Курсовая работа: Технический проект цеха по производству мороженого мощностью 6 тонн готового продукта в смену

1. Выбор и обоснование ассортимента

Мороженое – сложная многофазовая система. Вещества, входящие в состав мороженого, находятся в виде истинных и коллоидных растворов и эмульсий. Истинные растворы образуют соли, лактоза и сахароза. В виде коллоидных растворов в мороженом присутствуют молочные белки, стабилизаторы и некоторое количество фосфата кальция. Эмульсию в мороженом образуют жиры. После замораживания мороженое состоит из кристаллов льда, маленьких пузырьков воздуха, агломерированных частиц жира, белка, стабилизатора, которые распределены в плазме.

По способам выработки мороженое подразделяют на закаленное, мягкое, домашнее. Закаленное мороженое подразделяют на основные и, так называемые, любительские виды. Каждый из них включает разновидности продукта, отличающиеся по составу и органолептическим показателям. Основные виды включают: мороженое на молочной основе (молочное, сливочное, пломбир); плодово-ягодное и ароматическое.

Любительские виды вырабатывают: на молочной основе; плодово-ягодной или овощной основе; из плодов и ягод с добавлением молочной основы; с использованием куриных яиц; многослойное мороженое; мороженое специального назначения – для диабетиков и другие.

В цехе производства мороженого проектируется вырабатывать следующий ассортимент продукции

- "Фантазия";

- "Бодрость";

- "Полюс".

Главным отличием этих видов мороженого является пониженное содержание сахарозы в них, что особенно важно для диабетиков. Также возможно регулирование массовой доли жира в данных видах мороженого, причем содержание сухих веществ не изменяется.

2. Продуктовый расчет

Таблица 1 - Техно-производственные показатели

2.1 Исходные данные продуктового расчета

Сменная мощность цеха Мсм=6т

Ассортимент вырабатываемого мороженого

- "Фантазия"- 2000 кг;

- "Бодрость"- 2000 кг;

- "Полюс" - 2000кг.

2.2 Продуктовый расчет

Производим пересчет рецептуры мороженого "Фантазия"

Таблица 2 - Рецептура мороженого пломбир "Фантазия"

Производим пересчет рецептуры. Проектируется заменить молоко коровье цельное сухое на сухое обезжиренное молоко.

1) Определяем количество жира, содержащегося в смеси

Мж.см.=Мж.× М ком./100, (1)

где Мж.- м.д.ж. в готовом продукте, %;

М ком.- общее количество сырья по рецептуре, кг.

Мж.см.=12×2000/100=240кг

2) Определяем недостающее количество масла

100 кг м.с.-82,5 кг

Х-240кг

Ммас.=100×240/82,5=290,9кг

3) Определяем общее количество СОМО, вносимого в смесь

Мсомо см.=Мсомо пр. ×Мком./100, (2)

где Мсомо пр. – сомо в готовом продукте, %.

Мсомо см.=9,5×2000/100=190кг

4) Определяем массу СОМО, вносимого с маслом

Мсомо мас.=Ммас×СОМОмас., (3)

где СОМОмас. - масса СОМО в масле, кг.

Мсомомас.=273,1×0.15=4,36кг

5) Определяем массу СОМО, вносимого с молоком нежирным сгущенным

Мсомо м.сгущ.=СОМО м.сгущ.×Мм.сгущ./100, (4)

где СОМО мас. - масса СОМО в масле, кг.

Мсомо м.сгущ.=26×272,4/100=70,8кг

6) Определяем недостаток СОМО

Мсомо= Мсомо см.-Мсомо.мас-Мсомо.м.сгущ. (5)

Мсомо=190-4,35-70,8=114,84кг

7) Масса молока сухого обезжиренного, требуемого для восполнения недостатка СОМО составит

100 кг м.с.-93 кг

Х-114,84кг

Мм.сух.об.=100×114,84/93=123,48кг

8) С молоком цельным сгущенным нежирным с сахаром в смесь внесено сахара

Мсах.м.сгущ.=Мм.сгущ.×Мсахар., (6)

где Мсахар. - масса сахарозы в молоке сгущенном, кг.

Мсах.м.сгущ.=274,4×0,44=119,9кг

9) Сахара дополнительно следует внести

Мс.=М с.пр.×М ком./100, (7)

где Мс.пр. - масса сахарозы в готовом продукте, %.

Мс=11×2000/100=220кг

Мс.доп.=Мс.-Мсах.м.сгущ., (8)

Мс.доп.=220-119,9=0,1кг

10) Общая масса сырьевых компонентов составит

           Мс.ком.= Ммас.+Мм.сгущ.+Мсом.+Мс.+Мк., (9)

Мс.ком.=290,9+274,4+123,48+100,2+37,6+0,2=824,78кг

11) К смеси потребуется добавить воды

Мв.=Мком.-Мс.ком., (10)

Мв.=2000-824,78=1175,22кг

Таблица 3 - Проверочная таблица рецептуры мороженого пломбир "Фантазия"

Таблица 4 - Рецептура мороженого "Бодрость"

Пересчет рецептуры

1 Определяем массу смеси мороженого с учетом потерь при фасовке

Нр=1014кг

На 1000 кг-1014кг смеси

2000кг-Хсмеси

Мсм=4000×1014/1000=2028кг

2 Пересчитываем рецептуру на 4056кг смеси

1) Молоко

На 1000 кг смеси – 500 кг

2028-Х

Мм=2028×700/1000=1419,6кг

2) Масло несоленое

Ммас.=2028×105,2/1000=213,3кг

3) Молоко коровье цельное сухое

Мм.сух.=2028×30/1000=60,8кг

4) Молоко сгущенное

Мм.сгущ.=2028×40/1000=81,1кг

5) Молоко обезжиренное

Мм.об.=2028×16,1/1000=32,7кг

6) Сахар-песок

Мсах.=2028×102,6/1000=208,1кг

7) Агароид

Маг.=2028×3/1000=6,1кг

8) Арованилон

Мар.= 2028×0,02/1000=0,04кг

8) Вода питьевая

Мв.=2028×3,08/1000=6,26кг

Масса всех компонентов равна

М=Мм. +Ммас .+Мц.м. +Мм.сгущ. +Мм.об. +Мс. +Маг. +Мар+Мв, (11)

М=1419,6+213,3+60,8+81,1+32,7+208,1+6,1+0,04+6,26=2028кг

Таблица 5 - Рецептура мороженого "Бодрость" с учетом потерь при фасовке

Таблица 6 - Рецептура мороженого "Полюс"

Таблица 7 - Сводная таблица продуктового расчета

Таблица 8 - Сводная ведомость

3. Технологическая схема с указанием режимов

Технологическая схема производства мороженого дана в схеме 1.

Схема 1 – Технологическая схема производства мороженого

4. Расчет и подбор оборудования

1) Для производства мороженого необходимо подобрать емкость для молока по его массе.

2) Для выработки мороженого необходимо направить 2332,2 кг молока, поэтому подбираем

Резервуар В2-ОМВ-2,5-2500л

Вместимость - 2500л

Для подачи молока подбираем центробежный насос Г2-ОПА

Производительность – 6,3 м³/час

Продолжительность работы центробежного насоса составит

Т=Ммол./Пр, (12)

где Т - продолжительность работы центробежного насоса, мин.;

Ммол. - масса молока, кг;

Пр - производительность центробежного насоса, м³/час.

Т=2332,2/6300=0,37ч=22,2 мин.

3) Для подготовки сырья и составления смеси подбираем следующее оборудование

На производство мороженого направлено 6000кг смеси.

Подбираем ванну для составления смеси СВ-2,5

Применяется 3 ванны СВ-2,5

Вместимость - 2500кг/ч

Определяем время работы каждой ванны

Т=6000/2500=2ч15мин.

4) Для фильтрования смеси применяется фильтр А1-ОШФ

Производительность - 4600л/ч

5) Для пастеризации и охлаждения смеси подбираем следующее оборудование

Определяем желаемую производительность, для этого складываем все количество сырья, идущее на выработку различных видов мороженого

Мпр=М1+М2+М3, (13)

где Мпр - масса продукта, кг;

М1 - масса мороженого "Фантазия" в смену, кг;

М2 - масса мороженого в "Бодрость" смену, кг;

М3 - масса мороженого в "Полюс" смену, кг.

Мпр=2000+2000+2000=6000кг.

Определяем желаемую производительность

Пж=Мпр/Тэф., (14)

где Пж - желаемая производительность, кг/ч;

Тэф. - Время эффективной работы, ч.

Пж=6000/6=1000кг/ч.

Исходя из желаемой производительности подбираем автоматизированную пластинчатую пастеризационно-охладительную установку АГМ-1,25

Производительность - 1250кг/ч

Определяем общее время работы установки

Т1=6000/1250=4,8ч.

Определяем время работы установки для каждого вида мороженого

Мороженое "Фантазия"

Т2=2000/1250=1,6ч.

Молочное "Бодрость"

Т3=2000/1250=1,6ч.

Мороженое "Полюс"

Т4=Т1-(Т2+Т3), (15)

Т4=4,8-(1,6+1,6)=1,6ч.

6) Для гомогенизации смеси применяется гомогенизатор А1-ОГМ-2,5

Производительность - 2500л/ч

Желаемая производительность гомогенизатора - 2000кг/ч (по производительности пастеризатора)

7) Для хранения охлажденных смесей мороженого подбираем емкости Я1-ОСВ-2,5. Подбираем 3 емкости.

Рабочая емкость - 2500л

8) Для фризерования необходимо подобрать фризер, исходя из желаемой производительности

Пж=6000/6=1000 кг/ч.

Определяем продолжительность работы каждого фризера

Т=2000/300=6ч36мин.

Исходя из этого подбираем 2 фризера непрерывного действия Торнадо FC-300

Производительность - 300кг

Для подачи смеси подбираем насос П8-ОНВ-6

Производительность - 6 м³/час

Время работы насоса будет равно времени работы фризера.

9) Подбираем линию фасования и закаливания, исходя из подбора фризера

Так как производительность фризера 300кг/ч, то подбираем линию ОЛБ производительностью 300кг/ч.

Для мороженого "Полюс" подбираем 2 фризера Торнадо FC-300 и линию Простор-Л производительностью 480кг/ч.

Таблица 9 - Сводная ведомость технологического оборудования

5. Описание технологической схемы с обоснованием режимов

Резервирование - бесперебойная работа оборудования в течение смены.

Молоко (1-2ºС) из резервуара В2-ОМВ-2,5 (поз.1) центробежным насосом Г2-ОПА (поз.2) подается в три ванны для составления смеси СВ-2,5 (поз.3) для составления смеси.

Сухое цельное и обезжиренное молоко, а также сгущенное молоко с сахаром растворяют в питьевой воде в ванне для составления смеси при t 40-45ºС.

Агароид вносят в сухом виде непосредственно в смесь при t 60-65ºС.

Крахмал картофельный желирующий смешивают с другими сухими компонентами (сахаром-песком, сухими молочными продуктами) и вносят в смесь.

Для составления смеси используют ванну СВ-2,5 (поз.3)

Вначале вносят жидкие продукты (молоко, вода), затем сгущенные молочные продукты и в конце сухие продукты (сухие молочные продукты, сахар, стабилизаторы). Сухие продукты рекомендуется предварительно смешивать с сахаром и небольшим количеством молока или воды[15]. Сырье для смеси необходимо смешивать при t 35-40ºС, чтобы обеспечить наиболее полное и быстрое растворение составных частей в жидкости.

Фильтрование смеси - удаление не растворившихся комочков сырья в смеси и различных механических примесей.

Смесь фильтруют при t 60-80ºС на фильтре А1-ОШФ (поз.6).

Пастеризация смеси - предназначена для уничтожения болезнетворных (патогенных) бактерий и снижения общего объема микрофлоры. Результатом пастеризации является почти полное прекращение жизнедеятельности микроорганизмов.

Смесь из ванны СВ-2,5, пройдя через фильтр А1-ОШФ (поз.6), поступает на пастеризатор АГМ-1,25 (поз.7).

Гомогенизация смеси - раздробление жировых шариков для уменьшения их отстаивания при хранении и подсбивание (укрупнение) при фризеровании смесей. Гомогенизацию ведут на гомогенизаторе А1-ОГМ-2,5 (поз.8).

Смеси гомогенизируют при температуре, близкой к температуре пастеризации, не допуская охлаждения смесей. Чем больше массовая доля жира в смеси, тем меньше должно быть давление гомогенизации.

Молочная смесь – 12.5-15.0МПа

Охлаждение смеси - создание неблагоприятных условий для жизнедеятельности и развития микроорганизмов, которые могут попасть в смесь после пастеризации.

Смесь мороженого охлаждают в ваннах с рубашкой для холодной воды, Я1-ОСВ-2,5 (поз.9). Смесь охлаждают до t 2-6ºС вначале холодной, затем ледяной водой t 1-2ºС.

Хранение смеси - нарастание вязкости в процессе хранения.

Смесь мороженого поступившая в ванну Я1-ОСВ-2,5 (поз.9) хранится при t 2-6ºС не более 24 ч.

Фризерование смеси - частичное замораживание и насыщение воздухом, который в продукте распределяется в виде мельчайших пузырьков. В процессе фризерования смеси образуется структура мороженого, которая окончательно формируется при последующей холодильной обработке продукта. Смесь мороженого из ванны Я1-ОСВ-2,5 (поз.9) насосом П8-ОНВ-6 (поз.4) подается во фризер непрерывного действия Торнадо FC-300 (поз.10). Смесь мороженого поступает с t 2-6ºС[7].Температура мороженого при выходе из фризера в зависимости от состава смеси должна быть в пределах -3.5;…-5º С [14].

Взбитость для молочного мороженого - не менее 50%.

Закаливание мороженого - дальнейшее замораживание и приближение температуры мороженого к температуре камеры хранения (-18…-20ºС) и ниже, а также придание стойкости мороженого к таянию. Смесь с фризера Торнадо FC-300 (поз.10) поступает на фасовочный автомат ОЛБ (поз.11) и фасуется в стаканчики по 100 г. Закаливание мороженого осуществляется на морозильном аппарате (поз.12).

Хранение - в камерах хранения при t (-18…-20º С).

6 Технохимический и микробиологический контроль производства

На предприятии проектируется осуществлять технохимический контроль в соответствии с "Инструкцией по технохимическому контролю".

Схема технохимического контроля представлена в таблице 10.

Таблица 10 - Схема технохимического контроля мороженого

Оценка микробиологического контроля представляет собой выявление и устранение источников обсеменения на всех стадиях технологического процесса, особенно в случае обнаружения бактериальной обсемененности мороженого.

Таблица 11 - Микробиологические показатели качества мороженого по СанПиН

7. Расчет производственных площадей

1) Рассчитываем площадь цеха по производству мороженого по суммарной площади технологического оборудования (м²)с учетом коэффициента запаса площади (К) на обслуживание оборудования по формуле

F=K∑Fоб.+Fлин., (16)

где F - площадь цеха, м²;

К - коэффициент запаса площади;

Fоб. - площадь отдельных линий и аппаратов, м²;

Fлин. - площадь линий и установок, м².

F=5×84,04=420,2м².

2) Площадь камеры хранения готовой продукции рассчитываем по формуле

F=GC/mK, (17)

где F- площадь камеры хранения, м²;

G-количество продукции, подлежащей хранению, кг;

           С-срок хранения, сут

m - укладочная масса продукта на 1 м² площади, кг;

K - коэффициент использования площади.

F=6000×9/590×0,7=130,75м².

8. Охрана труда и окружающей среды

8.1 Охрана труда

К обслуживанию машин, аппаратов, приборов, механизмов и коммуникаций на производстве допускаются лица, знакомые с их устройством и принципом работы и прошедшие специальный инструктаж по правилам безопасной работы[8].

В помещениях цехов на видном месте около технологических линий и машин должны быть вывешены инструкции по их обслуживанию, а также инструкции по оказанию доврачебной помощи при несчастных случаях.

Перед началом работы осматривают и проверяют рабочее место. Убеждаются в исправности основных узлов машины и проверяют ее работу на холостом ходу и малой скорости. Включать машины в работу можно только при наличии ограждений и кожухов на движущихся частях, создающих опасность травмирования обслуживающего персонала.

В целях предохранения обслуживающего персонала от ожогов и уменьшения потерь тепла паровые трубы, трубопроводы для горячей воды, паровые и пароводяные рубашки должны быть теплоизолированы.

При эксплуатации емкостных теплообменных аппаратов с рубашкой пар в пароводяную рубашку начинают пускать после того, как она будет заполнена водой, а ванна – смесью для мороженого.

Электродвигатели, пусковая аппаратура и станины машин должны быть надежно заземлены[9].

Категорически запрещается устранять неисправности в электросхеме оборудования без предварительно снятого напряжения; производить проверку наличия напряжения руками; размещать посторонние предметы внутри пульта управления, обливать водой электродвигатели, шкафы с электрооборудованием.

При пуске и остановке фризеров нужно строго соблюдать установленный порядок открывания и закрывания вентилей. При появлении запаха аммиака следует закрыть жидкостный аммиачный вентиль, выключить из работы оборудование и устранить утечку аммиака [10].

При отравлении аммиаком производят ингаляцию теплым паром, содержащим 1-2% раствора лимонной кислоты.

Камеры закаливания и хранения мороженого должны быть оборудованы системой сигнализации безопасности для возможности выхода людей, случайно оставшихся в закрытых помещениях.

8.2 Охрана окружающей среды

На предприятиях молокоперерабатывающей промышленности должны быть предусмотрены мероприятия, предотвращающие загрязнения окружающей среды за счет выбросов в атмосферу аэрозолей и газов; попадания в сточные воды смывочных и промывных вод, содержащих жиры и белковые отходы, отработанные химические реагенты, дезинфицирующие и моющие средства и др.

Сточные воды предприятий перед сбросом в систему канализации должны быть подвергнуты локальной очистке и обеззараживанию до коли-индекса не более 1000 и индекса-фага не более 1000 БОЕ дм³- в соответствии с "Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнений"[12].

Отработанный воздух, содержащий аэрозоли, перед его выбросом в атмосферу должен очищаться на фильтрах.

Мероприятия по охране окружающей среды должны разрабатываться администрацией предприятий совместно с территориальными центрами Госсанэпиднадзора на основе инвентаризации производственных процессов и оборудования, являющихся источниками выделения вредных веществ[13].

Список используемой литературы

1 Гераймович О.А. Технологическая терминология молочных и молокосодержащих продуктов. - М.: Экспосинтез, 2004. – 832с.

2 Девисилов В.А. Охрана труда: учебник. – 3-е изд., испр. и доп. - М.: ИНФРА-М, 2007. – 448с.

3 Жиронкина Л.М. Оборудование для молочной промышленности и смежных отраслей: Справочник - М.: МИКЦ "Молинформ", 2003. – 176с.

4 Журнал "Молочная промышленность" №3, 2008.

5 Журнал "Молочная промышленность" №9, 2008.

6 Журнал "Молочная промышленность" №12, 2008.

7 Журнал "Переработка молока", июнь, 2008.

8 Журнал "Переработка молока", декабрь, 2008.

9 Журнал "Переработка молока", декабрь, 2009.

10 Крусь Г.Н. Технология молока и молочных продуктов. / Г.Н. Крусь, А.Г.Храмцов, З.В. Волокитина - М.: Колос, 2001. – 455с.

11 Оленев В.В., Технология и оборудование для производства мороженого. -М.; Дели , 1999.

12 Оленев Ю.А., Мороженое - М.; Колос, 1992.

13 Приказ №1025 "Об утверждении норм расхода и потерь сырья при производстве цельномолочной продукции на предприятиях молочной промышленности".

14 Ростроса Н.К., Мордвинцева П.В. Курсовое и дипломное проектирование предприятий молочной промышленности. - 2-е изд., перераб. и допол. - М.: Агропромиздат, 1989. – 303с.

15 Ростроса Н.К. Справочник по цельномолочному производству - М.: Пищевая пром-ть, 1976. – 344с.

16 Ростроса Н.К. Технология молока и молочных продуктов. - 2-е изд. Перераб. и доп.-М.: Пищевая пром-ть, 1980. – 192с.

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

18 Степанова Л.И. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептура. Т.1. Цельномолочные продукты. - 2-е изд.-СПб.: ГИОРД, 2003. – 384с.

19 Технический регламент на молоко и молочную продукцию. Российская федерация. Федеральный закон принят государственной Думой 23 мая 2008 года.

20 Ткаль Т.К., Технохимический контроль на предприятиях молочной промышленности. - М.; Пищевая промышленность, 1988.

21 Томбаев Н.И. Справочник по оборудованию предприятий молочной промышленности - М.: Пищевая пром-ть, 1972. – 544с.

22 http//www.tutti-frutti-ice-narod.ru

23 http//www.ckrp.ru