1) Производительность предприятия составляет 2000 т в год.
Найдем суточную производительность по формуле:
За сутки происходит 3 цикла. Найдем производительность за цикл
G2= 6666,7/3=2222,2 кг/ц.
2) Созревание сыра (потери 8% от первоначального веса сыра)
G3= 2222,2/0,92=2415,4 кг/ц
Потери на стадии созревания:
G1 потерь=G3-G2
G1 потерь=2415,4-2222,2=193,2 кг/ц
3) Упаковка (потери 0,04%)
G4=2415,4/0,9996=2416,4 кг/ц
Потери на стадии упаковки
G2 потерь=2416,4-2415,4=1,0 кг/ц
4) Сушка( потери 1%)
G6=2416,4/0,99=2440,8 кг/ц
Потери на стадии сушка
G3 потерь=2440,8-2416,4=24,4 кг/ц
5) Мойка( потери 0,01%)
G7=2440,8/0,9999=2441,0 кг/ц
Потери на стадии мойки
G4 потерь=2441,0-2440,8=0,2 кг/ц
6) Созревание (потери 8%)
G8=2441,0/0,92=2653,2 кг/ц
Потери на стадии созревания
G5 потерь=2653,2-2441,0=212,2 кг/ц
7) Посолка( потери 3%)
G9=2653,2/0,97=2735,2 кг/ц
Потери на стадии посолки
G6 потерь=2735,2-2653,2=82 кг/ц
8)Взвешивание( потери 0,01%)
G10=2735,2/0,9999=2735,4 кг/ц
Потери на стадии взвешивания
G7 потерь=2735,4-2735,2=0,2
9) Прессование( потери 7%)
G11=2735,4/0,93=2941,2 кг/ц
Потери на стадии прессования
G8 потерь= 2941,2 - 2735,4 = 205,8 кг/ц
10) Самопрессование (потери 1%)
G12 = 2941,2/0,99 = 2970,9 кг/ц
Потери на стадии самопрессовани:
G9 потерь= 2970,9 – 2941,2 = 29,7кг/ц
11) Стадия откачивания сыворотки. Откачивают 60% массы смеси. Количество сырного зерна составляет 40%. Количество молочной сыворотки:
G13 = 2970,9/0,4 = 7427,2 кг/ц
Объем молочной сыворотки, при условии, что плотность раствора 1025кг/м3:
V = 7427,2/1025 = 7,25м3
12) Стадия свертывания и постановки зерна
Таблица 1 – Материальный баланс стадии свертывания
| Вещество | Содержание, % | Количество, кг/ц |
| Молоко | 94,82 | 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
Тепловой баланс
1) Расчет стадии нагревания
Температура исходного молока 5°С
Температура нагретого молока 40°С
Начальная температура воды 50°С
Конечная температура воды 40°С
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 40°С
Температура охлажденного молока 10°С
Начальная температура воды 1°С
Конечная температура воды 10°С
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 75°С
Температура пастеризованного молока 90°С
Начальная температура воды 92°С
Конечная температура воды 86°С
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:
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].
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 = 0.785×2,92 = 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;
j - коэффициент прочности сварного шва в продольном направлении, 0,9;
sдоп – 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=rжgНж (56)
где rж - плотность жидкость при испытании, 1025 кг/м3; g – ускорение свободного падения, 9,81 м/с2; Нж – высота столба жидкости, м.
р=1025×9,81×2,271 = 22835,4 Н/м2
Допускаемое напряжение материала при гидравлическом испытании должно удовлетворять требованию согласно формуле :
(58)
где h - коэффициент прочности сварного шва, 0,9; sТ – 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 m=0,015 Н×с/м2 рекомендуется окружная скорость мешалки w=7 м/с.
Число оборотов мешалки:
(69)
Принимаем n = 3 об/с = 180 об/мин.
Мощность, потребляемая мешалкой на перемешивание среды:
, (70)
где rс – 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 mс – динамическая вязкость среды, Н×с/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 Sk - 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;
h - КПД привода мешалки, 0,9.
Коэффициент, учитывающий степень заполнения аппарата:
, (76)
где Нж – высота слоя перемешиваемой жидкости, м; 0,5Нап=0,5×2,271=1,135 м
Влияние на Sk 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.
Дата: 2019-05-28, просмотров: 231.
