Технология приготовления и раздачи кормов

3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Описание конструкции

3.2 Расчет геометрических параметров шнека

3.3 Определение реакций в опорах вала

3.4 Проверочный расчет подшипников

3.5 Проверка шпонки

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 Экономическая эффективность разработки

4.2 Экономическая эффективность проекта

5. БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОЕКТА

6. ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Первичную обработку молока (механическую - очистку, а также тепловую - охлаждение) проводят с целью сохранения его в свежем виде в период хранения, доставки его потребителям, на пункты переработки или молочные заводы. В случае необходимости на молочных фермах и комплексах часть молока подвергают пастеризации и сепарированию

В зависимости от числа и размеров ферм, применяемых доильных установок в хозяйствах создают различного вида молочные блоки. При фермерский молочный блок обеспечивает сбор молока с 1 коровника. При наличии в хозяйстве нескольких молочно товарных ферм устраивают центральный молочный блок, где осуществляются учёт и первичная обработка молока.

Молоко - это скоропортящийся продукт. Свежевыдоенное молоко содержит значительное количество загрязнений и патогенных микроорганизмов. Источниками загрязнения молока при машинном доении служат кожный покров вымени, плохо промытые доильные аппараты и молокопроводы, а также содержащий бактерии воздух помещения, который всасывается в молочные пути доильной установки через камеры коллекторов доильных аппаратов.

1. 

1. ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНИЧЕСКАЯ, ХАРАКТЕРИСТИКА ХОЗЯЙСТВА

1.1 Месторасположение хозяйства

Колхоз им. Ленина расположен в восточной части Гороховецкого района Владимирской области. Административно-хозяйственный центр хозяйства находится на окраине города Гороховца на ул. Садовой, в 12 км от Горьковской железной дороги и станции Гороховец, в 160 км от областного центра города Владимира. Колхоз им. Ленина организован в 1930 году. Общая земельная площадь землепользования составляет 4709 га., в том числе пашни 2083 га. В состав хозяйства входят 11 населенных пунктов. Все дороги, ведущие к населенным пунктам, заасфальтированы.

Пунктами сдачи сельскохозяйственной продукции являются;

Картофель- г. Нижний Новгород;

Зерна - Гороховецкий хлебоприемный пункт;

Овощи - г. Вязники, г. Гороховец;

Молоко - Гороховецкий молочный завод;

Молочные продукты - г. Дзержинск, г. Гороховец;

Мясо - Вязниковский мясокомбинат;

1.2 Почвенно-климатические условия

Климат.

Колхоз им. Ленина расположен в 3 агроклиматической зоне Владимирской области, характеризующейся умеренной - континентальным климатом. Средняя годовая температура воздуха составляет t=+10єС. Продолжительность периода активной вегетации с температурой выше t=+10єС , составляет 135-138 дней. Недостаточное количество осадков выпадает в весенние месяцы. Поэтому необходимо проводить своевременное снегозадержание и работы по закрытию почвенной влаги.

Почвы.

Хозяйство расположено в зоне дерново-подзолистых суглинистых почв. Благодаря особенностям своего происхождения они в агрономическом отношении и по-своему плодородию стоят на среднем уровне, более50% почв имеют среднее содержание обменного калия. При правильном агротехнике почвы могут давать высокий урожай сельскохозяйственных культур.

Особенность почв является бедность их гумусом, недостаточное содержание основных элементов питания растения- подвижного фосфора, обменного калия и азота. Почвы характеризуются кислой реакцией среды. Чтобы обеспечить получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур, необходимо производить известкование кислых почв, а также вносить потребное количество органических и минеральных удобрений с тем, чтобы обеспечить не только получение запланированных урожаев, но и резкое повышение плодородие почв.

Рельеф.

По рельефу землепользования колхоза представляет собой пологоволнистую равнину с сетью оврагов, больших и мелких ручьев. Основной массив землепользования расположен на водоразделе реки Клязьма и Суворощь. Склоны и оврагов и балок задернованы, заросли мелколесьем и кустарником, в результате чего эрозия на территории проявляется слабо. В целом рельеф вполне благоприятен для производительного использования современной мощной техники.

Растительность.

Хозяйство расположено в зоне смешанных лесов, в которых хвойные и широколиственные породы сочетаются с луговой и луговоболотной растительностью.

В лесах распространены ель, сосна, осина, береза, реже дуб, ясень. Из кустарников рябина, орешник и другие. Травянистая растительность представляет следующими видами: клевер красный и белый, ромашка белая, полевица, овсяница луговая , хвощ, особенно распространена осока и другие.

Продуктивность естественных кормовых угодий низкая. Следовательно, эти угодья нуждаются в улучшение почвенного состава.

По видам сельскохозяйственного угодий, подразделяют на сельскохозяйственного и несельскохозяйственного назначения. В состав сельскохозяйственных угодий входят: пашни, сенокосы, пастбища, залежи. В состав несельскохозяйственных угодий входят: леса, болота, дороги. Землепользование хозяйства представлено в таблице 1.1

Таблица 1.1

Проанализировав землепользование хозяйства за последние года мы видим, что произошел незначительный рос земле пользования.

Прежде всего, это связано с повышением площади под посадку картофеля.

1.3 Отрасль растениеводства

Колхоз им. Ленина располагает не вполне благоприятными условиями для возделывания культур. Прежде всего, это связано с видом почвы.

В растениеводстве данное хозяйство специализируется в первую очередь на производстве зерновых культур и картофеле, а также овощей. Также хозяйство специализируется на заготовке кормовых культур, сена, силоса, соломы. Урожайность культур, возделываемых в хозяйстве за последние 5 лет представлены в таблице 1.2

Таблица 1.2

Вывод: Проанализировав урожайность культур за последние 5 лет, можно сделать выводы, что за последние 3 года урожайность зерновых возрастает, уровень урожайности остальных культур, периодически снижается и повышается.

Так как основная отрасль растениеводство в хозяйстве - это производство зерновых культур, картофеля и овощей, проведем анализ экономических показателей.

Таблица 1.3

Экономические показатели производства зерна.

Проанализировав данные таблицы 1.3 можно сделать вывод, что себестоимость с 2000 по 2002 значительно возросла, но в 2003 году произошел, значительны спад, это было связано с повышением урожайности в хозяйстве, также возросла за последние года выручка от реализации. За последние два года в хозяйстве наладились новые пункты реализации продукции. Уровень рентабельности за последние три года значительно возрос, за счет увеличения прибыли и снижении затрат труда на 1 ц.

Далее рассмотрим экономические показатели производства картофеля.

Таблица 1.4

Экономические показатели производства картофеля.

Анализ таблицы 1.4 показал, что за последние годы происходит снижение продажи картофеля, увеличение затрат привели к повышению себестоимости. Также за последние года происходит увеличение прибыли, вследствие этого происходит возрастание уровня рентабельности.

1.4 Отрасль животноводства

Отрасль животноводства является важнейшим звеном в производительной деятельности хозяйства. Отрасль животноводства дает ценные продукты питания и сырье для производства различных видов продукции.

Структура животноводства колхоза им. Ленина включает в себя; животноводческие комплекс КРС, цех по переработке молока на сметану, творог.

Показатели поголовья животных представлены в таблице 1.5

Таблица 1.5

Поголовье животных.

По данным таблицы 1.5 можно сделать вывод, что за последние три года произошло снижение численности поголовья КРС, но численность коров не изменилось.

Экономические показатели молока представлены в таблице 1.6

Таблица 1.6

Экономические показатели производства молока.

Вывод: Проанализировав экономические показатели производства молока, можно сделать вывод, что производство молока за последние пять лет возрастает, и соответственно возросли затраты труда. Также значительно увеличилась прибыль, за счет увеличения выручки от реализации, следовательно, и увеличился уровень рентабельности.

Экономические показатели производства мясо представлены в таблице 1.7

Вывод: Исходя из экономических показателей производства мяса КРС, можно сделать вывод, что производство мясо за последние три года снижается, так как хозяйство увеличилось производство молока за счет сохранения КРС.

1.5 Уровень механизации трудоемких процессов в животноводстве

Хозяйство располагает животноводческим комплексом в состав, которого входят 5 ферм. Комплекс оборудован механизацией трудоемких процессов, таких как; кормление, поение, доение, уборка навоза.

Кормление.

Опыт показывает, что затраты труда и себестоимость молока значительно ниже в тех хозяйствах, где внедрена комплексная механизация технологического процесса обработки и приготовление кормов и обеспечена поточность работ. Это условие может быть выполнена только при наличие достаточного числа современных машин и оборудования. Хранение и приготовлении кормов производят неподалеку от ферм, что уменьшает затраты на транспортировку кормов.

Приготовленные корма доставляют в помещение и разгружают раздатчики. В колхозе им. Ленина раздача кормов производиться агрегатом РОУ-6, с частичной помощью рабочей силой. Кормление в летний период времени осуществляется в следующем количестве ; которое представлена в таблице 1.8

Таблица 1.8

Рацион кормление скота по колхозу им. Ленина на летний период.

Кормление КРС в зимний период представлено в таблице 1.9

Таблица 1.9

Рацион кормления скота по колхозу им. Ленина на зимний период.

Кормление в животноводческих фермах производиться три раза в сутки. Раздача грубых кормов производиться полностью в ручную.

Поение животных на ряду с кормлением является важнейшим биотехническим процессом. Очень важно, что бы снабжение было доброкачественной водой. Исходя из этого, питьевая вода должна быть чистой, прозрачной, без цвета и запаха, не содержать вредных веществ и поточных микроорганизмов. В колхозе им. Ленина на фермах, поение животных осуществляется из одночашечной стационарной автоматической поилки ПА-1А, которая предназначена для поения КРС при привязном содержании и рассчитана на обслуживание двух животных.

Доение.

В колхозе им. Ленина на двух ферма применяются доильные установки АДМ-8 с молокопроводом и доильным аппаратом ОДУ-1. Остальные три фермы оборудованы доильными установками К-305.

Навозоудаление.

Для механизированного удаления навоза из животноводческих помещений и погрузки его в транспортное средство, в хозяйстве применяют скребковые транспортеры ТСК-30.

Горизонтальный транспортер установлен в открытом канале, размещенном в вдоль навозного прохода. Угол наклона выгрузных транспортеров недолжно превышать 30є.

1.6 

1.6 Обоснование и выбор темы дипломного проекта

В настоящее время для полного и хорошего развития любого сельскохозяйственного предприятия просто необходимо создавать при хозяйстве различные цеха по переработке мяса, молока. В колхозе им. Ленина не существует цех по переработке молока, так как молоко в большом количестве реализуется на молокозавод и работникам хозяйства. Но я считаю, что это не совсем экономически выгодно направление по реализации молока , так как уровень доходов хозяйства можно увеличить за счет производства молочных , в том числе и кисло молочных продуктов. Исходя из этого я предлагаю линию по переработке молока на кисломолочные продукт.

2.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Характеристика молока и требования к нему

Молоко - биологическая жидкость, которая образуется в молочной железе млекопитающих и обладает высокой пищевой ценностью, иммунологическими и бактерицидными свойствами. Средний химический состав коровьего молока приведён в табл. 1.

Таблица 1

Химический состав молока

Помимо того, что перечислено в табл. 1 в молоке в микро количествах содержатся ферменты, витамины, пигменты и иммунные тела.

Качество молочных продуктов во многом зависит от качества исходного сырья. Поэтому на предприятия молочной промышленности должно поступать доброкачественное молоко.

Требования к составу, органолептическим, физико-химическим свойствам и микробиологическим показателям сырья определены в стандарте «Молоко коровье. Требование при заготовках» (ГОСТ 13264-70). Молоко должно быть получено от здоровых коров. По внешнему виду и консистенции доброкачественное молоко представляет собой однородную жидкость от белого до слабо-жёлтого цвета без осадка и хлопьев плотностью не ниже 1027 кг/м3. В зависимости от физико-химических и микробиологических показателей молоко разделяют на два сорта ( табл. 2 )

Таблица 2

Показатели сортовой принадлежности молока

2.2 Расчёт производительности линии учёта и первичной обработки молока

Чтобы осуществить поточность технологических операций необходимо согласовать часовую производительность всего оборудования. Расчёты ведутся по максимальному значению производительности в наиболее продуктивный месяц лактации коров чтобы иметь гарантированный запас мощности линии в остальное время.

Производительность ПТЛ определяется по формуле / 3 / :

уч=D m Р б Ж ( 1-Кс ) / (D1 D2 D3 Tз ) , (2.1)

где D - число дней в году, D=365;

m - число коров на комплексе, m=420 (см. задание);

Р - среднегодовой удой на корову, Р=3055 кг/год (оптимальный для Нечернозёмной зоны РФ при жирности молока 3,8…4,2%);

б - коэффициенты неравномерности удоя, б=1,2…1,5;

Ж - часть суточного удоя, приходящегося на максимальный рядовой удой, Ж = 0,6 - при двукратной дойке;

Кс - коэффициент сухостойных коров, Кс = 0,18;

D1 - число суток лактации коров в году, D1 =300…305;

D2 - число дней максимального по надою месяца, D2 = 31;

D3 - число месяцев в году, D3 = 12;

Тз - зоотехническое время доения, Тз = 2…2,5 ч..

уч= 365 · 420 · 3055 · 1,3 · 0,6 ( 1 - 0,18 ) / ( 300 · 31 · 12 · 2 ) = 1342,05 кг/ч

2.3 Учёт молока

Точный учёт молока - одна из ответственных операций на молочных комплексах, необходимое условие хорошей организации производства.

Для взвешивания молока, поступающего с ферм в молочный блок, используем весы СМИ - 500, производительность которых определяется по формуле / 4 / :

Пв = 60 gв / zв, (2.2)

где gв - максимальная грузоподъёмность весов, gв = 500 кг;

zв - продолжительность одного цикла взвешивания, zв = 3…7 мин.

Пв = 60 · 500 / 7 = 4286 кг/ч

Имеем запас производительности ( Пв > уч ) даже при максимальной продолжительности взвешивания.

2.4 Очистка молока

В молочный блок молоко поступает не профильтрованным и подвергается дополнительно центробежной чистке после подогрева в регенераторе до температуры 400С. Именно при такой температуре лучше всего отделяются имеющиеся в молоке примеси.

Для центробежной очистки применяют генератор- молоко очиститель, требуемая вместимость грязевого пространства которого определяется по формуле / 3 /:

Vг = уч Пг Тз Кд / ( 100 г ), (2.3)

где Пг - процент отложения сепараторной слизи от общего объёма молока, Пг = 0,03…0,06%, для расчётов выбираем минимальный, так как молоко предварительно профильтровано;

Кд - кратность доения, Кд = 2;

г - плотность молока, г = 1027 кг/м3.

Vг = 1342,05 · 0,03 · 2 · 2 / ( 100 · 1027 ) =0,0016 м3 =1,6 дм3

Выбираем сепаратор- молоко очиститель ОМА-3 производительностью до 5 т/ч и V = 4,8 дм3.

2.5 Тепловая обработка молока

Тепловая обработка молока включает следующие операции:

1) рекуперативный нагрев до t = 400С;

2) нагрев горячей волы до t = 760С;

3) выдержка при t = 760С;

4) рекуперативное охлаждение до t = 450С;

5) охлаждение ледяной водой до t = 50С.

Первые четыре операции будут осуществляться в пластическом пастеризаторе, оснащённом регенератором, который будет спроектирован в конструкторской части проекта.

Пятая операция осуществляется в танке-охладителе.

Танков охладителей может быть несколько. Их суммарная вместимость определяется по формуле:

Vто = Р б m ( 1 - Кс ) / ( 365 г Кв ), (2.4)

где Кв - кратность вывоза молока, Кв = 1.

V = 3055 · 1,5 · 420 ( 1 - 0,18 ) / ( 365 · 1027 · 1 ) = 4,2 м2

Выбираем танк-охладитель DX/C - 5000 фирмы Alfa Laval (Швеция) вместимостью V1 = 5,38 м3 .

Продолжительность охлаждения молока в танке:

То = V1 г с ( tмн - tмк ) Кп / ( 3600 Qx ), (2.5)

где с - теплоёмкость молока, с = 3,8 кДж / ( кг·0С);

tмн и tмк - начальная и конечная температуры молока, tмн = 500С;

tмк = 40С;

Кп - коэффициент, учитывающий потери холода в окружающую среду, Кп = 1,05;

Qx - холодо производительность спирального холодильной- компрессорного, агрегата, которым комплектуется DX / C-500,

Qx = 59,6 кДж / с.

То = 4,2 · 1027 · 3,8 · ( 45 - 5 ) · 1,05 / ( 3600 · 59,6 ) = 3,2 ч

2.6 Выбор насосов

Всего необходимо подобрать 3 типа насосов:

1) для подачи молока из уравнительного бака в пластинчатый теплообменник;

2) для подачи горячей воды от бойлера в пластинчатый теплообменник;

3) для подачи молока из прицепной цистерны на весы и из танка-- охладителя в автомолокоцистерну.

Для перевозки молока используется автомолокоцистерна АЦТП-12 на базе полуприцепа МАЗ - 5245 агрегатируеммого автомобилем МАЗ - 504С, принадлежащая молокоперерабатывающему предприятию (вместимость - 12 м3, высота расположения люков - 3,1 м ), а для доставки молока от коровников к молочному блоку используем Т - 30А +АЦПТ - 0,9. / 5 /.

Подачу молока из танков - охладителей в автомолокоцистерну осуществляем при помощи высокопроизводительного насоса Г2 - ОПД с подачей 25 м3/ч и напором 20 м, который обеспечит заполнение ёмкости молоком за 0,5 ч.

Выбор первых двух насосов осуществляется на основании расчёта.

Требуемая подача молока Qм = 1342,05 кг/ч; для горячей воды при кратности циркуляции 5 этот показатель в 5 раз больше Qг = = 18,8 м3/ч. Потери напора при прохождении жидкостью пакета пластин определяются по формуле / 3 /:

Нс =zп ц х2 / ( 2 g ), (2.6)

где zп - число пакетов, через которые прокачивается жидкость, zп = =1 и для молока и для воды;

ц - сопротивление одного пакета;

х - скорость движения потока жидкости в каналах между пластинами пакета, м/с ( табл. 2 ).

ц = 8200 Re-0,55. (2.7)

Значения критерия Рейнольдса соответственно для потоков горячей воды и молока / 3 /:

Re = 2 h х / н, (2.8)

где h -высота подъёма жидкости, принимаем h = 2 м;

н - кинематическая вязкость жидкости, м2/с ( табл. 2 ).

Таблица 2

Расчётные параметры жидкостей

Расчёты по формулам (1.6), (1.7) и (1.8) сводим в табл. 3.

Таблица 3

Расчёт потерь напора

Помимо потерь напора при прохождении пакета пластин существуют потери на другие местные сопротивления (для воды и для молока);

1) вход в трубу при острых кромках - о1 = 0,5;

2) колено при радиусе закругления больше двух диаметров трубы- о2 = 0,6 (их по 3).

Потери напора на местные сопротивления определяются по формуле / 6 /:

Нм = оi х2 / ( 2 g ). (2.9)

Для воды Нм = ( 0,5 + 0,6 · 3 ) · 2,52 / ( 2 · 9,81 ) = 0,73 м ;

Для молока Нм = ( 0,5 + 0,6·3 ) · 0,52 / ( 2 · 9,81 ) = 0,03 м ;

Требуемое давление насосов определим по формуле:

Р = Ра + g ( Нс + Нм ) · 10-3 (2.10)

где Ра - атмосферное давление Ра = 0,0981 МПа.

Для воды Ра = 0,0981 + 9,81 ( 0,19 + 0,73 ) · 10-3 = 0,107 МПа

Для молока Ра = 0,0981 + 9,81 ( 0,04 + 0,03 ) · 10-3 = 0,099 МПа

Выбираем насосы:

для воды 2К - 9 с Q = 10.8…21.6 м3/ч и Р =0,17 МПа;

для молока Г2 - ОПА с Q = 3…6 м3/ч и Р = 0,12 МПа.

2.7 Расчёт потребности в паре и выбор котла парообразователя

Котёл- парообразователь необходим для подогрева воды в бойлере, требуемая паропроизводительность определяется по формуле / 3 /:

Пк = Q Св ( tвк - tвн ) / (( iп - iк ) Юп), (2.11)

где Q - часовой расход воды, Q = 18800 кг;

Св - теплоёмкость воды, Св = 4200 Дж/(кг·0С);

tвк и tвн - конечная и начальная температура воды, tвк =980С;

tвн =900С;

iп и iк - энтальпия пара и конденсат, iп =6209000 Дж/(кг·0С); iк = 251000 Дж/(кг·0С);

Юп - паровой КПД, Юп =0,9.

Пк = 18800 · 4200 ( 98 - 90 ) / (( 2609000 - 251000 ) · 0,9) = 297 кг

Выбираем котел КВ-300М производительностью 360…400 кг/ч.

2.8 Техническая характеристика оборудования

Из вспомогательного оборудования выбираем резервуар ПБ - ОРМ -2,0 для сбора молока после взвешивания. Ёмкость резервуара 2 м3 - этого достаточно для вмещения четырёх взвешенных порций (по 500 кг) и обеспечивает 50 % - ный запас часовой потребности в молоке.

Всё выбранное оборудование сводим в табл.

Таблица 3

Технологическая характеристика оборудования молочного блока

2.9 Расчёт площади молочного блока

Площадь молочного блока определяется по формуле:

F = F1 + F2 + F3 + F4 + F5, (2.12)

где F1 - площадь, занимаемая машинами, м2;

F2 - площадь для размещения пластинчатого пастеризатора, F2 = 12

м2 (аналогично машине - прототипу);

F3 - площадь для производственных работ, F3 = 5 м2 - для одного оператора-лаборанта;

F4 - площадь промежутков между машинами и стенами, м2;

F5 - площадь лаборатории, F = 12 м2

F1 =fi, (2.13)

где fi - площадь, занимаемая i - той машиной, м2 (по табл. 3).

С условием того, что ОМА - 3, Г2 - ОПА и 2К - 9 входят в состав пастеризационной установки, а котёл КВ - 300М устанавливается в котельной по формуле /1.13/ имеем:

F = 1,61 + 0,3 · 2 + 4,48 + 5,1 · 2 = 16,89

F4 = ( 2…4 ) F1, (2.14)

F4 = 2,5 · 16,89 = 42,23 м2

F = 16,89 + 12 + 5 + 42,23 + 12 = 88,12 м2

Строим кирпичное здание молочного блока с размерами 12 Ч 7,5 м площадью 90 м2. В виде пристройки к нему возводим отдельное помещение котельной размерами 6 Ч 3,5 м площадью 21 м2. Общей площадь 111 м2.

2.10 Технология приготовления кефира

Кефир относится к диетическим кисло-молочным напиткам смешанного брожении: кроме молочнокислого, в нем протекает и спиртовое брожение. В настоящее время кефир является самым распространенным кисломолочным напитком. Из общего объема производства кисломолочных напитков на долю кефира приходится около 70%. Его можно вырабатывать термостатным и резервуарным способами. Большинство предприятии производит кефир резервуарным способом, что экономически более целесообразно. Наша промышленность вырабатывает кефир с массовой долей жира 1,0;2,5;3,2%, кефир нежирный, кефир таллиннский с массовой долей жира 1,0% и нежирный, а также кефир с наполнителем.

РЕЦЕПТУРЫ

на кефир /в кг. на 1000 кг продукта без учета потерь/

Таблица 5

Кефир имеет однородную консистенцию, с наружным сгустком при резервуарном способе производства. Допускается газообразование в виде отдельных глазков, вызванное нормальной микрофлорой. На поверхности кефира может быть незначительное отделение сыворотки.

Кефир вырабатывают по общей схеме технологического процесса для кисломолочных напитков.

Нормализованную смесь для его производства, как правило, составляют согласно рецептуре. Для выработке кефира, прочность полученного сгустка в значительной мере зависит от содержание сухих веществ в нормализованной смеси. Для производства кефира массовой долей жира 3,2 и 2,5% плотность смеси перед заквашивание должно быть не менее 1028 , для кефира 1%-ной жирности -не менее 1029 .

Для улучшения вкуса и консистенции готового продукта смесь с массовой долей жира 3,2;2,5; и 1% и независимо от использования натурального или восстановительного молока обязательно гомогенизируют.

При выработки смесь сквашиваю при температуре 20-25 єС. От температуры сквашивания зависит не только продолжительность образования сгустка, но и его качество. При повышение температуры сгусток образуется быстрее, но при этом снижается вкусовые качества кефира. Наиболее выраженные вкус и аромат приобретает кефир, сквашенный при температуре 25 єС. Дальнейшее повышение температуры сквашивание, приводит к ухудшению качества напитка.

Для производства кефира используют естественную грибковую закваску, приготовленную на кефирных грибках в количестве 1-3% или производственную кефирную закваску в количестве 3-5% массы молока. Кислотность грибковой закваски должна быть в пределах 95-110 єТ, производственной- в пределах 95-100 єТ.

В емкость смесь подают через нижний штуцер, что предохраняют ее от излишнего вспенивания, влияющего на качества сгустка. При сильном вспенивание молока полученный сгусток слабо удерживает сыворотку. После заполнения емкости заквашенную смесь тщательно вымешивают в течение 15 минут и оставляют в покое на 8-12 ч. для сквашивания. Окончание сквашивания определяют по кислотности полученного сгустка, которая лежит в пределах 85-100єТ. При меньшей кислотности сгусток имеет слабою консистенцию и после перемешивания будет плохо удерживать сыворотку. Консистенцию кефира в конце сквашивания более точно определяют при помощи вискозиметра.

После окончания сквашивания в межсистемное пространство емкости немедленно направляют ледяную воду. Через 30-60 минут после подачи воды включают мешалку и приступают к первому перемешиванию сгустка, которое может длиться до 30 минут. При этом необходимо получить однородную консистенцию, без комочков не перемешанного сгустка. Комковатая консистенция и пенообразование при перемешивание непременно приводят к отделению сыворотки из сгустка. При дальнейшем охлаждение мешалку включают через каждые час для перемешивание сгустка в течение 10 минут. Охлаждение сгустка до температуры созревания продолжается 4-6 ч., после чего сгусток, охлажденный до 14±2єС , оставляют в покое для созревания на 9-13 часов, отключив подачу холодной воды в межсистемное пространство емкости.

Созревание кефира считается законченным, если с момента заквашивания молока и до окончания созревания прошло не менее 24 часа.

В процессе созревания в результате усиленной жизнедеятельности дрожжей накапливаются продукты спиртного брожения, происходит гидратация белков, что сопровождается уплотнением сгустка.

Под влиянием ферментов, содержащихся в грибковой закваске, происходит частичный гидролиз белков с образованием пептонов, количество которых возрастает с увеличение продолжительности созревания кефира. В результате продукт приобретает специфический вкус, запах и консистенцию. По окончании созревания кефир перемешивают в течении 5 минут и направляют на фасование.

Кефир разливают в стеклянные бутылки, бумажные пакеты, полиэтиленовые пакеты и направляют в холодильные камеры, где хранят при температуре не выше +8єС не более 36 часов. Если в кефире наблюдается газообразование, его необходимо хранить при температуре около1-2єС

Транспортирование продукта производят в соответствии с требованиями действующего стандарта на кефир.

Контроль качества продукта

Каждую партию кефира оценивают по физико-химическим и микробиологическим и органолептическим показателям. Технологический и микробиологический контроль сырья и готовой продукции осуществляет ОТК предприятия в соответствии с действующими инструкция по технохимическому контролю на предприятиях молочной промышленности, инструкций по микробиологическому контролю производства и стандартами на методы контроля, перечисленными в стандарте на кефир.

3.КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Назначение и классификация разработки

Затраты труда на приготовление кефира из цельного молока не очень большие , так как применяются современные машины и оборудование.

Предлагаемая конструктивная разработка предназначена для перемешивания кефирного грибка с цельным молоком и способствует ускоренному приготовлению кефира.

3.2 Устройство и принцип работы

животноводство корм кормораздатчик

Молочный танк состоит из следующих частей; бак для сырья, рубашка, мешалка, мотор-редуктор.

Принцип работы заключается в следующем: С заквасочника, через насос дозатор закваска поступает в молочный танк в количестве 50 кг на 1000 кг продукта, затем танк подогревают, а смесь перемешивают до полного приготовления продукта, после того как продукт будет готов в рубашку подают холодную воду и охлаждают продукт до +8є С

Затем кефир идет на фасовку. Конструктивная разработка позволяет сократить затраты ручного труда и способствует ускорению процесса сбраживания молока и охлаждение молока и охлаждение кефира

3.3 Расчет геометрических параметров емкости

V=2,5 т -объём емкости

Принимаем высоту емкости 2 м.

Внутренний диаметр емкости 1,35 м.

Производим проверку

(3,1)

где R-радиус дна, R=0,655 м;

L-высота емкости, L=2 м;

3,4 Расчет лопастного смесителя

Производительность смесителя определяем из формулы:

(3,2)

где -коэффициент подачи ;

D-наружный диаметр лопасти, м.

Принимаем D=0,80м. =800мм.;

S-шаг лопастей, м.;

щ-угловая скорость, с;

Угловую скорость находим из уравнения:

(3,3)

где q-ускорение свободного падения, q=9,81;

R-наибольший радиус лопасти, м.;

;

Рассчитываем площадь лопасти по формуле:

Определяем нормальную силу действующую на лопасть:

(3,4)

где Lcp-средняя длина погружения, так как лопасти в мешалке буду т погружены полностью, мы принимаем длину погружения за 1.

Определяем радиальную силу по формуле;

(3,5)

где f-коэффициент трения; f=0,3

Определяем осевую силу;

(3,6)

Определяем окружную скорость точки приложения равнодействующих на лопасть.

(3,7)

где -средний радиус лопасти,

(3,8)

где R-радиус лопасти, R=0,4м

Осевая скорость движение точки приложения равнодействующих равна:

(3,9)

Мощность необходимая для привода лопастного смесителя,

(3,10)

где Zn-число одновременно погруженных лопастей, Zn=6

Мощность электродвигателя находим по формуле:

(3,11)

где - КПД двигателя, =0,98

- КПД редуктора, =0,97

- КПД передачи, =0,95

По справочнику подбираем мотор-редуктор типа МП3 2-50. С номинальной частотой вращения выходного вала 18 мин, электродвигатель типа 4АХ90L4P3.

3,5 Ориентировочный расчет вала

Диаметр выходного конца вала находим по формуле;

, (3,12)

где ф-допускаемое напряжение,

T- крутящий момент, Н·м

(3,13)

где мощность электродвигателя

(3,14)

где n- число оборотов двигателя

;

Округляем до ближайшего стандартного значения 55 мм.

Проверочный расчёт вала.

Определяем коэффициенты критерии нормального и касательного напряжений для расчётного напряжения вала:

; (3,15)

(3,16)

где и - эффективность коэффициента напряжения. ;

;

-коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения, ;

коэффициент влияния шероховатости,

коэффициент влияния поверхностного упрочнения,

Определяем пределы выносливости в расчетном сечении вала,

(3,17)

(3,18)

где и - пределы выносливости гладких валов при симметричном цикле изгиба и кручения,

Определяем коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.

(3.19)

(3.20)

Определяем общий коэффициент прочности в опасном сечение.

(3,21)

1,35>1,3 Усилие соблюдается.

3.6 Расчет подшипников

Подшипник №112

Угловая скорость щ=1,884 Fa=971.25 H

Долговечность подшипника L=25000 ч.

Из каталога на подшипник по ГОСТ-8338-75 имеем характеристики подшипника.

Cr=29600 H Cor=18000 H

x=0,56; V=1; Кв=1,25; Кт=1

Определяем отношение

(3,22)

Определяем отношение

(3,23)

Уточняем по таблице

е=0,26 у=1,71

Эквивалентная нагрузка определяется

(3,24)

Определяем расчетную динамическую грузоподъемность подшипника;

(3,25)

Что на много меньше базового Cгр=29600 H. Отсюда следует, что подшипник подходит.

Определяем долговечность подшипника.

(3,26)

>L

Подшипник пригоден.

3.7 Проверка шпонки

Выбранную шпонку проверяют на смятие по следующей формуле;

(3,27)

где d- диаметр вала, м ;

- рабочая длина шпонки, мм ;

-ширина шпонки, мм ;

- допускаемое напряжение смятия

341,67<800 >условие выполняется.

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4,1 Эффективность разрабатываемой технологии

В настоящее время в любом сельскохозяйственном предприятии необходимо создавать поточные линии по переработке получаемого сырья для дальнейшего и перспективного развития хозяйства.

Я предлагаю в хозяйстве внедрить линию по переработке молока на кисломолочный продукты. Для обоснования комплексной механизации поточной технологической линии составляется технологическая карта. Основными экономическими показателями будут служить: сумма производственных затрат на изготовление кефира, производственная себестоимость 1 т. кефира, полная себестоимость 1т. кефира, прибыль на одного работника и рентабельность производства.

Сумма производственных затрат на изготовление кефира составит

(4,1)

где Z- прямые эксплуатационные издержки, руб.;

б- стоимость сырья, руб.;

N- накладные и другие неучтенные расходы, руб.

Производственная себестоимость 1 т. кефира равна

(4,2)

где V- объем производимого продукта, т.

Полная себестоимость 1 т. кефира.

(4,3)

где Х- затраты на реализацию 1 т. кефира руб.

Количество производимого и реализованного продукта на 1 работника.

(4,4)

где р- количество рабочих, чел.

Количество произведенного и реализованного кефира на 1000 руб. ОПФ составит.

(4,5)

где Ф- капиталовложения, руб.

Прибыль на одного работника составит

(4,6)

где Ц- средняя цена реализации готового продукта, руб./т

Уровень рентабельности производства кефира;

(4,7)

4,2 Экономическая эффективность инженерно-конструкторской разработки

Эффективность инженерно-конструкторской разработки характеризуется экономическими показателями. При этом определяют затраты на изготовление, оплату труда, срок окупаемости. Источниками исходной информации служат производственно-финансовый план хозяйства, технические характеристики машины и документации к ней.

Расчет выполняется в следующей последовательности: находим стоимость изготовленной конструкции:

(4,8)

где - масса материала, израсходованного на изготовление станин и корпусных деталей;

- средняя стоимость обработки 1т. материала.

Затраты на изготовление оригинальных деталей включают зарплату занятых их изготовлением рабочих и на стоимость необходимого материала:

, (4,9)

где -заработная плата занятых изготовление деталей рабочих, включая дополнительную зарплату и отчисления по соцстраху, руб.;

См- стоимость материала заготовок;

При этом предварительно определяются расходы на зарплату и на материалы.

Расходы на зарплату -включают основную, дополнительную зарплату и начисления на социальное страхование:

(4,10)

где - основная заработная плата;

- дополнительная зарплата;

- начисления;

При этом основную зарплату рассчитывают из выражения:

(4,11)

где t- затраты труда на изготовление детали;

Сr- часовая ставка рабочих, исчисляемая по среднему разряду;

k- коэффициент непредусмотренных доплат к основной оплате (1,025…1,030)

Дополнительная заработная плата составляет 12% от основной, а начисления и прочие расходы-31,6% от основной и дополнительной зарплаты.

Стоимость материала заготовок См находят из расчета массы заготовки и цены 1 кг. материала:

(4,12)

где Ц- цена 1 кг. материала заготовки;

Qс- масса заготовки.

В качестве одного из элементов затрат на изготовление и модернизацию машины выступают расходы на оплату труда работников, занятых её сборкой ,дополнительную заработную плату , начисления по соц. Страхованию :

(4,13)

Основную зарплату, занятых на сборке рабочих рассчитывают по формуле:

(4,14)

где - тарифная ставка за час рабочего времени;

- нормативная трудоемкость работ по сборке конструкции;

k- коэффициент возможных доплат к основной зарплате, k=1.03;

Трудоемкость сборки, всей конструкции Тсб определяется на основании нормативов времени на отдельные операции:

(4,15)

где -коэффициент учитывающий не предусмотренные ситуации;

- нормативы времени на отдельные сборочные единицы.

Дополнительная зарплата устанавливается в размере 12% от основной, а прочие затраты в размере 31,6% от основной и дополнительной.

Затраты на изготовление и установку машины определяется по формуле:

(4,16)

Годовой экономический эффект от применения машины определяется по формуле:

, (4,17)

где - себестоимость получаемой продукции или выполняемых работ соответственно до и после модернизации машины;

-выход валовой продукции или объем выполняемых машиной работ в год после модернизации.

Срок окупаемости первоначальных затрат на машину определяется по формуле:

(4,18)

где -затраты на изготовление модернизированной машины.

Срок окупаемости дополнительных затрат:

(4,19)

где -затраты на изготовление старой машины;

5.БЕЗОПАСТНОСТЬ ПРОЕКТА

5.1 Безопасность труда при переработке молока и производстве кефира

К работе на рабочем месте должны допускаться лица не моложе восемнадцати лет, прошедшие специальное теоретическое и практическое обучение, медицинское освидетельствование, инструктаж по техники безопасности. Работа в цехе разрешается только в спецодежде и обуви, соответствующим требованиям санитарно-эпидемической службе. Присутствие посторонних лиц не допускается.

К оборудованию по переработке молока и производстве кефира предъявляются следующие требования безопасности:

- На каждой установки должны быть установлены защитные автоматические отключатели, срабатывающие при разрушении изоляции или при необходимости обслуживания и ремонте установки.

- Электродвигатели, приводящие в действие оборудования (центробежные, винтовые, вакуумные насосы, сепараторы- сливкоотделитель.) должны иметь защитное зацепление, которое должно проверятся внешним осмотром не реже двух раз в год и измерением сопротивления не реже одного раза в год, а также после капитального ремонта или длительного бездействия установки.

- Рубильник и предохранители должны быть закрытого типа.

- Все вращающиеся части приводов оборудования должны быть закрыты защитными щитами.

- Не должны иметь течи сырья молокопроводы

- Пастеризационная установка должна иметь тепловую изоляцию, т.к. температура пастеризации t=87±2єС , чтобы исключить вероятность получения термических ожогов.

- Охладительную фрионовую установку разрешается эксплуатировать только, если приборы освидетельствованы государственным повелителем. Приборы проверяются ежегодно и после каждого ремонта.

Все запорные винтили на нагнетательной магистрали,

должны быть запломбированы в открытом состоянии. Исправность дистанционных указателей уровня необходимо проверять каждую смену.

Во время заполнения системы хладагентом не разрешается допускать повышения давления на нагнетательной стороне-0,9мПа, а на всасывающей-0,4мПа.

Хранение баллонов с фреоном в цехе не разрешается.

На каждую установку должен быть заведен журнал, в котором ведутся записи с показателями работы, неисправности и операции по их устранению, результаты проверки измерительных и автоматических приборов.

В цехе по производству кефира должна быть предусмотрена система вентиляции и отопления. Освещения в цехе должно соответствовать разряду зрительной работы. Уровень шума должен быть в пределах допустимых значений, длительное воздействие которого не приведет к опасным отклонениям в состоянии здоровья работающих.

5.2 Расчет системы отопления цеха по производству кефира

Для одноэтажного здания V=1145м необходимо определить количество нагревательных приборов. В помещение должна быть температура 18єС . Воздухообмен, создаваемый естественной вентиляцией, равен 80м/ч. Расчетная температура воздуха с наружи здания определяется по холодной пятидневки конкретного района, равна -29єС. Плотность приточного воздуха

Определим теплоотдачу с одного ЭКМ

(5,1)

где ?t-разность между средней температурой прибора и температурой помещения,єС ,

Тепло потери через стены, потолок, пол, окна определяется по формуле:

(5,2)

где V- объем здания, м;

tв,tн- температура внутри помещения и с наружи, єС;

g-удельная тепловая характеристика здания, g

а - коэффициент, учитывающий влияние разности температуры внутри и снаружи здания;

(5,3)

Расход тепла на нагревания холодного воздуха, поступающего в помещение при естественной вентиляции, определяется по формуле:

(5,4)

где с- удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/кг·єC ;

L-воздухообмен, м/ч;

-плотность приточного воздуха, м/м;

При отсутствии других тепло потерь определяем тепло поступающее в помещение, Вт.

(5,5)

где Qв- расход тепла на прогревание холодного воздуха, поступающего в помещение за счет естественной вентиляции;

Предложим, что длина труб, подходящих к нагревательным приборам, мала и расчет Q т.п. (тепло, отдаваемое трубопроводами, подсоединенными к нагревательным приборам, Вт), проводить нет необходимости.

В помещении трудятся, 3 человека и при работе средней тяжести тепловыделение от них составляет: Qл = 3·104 = 312 Вт.

Кроме того, имеются тепловыделение от электродвигателей, не постоянно работающих, общая мощность которых равна 12000 Вт, и искусственного освещения, исходящего от ламп с суммарной мощностью 3450 Вт.

Тепловыделение в помещение от освещения рассчитывается по формуле:

(5,6)

где В- коэффициент перехода электроэнергии в теплоту, В=0,92…0,97;

-суммарная мощность источников света, Вт

Тепловыделение от электродвигателей определяется по формуле:

, (5,7)

где - коэффициенты использования одновременности работы, загрузки электродвигателей, и перехода механической энергии в тепловую, принимается равной 0,25 ;

-суммарная установочная мощность электродвигателей, Вт.

Определяем требуемую теплоотдачу нагревательных приборов:

(5,8)

Площадь поверхности нагревательных приборов при относительном расходе воды Gотп=25/95-70=1 будет определяться по формуле:

(5,9)

где - коэффициент, учитывающий остывание воды в системе водяного отопления,

-поправочный коэффициент для регистра, ;

-поправочный коэффициент , учитывающий способ подводки теплоносителя к нагревательному прибору,

- поправочный коэффициент, учитывающий способ установки нагревательных приборов,

В качестве нагревательных приборов предлагается использовать регистры, выполненные из труб диаметром d=120мм. и длиной l=4м.

Определяем площадь поверхностности одной трубы:

(5,10)

Отсюда определяем количество нагревательных элементов по формуле:

(5,11)

Принимаем 8 нагревательных элементов.

6. ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

Экология-наука, изучающая закономерности существования, формирования и функционирование биологических систем всех уровней- от организмов до биосферы и их взаимодействия с внешними условиями.

По своей сути экология- теоретическая основа рационального использования человеком природных ресурсов, научный фундамент для разработки стратегий и тактики взаимоотношений человеческого общества природы. Одним из разделов экологии является агроэкология- изучение закономерностей взаимодействия культурных растений и домашних животных со средой их обитания агросистем.

Основными проблемами экологии являются:

- разработка теории функционирования экосистем и биосферы в целом.

- оценка взаимодействия на структурно-функциональную организацию и динамику систем всех иерархических уровней, внешних факторов, в том числе и антропогенных.

Задачами экологии являются:

- исследование закономерностей организаций жизни, в том числе в связи с антропогенными воздействиями на природные системы и биосферу в целом;

- разработка системы мероприятий, обеспечивающих минимум применение химических веществ для борьбы с вредными видами;

- восстановление нарушенных природных систем, в том числе рекультивация выведенных из пользования сельскохозяйственных угодий, восстановления пастбищ, плодородия истощенных почв, продуктивность водоемов и др.

таким образом, эксплуатация природных ресурсов и природных систем без понимания и учета взаимоотношения процессов, вызванных техническим прогрессом с органически неизбежно ведет к необратимым отрицательным последствиям.

Сельское хозяйство, будучи важным источником питания людей и сырья для промышленности, представляет собой могучий фактор воздействия человека на окружающую среду. Оно особенно усилилась с ростом населения планеты, повышением агротехнических приемов и селекций. В соответствии со статьей 46 закона ”Об охране окружающей природной среды”, экологические требования в сельском хозяйстве:

а) Предприятия, ведущие сельское хозяйство, обязаны выполнять комплекс мер по охране почв, водоемов, лесов от побочных последствий применения сельскохозяйственных техники, химических веществ, мелиоративных работ и других работ, ухудшающих состояния окружающей природной среды;

б) животноводческие фермы и комплексы, предприятии переработке сельскохозяйственных продукций, должны иметь необходимые санитарно защитные зоны и очистные сооружения, исключающие загрязнения почв, поверхностных и подземных вод, поверхности водосборов, водоёмов и атмосферного воздуха.

Источники загрязнения в сельском хозяйстве весьма разнообразны: это и бытовые отходы, и отходы животноводства, транспорта, а также химические вещества, вносимые человеком для защиты от вредителей, болезней, сорняков, или не правильного их хранения. Источником загрязнения могут быть также устанавливаемые сейчас перерабатывающие линии производимой продукции. Так источником загрязнения моего проекта “Производство кефира” может быть неправильная утилизация водяных растворов после промывки оборудования.

В связи с выше изложенным предлагаю следующие мероприятия: осуществлять жесткий контроль за техническим состояние тракторов и сельскохозяйственной техники; разработать защитные зоны исключающие возможность распространения бытовых отходов; химические вещества должны храниться в закрытых сухих помещениях, исключающие попадание в окружающею среду больших концентраций, а также точное их внесение при обработке; контролировать работу очистных сооружений без нарушения технологии очистки.

Воду используемую для промывки, предлагаю сливать в отстойник с предварительной фильтрацией и хлорировать, а из отстойника пускать её на другие нужды предприятия.