Производство сычужного сыра "Российского"

7042,5

Соль

0,19

14,1

Хлорид кальция

0,019

1,4

Нитрат натрия

0,019

1,4

Вода

4

297,1

Фермент

0,0025

0,19

Мезофильные бактерии

0,95

70,5

Итого:

100

7427,2

13) Стадия выдерживания (потери 0,01%)

G13 = 7042,5/0,9999 = 7043,2 кг/ц

Потери на стадии выдерживания:

G10 потерь= 7043,2 - 7042,5 = 0,7 кг/ц

14) Стадия нормализации молока (потери 0,17%)

G14 = 7043,2/0,9983 = 7055,1 кг/ц

Потери на стадии самопрессовани:

G11 потерь= 7055,1 - 7043,2 = 11,9 кг/ц

Найдем массу отсепарированных сливок по формуле:

()

где Мсл - масса сливок, кг/ц;

Мм - масса исходного молока, кг/ц;

Жм - массовая доля жира в цельном молоке, %;

Жо - массовая доля жира в обезжиренном молоке, %;

Жсл - массовая доля жира в сливках, %.

Масса сливок, отсепарированных на сепараторе:

На стадию нормализации поступает следующее количество молока:

G15 = 128,27 + 7055,1 = 7183,4 кг/ц

15) Стадия охлаждения (потери 0,03%)

G16 = 7183,4/0,9997 = 7185,6 кг/ц

Потери составили:

G12 потерь= 7185,6 - 7183,4 = 2,2 кг/ц

16) Очистка молока (потери 0,02%)

G17 = 7185,6/0,9998 = 7187,0

Потери составили:

G13 потерь= 7187,0 -7185,6 =1,4 кг/ц

17) Нагревание (потери 0,03%)

G18 = 7187,0/0,9997 = 7189,2 кг/ц

Потери составили:

G14 потерь= 7189,2 -7187,0 = 2,2 кг/ц

18) Стадия взвешивания и транспортировки (потери 0,02%):

G18 = 7189,2/0,9998=7190,6кг/ц

Потери составили:

G14 потерь= 7190,6 - 7189,2 = 1,4кг/ц

2.2.2 Тепловой баланс

1) Расчет стадии нагревания

Температура исходного молока 5С

Температура нагретого молока 40С

Начальная температура воды 50С

Конечная температура воды 40С

Масса молока, поступившего на нагревание 7189,2 кг/ц.

Теплоемкость молока 3,978кДж/кг К.

Теплоемкость воды 4,19кДж/кг К

Уравнение теплового баланса в общем виде[8]:

, ()

, ()

, ()

, ()

, ()

где Qгор - расход горячего теплоносителя, кг/ц;

св - средняя удельная теплоемкость горячего теплоносителя, кДж/кгК;

tВ1 и tВ2 - начальная и конечная температура горячего теплоносителя, град;

Gхол - расход охлаждающей воды, кг/ц;

См - средняя удельная теплоемкость холодного вещества, кДж/кгК;

tМ1 и tМ2 - температура охлаждающего вещества на выходе и входе в аппарат, град.

Из уравнения теплового баланса:

()

Определим расход нагревающего вещества:

2) Расчет стадии охлаждения

Температура исходного молока 40С

Температура охлажденного молока 10С

Начальная температура воды 1С

Конечная температура воды 10С

Масса молока, 7185,6 кг/ц.

Теплоемкость молока 3,978кДж/кг К.

Теплоемкость воды 4,19кДж/кг К

Из уравнения теплового баланса [8]:

()

Определим расход охлаждающей воды [8]:

()

3) Стадия пастеризации

Температура исходного молока 75С

Температура пастеризованного молока 90С

Начальная температура воды 92С

Конечная температура воды 86С

Масса молока, 7183,4 кг/ц.

Теплоемкость молока 3,978кДж/кг К.

Теплоемкость воды 4,19кДж/кг К

Из уравнения теплового баланса :

()

Найдем расход пара на стадии пастеризации:

2.3 Подбор оборудования

1) Молоко поступает в автоцистернах. На цикл необходимо 7190,6кг/ц молока. Для приемки молока из автоцистерн используется два комплекта оборудования. В комплект входит:

1 Насос центробежный самовсасывающий для молока марки Г2-ОПД производительностью 15000л/ч.

2 Воздухоотделитель производительностью 15000л/ч

3 Счетчик для молока марки УИМ-50 производительностью 15000л/ч

2) Оборудование для хранения молока

Емкость хранения заготавливаемого молока на сыродельном комбинате должна быть вместимостью от массы суточного поступления молока. Следовательно подбираем емкость вместимостью:

Vм1 = 7190,6/1015 = 7,08м3

Vм2 = 7,08*3 =21,24 м3

Vн = 25м3 Следовательно подберем емкость Г6-ОГМ-25 вместимостью 25м3, устанавливается вне здания. [9]

Для транспортировки молока подберем насос марки 36-1Ц2,8-20[10]

Емкость для хранения зрелого молока на один цикл устанавливают в аппаратном цехе. Объем молока в аппарате 7183,4/1015=7,08м3 . Подбираем емкость В2-ОМ2-Г-10 вместимость 10м3.[10]

Техническая характеристика В2-ОМ2-Г-10:

Рабочая вместимость , м3	10
Потребление электроэнергии, кВт*ч	0,5
Число опор	6
Габаритные размеры, мм	4300х2270х2825
Масса, кг	2350

3) Оборудование для механической и тепловой обработки молока

Для тепловой обработки молока, идущего на выработку сыра подбирают подогреватель марки ВГ-10-П, охладитель ВГ-10-0 производительностью 10000л/ч; пластинчатую пастеризационно-охладительную установку марки А1-ОПК-5 производительностью 5000л/ч.

Техническая характеристика А1-ОПК-5:

Производительность, л/ч	5000
Температура молока, С	5…10
Поступающего в аппарат	95
Охлаждения	22…50
Коэффициент регенерации, %	87
Рабочее давление в аппарате, МПа	0,3
Общее число пластин в аппарате, шт	111
Габаритные размеры аппарата , мм	2100х700х1450
Габаритные размеры установки , мм	4500х4000х2500
Масса аппарата, кг	950
Масса установки, кг	2500

Для очистки молока подбирают сепаратор молокоочиститель марки А1-ОЦМ-10 производительностью 10000л/ч.[11]

Для нормализации молока подбирают сепаратор-сливкоотделитель с устройством нормализации молока марки ОСЦП-5 производительностью 5000л/ч.[11]

4) Оборудование сыродельного цеха

Для изготовления сырного зерна подбираем сыроизготовитель YSTNINGSTANK TYP OST - II

Техническая характеристика YSTNINGSTANK TYP OST - II:

Вместимость, л	15000
Рабочая, л	7000
Габаритные размеры, мм	2900х2900х4515

Для удаления сыворотки из аппарата подбираем центробежный самовсасывающий насос марки Г2-ОПД [10].

Подберем отделитель сыворотки марки Я7-ОО-23, производительностью 25м3\ч.

Техническая характеристика Я7-ОО-23

Производительность, м3\ч	не более 25
Длина перфорированной части барабана, мм	710
Частота вращения барабана, с-1	0.50
Установленная мощность электродвигателя, кВт	0.37
Габаритные размеры, мм	1650X1220X1800
Масса, кг	не более 140

Прессование сыра проводят на тунельных прессах марки Я7-ОПЭ. Количество одновременно прессуемых головок 75 штук. Продолжительность прессования сыра “Российского нового” 10-12 ч. Самопрессование происходит в тележках для сырных форм. На одну варку необходимо пять прессов (2970,9/600 = 5 количество сырной массы - 2970,9,производительность пресса). Подбирают 15 прессов для работы сыродельного цеха в сутки.

Техническая характеристика Я7-ОПЭ

Число пресс-модулей, шт 5

Производительность в смену 600

Давление сжатого воздуха, подаваемого к прессу,. МПа 0,3...0,6

Коэффициент автоматизации не менее 0,3

Занимаемая площадь, м не более 8,15

Масса, кг 1245

Посолку сыра проводят в контейнерах РЗ-ОКУ в течение двух суток. Вместимость одного контейнера 450 кг сыра. Количество контейнеров, необходимых для посолки сыра определяют по формуле [9]:

()

где Мс - масса сыра, выработанного в сутки, 6666,7 кг;

Z - длительность посолки в солильном бассейне, сут;

G - вместимость контейнера, кг.

Nк =6666,7*2/250 = 54 шт.

Созревание сыра в камерах в течение 30 суток проводят в контейнерах вместимостью 450 кг. Количество контейнеров определяем по формуле ():

Nк2 =6666,7*30/450 = 445 шт.

При созревании сыра в пленке подбирают комплект оборудования М6-ОЛА для упаковки сыра в усадочную пленку производительностью 800 головок в час. В состав линии входит следующее оборудование: машина марки М6-ОЛА1 для обсушки сыров после посолки или мойки: полуавтомат марки М6-АП-36 для сварки пакетов полимерных пленок: две вакуум упаковочные машины марки ВУМ-5 с вакуум- насосом: конвейер марки М6-ОЛА2 для перемещения в камеру созревания сыров, упакованных в пленку [12].

2.4 Расчет сыроизготовителя

1) Конструктивные показатели

Полный объем сыроизготовителя:

VО =Vц = 15м3

где VО - номинальный объем жидкости в ферментаторе, м3;

VЦ -объем конической части аппарата, м3.

Найдём высоту цилиндрической части по формуле (51).

H=Vц/F, (51)

где F - площадь сечения ферментатора по внутреннему диаметру, м2.

F=0.785D2вн

F = 0.7852,92 = 6,601

H = 15/6,601 = 2,271м

2) Расчет ферментатора на механическую прочность [14]

Толщину стенки S цилиндрического корпуса определяем по формуле (54):

, (54)

где S - толщина стенки обечайки, мм;

р - расчетное внутреннее давление в аппарате, (атмосферное) Н/м2;

Dвн - внутренний диаметр аппарата, мм;

- коэффициент прочности сварного шва в продольном направлении, 0,9;

доп - допустимое напряжение на растяжение, Н/м2;

С - прибавка на износ к расчетной толщине стенки, мм.

Принимаем Sц = 20мм.

Гидростатическое давление столба жидкости, находящейся в аппарате при испытании.

р=жgНж (56)

где ж - плотность жидкость при испытании, 1025 кг/м3; g - ускорение свободного падения, 9,81 м/с2; Нж - высота столба жидкости, м.

р=10259,812,271 = 22835,4 Н/м2

Допускаемое напряжение материала при гидравлическом испытании должно удовлетворять требованию согласно формуле :

(58)

где - коэффициент прочности сварного шва, 0,9; Т - предел текучести материала, Мн/м2.

, что меньше

Следовательно, прочность стенки ферментатора при гидравлическом испытании не нарушается.

3) Расчет механической мешалки [13]

Наиболее эффективное диспегирование достигается в аппарате с шестилопастной открытой турбинной мешалкой [10, стр.271]:

, (66)

где Dап - внутренний диаметр аппарата, 2900мм.

dм - диаметр мешалки, мм

Пусть , тогда диаметр мешалки 800мм.

(67)

(68)

hм - высота лопасти мешалки, мм

lл - длинна лопасти мешалки, мм

Для перемешивания среды вязкостью =0,015 Нс/м2 рекомендуется окружная скорость мешалки =7 м/с.

Число оборотов мешалки:

(69)

Принимаем n = 3 об/с = 180 об/мин.

Мощность, потребляемая мешалкой на перемешивание среды:

, (70)

где с - плотность среды, кг/м3;

n и dм - число оборотов и диаметр мешалки;

КN - критерий мощности.

Критерий мощности КN зависит от интенсивности перемешивания, характеризующейся центробежным критерием Рейнольдса:

, (71)

где с - динамическая вязкость среды, Нс/м2.

По рис.26 нормали находим значение КN=f(Reц) для турбинной мешалки.

Рисунок 26 - График для определения критерия мощности КN в зависимости от критерия Reц и типа перемешивающего устройства: 1 - для лопастных перемешивающих устройств; 2 - для якорных и рамных; 3 - для турбинных; 4 - для пропеллерных.

Найдем мощность, потребляемую мешалкой по формуле (70):

Мощность привода мешалки:

, (75)

где k - сумма коэффициентов, учитывающих наличие в сосуде внутренних устройств;

- коэффициент для аппаратов без перегородок, 1,25;

- коэффициент высоты уровня жидкости в аппарате;

N - мощность, затрачиваемая на перемешивание, Вт;

Nуп - мощность, затрачиваемая на преодоление трения в уплотнении вала, Вт;

- КПД привода мешалки, 0,9.

Коэффициент, учитывающий степень заполнения аппарата:

, (76)

где Нж - высота слоя перемешиваемой жидкости, м; 0,5Нап=0,52,271=1,135 м

Влияние на k оказывает только гильза термометра kГ =1,2

Диаметр приводного вала мешалки определим по приближенной формуле, исходя из прочности его на кручение:

, (78)

где - допускаемое напряжения для материала вала на кручение, 70МН/м2;

С - прибавка на коррозию, 3мм.

Крутящий момент на валу мешалки:

(79)

Принимаем диаметр вала 60мм.

По подбираем вертикальный привод 3-10-18,8 МН 5858-66; вал редуктора присоединен к валу перемешивающего устройства продольно-разъемной муфтой; выходной вал редуктора вращается со скоростью 180 об/мин. Электродвигатель мощностью 10кВт .

Заключение

В данном курсовом проекте представлена технология производства сычужного сыра твёрдого сорта `Российского нового'.

В общей части дана краткая характеристика сырам, как пищевому продукту. Рассмотрены основные компоненты, входящие в состав сыров.

В технологической части дана характеристика продукта и сырья, приведена рецептура, рассмотрена технология производства по стадиям, сделан расчет материального и теплового баланса производства, рассчитан сыроизготовитель, приведен подбор оборудования.

Список использованных источников:

1. Диланян З.Х. Сыроделие/ З.Х. Диланян - М.: Легкая и пищевая пром-сть,1984. 280 с.

2. Шиллер Г.Г. Справочник технолога молочного производства: учеб.пособие/ Г.Г. Шиллер, В.В. Кузнецов - СПб.: ГИОРД, 2003. - 215с.

3. Сыроделие: технологические, биологические и физико-химические аспекты : учебник для студентов высших учебных заведений/ С.А.Гудков и др. под ред.С.А. Гудкова - М.: ДеЛи принт, 2003. - 800с.

4. Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов/ К.К. Горбатова - СПб.: ГИОРД, 2000. - 320с.

5. Климовский И.И. Биохимические и микробиологические основы производства сыра/ И.И.Климовский - М.: Пищ.пром., 1966. - 208с.

6. Диланян З.Х. Основы сыроделия/ З.Х.Диланян - М.: Пищ.пром., 1980. - 112с.

7. Воробьев А.А. Микробиология/ А.А.Воробьев, А.С.Быков - М.: Медицина, 1994. -288с.

8. Авраменко Т.И. Технологическая инструкция по производству сыра сычужного твердого (“Российского”). ЗАО “Старицкий сыр”/ Т.И. Авраменко: ЗАО “Старицкий сыр”/ г.Старица, 2002-10с.

9. Ростос Н.К. Технология молока и молочных продуктов: учебник для профессиональных технических училищ/ Н.К. Ростос - М.: Пищевая промышленность, 1980. - 190с.

10. Технология молока и молочных продуктов: учеб.пособие для студентов высш.учеб.заведений/ Г.В.Твердохлеб, З.Х. Диланян, Л.В. Чекураева, Г.Г. Шиллер. - М.: Агропромиздат, 1991. - 463с.

11. Николаев А.М. Российский сыр: брошюра для инженеров - технологов молочной промышленности/ А.М.Николаев. - М.: Пищевая промышленность, 1968. - 88с.

12. Храмцов А.Г. Безотходная технология молочной промышленности: учеб.пособие/ А.Г. Храмцов, П.Г. Нестеренко. - М.: Агропромиздат, 1989. - 279с.

13. Кувшинский М.Н. Курсовое проектирование по предмету: Процессы и аппараты химической промышленности: учеб.пособ. для учащихся в химико-технологических и химико- механических техникумов/М.Н.Кувшинский, А.П. Соболева. - М.: Высшая школа, 1980. - 223с.

14. Ростроса Н.К. Курсовое и дипломное проектирование предприятий молочной промышленности: учеб.пособие для учащихся техникумов / Н.К.Ростроса, П.В. Мордвинцева - М.:Агропромиздат , 1989. - 303с.

15. Машины, оборудование, приборы и средства автоматизации для перерабатывающих отраслей АПК: Каталог /В.В.Кузнецов и др.; под ред.В.В.Кузнецова. - М.: АгроНИИТЭИИТО, 1990. -215с.

16. Волчков И.И. Сепараторы для молока и молочных продуктов: учеб.пособие/И.И. Волчков - М.: Пищевая промышленность , 1975 - 223с.

17. Томбаев Н.И. Справочник по оборудованию предприятий молочной промышленности : учеб.для высшей школы/Н.И.Томбаев - М.: Пищ.пром., 1972. -543с.

18. Машины и аппараты химических производств: Примеры и задачи. Учебное пособие./ И. В. Доманский. В.П. Исаков, Г.М. Островский идр.; Под ред. В.Н. Соколова - Л.: Машиностроение,1982. - 384 с.

19. Колосков С. П. Оборудование предприятий ферментной промышленности/ С.П.Колосков - М.: Пищевая промышленность, 1969. - 384 с.

20. Должанов П.Б. Техника безопасности и промышленная санитария на предприятиях молочной промышленности: учеб.пособие для учащихся техникумов/ П.Б.Должанов - М.: Пищ.пром., 1963. - 42с.

21. Бутников Н.Д. Техника безопасности в молочной промышленности: учеб.пособие / Н.Д.Бутников - М.: Пищ.пром., 1965. - 48с.

22. Дегтярев Ф.Г. Техника безопасности на предприятиях молочной промышленности: учеб.пособие/ Ф.Г.Дегтярев - М.: Пищ.пром., 1973 - 108с.

23. Бережной С.А. Практикум по безопасности жизнедеятельности: предназначен для студентов всех профессиональных направлений и специальностей, изучающих дисциплину “Безопасность жизнедеятельности” ТГТУ/ С.А. Бережной; ТГТУ каф. Безопасность жизнедеятельности и экологичности / Тверь, 1997. - 140с.