Проектирование технологической схемы приготовления мороженого
Анализ типов основного технологического оборудования и существующих схем процесса приготовления мороженого: обработка и фрезерование смеси, ее расфасовка и закаливание, глазирование и упаковывание. Инженерные расчеты холодильных камер и трубопровода.
| Рубрика | Кулинария и продукты питания |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.05.2011 |
| Размер файла | 1,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Экструзионно-формовочный автомат Rheon WN055 легкий в обращении, возможна легкая переналадка с сорта на сорт. Имеет точное дозирование компонентов (машина имеет блок памяти до 100 рецептур, достаточно ввести лишь код изделия), точное соотношение начинки и оболочки, которое может меняться в зависимости от выбранной рецептуры. Возможен выпуск изделий, как с начинкой, так и без начинки, размер изделий легко регулируется в широком диапазоне. Машина работает без шума и моется обычной проточной водой. Возможно использование начинок разной консистенции и дисперсности.
В качестве начинки подходят следующие ингредиенты: повидло, варенье, фруктово-ягодная масса; ореховая масса с твердыми частицами; нуга; массы шоколадные, конфетные и маковые; вареное сгущенное молоко; рыбные, мясные, сырные, овощные и многое другое.
При базовой комплектации насадок автомат выпускает изделия: сферической и цилиндрической формы, а также непрерывную экструзию (форма рулет). Для расширения ассортимента можно использовать дополнительные опции.
Экструзионно-формовочный автомат "Rheon WN055" выпускает продукцию в два ряда. Преимущества автомата в его компактности, наличии модернизированного и более расширенного пульта управления. Автомат имеет больше контролирующих компонентов, в следствие чего продукция, произведенная на этом оборудовании, безупречной формы и высшего качества. Пульт управления автомата включает в себя монитор "Touch Screen".
Скороморозильный аппарат
Ленточный скороморозильный аппарат АПС-450 (рис. 5.1) предназначен для замораживания мелкоштучных продуктов питания, например ягод, фруктов, пельменей, блинчиков, мясных продуктов, мороженого и т.д. Продукт поступает в аппарат и перемещается в нем с помощью конвейерных лент. Скорость движения лент регулируется плавно и в широком диапазоне. Ленты выполнены из тканеполимерных или резинотканных материалов, допущенных для контакта с пищевыми продуктами. Замороженный продукт через приемный бункер выводится для подачи на расфасовку.
Продукт, находясь на ленточном конвейере, обдувается потоками холодного воздуха под высоким давлением, направленными на его верхнюю и нижнюю поверхности, благодаря чему происходит быстрое замораживание с минимальными повреждениями структуры продукта и минимальной усушкой в среднем 0,4%. Транспортные системы могут иметь различное конструктивное исполнение: сетчатый (прямолинейный или спиральный) или ленточный конвейер из нержавеющей стали, люлечный или пространственный конвейер. Туннели удобны для встраивания в технологическую линию (подготовка, технологическая обработка, фасовка, замораживание, упаковка) и характеризуются постоянной производительностью, измеряемой в килограммах замороженной продукции в час. Конструкция туннеля, как правило, оптимизирована под определенный вид (размер) продукта и переход на другой продукт приводит к потере производительности. Теплоизоляция аппаратов выполнена из "сэндвич" панелей с применением ППУ и окрашенной оцинкованной стали. Металлоконструкции изготовлены из нержавеющей стали. Аппарат поставляется в разобранном виде отдельными узлами, агрегаты в виде единого компрессорного агрегата и конденсатора водяного охлаждения [20].
Рис. 5.1. Скороморозильный аппарат АПС-450
Агрегат глазирования предназначена для равномерного полного покрытия глазурью изделий в процессе их непрерывного транспортирования.
Корпус АГШ выполнен из окрашенного металла или нержавеющей стали (материал выбирает заказчик). В корпусе установлена темперирующая емкость с встроенным насосом для подачи шоколадной глазури. Над темперирующей емкостью установлен сетчатый транспортер, состоящий из двух частей: приемной - для приема продукции, и рабочей - для глазирования или декорирования продукции. Внутри транспортера установлен нижний разливочный блок, используемый для глазирования нижней части продукции. Над транспортером установлена термокамера, в которой находится рабочая зона. Внутри, над рабочим транспортером, расположен верхний разливочный блок, используемый для нанесения на изделие равномерного слоя шоколадной глазури по всей ширине транспортерной сетки. Также в рабочей зоне установлено сопло для сдува излишков глазури.
На панели управления, установленной в верхней части АГШ, расположен измеритель-регулятор, контролирующий температуру шоколадной глазури и воды. Инверторы OMRON регулируют скорость движения транспортера, насоса подачи глазури и мощность воздушного потока для сдува излишков глазури.
Упаковщик
Горизонтальная упаковочная машина "Линепак ФА" (рис. 5.2) предназначена для упаковки штучных изделий в трехшовные пакеты Flow-Pack. Упаковочная машина может использоваться для работы с молочными продуктами (брикеты творожной массы, предварительно упакованные в пергамент, творог, мороженое) в условиях повышенной влажности и входить в состав линии глазированных сырков.
Рис. 5.2. Горизонтальный упаковщик "Линепак ФА"
Специально для работы в условиях повышенной влажности линия выполнена из нержавеющей стали. С целью автоматизации процесса производства линия укомплектована системой автоматической укладки продукции (шаговые транспортеры), которая обеспечивает непрерывную подачу продукта с производственной линии на упаковочный автомат. Возможно как правостороннее, так и левостороннее исполнение, а также двустороннее. Линия оснащена термопринтерным датером, узлом размотки пленки с двумя рулонодержателями и устройством центрирования рулонов пленки.
Используемый упаковочный материал: двуосноориентированный полипропилен с одним или двумя термосвариваемыми слоями, комбинированные материалы на основе полипропилена.
Стандартная комплектация упаковочной машины: подающий горизонтальный цепной транспортер 1; упаковочный модуль с универсальным формирователем пакета 2; механизм работы по фотометке; механизм размотки и центрирования рулона 3; датер в поперечном шве (методом тиснения); отводящий ленточный транспортер 4; счетчик циклов; датчики безопасности; двухпозиционные сварочные губки 5; два рулонодержателя 6. Пульт управления 7 обеспечивает удобство и автоматизацию работы аппарата.
6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ
Весьма распространено мнение, что для получения мороженого хорошего качества достаточно знать его точную рецептуру. Между тем качество мороженого зависит не только от его состава, но и от других факторов: качества сырья и санитарных условий приготовления смеси; вида и количества применяемых стабилизаторов и ароматических веществ; процессов замораживания (фризерования), закаливания и хранения продукта.
6.1 Рецептура приготовления мороженого
Рецептура приготовления мороженого пломбир в сливочно-кремовой глазури приведена в таблице 6.1 [3].
Таблица 6.1 Рецептура на мороженое пломбир
|
Сырье, кг на 1000 кг продукта (без учета потерь) |
Значение |
|
|
Молоко коровье цельное (жира 3,2%; СОМО 8,1%) |
480,0 |
|
|
Масло коровье сливочное несоленое (жира 82,5%) |
133,9 |
|
|
Молоко цельное сгущенное с сахаром (жира 8,5%; СОМО 20,0%; сахарозы 43,5%) |
150,0 |
|
|
Молоко коровье сухое цельное (жира 25,0%; СОМО 68,0%) |
45,8 |
|
|
Сахар-песок |
84,8 |
|
|
Агароид |
3,0 |
|
|
Ванилин |
0,1 |
|
|
Вода питьевая |
102,4 |
|
|
Итого |
1000 |
Таблица 6.2 Характеристика готового продукта
|
Показатели готового продукта |
Значение |
|
|
Массовая доля сухих веществ, %, не менее |
40,0 |
|
|
В том числе: жира, не менее |
15,0 |
|
|
СОМО, не менее |
10,0 |
|
|
сахарозы, не менее |
15,0 |
Глазурь для мороженого готовят в котлах с паровым или водяным обогревом и водяным охлаждением.
Сливочное масло и растительный жир расплавляют непосредственно в котлах или на маслоплавителях. Монолиты сливочного масла перед расплавлением в котлах рекомендуется разрезать на маслорезках на куски массой от 1,0 до 1,5 кг.
Предварительное смешивание сухих компонентов проводят в бачках из луженой стали специальными металлическими или деревянными лопатками.
Таблица 6.3. Рецептуры сливочно-кремовой глазури (в кг на 1 т)
|
Сливочно-кремовая |
||||
|
Сырье |
1 |
2 |
3 |
|
|
Масло сливочное несоленое (жира 82,5%) |
707,2 |
690,0 |
700,0 |
|
|
Сахар-песок или сахарная пудра |
194,6 |
190,0 |
200,0 |
|
|
Какао-порошок (сухих веществ 94,0%) |
-- |
-- |
-- |
|
|
Молоко сухое цельное (жира 25,0%; СОМО 68,0%) |
123,0 |
120,0 |
124,8 |
|
|
Ароматизатор пищевой |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
|
|
Ванилин |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
|
|
Краситель красный |
0,05 |
-- |
0,05 |
|
|
Вода питьевая |
-- |
24,85 |
-- |
|
|
Итого |
1025,0 |
1025,0 |
1025,0 |
|
|
Выход |
1000,0 |
1000,0 |
1000,0 |
6.2 Расчет расхода глазури
Принимая 2 рабочие смены по 12 часов, рассчитаем производительность и количество оборудования в линии в расчете на 2,5 тонны готовой продукции. При этом учтем, что формование будет происходить в течение 6 часов.
Размер формующихся батончиков примем следующий: длина а=0,12 м, ширина b=0,03 м, высота c=0,025 м. Масса батончика составит
, (6.2.1)
где - плотность мороженого пломбир. Для пломбира =1095,65 кг/ м3. Тогда
кг.
Площадь покрытия глазури составит
; (6.2.2)
м2.
Тогда при максимальной производительности формовочного аппарата кг/ч будет формоваться
; (6.2.3)
шт/ч.
Требуемая площадь глазирования составит
; (6.2.4)
м2/ч.
Производительность глазировочного аппарата АГШ-600 (по глазури) составляет 19,8-142,8 м2/ч при толщине глазури 1,5-2 мм.
Всего глазури за смену понадобится
; (6.2.5)
м3.
При взбитости 10кг/м3 плотность глазури составляет 941,97 кг/ м3. Тогда требуемая масса глазури составит
; (6.2.6)
кг.
Масса всего мороженого с учетом глазури составит
; (6.2.7)
=0,1194 кг.
Таким образом, была определена масса глазури, требуемая для глазирования мороженого. Общая масса одного мороженого по расчетам составляет 120г.
6.3 Расчет производственной рецептуры и расходов сырья
При расчете производственной рецептуры необходимо учитывать, что пломбир производится с добавлением лактулозы. Количество вносимого пребиотика должно составлять 9-13,5 % по массе. То есть на переработку 1894 кг сырья необходимо вносить 170,46-255,69 кг лактулозы. От заданного количества лактулозы будет зависеть время ферментации и созревания всей смеси. Количество вносимого пребиотика можно определить только опытным путем. Поэтому зададимся средним значением 200 кг лактулозы, необходимой для ведения производственного процесса. Общая масса смеси составит 1893 кг.
Массовая доля стабилизатора-эмульгатора, вносимого в смесь, определяется долей жира в смеси. Для пломбира норма молочного жира 12-15%. При этом количество вносимого стабилизатора-эмульгатора "Ingresan G-17/A" составит 0,20% , или 3,786 кг на 1893 кг смеси.
Глазури доставляются на предприятие в коробках по 25 кг и растапливаются при температуре 45 - 50?С. При этом необходимо избегать попадания влаги в глазурь. В смену перерабатывается 606 кг глазури, следовательно необходимо 25 коробок глазури в смену. Учитывая массу глазури, необходимо производить 1894 кг пломбира в смену.
Производственная рецептура будет иметь следующий вид (табл. 6.4)
Таблица 6.4 Производственная рецептура на мороженое пломбир
|
Сырье, кг на 1894 кг продукта (без учета потерь) |
Значение, кг |
|
|
Молоко коровье цельное (жира 3,2%; СОМО 8,1%) |
810,82 |
|
|
Масло коровье сливочное несоленое (жира 82,5%) |
226,18 |
|
|
Молоко цельное сгущенное с сахаром (жира 8,5%; СОМО 20,0%; сахарозы 43,5%) |
253,38 |
|
|
Молоко коровье сухое цельное (жира 25,0%; СОМО 68,0%) |
77,37 |
|
|
Сахар-песок |
143,24 |
|
|
Агароид |
5,08 |
|
|
Ванилин |
0,18 |
|
|
Вода питьевая |
172,97 |
|
|
Стабилизатор-эмульгатор "Ingresan G-17/A" |
3,78 |
|
|
Лактулоза |
200 |
|
|
Итого |
1894 |
6.4 Расчет производительности фильтра
В качестве фильтровального элемента выбираем современный элемент марки ЭПНС фирмы СЕПТЕХ. Материал - гофрированный пакет из сетки нержавеющей стали в полипропиленовом корпусе. Размер сетки 70 мкм. При этом рекомендуемая скорость фильтрации составляет не менее wц=15,5 м/ч. Площадь фильтрующей поверхности Fф=0,22 м2 [23].
Производительность фильтра по фильтрату определяется по формуле
, (6.4.1)
Где wц - средняя скорость фильтрования за весь цикл обработки суспензии на фильтре, м/с;
Fф-поверхность фильтрации фильтра, м2;
Кп-коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления фильтровальной перегородки при многократном ее использовании, Кп=0,8;
Км-коэффициент масштабного перехода с лабораторной модели на промышленный фильтр, а также учет возможного колебания свойств промышленной суспензии, Км = 0,7...0,9.
м3/ч.
Пересчитывая на производительность по массе получим производительность фильтра
, (6.4.2)
где - плотность мороженого пломбир.
кг/ч.
Таким образом, применяя современный фильтрующий материал была рассчитана производительность фильтра. Далее это значение будет использовано для расчета количества оборудования и составления графика работы оборудования.
6.5 Расчет количества оборудования
Рассчитаем количество оборудования для производства готовой продукции в расчете на 2,5 тонны в смену. Учитывая массу глазури, необходимо производить 1894 кг пломбира в смену. Тогда необходим выпуск пломбира 316 кг/час.
Для расчета количества оборудования рассчитаем коэффициенты использования оборудования по загрузке (Приложение В, табл. В.1) по формуле
(6.5.1)
где - масса сырья или полуфабрикатов, единовременно загружаемых в машину, кг;
- теоретически возможная масса сырья или полуфабрикатов, единовременно загружаемых в машину, кг [7].
Результат расчета количества оборудования сведем в таблицу (Приложение В, табл. В.2).
Таким образом, было подобрано и рассчитано количество оборудования для технологической линии производства мороженого пломбир.
6.6 График работы оборудования
Составим график работы оборудования, начиная с составления смеси мороженого, согласно технологии производства. На мойку каждого аппарата примем 0,5 часа. Перемещение смеси будем вести по трубопроводу при помощи центробежных насосов. Подбор насосов будет происходить таким образом, чтобы смесь перемещалась в течение 1-2 минут. Это время на графике учитывать не будем.
Составление смеси, дозирование ингредиентов и их перемешивание будем производить в течение 0,5 часа [7].
Исходя из данных таблицы В.2 рассчитаем время работы каждого оборудования соответственно по формуле
(6.6.1)
где М- масса перерабатываемого сырья в смену;
П- производительность оборудования.
Фильтр будет работать
ч;
гомогенизатор
ч;
пастеризационно-охладительная установка
ч;
созревание смеси при самом длительном времени созревания 8ч; перемешивание компонентов и лактулозы ведем в течение 0,25 ч;
охлаждение смеси в пластинчатом охладителе
ч;
фризерование
ч.
Первая партия смеси в 316 кг пойдет на формование после фризера через 1,05 часа. Экструдер, скороморозильный аппарат, глазировщик и упаковщик будут работать непрерывно в течение 6 часов. При этом мороженое будет продвигаться от аппарата к аппарату по конвейеру с интервалом в 0,16 часа.
При составлении графика работы оборудования необходимо учесть наличие параллельных процессов. Составление второй партии смеси мороженого будем производить в начале работы скороморозильного аппарата. При самом длительном процессе созревания смеси, это произойдет через 14 часов после составления первой партии пломбирной массы.
График работы оборудования показан в приложении В.
6.7 Расчет запасов сырья на три смены производственного процесса
Согласно графику работы оборудования, производство пломбира осуществляется в 2 смены по 12 часов. При этом работа первой смены оканчивается созреванием смеси и её перемешиванием. В течение второй смены происходит охлаждение, фризерование и выпуск продукции. Всего за три смены производственного процесса будет выпущено 2 партии мороженого по 2,5 тонны. Тогда необходимо иметь следующие запасы сырья на двое суток работы линии (табл. В.3).
6.8 Расчет площади складских помещений
В соответствии с действующими строительными нормами и правилами (СНиП) площади производственных зданий делят на следующие основные категории:
· рабочую площадь (помещения основного производственного назначения): цехи, лаборатории, холодильные камеры, отделения для упаковывания, различные кладовые и конторские помещения, находящиеся в производственных цехах;
· подсобные и складские помещения - вентиляционная, трансформаторная, компрессорная, помещения технического назначения, ремонтно-механические мастерские, камеры хранения готовой продукции, экспедиции, склады сырья, тары и прочее;
· вспомогательные помещения - бытовые, площади заводоуправления, конструкторские бюро, помещения общественных организаций, культурного обслуживания и пр.
Площадь цеха с размещением технологического оборудования рассчитана в зависимости от габаритов технологического оборудования, площадок обслуживания машин и аппаратов, размеров проходов, проездов, расстояний от стен и колонн здания до оборудования. Все технологические процессы производства мороженого осуществляются в одном производственном помещении.
Площадь цеха определим по формуле:
(6.8.1)
где f = 30 м2 - занятая оборудованием площадь;
n = 4,0 - коэффициент запаса.
Учитывая расстояние между сетками колонн, принимаем площадь основного производственного помещения равной 264 м2 .
В цехе производства мороженого имеется три склада:
· склад сырья;
· склад упаковочных и вспомогательных материалов;
· склад готовой продукции.
Площади складов рассчитаны с учетом нормы загрузки на 1 м2, коэффициента использования площади и длительности хранения сырья по формуле:
(6.8.2)
где С - запас сырья на расчетный период, кг;
q - норма загрузки, кг/м2;
К - коэффициент использования площади.
Расчетные и принимаемые значения площадей занесены в таблицу В.4.
Площадь склада упаковочных и вспомогательных материалов принимаем равной 36 м2.
Площадь компрессорной принимаем равной 6 м2.
Площадь холодильной камеры для хранения готового мороженого определена с учетом объема его производства по формуле:
(6.8.3)
где q = 120 кг/м2 - удельная нагрузка продукта на 1 м2 камеры хранения;
С = 3 сут. - срок хранения продукта;
G = 2500 кг - количество продукта, подлежащего хранению.
Учитывая расстояние между сетками колонн, принимаем площадь холодильной камеры равной 72 м2.
6.9 Расчет энергетической ценности
Для определения энергетической ценности мороженого необходимо знать его химический состав, который можно определить расчетным методом, исходя из состава ингредиентов, по справочнику "Химический состав российских пищевых продуктов" [15, 16].
Энергетическую ценность (ЭЦ) 100 г пищевого продукта рассчитывают по формуле:
, (6.9.1)
где Б - содержание белков, г/100г;
Ж - жиров, г/100г;
У- усвояемых углеводов, г/100г;
ОК- органических кислот, г/100г.
Расчеты представлены в приложении, табл. В.5.
Учитывая рецептуру мороженого (табл. 6.1), рассчитаем энергетическую ценность 100г мороженого (табл. В.6).
Округляя значение до целых, получим энергетическую ценность для мороженого пломбир в сливочно-кремовой глазури ЭЦ=283 кКал на 100г продукта.
Для получения результатов в кДж воспользуемся переводным коэффициентом 4,184. Получим
ЭЦ=283•4,184=1184 кДж.
Высокая энергетическая ценность объясняется наличием большого количества жиров в мороженом пломбир в сливочно-кремовой глазури. Наибольшую энергетическую ценность дает сливочно-кремовая глазурь и сливочное масло несоленое как компонент мороженого пломбир.
6.10 Расчет пищевой ценности
Пищевую ценность определим исходя из формулы сбалансированного питания, как процент удовлетворения суточной потребности человека в основных пищевых веществах. Данные расчета сведем в таблицу В.7 [15].
Степень удовлетворения суточной потребности в витаминах, минеральных веществах и нутриентах довольно мала. Наибольший процент удовлетворенности наблюдается лишь по витамину А.
6.11 Расчет биологической ценности
Биологическая ценность - показатель качества пищевого белка, отражающая степень соответствия его аминокислотного состава потребностям организма в аминокислотах для синтеза белка.
Биологическая ценность любого белка сравнивается с эталоном - эталонным белком, аминокислотный состав которого сбалансирован и идеально соответствует потребностям организма человека в каждой незаменимой аминокислоте. Аминокислота, скор которой меньше 1 и имеет наименьшее значение называется первой лимитирующей аминокислотой.
Биологическая ценность, а, следовательно, и степень усвоения белка определяется по первой лимитирующей аминокислоте.
Расчет биологической ценности и аминокислотного скора сведем в таблицу В.8 [16].
Для пересчета величин на 100г белка пользуемся уже известным значением содержания белка (табл. В.7).
В результате расчетов получили аминокислотный скор всех аминокислот меньше 1, что показывает не соответствие аминокислотному составу идеального белка. Лимитирующей аминокислотой является валин и расход всех остальных аминокислот будет ограничен валином.
7. ИНЖЕНЕРНЫЕ РАСЧЕТЫ
Для успешного внедрения технологической линии, необходимо знать параметры отдельных узлов и машин, режим работы оборудования и различные нагрузки, действующие на оборудование. Для определения необходимых параметров будут произведены инженерные расчеты.
7.1 Гидравлические расчеты
Для передвижения пломбирной массы от одного технологического оборудования к другому в линии предусматривается наличие центробежных насосов. Насосы в свою очередь отличаются очень большим разнообразием как по способу работы, так и по производительности. Поэтому целью гидравлических расчетов является подбор насоса и определение параметров трубопровода для перекачки пломбирной массы.
7.1.1 Расчет трубопровода
Трубопровод для перекачки смеси мороженого и компонентов для его приготовления должен быть спроектирован таким образом, чтобы продукт перекачивался по нему с наименьшими затратами времени. Для перекачки 1894 килограмм пломбирной массы (согласно рецептуре см. п. 6.2) расход составит 0,005 м3/c. Для скорости перекачки смеси мороженого н=5м/с определим диаметр трубопровода.
, (7.1.1)
где Q- расход продукта, м3/с; d -диаметр трубопровода.
Из 7.1.1. получим
. (7.1.2)
м.
Округляя, принимаем внутренний диаметр трубопровода 50 мм.
Уточняем скорость течения пломбирной массы.
м/с.
Определим число Рейнольдса.
, (7.1.3)
где - кинематическая вязкость смеси мороженого, м2/с.
, (7.1.4)
где - эффективная вязкость смеси мороженого, Па•с.
Для мороженого пломбир при температуре 40?C =0,075 Па•с. [21]
м2/с.
.
Т.к. Re<2300, то течение жидкости в трубопроводе ламинарное.
Таким образом необходимо использовать трубопровод диаметром 50 мм для обеспечения движения пломбирной массы в ламинарном режиме.
7.1.2 Подбор насоса
Из уравнения Бернулли для самого длинного трубопровода на участке между пластинчатой пастеризационно-охладительной установкой и резервуаром получим напор
, (7.1.5)
где Нст - максимальная высота подъема перекачиваемой смеси;
- сумма потерь напора в трубопроводе;
, (7.1.6)
где - потери на трение;
- потери в местах местных сопротивлений.
, (7.1.6)
где - коэффициент сопротивления трения;
l- длинна трубопровода.
Для рассматриваемого участка трубопровода (см. приложение Б) l=3,6 м.
Для ламинарного режима течения коэффициент сопротивления трения [22].
(7.1.7)
м.
По формуле Вейсбаха-Дарси
, (7.1.8)
где - сумма коэффициентов местных сопротивлений.
Тогда для данного участка с двумя коленами (=1) получим
м.
м.
Для рассматриваемого участка трубопровода (см. приложение Б) Нст=2,6 м. Тогда
м.
По рассчитанной подаче и напору подбираем центробежный насос А9-КНА производства ОАО Машиностроительное объединение "Восток" с расходом 20 м3/ч и напором 10м. Частота вращения n=1450 об/мин [24].
7.2 Расчет холодильной камеры
Для расчета камеры используем следующие данные. Температура внутри производственного помещения t = 18?С. Высота проектируемого помещения Н = 4,8 м. Наружные стены - кирпичные, толщина д1 = 40 см, внутренние стены кирпичные, толщина д2 = 26 см. Перекрытие сверху - бетонная плита, д3 = 20 см. Поступление продукта 2500 кг в сутки. Температура хранения мороженого tв = -18?С, относительная влажность в камере ц = 80%.
7.2.1 Расчет площади пола холодильной камеры
Площадь пола камеры определяется
, (7.2.1)
где n-срок хранения продукта в камете, сут;
Gпр - суточное поступление продуктов в охлаждаемую камеру, определяется в зависимости от сроков хранения данного продукта;
Gуд- норма нагрузки продукта при температуре хранения.
Для мороженого Gуд=120кг/м2.
м2.
Учитывая расстояние между сетками колонн, принимаем площадь холодильной камеры равной 72 м2.
7.2.2 Определение габаритных размеров холодильной камеры
Учитывая то, что южная и восточная стороны холодильной камеры являются внутренними стенами здания (см. приложение Д), то принимаем толщину кирпичной кладки в них по д2 = 26 см (0,26 м), а в северной и западной - по д1 = 40 см (0,40 м) соответственно.
Размеры холодильной камеры принимаем: а х в х Н = 12х 6 х 4,8 м.
7.2.3 Проектирование изоляции
Материалы изоляции приведены в таблице 7.1.
Таблица 7.1. Расчетный коэффициент теплопроводности основных строительных и теплоизоляционных материалов
|
Материал |
Коэффициент теплопроводности л,, Вт/м•град |
|
|
Строительный |
||
|
Кладка кирпичная |
0,85 |
|
|
Бетон |
1,1-1,4 |
|
|
Теплоизоляционный |
||
|
Пенополистирол ПСБ-С |
0,04-0,045 |
|
|
Пенопласт ПХВ |
0,05-0,058 |
Согласно географическому положению предприятия и камеры в нем, найдем параметры ограждений (табл. 7.2.).
В расчетах используются следующие обозначения:
- толщина несущих ограждений, м;
tизб - избыточная разность температур, которая учитывает как географическое положение холодильника, так и свойства его поверхности ,°С;
б1 - коэффициент теплоотдачи от стенки к камере, Вт/м2?°С;
б2 - коэффициент теплоотдачи от окружающей среды к наружной поверхности стенки, Вт/м2?°С;
К - коэффициент теплопередачи ограждения, принимаемый в зависимости от характера ограждения и температур по обе стороны от него, Вт/(м•?С);
- толщина ограждения, м.
Таблица 7.2. Параметры ограждений
|
Параметр |
Стены по сторонам света |
Покрытие (потолок) |
||||
|
С |
Ю |
З |
В |
|||
|
днес. огр, м |
0,40 |
0,26 |
0,40 |
0,26 |
0,5 |
|
|
tизб, °С |
0 |
3,2 |
4,7 |
3,9 |
13,2 |
|
|
б1, Вт/м2?°С |
10,5 |
10,5 |
10,5 |
10,5 |
10,5 |
|
|
б2, Вт/м2?°С |
23,3 |
8 |
23,3 |
8 |
8 |
|
|
К, Вт/м2?°С |
0,29 |
0,26 |
0,29 |
0,26 |
0,26 |
Рассчитываем толщину изоляции для каждой стены соответственно [19].
, (7.2.2)
откуда
, (7.2.3)
лиз- коэффициент теплопроводности изоляции.
Для северной и западной стен
м.
Пересчитываем коэффициент теплопередачи для стен с учетом выбранной изоляции по формуле 7.3.2:
Вт/м2?°С.
Для южной и восточной стен:
м.
Пересчитываем коэффициент теплопередачи для стен с учетом выбранной изоляции по формуле 7.3.2:
Вт/м2?°С.
Рассчитываем толщину изоляции для бетонного перекрытия:
м.
Пересчитываем коэффициент теплопередачи для перекрытия с учетом выбранной изоляции по формуле 7.3.2:
Вт/м2?°С.
По стандарту теплоизоляционные материалы выпускаются следующей толщины: 25, 30, 50, 100, 150 мм.
Соответственно для северной и западной стен выбираем две плиты толщиной 25 и 100 мм; для южной и восточной стен выбираем две плиты толщиной 30 и 100 мм; для потолка две плиты толщиной 30 и 150 мм.
7.2.4 Расчет теплопритоков
Общий теплоприток в камеру складывается из [19]:
, (7.2.4)
- теплоприток через ограждающие поверхности;
- внутренние теплопритоки;
- внешние теплопритоки.
Теплоприток через ограждающие поверхности состоит из теплопритоков от стен и потолка.
Теплоприток через стены находится по формуле:
, (7.2.5)
где tн = 17,1°С - расчётная летняя температура для Смоленска;
-площадь стены.
Рассчитаем теплопритоки для каждой из стен.
Вт.
Вт.
Вт.
Вт.
Теплоприток через потолок:
Вт.
Суммарный теплоприток через ограждения находится по формуле:
(7.2.6)
Вт.
Внутренние теплопритоки рассчитаем как:
, (7.2.7)
где теплопритоки от освещения;
- теплопритоки от работающих в камере людей;
- теплопритоки от поступающих в камеру продуктов.
Теплоприток от поступающих в камеру продуктов рассчитывается по формуле:
, (7.2.8)
где tнач - начальная температура продукта, поступающего в камеру, которую для мороженого мы принимаем равной -5 °С; спр - удельная теплоёмкость продукта, которую мы принимаем равной 3,90 кДж/кг?°С; Gпр - суточное поступление продукта в камеру; Т- коэффициент перевода времени; ст- теплоемкость тары; кт - коэффициент, учитывающий массу тары.
Вт.
, (7.2.9)
Где А - количество теплоты, выделяемой осветительными приборами при освещении 1 м2 пола. Рекомендуется принимать 1,2 Вт/ м2;
S - полезная площадь пола.
Вт.
, (7.2.10)
Где N - число людей, одновременно находящихся в помещении;
ф- время работы, сут. Рекомендуется принимать 2 человека, работающих по 4 ч/сут. Тогда
Вт.
Тогда согласно 7.3.6
Вт.
К внешним теплопритокам относятся теплопритоки от открывания дверей и от воздухоохладителя. Теплоприток от воздухоохладителя учтем позже в размере 10% от общего теплопритока.
Теплопритоки от открывания дверей определяются следующим образом:
, (7.2.11)
где
; (7.2.12)
; (7.2.13)
, (7.2.14)
Где H и L - ширина и высота двери;
Е- коэффициент эффективности защитного устройства;
n- число проходов через дверь;
- время открытия и закрытия дверей;
- время, в течение которого происходит занос продукта в камеру;
- энтальпии воздуха в помещении, определяемые по h-d диаграмме.
(7.2.15)
Где - коэффициент, зависящий от способа погрузки. Для ручной погрузки =5 мин/т. Тогда
мин.
;
;
;
кВт=310 Вт.
Таким образом величина общего теплопритока через камеру находится как:
Вт.
По данному общему теплопритоку производится подбор холодильной машины.
7.2.5 Выбор холодильной машины
По расчетам (см. п. 7.3.4) получили Q = 4005,76 Вт. Ориентируясь на это значение, проведем подбор холодильной машины для камеры хранения мороженого. Заданному значению удовлетворяет комплексная среднетемпературная холодильная машина на базе агрегатов "Maneuropr" (Франция) и воздухоохладителей производства фирмы LU-VE (Италия) и Guentner (Германия) марки S2HC 49 E50 с холодопроизводительностью 4,28 кВт.
7.3 Расчет агрегатного узла скороморозильного аппарата
В скороморозильном аппарате применяются агрегаты Bitzer. Для расчетов выбираем агрегат с водяным охлаждением, модель K1353T/S66F-60.2 44.0 / 202.2.
Рассчитаем температуры процессов в холодильной установке и построим её цикл при помощи программы "Cool Pack" [25].
Температура конденсации
, (7.3.1)
где - температура окружающей среды.
- температурный напор в воздушном конденсаторе. Принимается примерно на 10-20°С выше температуры внутри камеры. Тогда
?С.
Найдем температуру в испарителе:
, (7.3.2)
где - температурный напор в воздухоохладителе испарителе. Принимают . Тогда
.
Используемый хладагент - R 22. Перегрев хладагента в компрессоре Дt1=10 К; переохлаждение жидкого хладагента Дt2=5 К.
Цикл холодильной машины имеет следующий вид (рис. 7.1) [25].
Расчетные параметры цикла занесем в таблицу 7.3.
Таблица 7.3 Параметры цикла холодильной машины
|
Параметры |
Точки на диаграмме |
|||||||
|
1 |
2? |
2?? |
2 |
3 |
4 |
4? |
||
|
Температура t, °С |
91,8 |
35,0 |
35,0 |
30,0 |
-40,0 |
-40,0 |
-30,0 |
|
|
Энтальпия h, кДж/кг |
464,0 |
415,5 |
243,0 |
236,5 |
236,5 |
388,4 |
394,7 |
Рис. 7.1. Цикл холодильной машины
Полезная массовая холодопроизводительность:
; (7.3.3)
кДж/кг.
Полная массовая холодопроизводительность:
; (7.3.4)
кДж/кг.
Массовый расход хладагента:
, (7.3.5)
где Q - установленная мощность агрегата. Для агрегата данной марки Q=59,0 кВт. Тогда
кг/с
Удельная работа компрессора:
; (7.3.6)
кДж/кг.
Холодильный коэффициент цикла:
; (7.3.7)
.
Полная объемная удельная холодопроизводительность:
; (7.3.8)
кДж/м3.
Далее пользуясь полученными данными можно рассчитать количество теплоты, которое можно отвести из предконденсатора и направить на нагревание воды в рубашке сливкосозревательной ванны.
7.4 Энергосберегающее решение нагревания смеси мороженого
Согласно технологии приготовления смеси мороженого, в сливкосозревательной ванне должна поддерживаться температура 35-40?С.
Количество теплоты, выделяющееся в предконденсаторе:
; (7.4.1)
кВт.
Количество теплоты, необходимое для нагрева воды в рубашке ванны:
, (7.4.2)
где с- теплоемкость воды, ;
m - масса воды, находящейся в рубашке ванны, кг;
конечная температура в рубашке ванны, ?С;
начальная температура в рубашке ванны, ?С;
- время работы ванны, с.
Для нагрева 130 кг воды в ванне от 10 до 40?С необходимо затратить:
кВт.
В предконденсаторе происходит отбор тепла от фреона и передача его воде. Таким образом, при направлении горячей воды в рубашку сливкосозревательной ванны теоретическая экономия энергии составит:
; (7.4.3)
кВт.
Таким образом, можно минимизировать энергетические затраты работы предприятия и уменьшить их на 9,7 кВт в смену.
Схема энергетических потоков до внедрения энергосберегающего решения и после него представлена в приложении В.
7.5 Техническое решение циркуляции теплоносителя
Охладители с утилизацией тепла позволяют отводимое тепло использовать для подогрева воды, для нужд горячего водоснабжения или технологии.
Трубопроводы для циркуляции воды могут быть одноконтурными, то есть представлять собой один замкнутый контур труб, или двухконтурными. В данном дипломном проекте для успешного внедрения энергосберегающего решения используется двухконтурная система циркуляции жидкости.
В двухконтурной системе по одному контуру пускают холодную воду для охлаждения предконденсатора, а по другому - горячую из предконденсатора для нагрева рубашки сливкосозревательной ванны. В каждом контуре должен быть установлен свой насос.
Модели YCAM/H фирмы YORK являются полностью собранными агрегатами со всеми соединительными трубами и внутренней проводкой, и готовы для установки на месте монтажа. Агрегаты проверены на давление, отвакуумированы и имеют первоначальную заправку маслом. После сборки на заводе производится пробный пуск охладителя, когда вода пропускается через теплообменники для проверки работы каждого охлаждающего контура.
Основание и рама установки выполнены из прочной оцинкованной стали с крепежными деталями (винты, болты) из нержавеющей стали. Компрессор и компоненты контура хладагента помещены в шумопоглощающий отсек. Все панели легко снимаются, что обеспечивает свободный доступ ко всем узлам охладителя. Все детали из оцинкованной стали покрыты синей эмалью.
Технические характеристики различных моделей охладителей, подходящих для внедрения энергосберегающего решения предприятия представлены в таблице В.9.
8. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ
8.1 Определение величины капитальных вложений
Под капитальными вложениями понимаются инвестиции в основной капитал (основные средства), в том числе, затраты финансовых, трудовых и материальных ресурсов на: новое строительство, расширение, техническое перевооружение действующих предприятий; приобретение машин, оборудование, инструмента; проектно-изыскательские работы; другие затраты. [14]
Смета на приобретение средств для внедрения нового технического решения приведена в приложении Г, табл. Г.1.
На пуско-наладочные и контрольно-измерительные работы обычно предусматриваются затраты в размере 14% от итогов сметы.
8.2 Расчет годового объема производства продукции
В рассматриваемой технологической линии сменная норма выработки составляет 2,5 т в смену (таблица Г.2).
Предприятие работает в две смены по 12 часов. Номинальный фонд рабочего времени (с учетом выходных и праздничных дней) составляет 249 дней. Следовательно, годовой объем производства мороженого составит:
(т).
8.3 Калькулирование себестоимости продукции
Затраты на производство, или себестоимость, продукции представляют собой выраженную в денежной форме сумму затрат предприятия, связанных с производством и продажей продукции. Себестоимость выпускаемой продукции - это основной фактор увеличения прибыли и роста рентабельности.
Калькулирование себестоимости продукции должны осуществлять все промышленные предприятия. В качестве объекта калькулирования выступают отдельные виды продукции, работ, услуг, продукция подразделений основного и вспомогательного производства, продукция разной степени готовности и вся товарная продукция предприятия.
Калькулирование представляет собой способ группировки затрат и определение себестоимости всего объема товарной продукции и ее отдельных видов по статьям расходов, производственной и полной.
Таблица Г.16 и Г.17 должны составляться как заключительные. Рассмотрим поэтапно процесс сбора материалов для формирования таблицы Г.16.
Затраты по производство образуют производственную себестоимость, на производство и сбыт - полную себестоимость продукции.
В статью "Сырье" включаются затраты на сырье, в статью "Основные материалы" - затраты на основные материалы, которые непосредственно входят в состав продукции или являются необходимыми компонентами при ее изготовлении.
Расчет потребности и затрат на сырье и основные материалы сведены в таблицы Г.3, и Г.4.
В статью "Транспортно-заготовительные расходы" включаются все транспортные расходы, связанные с закупками сырья, материалов и т.д. Транспортно-заготовительные расходы по видам продукции распределяются пропорционально расходам по статье "сырье". Условно принимаются равными, например, 5% от стоимости сырья и основных материалов.
В статью "Вспомогательные материалы на технологические цели" входят затраты на материалы, которые не являются составной частью вырабатываемой продукции, используются как необходимые компоненты при изготовлении продукции для обеспечения нормального технологического процесса и для упаковки готовой продукции (таблица Г.5)
Статья "Тара и упаковочные материалы". Деревянная (ящики, бочки, барабаны), картонная и картонно-гофрированная тара (ящики, короба), в которую затаривают готовую продукцию, включается в себестоимость готовой продукции.
При использовании воды учитываются затраты на воду, необходимую для производства, путем суммирования всех затрат и умножения полученного значения на величину стоимости 1л воды. Природный газ используется в собственной котельной. Данные расчета потребности энергозатрат и воды и их стоимости на 1 т продукта и весь объем производства сводят в таблицы Г.6, Г.7. Цены представлены ниже.
Холодная вода: 15,87 руб. за 1 м3
Канализация: 11,39 руб. за 1 м3
Электроэнергия: 3,88 руб. за 1 кВт
Газ природный: 3,54 руб. за 1 м3
В статью "Топливо и энергия на технологические цели" включаются затраты на топливо, горячую и холодную воду, пар, электроэнергию, сжатый воздух и холод, непосредственно расходуемые в процессе производства продукции. В указанную статью включаются затраты на топливо и энергию, полученные со стороны и выработанные самим предприятием, табл. Г.8.
В статью "Расходы на оплату труда производственных рабочих" включаются оплата за отработанное время.
Расходы на оплату труда производственных рабочих, а также надтарифные оплата и выплаты социального характера по основным производственным цехам прямо включаются в себестоимость отдельных видов продукции в зависимости от трудоемкости ее производства, действующих расценок (тарифных ставок) и разрядности работ по видам продукции внутри цеха. Тарифные ставки (оклады) тарифной сетки по оплате труда работников организаций бюджетной сферы и тарифные коэффициенты по оплате труда работников учреждений, финансируемых из областного бюджета, имеют определенное значение. Размер тарифной ставки (оклада) заместителя устанавливается на 1-2 разряда ниже размера тарифной ставки (оклада) соответствующего руководителя. Размеры тарифных ставок (окладов) округлены до целых рублей. Тарифная ставка 1 разряда 15,49 руб.
Подобные документы
Ассортимент мороженого, его характеристика, пищевая ценность и показатели качества. Технологический процесс производства мороженого и применяемое сырьё. Расчёт производительности, количества оборудования и трубопровода для перекачки готовой смеси.
курсовая работа [830,2 K], добавлен 04.04.2012История происхождения мороженого. Промышленное производство и технология приготовления мороженого, его состав. Химические характеристики разного мороженого: пломбир, растительно-сливочное, фруктовое, ароматическое. Оценка пользы и вреда данного продукта.
реферат [771,0 K], добавлен 07.02.2013Изучение ассортимента и товароведной характеристики мороженого. Рассмотрение сырья и технологического процесса производства. Ознакомление с требованиями изготовления мороженого, номенклатуры потребительских свойств. Товарная информация идентификации.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 08.07.2014Предпосылки создания новых продуктов питания. Разработка технологии получения мороженого с пророщенным зерном пшеницы для детского кафе. Рецептура, технологическая карта приготовления. Производственная программа предприятия, расчет численности работников.
дипломная работа [823,2 K], добавлен 10.09.2013Пищевая ценность мороженого, химический состав и калорийность. Классификация ассортимента мороженого. Экспертиза качества и органолептический контроль. Транспортирование и хранение мороженого. Потребительские свойства мороженого и его значение в питании.
курсовая работа [36,5 K], добавлен 10.01.2014Химический состав и пищевая ценность мороженого. Факторы, формирующие качество мороженого. Влияние сырья на формирование качества. Формирование качества мороженого в процессе производства. Виды фальсификации мороженого. Оценка качества продукции.
курсовая работа [62,8 K], добавлен 07.05.2014Организация работы цеха по производству мороженого специального назначения: выбор ассортимента, описание техно-производственных показателей продукции и пересчет ее рецептуры, составление технологической схемы изготовления лакомства и выбор оборудования.
курсовая работа [49,6 K], добавлен 17.12.2010Характеристика сырья и полуфабрикатов для приготовления сложных горячих блюд из фаршированной птицы. Разработка ассортимента и технологического процесса приготовления и технологической документации на сложное горячее блюдо из фаршированной птицы.
дипломная работа [118,2 K], добавлен 09.06.2019Товароведная характеристика продуктов для приготовления блюд. Организация работы горячего цеха. Выбор оборудования, инвентаря, инструментов и приспособлений. Разработка технологического процесса приготовления натурального омлета и яичницы глазуньи.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 20.01.2016Классификация мороженого по составу, температуре, значению массовой доли жира, применяемым пищевкусовым продуктам и ароматизаторам, оформлению поверхности, способу передачи в торговый оборот. История мороженого в Древнем мире, в Европе и в России.
презентация [1,3 M], добавлен 08.04.2014
