Производство жидкой молочной каши из пяти злаков "Сами с Усами"

На данной стадии потери составляют 0,5 кг/т и вызваны перекачкой молочной смеси по трубам стерилизационно-охладительной установки и частичным уносом молочной смеси на стадии деаэрирования.

Следовательно, на данную стадию должно поступить:

1000,8 + 1000,8•0,5/1000 = 1001,3 кг (3.2)

3. Смешивание и подогрев в теплообменнике.

Потери на данной стадии связаны с перемешиванием компонентов с помощью лопастной мешалки и роторного насоса, и составляют 0,2 кг/т.

Следовательно, на данную стадию должно поступить:

1001,3 + 1001,3•0,2/1000 = 1001,5 кг (3.3)

Это количество потерь распределяем по компонентам в соответствии с рецептурой.

Молоко обезжиренное 1001,5 • 677,0 / 1000 = 678,10 кг

Сливки 20% 1001,5 • 98,0 / 1000 = 98,10 кг

Мука пшеничная 1001,5 • 6,0 / 1000 = 6,02 кг

Мука рисовая 1001,5 • 6,0 / 1000 = 6,02 кг

Мука гречневая 1001,5 • 6,0 / 1000 = 6,02 кг

Мука овсяная 1001,5 • 6,0 / 1000 = 6,02 кг

Мука ржаная 1001,5 • 6,0 / 1000 = 6,02 кг

Фруктоза 1001,5 • 15,0 / 1000 = 15,02 кг

Крахмал (картофельный) 1001,5 • 15,0 / 1000 = 15,02 кг

Инулин 1001,5 • 4,0 / 1000 = 4,01 кг

Вода питьевая 1001,5 • 161,0 / 1000 = 161,20 кг

Итого 1001,5 кг

в том числе:

сухих компонентов 64,15 кг

молочных компонентов 776,20 кг

4. Загрузка сухих компонентов в смеситель.

На данной стадии потери вызваны переносом сухих компонентов в ходе взвешивания, и они составляют 0,6 кг/т.

Следовательно, на данную стадию должно поступить:

64,15 + 64,15 • 0,6/1000 = 64,20 кг (3.4)

Это количество потерь распределяем по компонентам в соответствии с рецептурой.

Мука пшеничная 64,2 • 6,0 / 64 = 6,02 кг

Мука рисовая 64,2 • 6,0 / 64 = 6,02 кг

Мука гречневая 64,2 • 6,0 / 64 = 6,02 кг

Мука овсяная 64,2 • 6,0 / 64 = 6,02 кг

Мука ржаная 64,2 • 6,0 / 64 = 6,02 кг

Фруктоза 64,2 • 15,0 / 64 = 15,04 кг

Крахмал (картофельный) 64,2 • 15,0 / 64 = 15,04 кг

Инулин 64,2 • 4,0 / 64 = 4,02 кг

5. Сепарирование.

На данной стадии потери вызваны с разделением цельного молока на обезжиренное молоко и сливки, и они составляют 0,2 кг/т.

Следовательно, на данную стадию должно поступить:

776,20 + 776,20 · 0,2/1000 = 776,40 кг (3.5)

Это количество потерь распределяется по отдельным компонентам в соответствии с рецептурой.

Молоко обезжиренное 776,40 • 677,0 / 775 = 678,20 кг

Сливки 20% 776,40 • 98,0 / 775 = 98,20 кг

6. Хранение, подготовка и загрузка сырья.

Потери на этой стадии вызваны распылением сухих компонентов смеси в окружающую среду, остатками в приемных емкостях и составляют по заводским нормам 0,3 кг.

Следовательно, на данную стадию должно поступать сырья:

(776,4 + 64,2) + (776,4 + 64,2) · 0,3 / 1000 = 840,9 кг (3.6)

Это количество потерь распределяем по компонентам в соответствии с рецептурой.

Молоко обезжиренное 840,9 • 677,0 / 839 = 678,5 кг

Сливки 20% 840,9 • 98,0 / 839 = 98,2 кг

Мука пшеничная 840,9 • 6,0 / 839 = 6,02 кг

Мука рисовая 840,9 • 6,0 / 839 = 6,02 кг

Мука гречневая 840,9 • 6,0 / 839 = 6,02 кг

Мука овсяная 840,9• 6,0 / 839 = 6,02 кг

Мука ржаная 840,9 • 6,0 / 839 = 6,02 кг

Фруктоза 840,9 • 15,0 / 839 = 15,04 кг

Крахмал (картофельный) 840,9 • 15,0 / 839 = 15,04 кг

Инулин 840,9 • 4,0 / 839 = 4,02 кг

Итого 840,9 кг

Рассчитаем количество цельного молока:

- необходимого для получения 678,5 кг обезжиренного молока:

Мц.м=(Мо.м.(Жсл - Жо.м.))/(Жсл - Жц.м.)=(678,5 • (20 - 0,05))/(20 - 3,5) = 820,4 кг

- необходимого для получения 98,2 кг сливок:

Мц.м=(Мсл (Жсл - Жо.м.))/(Жц.м. - Жо.м.)=(98,2 • (20 - 0,05))/(3,5 - 0,05) = 567,9 кг

Таким образом, для получения необходимого количества молочных рецептурных компонентов следует просепарировать 820,4 кг цельного молока жирностью 3,5%.

Суточные заводские нормы расхода сырья рассчитываем по формуле:

Мсут = Рс • mс/ 1000, (3.7)

Где: Рс - суточная производительность цеха,

mс - расход сырья по рецептуре с учетом потерь (по данным материального баланса)

Суточный расход сырья:

М сут цел.мол = 16000 • 820,4 /1000 = 13126 кг/сут

М сут мол.об = 16000 • 678,5 /1000 = 10856 кг/сут

М сут слив = 16000 • 98,2/1000 = 1571,2 кг/сут

М сут м.пшен = 16000 • 6,02 /1000 = 96,3 кг/сут

М сут м.рис = 16000 • 6,02 /1000 = 96,3 кг/сут

М сут м.греч = 16000 • 6,02 /1000 = 96,3 кг/сут

М сут м.овсян = 16000 • 6,02 /1000 = 96,3 кг/сут

М сут м.ржан = 16000 • 6,02 /1000 = 96,3 кг/сут

М сут фрукт = 16000 • 15,04 /1000 = 240,6 кг/сут

М сут крахм = 16000 • 15,04 /1000 = 240,6 кг/сут

М сут инул = 16000 • 4,02/1000 = 64,3 кг/сут

М сут вода.пить = 16000 • 161,2 /1000 = 2579 кг/сут

Годовые заводские нормы расхода сырья можно определить по формуле:

М год = М сут • Т ном, (3.8)

где Т ном-номинальный фонд рабочего времени;

Номинальный фонд рабочего времени можно рассчитать по формуле:

Т ном = Тк - Тпр - Тр, (3.9)

где Тк -календарный фонд времени Тк =365 дней

Тпр - количество праздников Тпр = 14 дней

Тр - количество дней, потраченных на капитальный ремонт за год

Тр = 3 дня.

Т ном = 365 - 14 - 3 = 348 дней

Годовой расход сырья:

М год цел.мол = 13126 • 348 = 4567848 кг/год

М год мол.об = 10856 • 348 = 3777888 кг/год

М год слив = 1571,2 • 348 = 546778 кг/год

М год м.пшен = 96,3 • 348 = 33512 кг/год

М год м.рис = 96,3 • 348 = 33512 кг/год

М год м.греч = 96,3 • 348 = 33512 кг/год

М год м.овсян = 96,3 • 348 = 33512 кг/год

М год м.ржан = 96,3 • 348 = 33512 кг/год

М год фрукт = 240,6 • 348 = 83729 кг/год

М год крахм = 240,6 • 348 = 83729 кг/год

М год инул = 64,3 • 348 = 22376 кг/год

М год вода.пить = 2579 • 348 = 89749 кг/год

Аналогично считаем все нормы расхода для каждого сырья, полученные данные сводим в таблицу 3.2.

Расчет проектной рецептуры

1. Фасовка.

На ООО «ИКДП» потери на стадии фасовки каши составляют 0,8 кг.

Следовательно, на данную стадию должно поступить:

1000 + 0,4 = 1000,4 кг (3.10)

2. Охлаждение, стерилизация, гомогенизация, деаэрация.

На данной стадии потери составляют 0,5 кг и вызваны перекачкой молочной смеси по трубам стерилизационно-охладительной установки и частичным уносом молочной смеси на стадии деаэрирования.

Следовательно, на данную стадию должно поступить:

1000,4 + 1000,4 • 0,5/1000 = 1000,9 кг (3.11)

3. Смешивание и подогрев в теплообменнике.

Потери на данной стадии связаны с перемешиванием компонентов с помощью лопастной мешалки и роторного насоса, и составляют 0,2 кг.

Следовательно, на данную стадию должно поступить:

1000,9 +1000,9 • 0,2/1000 = 1001,1 кг (3.12)

Это количество потерь распределяем по компонентам в соответствии с рецептурой.

Молоко обезжиренное 1001,1 • 677,0 / 1000 = 677,7 кг

Сливки 20% 1001,1 • 98,0 / 1000 = 98,1 кг

Мука пшеничная 1001,1 • 6,0 / 1000 = 6,01 кг

Мука рисовая 1001,1 • 6,0 / 1000 = 6,01 кг

Мука гречневая 1001,1 • 6,0 / 1000 = 6,01 кг

Мука овсяная 1001,1 • 6,0 / 1000 = 6,01 кг

Мука ржаная 1001,1 • 6,0 / 1000 = 6,01 кг

Мальтодекстрин 1001,1 • 20,0 / 1000 = 20,02 кг

Крахмал (картофельный) 1001,1 • 10,0 / 1000 = 10,01 кг

Пектин 1001,1 • 4,0 / 1000 = 4,0 кг

Вода питьевая 1001,1 • 161,0 / 1000 = 161,2 кг

Итого 1001,1 кг

в том числе:

сухих компонентов 64,08 кг

молочных компонентов 775,8 кг

4. Дозирование и транспортирование сухих компонентов.

На данной стадии потери вызваны переносом сухих компонентов из дозатора и перемещением шнековым транспортером. Они составляют 0,3 кг/т.

Следовательно, на данную стадию должно поступить:

64,08 + 64,08 • 0,3/1000 = 64,10 кг (3.13)

Это количество потерь распределяем по компонентам в соответствии с рецептурой.

Мука пшеничная 64,1 • 6,0 / 64 = 6,01 кг

Мука рисовая 64,1 • 6,0 / 64 = 6,01 кг

Мука гречневая 64,1 • 6,0 / 64 = 6,01 кг

Мука овсяная 64,1 • 6,0 / 64 = 6,01 кг

Мука ржаная 64,1 • 6,0 / 64 = 6,01 кг

Мальтодекстин 64,1 • 20,0 / 64 = 20,03 кг

Крахмал (картофельный) 64,1 • 10,0 / 64 = 10,00 кг

Пектин 64,1 • 4,0 / 64 = 4,01 кг

5. Сепарирование.

На данной стадии потери вызваны с разделением цельного молока на обезжиренное молоко и сливки, и они составляют 0,2 кг/т.

Следовательно, на данную стадию должно поступить:

775,8 + 775,8 · 0,2/1000 = 775,9 кг (3.14)

Это количество потерь распределяется по отдельным компонентам в соответствии с рецептурой.

Молоко обезжиренное 775,9 • 677,0 / 775 = 677,8 кг

Сливки 20% 775,9 • 98,0 / 775 = 76,04 кг

6. Хранение, подготовка и загрузка сырья.

Потери на этой стадии вызваны распылением сухих компонентов смеси в окружающую среду, остатками в приемных емкостях и составляют по заводским нормам 0,3 кг.

Следовательно, на данную стадию должно поступать сырья:

(775,9 + 64,1) + (775,9 + 64,1) · 0,3 / 1000 = 840,3 кг (3.15)

Это количество потерь распределяем по компонентам в соответствии с рецептурой.

Молоко обезжиренное 840,3 • 677,0 / 839 = 678,04 кг

Сливки 20% 840,3 • 98,0 / 839 = 98,2 кг

Мука пшеничная 840,3 • 6,0 / 839 = 6,01 кг

Мука рисовая 840,3 • 6,0 / 839 = 6,01 кг

Мука гречневая 840,3 • 6,0 / 839 = 6,01 кг

Мука овсяная 840,3 • 6,0 / 839 = 6,01 кг

Мука ржаная 840,3 • 6,0 / 839 = 6,01 кг

Мальтодекстрин 840,3 • 20,0 / 839 = 20,03 кг

Крахмал (картофельный) 840,3 • 10,0 / 839 = 10,02 кг

Пектин 840,3 • 4,0 / 839 = 4,01 кг

Вода питьевая 840,3 • 161,0 / 839 = 161,2 кг

Итого 840,3 кг

Рассчитаем количество цельного молока:

- необходимого для получения 678,04 кг обезжиренного молока:

Мц.м=(Мо.м.(Жсл - Жо.м.))/(Жсл - Жц.м.)=(678,04 • (20 - 0,05))/(20 - 3,5) = 819,8 кг

- необходимого для получения 98,2 кг сливок:

Мц.м=(Мсл (Жсл - Жо.м.))/(Жц.м. - Жо.м.)=(98,2 • (20 - 0,05))/(3,5 - 0,05) = 567,9 кг

Таким образом, для получения необходимого количества молочных рецептурных компонентов следует просепарировать 819,8 кг цельного молока жирностью 3,5%.

Суточные проектные нормы расхода сырья рассчитываем по формуле (3.7):

М сут цел.мол = 16000 • 819,8 /1000 = 13117 кг/сут

М сут мол.об = 16000 • 678,04 /1000 = 10849 кг/сут

М сут слив = 16000 • 98,2/1000 = 1571,2 кг/сут

М сут м.пшен = 16000 • 6,01 /1000 = 96,2 кг/сут

М сут м.рис = 16000 • 6,01 /1000 = 96,2 кг/сут

М сут м.греч = 16000 • 6,01 /1000 = 96,2 кг/сут

М сут м.овсян = 16000 • 6,01 /1000 = 96,2 кг/сут

М сут м.ржан = 16000 • 6,01 /1000 = 96,2 кг/сут

М сут мальт = 16000 • 20,03 /1000 = 320,5 кг/сут

М сут крахм = 16000 • 10,02 /1000 = 160,3 кг/сут

М сут пект = 16000 • 4,01/1000 = 64,2 кг/сут

М сут вода.пить = 16000 • 161,2 /1000 = 2579 кг/сут

Номинальный фонд рабочего времени рассчитываем по формуле (3.9):

Т ном = 365 - 14 - 3 = 348 дней

Годовые проектные нормы расхода сырья рассчитываем по формуле (3.8):

М год цел.мол = 13117 • 348 = 4564716 кг/год

М год мол.об = 10849 • 348 = 3775452 кг/год

М год слив = 1571,2 • 348 = 546778 кг/год

М год м.пшен = 96,2 • 348 = 33478 кг/год

М год м.рис = 96,2 • 348 = 33478 кг/год

М год м.греч = 96,2 • 348 = 33478 кг/год

М год м.овсян = 96,2 • 348 = 33478 кг/год

М год м.ржан = 96,2 • 348 = 33478 кг/год

М год мальт = 320,5 • 348 = 111534 кг/год

М год крахм = 160,3 • 348 = 55784 кг/год

М год пект = 64,2 • 348 = 22342 кг/год

М год вода.пить = 2579 • 348 = 89749 кг/год

Полученные данные сводим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Нормы расхода сырья

Сырье	Заводские	Проектные
	Суточные, кг/сут.	Годовые, кг/год	Суточные, кг/сут.	Годовые, кг/год
Молоко цельное	13126	4567848	13117	4564716
Молоко обезжиренное	10856	3777888	10849	3775452
Сливки 20 %	1571,2	546778	1571,2	546778
Мука пшеничная	96,3	33512	96,2	33478
Мука рисовая	96,3	33512	96,2	33478
Мука гречневая	96,3	33512	96,2	33478
Мука овсяная	96,3	33512	96,2	33478
Мука ржаная	96,3	33512	96,2	33478
Фруктоза	240,6	83729	-	-
Мальтодекстрин	-	-	320,5	111534
Крахмал	240,6	83729	160,3	55784
Инулин	64,3	22376	-	-
Пектин	-	-	64,2	22342
Вода питьевая	2579	89749	2579	89749

3.2 Расчет единиц оборудования

Расчет фонда рабочего времени

Календарный фонд рабочего времени определяем по формуле 3.16:

КФ = 365 · КРЧ · КС , (3.16)

где: КФ - календарный фонд рабочего времени;

365 - количество дней в году;

КРЧ - количество рабочих часов в смену (КРЧ = 12 ч);

КС - количество смен (КС = 2).

КФ = 365 · 12 · 2 = 8760 ч.

Годовой фонд рабочего времени производства рассчитываем по формуле 3.17:

Тэфф = 365 - П - К (3.17)

где: Тэфф - количество рабочих дней в году;

П - праздничные дни (П = 14 сут);

К - остановы на капитальный ремонт (К = 3 сут).

Все необходимые виды ремонтов проводятся в нерабочее время цеха.

Тэфф = 365 - 14 - 3 = 348 дн.

Рассчитаем общий годовой фонд рабочего времени:

ОГФРВ = Тэфф · КРЧ· КС, (3.18)

где: ОГФРВ - общий годовой фонд рабочего времени;

Тэфф - количество рабочих дней в году (Тэфф = 348);

КРЧ - количество рабочих часов в смену (КРЧ = 12 ч);

КС - количество смен (КС = 2).

ОГФРВ = 348 · 12 · 2 = 8352 ч.

Таким образом, общий годовой фонд рабочего времени составит 8352 ч.

Определение часовой производительности цеха

Часовую суточную производительность цеха находим по формуле 3.19:

Рчс = Рг / ОГФРВ, (3.19)



где: Рчс - часовая суточная производительность цеха по готовому продукту;

Рг - годовая производительность цеха по готовому продукту (Рс = 16000·348 = 5568000 кг/сут);

ОГФРВ - общий годовой фонд рабочего времени (ОГФРВ = 8352 ч);

Рчс = 5568000 / 8352 = 667 кг/ч.

Число единиц оборудования для производства жидкой каши «Сами с Усами», вырабатываемые на предприятии ООО «ИКДП», можно рассчитать по формуле 3.20:

N = Pс / (Wan · Коб · Кисп), (3.20)

где: Рс - суточная производительность цеха,

N - число единиц оборудования,

Коб - коэффициент оборачиваемости,

Кисп - коэффициент использования оборудования,

Wan - единовременная загрузка в аппарат,

Wan = Vr · Gсm · Кзан, (3.21)

где: Vr - геометрический объем аппарата,

Gсm - плотность сырья,

Кзан - коэффициент заполнения.

В данном курсовом проекте расчет будем производить исходя из технических характеристик аппарата, так как для расчета по формуле 3.21 не имеется всех исходных данных.

Для того чтобы найти необходимое количество единиц оборудования, произведем расчет годовой производительности по сырью, перерабатываемом на каждом виде оборудования.

Количество оборудования, необходимое для производства жидкой каши «Сами с Усами», которые изготавливаются на предприятие ООО «ИКДП», рассчитаем по формуле 3.22:

N = Рчс / П, (3.22)

где: N - число единиц оборудования,

Рчс - часовая производительность цеха,

П - производительность оборудования.

Танк смешивания

Рассчитаем необходимое количество танк смешивания по формуле 3.23:

N = Рчс / Пм, (3.23)

где: Рчс - часовая годовая производительность цеха, кг/ч;

Пм - производительность танка смешивания (3000 кг/ч).

N = 667 / 3000 = 0,22

Принимаем к установке 1 танк смешивания жидких и сухих компонентов.

Гомогенизатор ОГМ - 5

Производительность гомогенизатора (5000 кг/ч).

N=667 / 5000=0,11

Принимаем к установке 1 гомогенизатор для дробления жировых шариков.

Сепаратор - сливкоотделитель

Производительность сепаратора-сливкоотделителя (5000 кг/ч).

N=546,5 / 5000=0,10

Принимаем к установке 1 сепаратор-сливкоотделитель для разделения на обезжиренное молоко и сливки.

Деаэратор ДГ-2

Производительность деаэратора (4800 кг/ч).

N=667 / 4800=0,14

Принимаем к установке 1 деаэратор для удаления запахов.

Стерилизационно - охладительная установка ОКЛ-3

Производительность стерилизационно - охладительной установки (6000 кг/ч).

N=667 / 6000=0,11

Принимаем к установке 1 стерилизационно - охладительную установку для стерилизации и охлаждения молочной каши.

Пластинчатый подогреватель

Производительность трубчатого подогревателя (4700 кг/ч).

N=667 / 4700=0,14

Принимаем к установке 1 трубчатый подогреватель для подогрева молочной каши.

Упаковочная машина А3 Compact Flex

Производительность упаковочной машины (4800 кг/ч).

N=667 / 4800=0,14

Принимаем к установке 1 упаковочную машину для упаковки каш.

Термоусадочная машина

Производительность упаковочной машины (3800 кг/ч).

N=667 / 3800=0,18

Принимаем к установке 1 упаковочную машину для упаковки каш.

Резервуар для хранения обезжиренного молока

Рассчитаем необходимое количество резервуаров по формуле 3.24:

N=Q·ф / (V·с·Кзап) , (3.24)

где:Q - производительность, кг/ч;

ф - время, ч;

с - плотность, кг/м3;

Кзап - коэффициент заполнения (0,7);

V - объем аппарата, (25 м3);

Производительность по обезжиренному молоку (452 кг/ч);

Плотность обезжиренного молока (1033 кг/м3);

Время (4ч).

N=452·4 / 25·1033·0,7=0,60

Принимаем к установке 1 резервуар для хранения обезжиренного молока.

Резервуар для хранения цельного молока

Производительность по цельному молоку (546,5 кг/ч).

N=546,5·4 / 25· 1030·0,7=0,73

Принимаем к установке 1 резервуар для хранения цельного молока.

Емкость для хранения сливок

Производительность по сливкам (65,5 кг/ч).

N=65,5·4 / 6,3·1024·0,7=0,05

Принимаем к установке 1 емкость для хранения сливок.

Принимаем к установке 1 гомогенизатор для дробления жировых шариков.

Бункер для хранения муки

Производительность по муке (4,01 кг/ч);

Плотность муки (600 кг/м3);

Время (24 ч).

N=4,01·24 / 12·600·0,7=0,13

Принимаем к установке 1 бункер для хранения муки, но так как для всех пяти видов муки одинаковые производительность и плотность, то принимаем к установке 5 бункеров для хранения муки.

Бункер для хранения мальтодекстрина

Производительность по мальтодекстрину (13,4 кг/ч);

Плотность мальтодекстрина (300 кг/м3).

N=13,4·24 / 12·300·0,7=0,9

Принимаем к установке 1 бункер для хранения мальтодекстрина.

Бункер для хранения пектина

Производительность по пектину (2,7 кг/ч);

Плотность пектина (580 кг/м3).

N=2,7·24 / 12·580·0,7=0,10

Принимаем к установке 1 бункер для хранения пектина.

Бункер для хранения крахмала

Производительность по крахмалу (6,7 кг/ч);

Плотность крахмала (165 кг/м3).

N=6,7·24 / 12·165·0,7=0,81

Принимаем к установке 1 бункер для хранения крахмала.

Дозатор для муки

Рассчитаем необходимое количество дозаторов по формуле 3.25:

N=Q / Пм , (3.25)

где: Q - производительность по муке, кг/ч;

Пм - производительность дозатора (1500 кг/ч).

N=2,5 / 1500=0,002

Принимаем к установке 1 дозатор, но так как для всех пяти видов муки одинаковая производительность, то принимаем к установке 5 дозаторов для муки.

Дозатор для мальтодекстрина

N=8,35 / 1500=0,005

Принимаем к установке 1 дозатор для мальтодекстрина.

Дозатор для пектина

N=1,67 / 1500=0,001

Принимаем к установке 1 дозатор для пектина.

Дозатор для крахмала

N=4,175 / 1500=0,002

Принимаем к установке 1 дозатор для крахмала.

Шнековый транспортер

Производительность шнекового транспортера (4150 кг/ч).

N=42,85 / 4150=0,01

Принимаем к установке 1 шнековый транспортер для транспортирования сыпучих компонентов.

Центробежный насос

Производительность центробежного насоса (700 кг/ч);

N=546,5 / 700 =0,7

Принимаем к установке 1 центробежный насос на перекачивание молока.

Насос-дозатор

Производительность насоса-дозатора (800 кг/ч);

N=517,5 / 800=0,6

Принимаем к установке 1 насос-дозатор на перекачивание жидких компонентов.

Роторный насос

Производительность центробежного насоса (900 кг/ч);

N=667 / 900=0,9

Принимаем к установке 1 роторный насос на перекачивание молочной каши.

Пластинчатый охладитель ООЛ-3

Производительность пластинчатого охладителя (3000 кг/ч);

N=417/3000=0,13

Принимаем к установке 1 пластинчатый охладитель для охлаждения молока.

Фильтр очистки 01-М

Производительность фильтра очистки (2500 кг/ч);

N=417/2500=0,16

Принимаем к установке 1 фильтр очистки для очистки молока.

3.3 Теплоэнергетические расчеты

В основе теплового расчета аппарата лежит уравнение теплового баланса:

Gг.в · Сг.в (tг.вк - tг.вн) = Gм.см · См.см (t2 - t1) = Q (3.26)

где Gг.в - массовый расход горячей воды,кг/с;

Cг.в - теплоемкость горячей воды, Дж/кг · К;

tг.вк, tг.вн - начальная и конечная температура горячей воды, єC;

Gм.см - массовый расход молочной смеси, кг/с;

Cм.см - теплоемкость молочной смеси, Дж/кг · К;

t2, t1 - начальная и конечная температура молочной смеси, єC;

Q - тепловая нагрузка пластинчатого подогревателя, Вт.

Определим массовый расход горячей воды:

(3.27)

Gг.в = / = 7,9· 104 / 972(80-30) = 1,6 кг/с.

Определение теплофизических характеристик горячей воды и молочной смеси. Расчет режимов движения.

Средняя температура для потока молочной смеси:

tср = (t1+ t2) / 2 = (55+20) / 2 = 37,5 0C (3.28)



При этой температуре: [45]

-теплопроводность л = 0,564 Вт/м ·К;

-вязкость µ=1,8·10-3 Па·с;

-плотность с = 1020 кг/м3;

-теплоемкость С = 3960 Дж/кг·К;

-критерий Прандтля Pr = 7,29.

Режим движения для молочной смеси:

(3.29)

где - эквивалентный диаметр канала.

Средняя температура для потока горячей воды:

tсрг.в = (tг.вн+ tг.вк) / 2 = (80+30) / 2 = 55 0C

При этой температуре: [45]

-теплопроводность л = 0,640 Вт/м ·К;

-вязкость µ=0,547·10-3 Па·с;

-плотность с = 985,7 кг/м3;

-теплоемкость С = 4180 Дж/кг·К;

-критерий Прандтля Pr = 3,57.

Режим движения для горячей воды:

Расчет коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи

Коэффициенты теплоотдачи для пластин рассчитываем по формуле:

. (3.30)

Коэффициенты теплопередачи рассчитываем с учетом отложений на пластинах при коэффициенте использования поверхности теплообмена ц = 1.

(3.31)

где - толщина стенки,

- теплопроводность материала пластин.

Для молочной смеси

Для горячей воды

Коэффициент теплопередачи

Расчет рабочей поверхности

Определение средних температурных напоров:

значит,

Поверхность теплопередачи секции

. (3.32)

Фактическая площадь пластинчатого теплообменника составляет 3м2, а расчетная площадь - 2,7м2, то есть поверхности теплообмена достаточно для осуществления подогрева молочной смеси до необходимой температуры.



4. Специальная разработка

На ООО «ИКДП» молочную жидкую кашу из пяти злаков «Сами с Усами» готовят по определенной рецептуре. В эту рецептуру входят такие компоненты как фруктоза и инулин. Фруктоза применяется как заменитель сахара и имеет, как достоинства, так и недостатки для детского питания. Недостатки применения фруктозы:

- может вызвать аллергию;

- может оказаться виновницей лишнего веса, этому способствует ее особенность создавать чувство голода.

Инулин - единственный природный полисахарид, состоящий на 95% из фруктозы. В желудке инулин не усваивается, часть его в кислой среде желудочного сока распадается на короткие фруктозные цепочки и отдельные молекулы фруктозы, которые проникают в кровеносное русло. При слишком быстром всасывании углеводов у человека могут развиваться такие нарушения в обмене веществ, как ожирение и сахарный диабет.

Соответственно, эти два компонента заменены на мальтодекстрин и пектин. Мальтодекстрин - это органическое вещество, по своему составу является близким родственником глюкозы. Преимущества мальтодекстрина следующие: [46]

- мальтодекстрин лучше усваивается организмом ребенком. Следует отметить, что взрослый организм тоже хорошо воспринимает и усваивает данный компонент;

- благодаря сладковатому вкусу позволяет не добавлять сахар вообще или добавлять его в меньших количествах;

- мальтодекстрин не вызывает аллергии;

- компонент не расщепляется желудочным соком. Его действие похоже на работу пищевых волокон, которые улучшают моторику желудочного тракта, выводят токсины и шлаки, избавляют от запоров;

- благодаря долгому процессу расщепления организм ребенка надолго обеспечивается глюкозой - источником природной энергии, необходимой для нормального развития и активности малышей;

- мальтодекстрин способствует увеличению количества полезных бактерий в кишечнике ребенка, что помогает в борьбе с дисбактериозом;

- питание, в состав которого входит компонент, можно применять в питании детей уже первого года жизни.

Пектин - это вещество, которое имеет растительное происхождение и обладает склеивающими свойствами. Больше чем сто лет назад пектин был выделен из сока фруктов. Он есть практически во всех фруктах и ягодах: смородине и крыжовнике, рябине и калине, бананах и ананасах, тыкве, свекле и арбузе. Пектин является эффективным природным пребиотиком. Он важен для стабилизации обмена веществ, снижает содержание холестерина в организме, улучшает периферическое кровообращение, а также перистальтику кишечника. Но, самое ценное его свойство в том, что он обладает способностью очищать живые организмы от вредных веществ, а, попадая в кишечник, является «пищей» для наших «полезных» бактерий, обитающих в толстой кишке. Благодаря этому он стимулируют рост именно этих «полезных» микроорганизмов, улучшая пищеварение.

Польза пектина заключается в нормализации микрофлоры кишечника, улучшении пищеварения. Пектин обладает бактерицидными свойствами. Еще пектины способны связывать токсичные вещества, такие как тяжелые металлы и пестициды, и выводить их из организма.

Клинические исследования доказали, что польза пектина еще и в том, что он помогает в профилактике онкологических заболеваний, нормализации обмена веществ и улучшению деятельности поджелудочной железы. Также это будет способствовать улучшению работы печени и стимулированию процесса кровеобразования.

Также пектин добавляют в молочную продукцию, для увеличения срока ее хранения [47].

Представленные результаты свидетельствуют о том, что пектиновые вещества могут представлять значительный интерес для создания на их основе новых групп лекарственных средств, содержащих пребиотический компонент (например, синбиотиков), или продуктов функционального питания для профилактики и лечения дисбиотических нарушений и болезней микробной этиологии человека.

Таким образом, каши играют важную роль в питании детей первого года жизни. Сегодня им отведен целый раздел детской нутрициологии. Детские каши промышленного производства, обогащенные микроэлементами и витаминами, являются главным, порой эксклюзивным источником важнейших микронутриентов, оказывающих определяющее влияние на рост, развитие и состояние здоровья детей. Широкий выбор каш, предназначенных для профилактического и лечебного питания, позволяет подобрать оптимальный прикорм для каждого ребенка, в том числе при различной патологии.

Предлагается вносить данные компоненты в состав каши наряду с другими сухими рецептурными компонентами в смеситель.

На «Ивановском комбинате детского питания» все каши готовятся именно с применением фруктозы и инулина, что не очень приветствуется и сужает спектр продуктов. Многие производители каш уже давно используют мальтодекстрин как подсластитель, который имеет ряд достоинств, представленных выше. Применение мальтодекстрина и пектина расширит ассортимент продуктов ИКДП, тем самым заинтересует больше покупателей.

Также в дипломном проекте было заменено и введено следующее оборудование:

На комбинате при изготовлении каши жидкой молочной из пяти злаков сыпучие компоненты из бункеров засыпались в ручную операторами цеха, чтобы упростить данную операцию, введен шнековый транспортер, который предназначен для автоматической транспортировки сыпучих компонентов.

Шнековый транспортёр представляет собой винтовой конвейер непрерывного действия закрытого типа. Перемещение продукта происходит в горизонтальном или наклонном направлении (угол наклона до 45°) в стационарных условиях. С его помощью сыпучий груз перемещается по неподвижному желобу с помощью вращающегося внутри винта - шнека. Материал подается в шнековый транспортер через специальное погрузочное отверстие в верхней части, и ссыпается через аналогичное отверстие снизу. Достоинствами шнекового транспортера является износостойкость, безопасность и простота в использовании, а так же возможность забора сыпучих компонентов из бурта или из бункера, что делает этот процесс менее затратным. Еще была заменена упаковочная машина ТБА19 на A3 Compact Flex. Так как ТБА 19 имеет следующие недостатки:

-не контролируется давление камеры, и если давление снизится, то это может привести к попаданию нестерильного воздуха, что нежелательно скажется на продукт;

-закатывается только один рулон и при смене рулона вручную в продукт могут попасть микробы при касании руками бумаги;

-ТБА 19 просто выдает ошибку, не указывая на ошибку и место неисправности.

A3 Compact Flex - это более совершенствованное оборудование для упаковывания готовой каши и имеет ряд достоинств:

-ведется контроль большего числа параметров и запись этих параметров на карту памяти, в том числе измеряется давление, чего нет у ТБА19;

-более совершенна система пополнения продукта, стоит расходомер, который более плавно регулирует пополнение продукта;

-закатывается два рулона бумаги и при завершении первого, переходит на второй, то есть происходит сращивание при закрытых дверях;

- A3 Compact Flex самостоятельно указывает на место неисправности, при этом можно быстро устранить неполадку.

Тем самым нововведенные и замененные устройства облегчат работу людей при производстве каши и ускорят сам процесс.

Заключение

В настоящей квалификационной работе модернизирована рецептура жидкой молочной каши из пяти злаков «Умница» на предприятии ООО «Ивановский комбинат детского питания».

В отличие от действующего производства, в проект внесен ряд изменений. В частности изменены следующие компоненты в рецептуре: фруктоза заменена на мальтодекстрин и инулин заменен на пектин. Мальтодекстрин в детском питании применяют обоснованно. Его явным преимуществом является неаллергенность. Смесь мальтодекстрина включает в состав глюкозу, олигосахариды, а также солодовый сахар. Она отличается приятными вкусовыми качествами, достаточно хорошим перевариванием организма, помогает в выработке инсулина.

Пектин является пребиотиком растительного происхождения, он обладает бактерицидными свойствами. Пектиновые вещества могут представлять значительный интерес для создания на их основе новых продуктов детского питания лечебно-профилактического назначения, предназначенные для вскармливания детей из группы риска развития аллергии и при легких ее проявлениях.

Эти новые введенные компоненты, позволили получить продукт с бактерицидными и пребиотическими свойствами, увеличить срок ее хранения, а также снизить потери при производстве данного продукта.

Заводские потери при производстве жидкой молочной каши составляют 2,6 кг/т. В курсовом проекте потери сокращаем до 1,9 кг/т за счет замены двух компонентов, упаковочного оборудования и введения шнекового транспортера с насосами.



Список использованных источников

1. Федеральный закон Российской Федерации от 12 июня 2008 г. N 88-ФЗ "Технический регламент на молоко и молочную продукцию"

2. ГОСТ 30625-98 Продукты молочные жидкие и пастообразные для детского питания. Введ. 2000-10-01. М.: Изд-во стандартов, 2000. 7с.

3. ГОСТ 30626-98 Продукты молочные сухие для детского питания. Введ. 2000-10-01. М.: Изд-во стандартов, 2000. 7с.

4. ГОСТ Р 5278-2007 Молоко для питания детей дошкольного и школьного возраста. Введ. 2008-07-01. М.: Стандартинформ, 2008. 9с.

5. Симоненкова А.П. Применение толокна овсяного в качестве стабилизатора в технологии взбивных молочных продуктов // Технол. и товаровед. инновац. пищ. продуктов. 2010. № 1. С. 37-39.

6. Симоненко С. В., Лесь Г. М., Хованова И. В., Зубова С. В. Стерилизованный молочный продукт детского питания на основе комбинированного молока для детей старше года // НИИДП РАСХН. - N 2012120626/10. 2013. №1. С. 43-54.

7. Ефимова Е. В., Трофимова Т. В., Серебрянская М. Т., Вырина С. И. Принципы разработки профилактических продуктов на молочной основе для детского питания // Качество продукции, технологий и образования: Материалы 7 Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Магнитогорск, 2012. №1. С. 240-243.

8. Антипова Т. А., Фелик С. В., Кузнецов В. В., Димитриева С. Е., Агаркова Е. Ю., Ботина С. Г. Новое поколение гипоаллергенных продуктов детского питания // Молоч. пром-сть. 2013. № 12. С. 56-57.

9. Симоненко С. В., Золотин А. Ю., Фелик С. Ф., Антипова Т. А. Разработка молочных продуктов с наполнителями для детского питания // Перераб. молока. 2012. № 2. С. 20-22.

10. Горлов И. Ф., Храмова В. Н., Короткова А. А. Инновационные функциональные продукты для детского питания на основе козьего молока // Переработка сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов. Волгоград, 2011. №1. С. 33-38.

11. Берманн Кристофер, Ван Ларе Катрин Мария Йозефа, Ван Бек Элине Марлен, Бем Гюнтер Детское питание с гидролизованными белками // Н.В. НЮТРИСИА. - N 2008103827/13.2011. №2. С. 25-27.

12. Сафроненко Е. В., Фурик Н. Н., Жабанос Н. К., Лущ Е. Н. Поливидовые бактериальные концентраты в производстве функциональных кисломолочных продуктов для детского питания // 10 Международная конференция молодых ученых "Пищевые технологии и биотехнологии". Казань, 2009. №1. С. 415.

13. Seeventer P.B., Steenwelle L.W.J.; Friesland Brands B.V. Порошкообразные композиции, содержащие длинноцепочные полиненасыщенные жирные кислоты и не содержащие аллергенов и молочных компонентов, и их использование в пищевых продуктах, в частности в продуктах детского питания. 2008. №1. С. 23-25.

14. Кочиянц З. В., Симеониди Д. Д. Определение содержания ионов тяжелых металлов в продуктах детского питания // Успехи соврем. естествозн. 2011. № 8. С. 225-226.

15. Tittlemier S. A., Lau B. P.-Y., Mйnard C., Corrigan C., Sparling M., Gaertner D., Pepper K., Feeley M. Меламин в детском питании Sold в Канаде: присутствие и оценка риска // J. Agr. and Food Chem. 2009. № 12. С. 5340-5344.

16. Артюхова С. И., Мальцева П. Е., Ковалева Т. Ф. Проблемы детского питания // Материалы Международного научно-практического семинара "Современные технологии продуктов питания: теория и практика производства". 2010. №2. С. 34-35.

17. ГОСТ 52090-2003 Молоко питьевое и напиток молочный. ВВед. 2004-07-01. М.: ИПК Издательство стандартов, 2003. 9с.

18. ГОСТ Р53503-2009 Молоко обезжиренное - сырье. Введ. 2011-01-01. М.: Стандартинформ, 2010. 9с.

19. ГОСТ Р 53435-2009 Сливки - сырье. Введ. 2011-01-01. М.: Стандартинформ, 2010. 7с.

20. ГОСТ Р 52189-2003 Мука пшеничная. Введ. 2005-01-01. М.: Изд-во стандартов, 2044. 7с.

21. ГОСТ Р 52809-2007 Мука ржаная хлебопекарная. Введ. 2009-01-01. М.: Стандартинформ, 2008. 9с.

22. ГОСТ 31645-2012 Мука для продуктов детского питания. Введ. 2013-07-01. М.: Стандартинформ, 2013. 7с.

23. ГОСТ 53876-2010 Крахмал картофельный. Введ. 2012-01-01. М.: Стандартинформ, 2011. 9с.

24. СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Введ. 2002-01-01. Г.Г. Онищенко, 2001. 9с

25. URL:http://www.molcompany.ru/?item=32&root=2 (дата обращения 10.10.2014. .

26. ГОСТ 29186-91 Пектин. Введ. 1993-01-01. М.: Изд-во стандартов, 1992.

27. Технология молока и молочных продуктов / Крусь Г.Н. [и др.]. Под ред. А.М. Шалыгиной. М.: КолосС, 2006. 455 с.

28. К.К. Горбатова, П.И. Гунькова. Химия и физика молока и молочных продуктов. Под ред. К.К. Горбатовой. СПб.: ГИОРД, 2012. 336 с.

29. Нечаев А.П., Траубенберг С.Е., Кочеткова А.А. и др. Пищевая химия; под ред. А.П. Нечаева. Издание 4-е, испр. и доп. СПБ.: ГИОРД, 2007.640 с.

30. Дамодаран Ш., Паркин К.Л., Феннема О.Р. (ред.. . Химия пищевых продуктов. СПб., Профессия, 2012. 1040 с.

31. Кузнецов В.В., Липатов Н.Н. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Т.6. Технология детских молочных продуктов. СПБ.: ГИОРД, 2005. 512 с.

32. Машины, технологическое оборудование, приборы для предприятий молочной промышленности / Вдовин А.И., Саргсян К.Г. и др. Каталог.-Тернополь: Воля, 2006.-480 с.

33. URL: http://www.profitex.ru/SSP.html (дата обращения 15.10.2014. .

34. URL: http://agro-molmash.ru/oborudovanie/deaeratoryi-degazatoryi/ (дата обращения 15.10.2014. .

35. Маслов А.М. Технология молочных консервов. Учебное пособие, 2-е изд., испр. и доп. СПб.: СПбГУНиПТ, 1999. 64 с.

36. URL:http://www.rosteplo.ru/katalog/9/12/198 (дата обращения 20.10.2014. .

37. Самойлов В.А. Справочник технолога молочного производства. Т. 7. Оборудование молочных предприятий (справочник-каталог. / Под ред. А.Г. Храмцова. СПб.: ГИОРД, 2004. - 832 с.

38. URL:http://salezavod.ru/index/oborudovanie_dlja_khranenija_materialov/0-53(дата обращения 27.11.2014.

39. URL: http://www.tma1992.ru/products/liquid/juiuce/aseptic-system.html (дата обращения 27.11.2014.

40. URL:http://productxplorer.tetrapak.com/ru/equipment/tetra-pak-a3compactflex (дата обращения 20.02.2015. .

41. URL:http://www.zapayshik.ru/eq_285.html (дата обращения 22.02.2015. .

42. URL:http://npkuralprom.ru/index.php?id=10&Itemid=16&lang=ru&layout=blog&option=com_content&view=category (дата обращения 20.11.2014. .

43. URL:http://www.agro-mash.ru/alfav/shek_dozator.htm (дата обращения 22.11.2014. .

44. URL: http://molokoportal.ru/oborudovanie-dlya-ochistki-moloka/ (дата обращение 12.03.2015. .

45. А.С. Гинзбург, М.А. Громов, Г.И. Красовская. Теплофизические характеристики пищевых продуктов: справочник, издание второе, дополненное и переработанное. М.: Пищевая промышленность, 1980.288с.

46. URL: http://babysguide.ru/rebenok/maltodekstrin-v-detskom-pitanii.html (дата обращения 28.11.2014. .

47. А.В. Валышев, В.В. Головченко Пребиотическая активность пектинов и их производных [Электронный ресурс] // Бюллетень Оренбургского научного центра Уро Ран. 2012. №3. С. 5-7.

URL:http://zhivie-recepti.ru/o-zhivom-pitanii/polza-pektina-naturalnogo-zagustitelya (дата обращения 28.11.2014. .

Размещено на Allbest.ru