Дозирование продукта в автомате осуществляется поршневым дозатором со всасывающим и нагнетающим клапаном. Порция кефира из дозатора по дозировочной трубе подается в пакет. Дозировочная труба помещена в формовочную.

Механизм сварки поперечного шва имеет две губы – сваривающую и прижимную. Их сжатие обеспечивается пневмоцилиндром. К сваривающей губе прикреплен электронагревательный элемент, к нажимной – резиновая прокладка. Для охлаждения во время работы к сваривающей и прижимной губам подается вода. Механизм сварки поперечного шва осуществляет также протяжку полиэтиленового рукава на длину одного пакета.

Привод конвейера пакетов – пневматический с храповым механизмом, конвейера ящиков с готовой продукцией – электродвигателем через редуктор.

Техническая характеристика фасовочно-упаковочного автомата М6-ОПЗ-Е

Производительность, пакетов/мин - 2 и 25

Объем дозы, л - 0,25; 0,5; 1

Точность дозирования, % дозы:

0,25 л - ± 4

0,5 л - ± 3

1 л - ± 2

Пленка, мм:

Толщина - 0,1

Ширина - 320

Размеры пакета для дозы (без продукта), мм:

0,25 л - 110х150

0,5 л - 175х150

1 л - 255х150

Давление в пневмосистеме, МПа - 0,62

Расход воздуха, м³/ч - 48

Мощность привода, кВт - 22

Габаритные размеры, мм - 3240х2400х2580

Масса (без компрессора), кг - 745

Р исунок 9

1 – поршневой дозатор; 2 – бак молочный; 3 – лестница; 4 – рулонодержатель; 5 – формовочная трубка; 6 - рукавообразователь; 7 – механизм сварки продольного шва; 8, 10 – шкафы электрооборудования; 9 – механизм сварки поперечного шва; 11 – конвейер пакетов; 12 – фотоэлемент счетного устройства; 13 – бункер; 14 – конвейер ящиков с пакетами

Технологический расчет

Расход сырья и выход готового продукта

Норма расхода сырья представляет собой массу сырья в килограммах, затраченного на выработку 1 т готового продукта. Массу сырья, затраченного на получение 1 т готового продукта, рассчитывают по формуле:

Р_с = 1000*r_г * 100 ,

r_с 100-n

где Р_с – норма расхода сырья, кг на 1 т кефира; r_г, r_с – массовая доля жира в готовом продукте и сырье, %; n – предельно допустимые потери, %.

Зная, что в данный цех поступает нормализированное по жиру молоко, и жирность получаемого продукта также равна 3,2 %, находим норму расхода сырья:

Р_с = 1000*3,2 * 100 = 1001,5 кг

3,2 100-0,15

Для экономических расчетов следует также учитывать норму закваски, которая составляет 5 % массы заквашиваемой смеси, т.е. 50 кг на 1 т сырья. В данной технологической линии закваска поступает из заквасочной, поэтому данный объем нами в дальнейшем учитываться не будет.

Данная технологическая линия производства кисломолочных напитков резервуарным способом рассчитана на производительность 12 т в сутки, следовательно расход сырья в сутки равен:

12 т *1001,5 кг/т = 12018 кг (12,018 т)

Расчет и подбор технологического оборудования

При расходе нормализованного молока в сутки 12,018 т на производство кефира в данной технологической линии используется два молокохранительных танка В2-ОМГ-10, объемом по 10 т каждый, что позволяет не только покрывать потребность линии в сырье, но и создавать необходимый производственный резерв, перспективу для дальнейшего развития.

Из молокохранительного танка В2-ОМГ-10 молоко центробежным насосом НМУ-6 подается в пастеризационно-охладительную установку ОПЛ-5.

Время работы технологического оборудования вычисляют по формуле 1:

Т_р = М_см/ (q*n), где Т_р – время работы; М_см – количество перерабатываемого сырья в смену, кг; q – производительность машины; n – число машин или установок.

Зная производительность насоса (6000кг/ч), количество перерабатываемого сырья в смену, 6009 кг, количество насосов – 1, получаем

Т_р = 6009/6000*1 = 1,015 ч

Степень загрузки технологического оборудования определяют по формуле 2:

К_заг = М_см/ (q*n*к_см*Т_см)*100%, где К_заг – степень загрузки технологического оборудования; М_см – количество перерабатываемого сырья в смену, кг; q – производительность машины, кг/ч; n – число насосов; к_см – коэффициент, учитывающий использование времени смены, 0,8; Т_см – время рабочей смены, 12 ч.

Тогда степень загрузки насоса НМУ-6 за смену К_заг = 6009/(6000*1*0,8*12)*100 % = 10,4 %

Таким образом, молоко перекачивается насосом НМУ-6 за 1,015 ч, после чего оно подвергается дальнейшей технологической обработке, а насос промывается в соответствии с инструкцией, сушится и используется по мере необходимости в иных технологических линиях данного цеха выработки кисломолочной продукции. Необходимо также учитывать, что степень общей загрузки машины складывается из всех его загрузок в различных технологических линиях данного цеха, поэтому не стоит считать получившуюся степень загрузки НМУ-6, равную 10,4 % ничтожно малой.

В дальнейшем молоко поступает на обработку в пастеризационно-охладительную установку ОПЛ-5. Пользуясь формулой 1, найдем время работы данной установки, зная, что ее производительность 5000кг/ч:

Т_р = 6009/5000*1 = 1,2 ч

Степень загрузки установки определим по формуле 2:

К_заг = 6009/(5000*1*0,8*12)*100 % = 12,5 %

В ходе расчетов мы получили, что для гомогенизации и пастеризации необходимого сырья с помощью данной установки требуется 1,2 ч и степень загрузки ОПЛ-5 составляет 12,5 %. Эти данные позволяют использовать ОПЛ-5 в цехе в нескольких технологических линиях, что увеличит нагрузку на оборудование и позволит сэкономить затраты.

В дальнейшем молоко поступает в двустенный танк ОТК-6, куда насосом НРМ-2 подается закваска. Технологический процесс требует сквашивания сырья в аппарате до необходимого уровня кислотности (80-100 ⁰Т), а потом его созревания в течении 6 ч. Рабочая емкость данного резервуара составляет 6000 л, полная емкость – 6200 л. В данной технологической линии используется четыре таких танка, что связано с необходимостью длительной обработки резервуара после фасовки продукта, а также наличием резервных возможностей для дальнейшего увеличения выпуска продукции в цехе.

Степень загрузки резервуара определим по формуле 2:

К_заг = 6009/(1000*1*0,8*12)*100 % = 62,6 %

Где 1000 – условная производительность ОТК-6 в час, т.к. 6000 кг молока выдерживаются в нем 6 ч.

Закваска подается насосом НРМ-2 из заквасочной сразу в танк. Пользуясь формулой 1, найдем время его работы, зная, что производительность НРМ-2 250 кг/ч, и количество перекачиваемой закваски составляет 50 кг:

Т_р = 50/250*1 = 0,2 ч

Степень загрузки насоса определим по формуле

К_заг=50/(250*1*0,8*12)*100 % = 2,08 %

Из расчетов видно, что время работы насоса НРМ-2 в данной технологической линии очень мало, 0,2 ч за смену и степень его загрузки составляет всего 2,08 %. Но следует помнить, что данный насос используется в цехе не только при производстве кефира, но и при подаче закваски в других технологических линиях.

Готовая продукция расфасовывается с помощью фасовочно-упаковочного автомата М6-ОПЗ-Е. Часовая производительность такого автомата рассчитывается по формуле 3:

У = 60*У´*g_y*k_y,

где У – производительность оборудования, кг/ч; У´- производительность автомата, упаковок/мин;

g_y – масса продукта в одной упаковке, кг; k_y – коэффициент, учитывающий допустимое отклонение массы дозируемого продукта (k_y = 1,02).

Зная производительность автомата (25 упаковок/мин), массу продукта в одной упаковке (1 кг), получаем:

У = 60*25*1*1,02 = 1530 кг

Пользуясь формулой 1, найдем время работы автомата М6-ОПЗ-Е, зная, что его производительность 1530 кг/ч:

Т_р = 6000/1530*1 = 3,9 ч

Степень загрузки фасовочного автомата определим по формуле 2:

К_заг = 6000/(1530*1*0,8*12)*100 % = 40,8 %

По данным расчетов видно, что время работы фасовочно-упаковочного аппарата достаточно велико – 3,9 ч, как и степень загрузки – 40,8 %. Это следует учитывать при проектировании остальных технологических линий данного цеха и минимально задействовать на фасовке других продуктов эту установку. При возникновении необходимости фасовки кефира в пленочную упаковку по 0,5 л следует использовать имеющиеся в цехе автоматы для розлива ряженки или йогурта, в данный момент не задействованные в своей линии.

Таким образом, в ходе расчетов времени работы машин и степени их загрузки видно, что данная технологическая линия соответствует требованиям технологического процесса выработки кефира 3,2 % жирности, а также имеет высоких потенциал для расширения объемов производства.

Расчет площади цеха

Расчет сетки колонн, исходя из того, что строительный квадрат равен 6 х 6 м, осуществляется по формуле 1: S_об = (∑S*К)/36, где S_об – количество квадратов; ∑S – сумма всех площадей, занимаемых оборудованием; К- поправочный коэффициент, 3,5-5.

Исходя из габаритных размеров оборудования, рассчитаем площадь, занимаемую им:

Танк молокохранительный В2-ОГМ 2 шт

S₁ = 2*(4,45*2,125) = 18,92 м²

Центробежный насос НМУ-6 1 шт

S₂ = 1*(0,39*0,275) = 0,1 м²

Пастеризационно-охладительная установка ОПЛ-5 1 шт

S₃ = 1*(4,4*4,2) = 18,48 м²

Шестеренный насос НРМ-2 1 шт

S₄ = 1*(0,475*0,295) = 0,14 м²

Танк Г6-ОПБ-1000 1 шт

S₅ = 1*3,14*0,7² = 1,5 м²

Танк двустенный ОТК-6 4 шт

S₆ = 4*3,14*1,14² = 16,4 м²

∑S = S₁ + S₂ + S₃ + S₄ + S₅ + S₆ = 18,92 + 0,1 + 18,48 + 0,14 + 1,5 + 16,4 = 65,82 м²

Подставляя полученное выражение в формулу 1, получаем:

S_об = (65,82*3,5) /36 = 6

Обозначения к машинно-аппаратной схеме технологической линии производства кефира

1. Танк молокохранительный В2-ОМГ-10

2. Насос центробежный НМУ-6

3. Балансировочный бак

4. Центробежный насос для молока

5. Пластинчатый пастеризатор

6. Пульт автоматического контроля и регулирования тепловой обработки молока

7. Обходной клапан

8. Молокоочиститель ОМА-3М

9. Гомогенизатор А1-ОГМ

10. Танк Г6-ОПБ-1000 для выдерживания пастеризованного молока

3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 – входят в состав установки ОПЛ-5

11. Танк двустенный ОТК-6 для сквашивания молока

12. Смеситель для закваски

13. Фасовочно-упаковочный автомат М6-ОПЗ-Е

14. Трехходовой кран

Обозначения к машинно-аппаратной схеме цеха производства кефира

1. Резервуары для хранения молока В2-ОМГ-10

2. Насос центробежный для молока НМУ-6

3. Балансировочный бак

4. Центробежный насос для молока

5. Пластинчатый пастеризатор

6. Молокоочистители ОМА-3М

7. Гомогенизатор А1-ОГМ

8. Танк Г6-ОПБ-1000 для выдерживания пастеризованного молока

9. Резервуары двустенные для кисломолочных напитков ОТК-6

10. Бойлер

11. Насос для горячей воды

3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11 - входят в состав ОПЛ-5

12. Пульт автоматического контроля и регулирования тепловой обработки молока

13. Фасовочно-упаковочный автомат М6-ОПЗ-Е

Заключение

Развитие пищевой промышленности нашей страны и области имеет важное политическое, экономическое и социальное значение. Только при верном подходе к организации перерабатывающих предприятий, их модернизации и соблюдении всех технологических нормативов можно добиться создания наиболее конкурентоспособной продукции. Необходимо помнить, что производство и реализация пищевых продуктов несут в себе не только экономическую целесообразность, но и коренным образом влияют на состояние здоровья населения.

Кисломолочная продукция оказывает положительное воздействие на пищеварительную систему человека, в связи с тем, что в результате ряда биохимических процессов, протекающих при сквашивании молока, образуется особая, молочнокислая микрофлора, имеющая в своем составе различные вещества - молочную кислоту, углекислый газ, спирт, антибиотики и др. Усвояемость кисломолочных продуктов выше, чем усвояемость свежего молока, так как в кисломолочных продуктах белки частично пептонизированы. Кроме того, в ряде кисломолочных продуктов сгусток пронизывается мельчайшими пузырьками углекислого газа, в результате чего становится более доступным воздействие ферментов пищеварительного тракта.

Кефир имеет приятный, слегка освежающий и кислый вкус, нежный сгусток, возбуждает аппетит, усиливает секреторную и моторную деятельность желудка и кишечника, укрепляет нервную систему. Благодаря своим питательным свойствам он широко применяется для лечения и профилактики малокровия, атеросклероза, болезней легких и плевры, при нарушении функции желудочно-кишечного тракта и обмена веществ.

При соблюдении технологического процесса, а именно тщательному подбору исходного сырья, соблюдению норм температур и давления при пастеризации и гомогенизации, заквашиванию молока хорошо смоделированными, качественными заквасками, постоянном контроле качества полуфабриката в химической лаборатории, своевременном розливе и маркировке, можно добиться получения продукции, отвечающей требованиям современной индустрии питания. Выбор технологической линии, подбор машин по производительности и совместимости их друг с другом, обеспечение санитарно-гигиенических норм удобством мытья оборудования, а также максимальная автоматизация процесса и улучшение условий труда рабочих наряду с реализацией технологического процесса играет важнейшую роль в формировании свойств готового продукта, рентабельности всего производства в целом.

Список использованной литературы

1. Беляев А.Н. Механизация производства кисломолочных напитков резервуарным способом – Изд-во «Пищевая промышленность», 1964

2. Беляев А.Н. Технологическое оборудование для производства кисломолочных напитков резервуарным способом. – Изд-во «Пищевая промышленность», 1970

3. Богданова Г.И., Новоселова Л.Ф. Опыт производства кефира резервуарным способом. – М.: Центипищпром, 1965

4. Глазачев В.В. Производство кисломолочных продуктов. – М.: Пищепромиздат, 1960

5. Крусь Г.Н. и др. Технология молока и молочных продуктов / Г.Н. Крусь, А.Г. Храмцов, З.В. Волокитина, С.В. Карпычев; Под ред. А.М. Шалыгиной. – М.: Колос, 2006. – 455 с.

6. Курочкин А.А., Ляшенко В.В. Технологическое оборудование для переработки продукции животноводства / Под ред. В.М. Баутина. – М.: Колос, 2001. – 440 с.

7. Основы проектирования и строительства перерабатывающих предпритий. / Гордеев А.С., Завражнов А.И., Курочкин А.А., Хмыров В.Д., Шабурова Г.В. / под ред. Завражнова А.И. – М.: Агроконсалт, 2002 – 492 с.

8. Шершнева В.И., Беляев А.Н. Усовершенствование производства кисломолочных напитков резервуарным способом. – М.: Центипищпром, 1962

9. Шидловская В.П. Органолептические свойства молока и молочных продуктов. Справочник. – М.: Колос, 2000. – 280 с.