [RON/lună];

Cheltuielile cu salarizarea personalului vor fi:

3.2 Cheltuieli pentru asigurări sociale.

Cheltuielile cu asigurările sociale, reprezintă un procent α, din cheltuieli cu salarizarea și se calculează cu relația:

unde:

α – 23 % asigurări sociale + 4,5 % contribuție asigurări medicale = 27,5 %

– cheltuieli cu salarizarea personalului muncitor [RON/an];

3.3 Cheltuieli cu energia electrică consumată.

3.3.1 Cheltuielile cu energia electrică consumată de motoarele instalațiilor, mașinilor și utilajelor de ridicat și transportat.

Aceste cheltuieli se determinăcu relația:

unde:

ce – costul unui kWh energie electrică, ce = 0,36 [RON/kWh];

n – numărul motoarelor electrice instalate ;

Pnec – puterile necesare ale acestor motoare, [kW];

ti – numărul anual de ore de funcționare ale fiecarui motor, ti = 4000 [ore/an];

ηi – randamentul mediu al motoarelor electrice, ηi = 0,8

Tabel 3.1 Numărul și puterile motoarelor instalate pe linia de producție.

Pentru benzi transportoare:

Pentru elevator:

Pentru buncăr:

În total, cheltuielile cu energia electrică consumată de motoarele instalațiilor, mașinilor și utilajelor de ridicat și transportat vor fi:

3.3.2 Cheltuieli cu energia electric consumată de cuptor.

Cuptorul din secția de biscuiți este de tip tunel, cu lungimea de 70 m și putere de 800 kW. Știind că lucrul se desfășoară în două ture, adică 16 ore pe zi, putem calcula aproximativ consumul anual de energie. În calculul de energie consumată, vom avea în vedere că, cuptorul nu lucrează la putere maximă permanent, de aceea se va lua consum 700 kWh/h. Timpul de lucru este 4000 [h/an]. Costul unui kilovat, ce= 0,36 [RON/kWh].

3.3.3 Cheltuieli de energie electrică cu sistemul de aerisire a încăperilor.

Încăperile de muncă trebuie sa fie bine aerisite și ventilate pentru că umeditatea și căldura, joacă un rol important în procesul de fabricație și nu în ultimul rând pentru a facilita condiții bune de lucru angajaților. Sistemul de aerisire are instalat un motor cu puterea de 20 kWh.

unde:

– costul unui kWh energie electrică, = 0,36 [RON/kwh] ;

– puterea nominală a motorului, = 20 [kW] ;

– numărul anual de ore de funcționare, = 4000 h/an ;

– coeficient de folosire a puterii instalate, ;

-randamentul mediu al motoarelor electrice ;

3.3.4 Cheltuieli cu energia electrică consumată pentru iluminarea punctelor de lucru.

Cheltuielile cu energie electrică consumată pentru iluminarea punctelor de lucru se calculează cu ajutorul relației:

unde:

Φj – consumul normat de energie electrică pentru iluminarea unui m2, [w/m2] Φj =8 w/m2

Aj – mărimea suprafețelor iluminate, [m2];

tj – numarul anual de ore de iluminare, [ore/an];

ce – costul unui kWh energie electrică, ce= 0,36 [RON/kWh]

Mărimea suprafețelor iluminate, inclusiv și depozitul:

Clădirea are o formă neregulată, fiind compusă din mai multe spații de formă dreptunghiulară, aria suprafeței unde e instalată linia de biscuiți a fost separată în trei părți și însumate.

Numarul anual de ore de iluminare:

unde:

– numărul de ore lucrătoare pe tură = 8 h

– numărul de ture pe zi = 2

– numărul de zile lucrătoare pe an = 250 [zl/an];

Înlocuind valorile în relație, timpul de iluminare pe an va fi:

Cheltuielile cu energie electrică consumată pentru iluminarea punctelor de lucru vor fi:

Cheltuielile totale cu energia electrică constituie:

>

3.4. Cheltuielile cu amortismentul și reparațiile capitale ale clădirilor, mașinilor și instalațiilor sistemului de transport industrial.

3.4.1 Cheltuieli cu amortismentul și reparația clădirilor.

Se determină cu relațiile:

unde:

Vi – valoarea clădirii, instalației sau mașinii, [RON];

ai – cota de amortizare aferentă, [%];

ai = 1,5 pentru cladiri;

ri – cota de reparație aferentă, ri = 0,5 [%];

Stiind ca un m2 construit costă 250 de euro, rezultă ca prețul clădirii este:

;

Cheltuielile cu amortismentul și reparațiile capitale ale clădirilor sunt:

Cheltuielile totale cu amortismentul și reparațiile capitale ale clădirilor sunt:

3.4.2 Cheltuielile cu amortismentul, reparația mașinilor și instalațiilor sistemului de transport.

Tabel 3.2 Date de calcul pentru cheltuielile cu amortismentul și reparația instalațiilor.

Cheltuieli cu amortismentul pentru transportor cu bandă:

Pentru buncăr:

Cheltuieli totale cu amortismentul instalațiilor:

Cheltuieli cu reparația transportorului cu bandă:

Pentru buncăr:

Cheltuieli totale cu reparația instalațiilor:

Cheltuieli totale cu amortismentul și reparația instalațiilor:

Cheltuielile totale cu amortismentul și reparațiile capitale ale clădirilor, mașinilor și instalațiilor sistemului de transport industrial sunt:

3.5 Cheltuieli cu combustibilul.

Vom avea cheltuieli cu combustibilul din partea camioanelor care fac naveta în vederea alimentării permanente a buncărelor cu făină.

unde:

– coeficient de suplimentare a consumului, =1,1;

– prețul unui litru de motorină, = 4,2 [RON/ l ];

– consumul specific de motorină la 100 km, = 20 l

– lungimea anuală efectivă parcursă de vehiculele din parcul activ [km];

unde:

– parcul activ, = 3 camioane ;

– zilele lucrătoare dintr-un an, = 250 zile;

– parcursul mediu zilnic, = 50 km ;

Înlocuind valorile în relația cheltuielilor cu combustibilul, obținem:

3.6 Cheltuieli totale anuale.

CAPITOLUL 4

SOLUȚII PROPUSE PENTRU MODERNIZAREA SISTEMULUI DE TRANSPORT INTERN LA S.A. "COMBINATUL DE PÂINE DIN BĂLȚI"

4.1 Soluții propuse pentru modernizare.

După ce am analizat procesele ce au loc în stadiul de preparare a crackerilor, s-a constatat că, muncitorii din secția de ambalare a biscuiților, nu fac față fluxului mare de producție, de aceea se muncește mereu într-o atmosferă stresantă, productivitatea e scăzută, iar depozitul, prin simplu fapt că nu dispune de stelaje, nu poate înmagazina nici productivitatea actual. Paletele sunt aranjate la suprafața depozitului, rezultă că nu se folosește rațional spațiul de depozitare.

Ca soluții pentru modernizare, s-a propus următoarele:

automatizarea proceselor de ambalare a biscuiților prin achiziția mașinii automate pentru ambalare cu sistem de cântărire și dozare Multi-Head ;

reamenajarea și reorganizarea depozitului prin introducerea stelajelor și a electrostivuitorului ;

4.2 Mașina de ambalat cu dozator Multi-Head serie AM012.

Este o instalație de ambalare automată cu capacitate mare, potrivită pentru dozare și ambalare de diverse articole cum ar fi: biscuiți, covrigi, dulciuri, nuci, migdale, snack-uri, chips-uri, prune uscate, curmale, popcorn, pufuleți, diferite tipuri de cereale ș.a. Este fabricată din oțel inoxidabil AISI 304 și corespunde cerințelor pentru manipularea produselor alimentare. Dozare este gravimetrică și se realizează de un sistem special de dozare așa numitul multihead. Gramajul dorit se realizeaza printr-o combinație de mai multe cupe, deci algoritmul caută combinația optimă de cupe, pe care le varsă în mașina de ambalare. Controlul este ușor și intuitiv printr-un touchscreen color de 7.5 inch.

Principalele avantaje:

Microprocesor complet controlat pentru o configurare și funcționare ușoară.

Precizie superioară +/- 1 gr.

Viteze de lucru foarte ridicate.

Limbi multiple de utilizare și touch screen color.

Autodiagnostică și oferirea de date statistice.

Trecere foarte ușoară  de la un produs la altul.

Acces ușor la toate părțile pentru curățarea și întreținerea corespunzătoare.

Fig 4.1 Mașina de ambalat cu dozator Multi-Head serie AM012.(Sursă: www.kehlimbar.bg)

Tabel 4.1 Caracteristicile instalației.(Sursă: www.kehlimbar.bg)

Sistemul Multi-head presupune existența mai multor capete de dozare (cântare electronice), în general în număr de n = 8, 12, 14, 16 sau 24 capete de dozare, dispuse circular sau liniar. Doza finală este obținută prin alegerea din nenumăratele combinații ale celor n capete de dozare a greutății celei mai apropriate de valoarea prescrisă. Operația de cântărire finală presupune fracționarea dozei finale în doze predeterminate și cât mai constante.

Fig. 4.2 Componentele unui sistem de dozare Multi-Head, cu dispunerea circular a cupelor de dozare.(Sursă: www.kehlimbar.bg)

1- buncăr alimentare cu produs; 2- senzor de detecție al nivelului de produs pe vibratorul central; 3- conul superior al vibratorului central; 4- tavă vibrator liniar; 5-cupă alimentare; 6- cupă de cântărire; 7- culoar de colectare; 8- întrerupător general tensiune de alimentare; 9- întrerupător general tensiune de alimentare; 10 siguranță electrică de protecție la supratensiune; 11- suport susținere display; 12 – display multi-head (tip touch-pad sau touch-screen); 13- con colectare produs dozat; 14- inel de manipulare sistem; 15-cadru culoar de colectare; 16- corp aluminiu cu motoare si plăci electronice; 17.- vibrator central; 18- vibrator liniar.

4.2.1 Calculul productivității orare

Știind că, instalația poate sigila până la 65 pachete cu biscuiți pe minut la viteză maximă, putem afla, productivitatea orară de exploatare. În vederea aceasta, vom considera o valoare de 55 pachete/minut, deoarece calibrarea instalației se face ținând cont de viteza transportoarelor care o alimentează.

Calculul cantității de pachete pe oră:

е – masa netă a unui pachet de biscuiți 175 g.

Productivitatea orară este dată de relația:

Productivitatea anuală este dată de relația:

unde:

– timpul de funcționare [h/an];

– greutatea încărcăturii, = 201 kg ;

unde:

– numărul de ore lucrătoare pe tură = 8 h

– numărul de ture pe zi = 2

– numărul de zile lucrătoare pe an = 250 [zl/an]

Înlocuind valorile în relație, timpul de funcționare pe an va fi:

Deci, productivitatea anuală va fi:

4.3 Reamenajarea depozitului, introducerea stelajelor și a electrostivuitorului.

4.3.1 Dimensiunile și greutatea încărcăturii.

Știind caracteristicile paletului EUR și a unei cutii pentru depozitarea pungilor cu biscuiți, putem determina numărul de cutii pe un nivel la suprafața paletului. Într-o cutie, putem depozita 24 de pungi cu biscuiți, a câte 175 g fiecare.

Fig. 4.3 Dimensiunile de gabarit ale cutiei.(Sursă: autor)

În lungimea paletului, pe un nivel, încap:

Pe lățimea paletului:

Pe suprafața paletului, pe un nivel, încap:

În înălțime, vom avea 7 rânduri de cutii, adică în total pe palet:

Înălțimea totală a încărcăturii este:

Greutatea unei cutii este:

Greutatea unui palet cu încărcătură:

4.3.2 Calculul dimensiunilor stelajelor.

Depozitul destinat păstrării produsului finit, nu dispune de stelaje, din acest considerent, putem spune că spațiul nu este folosit rațional. În continuare vom reorganiza depozitul prin introducerea stelajelor duble, la aceleași dimensiuni ale clădirii. Pentru aflarea dimensiunilor stelajelor, mai întâi de toate trebuie să știm dimensiunea unei celule.

Date de calcul:

dimensiunile depozitului LD=24m ; lD=18m ;

palet tip EUR cu dimensiunile L=1200 mm ; l=800 mm ;

lățimea coridoarelor între stelaje lc = 3000 mm ;

spațiul de siguranță între stelaje și pereți ls=1,5m ;

înălțimea maximă de ridicare a furcilor hmax=4200 mm ;

Celula de depozitare este un spațiu, egal cu dimensiunile de gabarit ale unității de încărcătură la cere se adaugă spațiile de siguranță dintre structura metalică și conturul de gabarit al unitătii de încărcătură .

Fig. 4.4 Celula de depozitare.(Sursă: Note de curs, Tehnologii de manipulare, depozitare și transport intern)

Dimensiunile celulei de depozitare sunt :

– lungimea unității de încărcătură : ;

– lățimea unității de încărcătură : ;

– înălțimea unității de încărcătură : ;

– spațiu de siguranță :;

– lungimea celulei de depozitare : ;

– lățimea celulei de depozitare : ;

– înălțimea celulei de depozitare : .

Lungimea unui bloc de stelaj se determină cu relația:

Lățimea unui bloc de stelaj va fi egală cu lățimea celulei de depozitare:

Numărul de celule pe vertical se determină cu relația:

unde:

– înălțimea maximă de stivuire, ;

– înălțimea celulei de depozitare,

Numărul de celule pe orizontală se calculează cu relația:

unde:

– lungimea unui bloc de stelaj,

– lungimea unei celule de depozitare,

Numărul de celule din stelaj se calculează cu relația:

Determinarea capacității necesare de depozitare:

unde:

– cantitatea anuală de unități de încărcătură realizate, [u.i./an];

– numărul de zile lucrătoare dintr-un an,

– timpul mediu de depozitare,

– coeficient ce ține seama de ponderea livrărilor directe,

Capacitatea de depozitare proiectată va fi determinată cu relația :

unde:

– numărul de blocuri de stelaj

Coeficientul de utilizare a capacității proiectate va fi:

După introducerea stelajelor va rezulta creșterea capacității de depozitare capabilă sa acoperă necesarul de capacitate și o mai bună aranjare a unităților de încărcătură în depozit.

4.3.3 Calculul electrostivuitorului propus.

Pentru o mai bună organizare a depozitului și pentru sporirea productivității, s-a ales electrostivuitorul STILL RX 60-16, cu următoarele caracteristici tehnice:

Tabel 4.2 Date caracteristice electrostivuitor STILL RX 60-16.(Sursă: www.still.ro)

Fig. 4.5 Stivuitor STILL RX 60-16(Sursă: www.still.ro)

4.3.3.1 Calculul puterii necesare motorului de antrenare a mecanismului de rulare.

Acest calcul se va realiza în doua cazuri posibile:

Demararea și deplasarea electrostivuitorului cu încărcătură.

Demararea și deplasarea electrostivuitorului fără încărcătură.

4.3.3.1.1 Demararea și deplasarea electrostivuitorului cu încărcătură.

Calculul puterii necesare și a forțelor rezistente la rulare:

unde:

– puterea necesară pentru antrenarea mecanismului

FR – forța rezistentă la rulare pe care o întâmpină roțile căruciorului [daN]

v – viteza de deplasare a stivuitorului [m / s] ; v = 5,55 m / s

– randamentul transmisiei ; = 0,7

unde:

– coeficientul rezistenței la rulare ,;

– greutatea proprie stivuitorului, = 3479 [daN];

– greutatea încărcăturii, = 201 [daN];

– greutatea unui palet, = 25 [kg];

= 24pungi/cutie * 42 cutii * 0,175 g punga + = 201 [daN];

Înlocuind în relația puterii necesare, ne rezultă:

Verificarea motorului la demarare:

Momentul de inerție redus la demarare:

unde:

– coeficient ce ține seama de influența maselor aflate în mișcare de rotație , = 1,1 ;

– momentul de inerție al cuplajului , = 0,03 ;

– turația nominală a motorului, = 850 [rot/min];

v – viteza de deplasare a stivuitorului [m / s] ; v = 5,55 m / s

Înlocuind valorile în relația momentului de inerție redus la demarare, obținem:

Calculul accelerației unghiulare:

Calculul timpului de demarare:

Calculul vitezei unghiulare:

Calculul cuplului dinamic:

În continuare se determină cuplul static rezistent, Mr și cuplul nominal, MN, cu ajutorul cărora se va determina încărcătura efectivă a motorului electric λef:

4.3.3.1.2 Demararea și deplasarea electrostivuitorului fără încărcătură.

Calculul puterii necesare și a forțelor rezistente la rulare:

unde:

– puterea necesară pentru antrenarea mecanismului

FR – forța rezistentă la rulare pe care o întâmpină roțile căruciorului [daN]

v – viteza de deplasare a stivuitorului [m / s] ; v = 5,55 m / s

– randamentul transmisiei ; = 0,7

unde:

– coeficientul rezistenței la rulare ,;

– greutatea proprie stivuitorului, = 3479 [daN];

– greutatea încărcăturii, = 0 [daN];

Înlocuind în relația puterii necesare, ne rezultă:

Verificarea motorului la demarare:

Momentul de inerție redus la demarare:

unde:

– coeficient ce ține seama de influența maselor aflate în mișcare de rotație , = 1,1 ;

– momentul de inerție al cuplajului , = 0,03 ;

– turația nominală a motorului, = 850 [rot/min];

v – viteza de deplasare a stivuitorului [m / s] ; v = 5,55 m / s

Înlocuind valorile în relația momentului de inerție redus la demarare, obținem:

Calculul accelerației unghiulare:

Calculul timpului de demarare:

Calculul vitezei unghiulare:

Calculul cuplului dinamic:

În continuare se determină cuplul static rezistent, Mr și cuplul nominal, MN, cu ajutorul cărora se va determina încărcătura efectivă a motorului electric λef:

4.3.3.2 Calculul mecanismului de ridicare al electrostivuitorului.

La fel se vor efectua calculele pentru doua cazuri posibile:

Cu încărcătură

Fără încărcătură

4.3.3.2.1 Calculul mecanismului de ridicare al electrostivuitorului “cu încărcătură”

Se analizează forțele ce acționează asupra căruciorului port – furcă :

N1 = N2

T = Gi + Gc + FRC [daN];

Fig. 4.6 Schema mecanismului de ridicare.(Sursă: Note de curs, Tehnologii de manipulare, depozitare și transport intern)

Ecuația în raport cu centrul O al roții este:

unde :

– tensiunea ce apare în lanțurile de care este prins căruciorul port – furcă ;

– greutatea căruciorului port – furcă , = 80 [daN] ;

– greutatea încărcăturii , = 201 [daN] ;

N1 , N2- reacțiuni ;

– distanța de la suportul forței la axa xx’ , ;

– distanța de la suportul forței la axa xx’ , = 0,3m ;

– distanța între punctele de contact ale roților căruciorului port-furcă , = 0,5m ;

– coefientul rezistenței la rulare ,

Tensiunea T1 acționează în lanț și forța rezistentă apărută între ghidajele roților. Între tensiunea T1 și T2 există relația: .

– randamentul angrenajului dintre roți și planul pe care se deplasează , .

Fig. 4.7 Reprezentarea tensiunilor.(Sursă: Note de curs, Tehnologii de manipulare, depozitare și transport intern)

Puterea necesară se determină cu relația:

unde :

– viteza de ridicare a încărcăturii , = 0,53 m/s ;

Înlocuim valorile în relații:

4.3.3.2.2 Calculul mecanismului de ridicare al electrostivuitorului “fără încărcătură”

În acest caz, se neglijează masa încărcăturii, iar calculele se fac doar pentru greutatea căruciorului propriuzisă.

4.4Verificarea coeficientului de stabilitate al stivuitorului.

La fel vom distinge doua cazuri posibile.

4.4.1 Cazul în care stivuitorul se deplasează cu încărcătura pe o suprafață în pantă, cu unghiul α față de orizontală și în plus stivuitorul este frânat brusc.

Relația pentru determinarea coeficientului de stabilitate:

unde:

– forța de inerție ce acționează asupra încărcăturii ;

– forța de inerție ce acționează asupra electrostivuitorului ;

-distanța de la centrul roții până la fața furcii, = 350mm ;

– accelerația la frînare, – 1,5 m/s ;

4.4.2 Cazul în care stivuitorul se află în repaus iar furca împreună cu încărcătura se ridică la înălțimea maximă de stivuire.

Relația pentru determinarea coeficientului de stabilitate:

unde:

-distanța de la centrul roții până la fața furcii, = 350mm ;

– înălțimea maximă de stivuire, = 3200mm ;

Ambele condiții de stabilitate se verifică la o diferență foarte mare față de limita impusă deoarece masa încărcăturii este foarte mică și nu influențează atât de mult stabilitatea electrostivuitorului.

4.5 Calculul cheltuielilor anuale pentru exploatarea construcțiilor și utilajelor.

4.5.1 Calculul investițiilor necesare.

Mașina de ambalat cu dozator Multi-Head:

Valoarea investiției pentru achiziția instalației se estimează la:

I =28000euro = 123200 RON

Stelaj:

Costul unei celule de depozitare este Vc = 350 RON/m ;

unde:

– numărul blocurilor de stelaj, = 3 blocuri ;

– numărul de celule dintr-un stelaj, = 45 celule ;

Electrostivuitorul:

Valoarea unui electrostivuitor marcă STILL 60-16 se estimează la VE=22000euro =96800 RON

Se propune achiziția a unui singur electrostivuitor, deci investiția necesară va fi:

4.5.2 Calculul cheltuielilor cu amortizarea utilajelor și stelajelor.

Cheltuielile anuale de amortizare a investiției se vor calcula cu relația:

unde:

– valoarea cotei anuale de amortizare a investiției făcute pentru modernizarea, care a fost stabilită la

4.5.3 Calculul cheltuielilor cu exploatarea instalației, electrostivuitorului și întreținerea stelajelor.

Relația de calcul folosită pentru determinarea cheltuielilor cu exploaterea electrostivuitoarelor este :

unde:

– numărul de utilaje active, = 1;

V – valoarea unui utilaj, V = 96800 RON ;

r – cota procentuală a valorii reparațiilor în raport cu valoarea utilajului , r = 12 % ;

Înlocuind valorile în relație, obținem:

Stelajele, fiind construcții metalice, au durata de viață îndelungată și necesită investiții minime dupa 5 – 10 ani de la darea în exploatare. Rata anuală de reparații se va stabili la r = 3 %

unde: – valoare stelaj, = 47250 RON ;

Sistemul de dozare și împachetare Multi-Head are garanție de la producător un an de zile, cu toate acestea, probabilitatea de a se strica după un an de zile, oricum există. Rata anuală de reparații se va stabili r = 2 %

unde: Vi – valoarea instalației, Vi = 123200 RON ;

4.5.4 Calculul cheltuielilor cu energia consumată de instalația Multi-Head și electrostivuitor.

Relația de calcul a cheltuielilor cu energia consumată de motorul electrostivuitorului este :

unde:

– costul unui kWh energie electrică, = 0,36 [RON/kwh] ;

– puterea nominală a motorului, = 11 [kW] ;

– numărul anual de ore de funcționare, = 4000 h/an ;

– coeficient de folosire a puterii instalate, ;

-randamentul mediu al motoarelor electrice ;

Înlocuind valorile în relație, obținem:

Calculul energiei consumate de către instalația Multi-Head:

unde:

– puterea nominală a instalației, = 1,8 [kW] ;

4.5.5 Calculul cheltuielilor cu personalul ce deservește sistemul.

Pentru soluțiile propuse de modernizare, vom avea nevoie de următorii angajați:

2 stivuitoriști cu salariu de 800 RON ;

2 electromecanici cu salariu de 800 RON ;

Relația de calcul în cazul dat, este:

unde:

– numărul de lucrători din statul de plată;

– salariul mediu lunar, conform statului de plată pentru fiecare profesie în parte;

– coeficient care ține seama de cheltuielile suplimentare cu salarizarea personalului muncitor, = 1,1;

4.6 Cheltuielile totale anuale fără valoare investiției.

CAPITOLUL 5

EFICIENȚA ECONOMICĂ ȘI FINANCIARĂ A SOLUȚIILOR PROPUSE

Soluțiile propuse de modernizare a depozitului de produse finite și a procesului de fabricație a biscuiților presupun următoarele:

introducerea stelajelor în depozit ceea ce va duce la creșterea capacității de depozitare, la o bună organizare și aranjare a mărfii în depozit și va permite depozitarea în vederea acumulării pentru expediere.

introducerea electrostivuitorului pentru manipularea unității de încărcătură înlocuind manipularea manual, cu liza, care are productivitate scăzută și un necesar mai mare de angajați.

achiziția instalației de dozare Multi-Head și introducerea ei pe linia de producție, ne aduce o creștere esențială a productivității, reduce din personalul muncitor, cheltuielile cu salariile și asigurările sociale, elimină probabilitatea de apariție a erorilor factorului uman în procesul de ambalare.

Investițiile pentru realizarea soluțiilor propuse, sunt următoarele:

Achiziția instalației de dozare și împachetare Multi-Head:

Ii = 123200 RON ;

Achiziția de stelaje:

Ist = 47250 RON ;

Achiziția electrostivuitorului:

IE =96800 RON ;

Valoarea investiției totale va fi:

I = Ii + Ist + IE =123200+47250+96800 = 267250 RON ;

Cheltuielile totale anuale:

Știind costul unei pungi de biscuiți cb =2,5 RON, numărul de pungi pe unitate de încărcătură Np/u.î. = 42cutii/u.î.*24pungi/cutie = 1008pungi/u.î și productivitatea anuală = 11542 u.î./an, putem usor determina profitul aproximativ pe an:

5.1 Venitul net actualizat ( VNA )

Evaluarea estimării valorii unui proiect pe baza fluxului de numerar actualizat se poate realiza și cu ajutorul valorii nete actualizate sau a venitului net actualizat.

VNA reprezintă suma algebrică între totalul avantajelor actualizate și totalul cheltuielilor la un moment de referință al analizei.

unde :

– valoarea actualizată a veniturilor ;

– valoarea actualizată a cheltuielilor ;

j și g – indici ai anilor în care apar beneficiile sau cheltuielile actualizate la rata a.

a – rata anuală de actualizare, a = 12 %

Actualizarea veniturilor și cheltuielilor se realizează utilizând factorul de actualizare de forma :

Tabel 1.1 (Sursă: Note de curs, Analize economice în transporturi)

5.2 Rata internă de rentabilitate ( RIR )

Rata interna de rentabilitate este acea rată de actualizare , a , care face ca valoarea netă a fluxului de numerar să fie egală cu zero .

Am calculat VNA-ul pentru o rată de actualizare pentru care VNA are valoare pozitivă: amin=12 % și pentru o rată de actualizare pentru care VNA are valoare negativă: amax = 125 %

Având în vedere că rata internă de rentabilitate are o valoare foarte mare înseamnă că proiectul suportă o rată a rentabilității foarte mare, recuperându-se cu ușurință capitalul investit.

Bibliografie

Cataramă, Ion , Tehnologii de manipulare, depozitare și transport intern – Note de curs : Universitatea Politehnica Bucuresști ;

Cataramă, Ion , Transport industrial – Note de curs : Universitatea Politehnica București ;

Cataramă, Ion , Mașini și instalații de manipulare a mărfurilor – Note de curs : Universitatea Politehnica București ;

Popa, Mihaela , Analize economice în transporturi – Note de curs : Universitatea Politehnica București ;

Auerman, I.L. – Tehnologia panificatiei (traducere din limba rusa) – Editura Tehnica, Bucuresti, 1960 ;

Moldoveanu Gh., Niculescu N.I., Melniciuc G. – Panificatia moderna – Editura Tehnica, Bucuresti, 1969

Site-ografia

www.scribd.com