Реферат: Технология и оборудование пищевых производств
<span Times New Roman",«serif»">Федеральноеагентство по образованию
<span Times New Roman",«serif»">Московскийгосударственный университет технологий и управления
<span Times New Roman",«serif»">Кафедрапроцессов и аппаратов пищевых производств
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">КОНТРОЛЬНАЯРАБОТА
<span Times New Roman",«serif»">Потехнологии и оборудованию пищевых производств
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">студентки
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">II<span Times New Roman",«serif»"> <span Times New Roman",«serif»">курсафакультета ЭП<span Times New Roman",«serif»">специальность 0608«Экономика и управление на предприятии»
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Москва2006г.
<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;color:black;mso-ansi-language:RU; mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language:AR-SA;mso-bidi-font-style:italic">1. 3адача.
Выполнить технико-экономический расчет концентрированиятомат-пасты в однокорпусной и двухкорпусной выпарных установках.
Выполнить блок-схемуоднокорпусной установки.
Определить в обоих случаях капитальные затраты,расходы на амортизацию, обслуживание, стоимость греющего пара.
Рассчитываем однокорпусной выпарной аппарат(Приложение Неестественной циркуляцией.
Расход выпаренной воды
W=Gн(1 – хн/хк),кг/ч
W=1400(1 – 7/32)=1093,75 кг/ч
где хн-начальная концентрация, % масс;
хк — начальнаяконцентрация, % масс.
Расходупаренного раствора
Gк=Gн– W, кг/ч
Gк=1400–1093,75= 306,25 кг/ч
Общая разностьтемператур
Δtобщ=tгр-tконд
Δtобщ=142,9 – 49 = 93,9 ˚С
Температуры греющего пара приРгр и вторичного пара при Рконд МПа находим по таблице насыщенного водяного пара.
Полезная разность температур:
Δtn=tобщ — ΣΔ
Δtn=93,9 – 18,3= 75,6˚С
Температурную депрессию Δtпринимаем равной 4,5°С;
-<span Times New Roman"">
гидростатическую Δгс= 10-12°С;-<span Times New Roman"">
Δг= 1,8° С.Расход параопределяем по упрощенной формуле
Q=W*r, к Дж/час;
Q=1093,75*2382 = 2605312,5 к Дж/час
D=1,1 W * r /(i" – i '), кг/час;
D=1,1 *1093,75 * 2382/ (2744000– 601100)= 1,3374 кг/час
где r — теплотапарообразования при Рконд
i" и i' — энтальпиигреющего пара и конденсата при Ргр находимпо таблице насыщенного водяного пара.
Определяем удельный расход греющего пара
d= кг пара / кг вып. воды
d= 0,917
Коэффициент теплопередачи принимаем
К= 800 – 1000 Вт/м2 град
Площадь поверхности теплопередачи выпарного аппарата
F=Q*103/(К* Δtn*3600),м2
F=2605312,5*103/ (800* 75,6*3600)=<st1:metricconverter ProductID=«13 м2» w:st=«on»>13 м2</st1:metricconverter>
Количество труб в аппарате
n= F/π*d*l
n= 13/3,14*(0,0057+0,0035)*3,5=60
dи l– диаметр идлина труб
Принимаем d= 5,7*3,5 мм, l= <st1:metricconverter ProductID=«3,5 м» w:st=«on»>3,5 м</st1:metricconverter>
Диаметр греющей камеры
Dk=(1,3/1,5)*(в-1)t+4dвп
Dk=(1,3/1,5)*(5,3-1)0,048+4*0,917 = 3,8
t-шаг разбивки труб, t=0,048 м
<img src="/cache/referats/25163/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1037">в=0,578 √ 4n– 1
<img src="/cache/referats/25163/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1038">в=0,578 √ 4*21 – 1 = 5,3
Принять диаметрсепаратора выпарного аппарата
Dc=1,5Dk
Dc=1,5*3,8= 5,7
Высота сепаратора
Hc=(1/1,25) Dc
Hc=(1/1,25) 5,7 = 4,6
S1=M*Sc
S1=469,4*20000=938800
Плотность стали ρ=7850 кг/м3.
Толщину стенки греющих труб — 3,5мм .
Амортизационные затраты S2= 168984 руб.
Рассчитываем стоимость греющегопара S3 =D*Sп
S3 =1,3374 *8000=10699,2 руб.
Общая стоимость Sобщ= S1+ S2+ S3
Sобщ= 938800+ 168984+ 10699,2=1.118.483,2руб.
Общая поверхность теплопередачи вдвухкорпусной выпарной установке
F2=2*F1
F2=26м2
Удельный расход греющего парав 2-х корпусной выпарной установке
d= 0,55 (кг пара/кг воды)
d= 0,55 *0,917 = 0,504
Расходгреющего пара D=1,1 W1* r/ (i" – i')
D= 0,6687 кг/час
где W1 — количествовыпаренной воды водном корпусе.
S1 = 938,9*20000=18777200 руб
S2= 337968 руб
S3 =0,6687 *8000=5349,6 руб.
Sобщ= 18777200 +337968 +5349,6=1912051 руб.
Подсчитываем капитальные затраты, амортизационныерасходы, стоимость греющего пара. Определяем общую стоимость Sобщ .
2. Задача.
Выполнить расчет производственныхрецептур и оборудования для выпечки формового ржано-пшеничного хлеба массой Мх=1,7.Суточная производительность Рскг/сутки.Выход хлеба составляет 150кг из 100кг муки. Выполнить схему боксовой печи посвоим расчетам.
Рецептурана 100кг: мука ржаная 60кг
соль 1,4
дрожжи<st1:metricconverter ProductID=«0,5 кг» w:st=«on»>0,5 кг</st1:metricconverter>
лактобактерии4г
Суточнаяпроизводительность Рс= 2000кг
1.Часовая производительность, кг/ч
Рч=Рс/24
Рч=2000/24=83
2.Расход муки, кг/ч: Мч=(100· Рч)/Вхл
Мч=(100· 83)/150=55
3.Потребность в ржаной муке, если выпекают с валкой муки 60%, кг/ч
Мржч =(Мч·Р)/100, где Р –количество муки по рецептуре, кг
Мржч =(55·60)/100=33
4.Потребность в муке 1-го сорта, кг/ч
М1х=Рч-Мржх
М1х=83-33=50
5.Количествомуки на закваску, кг/ч. Принимаем количество закваски 30%
Мз=(Мч·30)/100
Мз=(55·30)/100=16,5
6.Выход закваски, кг/ч
Gз=Мз·(100-ωм)/(100- ωз)
Gз=16,5·56,8/85,5=11
гдеωм– влажность муки; ωз– влажность закваски
ωм=43,2%; ωз=14,5%
7.Объем емкости для брожения закваски, необходимой для замеса теста на часовуювыработку, л
Vоб=(Gз·τб.з·К·103)/ρз
Vоб=(11·1,1·2,5·103)/800=37,8
гдеК-коэффициент объема, К=2,5
τб.з — продолжительность брожения, τб.з=1,1ч;
ρз — плотность закваски после брожения, ρз=800 кг/м3
8.Объем емкости для приготовления закваски с учетом ее возобновления, л
Vоб.о=Vоб·2
Vоб.о=37,8·2=75,6
9.Объем емкости для брожения теста, л
Vт=(Мч·103·τб·К)/ρф
Vт=(55·103·1·1)/400=137,5
где ρф — плотность полуфабрикатов, ρф=400кг/м;
К-коэффициент, учитывающий изменение объема, примем К=1;
τб — продолжительность брожение, τб-1ч.
10.Геометрическая емкость тестомесильной машины, л
Vт.м.=(Мзам·1000)/ρф
Мзам=(Мч· τв)/60,кг
Vт.м.=(64·1000)/400=160
Мзам=(55· 70)/60=64
гдеτв — продолжительность выпечки, τв=70 мин.
11.Расчет емкости и размеров пекарной камеры. Размеры формы для выпечки хлеба:высота – 120мм, ширина – <st1:metricconverter ProductID=«250 мм» w:st=«on»>250 мм</st1:metricconverter>, длина <st1:metricconverter ProductID=«278 мм» w:st=«on»>278 мм</st1:metricconverter>. Зазор между формами примем 30мм.
Расчетноеколичество заготовок, загружаемых одновременно в печь
nз=(Рс· τв)/(24·60·Мх), шт.
nз=(2000· 70)/(24·60·1,7)=57
Впекарную камеру укладываются в глубину 3 заготовки, а по длине n3 ΄ . Итого 3n΄3заготовкив одной секции пекарной камеры. Примем три пекарных камеры в печи. Тогда в печьодновременно загружается:
nз=9n΄з; n΄з= nз/9, шт.
n΄з= 57/9=6
Массахлеба составит
М=Мх·nз, кг
М=1,7·57=97
Глубинапекарной камеры с учетом зазоров между формами и стенками составит b=278·3+4·30=954 мм, где <st1:metricconverter ProductID=«30 мм» w:st=«on»>30 мм</st1:metricconverter> – это зазор междуформами.
Принимаемглубину пекарной камеры b=1000мм.
Длинапекарной камеры L=250n΄з+30(n΄з+1), мм.
L=250·6+30(6+1)=1710
Рабочийобъем пекарной камеры печи в данном случае
Vp=0,28·3·L·1, м3
Vp=0,28·3·1,7·1=1,4
Высотапекарной камеры 0,28м.
Пересчитываемпроизводительность печи:
Рс=М·24·60/70,кг/сут
Рс=97·24·60/70=1995
<img src="/cache/referats/25163/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1039 _x0000_s1040 _x0000_s1042 _x0000_s1043 _x0000_s1048 _x0000_s1051">
<div v:shape="_x0000_s1052">
H
<img src="/cache/referats/25163/image003.gif" v:shapes="_x0000_s1050"><img src="/cache/referats/25163/image004.gif" v:shapes="_x0000_s1047"><img src="/cache/referats/25163/image005.gif" v:shapes="_x0000_s1046"><img src="/cache/referats/25163/image006.gif" v:shapes="_x0000_s1045"><img src="/cache/referats/25163/image006.gif" v:shapes="_x0000_s1044"><img src="/cache/referats/25163/image007.gif" v:shapes="_x0000_s1041"><img src="/cache/referats/25163/image009.jpg" v:shapes="_x0000_i1025"><img src="/cache/referats/25163/image010.gif" v:shapes="_x0000_s1049">b
L
<span Times New Roman",«serif»">3.Дать описание и выполнить блок-схему производства по следующим видам продукции.
<span Times New Roman",«serif»">Технологиясахара.
<span Times New Roman",«serif»">Производствосахара-песка на свеклосахарных заводах осуществляется по типовым технологическим схемам. Типовые технологические схемыразрабатываются на основе современных достижений науки и техники приусловии получения вырабатываемогопродукта высокого качества. Для выполнения отдельных операций втехнологической схеме применяется типовое технологическое оборудование.
<span Times New Roman",«serif»">Основноесырье для сахара – сахарная свекла. Состав ее сложен и зависит от климатическихусловий, от сорта.
<span Times New Roman",«serif»">Производствосахара состоит из следующих технологических стадий:
<span Times New Roman",«serif»">1.<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»">Очистка корнеплодов от примесей<span Times New Roman",«serif»">2.<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»">Измельчение сахарной свеклы в стружку<span Times New Roman",«serif»">3.<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»">Получение диффузионного сока методомэкстракции сахарозы горячей водой<span Times New Roman",«serif»">4.<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»">Очистка диффузионного сока известью иуглекислым газом<span Times New Roman",«serif»">5.<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»">Сгущение сока путем выпаривания<span Times New Roman",«serif»">6.<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»">Кристаллизация сахарозы из полученногопутем выпаривания сиропа<span Times New Roman",«serif»">7.<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»">Отделение кристаллов сахарозы отмежкристальной жидкости<span Times New Roman",«serif»">8.<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»">Сушка кристаллов<span Times New Roman",«serif»">9.<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»">Брикетирование<span Times New Roman",«serif»">10.<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»"> Отправка на склад готовой продукции<span Times New Roman",«serif»">Корнеплодыкондиционной сахарной свеклы должны соответствовать следующим требованиям:
<span Times New Roman",«serif»"> цветушныекорнеплоды: не более 1%
<span Times New Roman",«serif»"> подвяленные корнеплоды: не более 5%
<span Times New Roman",«serif»"> корнеплоды с сильными механическимиповреждениями: не более 12%
<span Times New Roman",«serif»"> зеленая масса, не более 3%
<span Times New Roman",«serif»"> содержание мумифицированных, подмороженных,загнивших корнеплодов не допускается.
<span Times New Roman",«serif»"> Партии свеклы осматриваются, делятся покатегориям, взвешиваются вместе странспортом. Проводится определениеобщей загрязненности, а затем — сахаристости.
<span Times New Roman",«serif»">Перваястадия переработки сахарной свеклы включает в себя мойку свеклы.
<span Times New Roman",«serif»">Количествоприлипших к свекле загрязнений составляет при ручной уборке 1-3% от массы свеклы и при поточноймеханизированной уборке комбайном 10-12%. Микроорганизмы заносятся с почвой, оставшейсяна корнях свеклы. Следовательно, свеклу необходимо отмыть от прилипшей к ней почвы,во-первых, для предохранения ножей в резке от их притупления и, во-вторых, для предупреждения загрязнения диффузионного сока.<span Times New Roman",«serif»">Свеклачастично отмывается от приставших к ней примесей в гидравлическом транспортереи свеклоподъемных устройствах. Для окончательной очистки свеклы от загрязнений и дополнительного отделениятяжелых и легких примесей применяются свекломойки.
<span Times New Roman",«serif»">Очищенную свеклу подаютна резку.
<span Times New Roman",«serif»">Дляучета количества свеклы, поступающейна переработку в свеклосахарный завод, она взвешивается.Взвешивание свеклы производится на автоматических порционных весах.
<span Times New Roman",«serif»">Дляизвлечения сахара из свеклы диффузионным способом свекле
<span Times New Roman",«serif»">необходимопридать вид стружки. Процесс получения стружки из
<span Times New Roman",«serif»">свекловичногокорня осуществляется на свеклорезках при помощи диффузионных ножей, установленных в специальных рамках.
<span Times New Roman",«serif»">Производительностьдиффузионной установки и содержание сахара в обессахаренной стружке в оченьбольшой степени зависит от
<span Times New Roman",«serif»">качествастружки. Толщина нормальной стружкисоставляет 0,5-<st1:metricconverter ProductID=«1 мм» w:st=«on»>1 мм</st1:metricconverter>.Поверхность ее должна быть гладкой без трещин. Слишком тонкая стружка нежелательна, так как она деформируется, сбивается в комки и ухудшает циркуляцию сокав диффузионных установках. Качество свекловичной стружки принято определятьдлиной ее в метрах в навеске массой <st1:metricconverter ProductID=«100 г» w:st=«on»>100 г</st1:metricconverter>. Хорошим показателем качества стружки может являться температура и давление на слой.
<span Times New Roman",«serif»">Дляполучения качественной свекловичной стружки на центробежныхсвеклорезках необходимо, чтобы свекла в процессе изрезыванияс достаточным усилием прижималась к поверхности ножей и внутренней поверхностибарабана. Для центробежных свеклорезок сдиаметром барабана <st1:metricconverter ProductID=«1200 мм» w:st=«on»>1200 мм</st1:metricconverter> при скоростирезания 8,2 м/с давление на
<span Times New Roman",«serif»">внутреннююповерхность барабана около 40 кПа.
<span Times New Roman",«serif»">Нацентробежных свеклорезках при нормальных условиях эксплуатации получают стружкунаилучшего качества, при этом расходуется
<span Times New Roman",«serif»">наименьшее количество ножей на изрезывание100 т свеклы по сравнению с другими конструкциями свеклорезок. Производительность свеклорезокможно регулировать изменением частоты вращения ротора или количествомработающих ножей. При переработке волокнистой свеклыдиффузионные ножи часто забиваются волокнами и получить стружку хорошего качества невозможно. Для очистки ножей применяется продувка ихпаром или сжатым воздухом с избыточным давлением 0,7 МПа. После того, как свекла была изрезана встружку, стружка по ленточному транспортеру направляется к диффузионномуаппарату, предварительно производят взвешивание стружки ленточными весами.
<span Times New Roman",«serif»">Полученнуюстружку направляют на барабанный шнековый экстрактор.С одной стороны барабанного шнекового экстрактораподают стружку, с другой – горячую воду. Стружка движется навстречу экстрагенту. Вся сахароза переходит в горячую воду. С однойстороны выходит стружка, с другой – диффузионный сок. Диффузией называетсяизвлечение из сложного по своему составу вещества, с помощью растворителя.
<span Times New Roman",«serif»">Врезультате экстракции экстрагируется до 2,5% несахаров,которые препятствуют дальнейшему получению сахара из диффузионного сока. Диффузионный сок тёмного цвета подвергается очистке — дефекации, сатурации, сульфитации. Сначала к соку, нагретому до 88 ˚С,добавляется известковое молоко. Под действием извести происходит коагуляциябелков и окрашенных веществ, а также осаждение образовавшихся нерастворимыхсолей кальция щавелевой, фосфорной и других кислот. При последующей обработкеэтого сока углекислым газом CO2 (1-я сатурация) избыточная известь,не вступившая в реакцию с несахарами сока, превращаетсяв нерастворимый мелкий кристаллический осадок СаСО3, на поверхностикоторого адсорбируются некоторые, особенно окрашенные, несахара.После подогрева до 90˚С сока 1-й сатурации осадок отфильтровывают,фильтрат для удаления из него остатков кальциевых солей подогревают до 102˚С, повторно обрабатывают небольшим количеством извести (0,25% CaO) и углекислым газом (2-я сатурация). Выпавший осадокCaCO3 отфильтровывают, после чего сок обесцвечивают сернистым газомSO2 (сульфитация). Осадок, содержащий углекислый кальций иосажденные несахара, используется в качествеудобрения. В результате очистки удаляется 35-40% несахаров,находившихся в соке. Очищенный сок имеет светло-жёлтый цвет и содержит около14% сухих веществ, в том числе 13% сахаров.
<span Times New Roman",«serif»">Позначению выполняемых функций, сложности и стоимости в тепловойсхеме центральное место занимает выпарная установка, которая состоит из отдельных аппаратов. Сок 2-ой сатурациидолжен быть сгущен до сиропа с содержанием сухих веществ до 65-70% припервоначальном значении этой величины 14-16%. Выпарная установка позволяет расходовать на сгущение сока 40-50%пара к массе всего сока за счет многократного использования парового тепла. Сок поступает в I корпус, а затем проходитвсе корпуса установки последовательно и из концентратора удаляется сироп.
<span Times New Roman",«serif»">Числоступеней выпарной установки выбирается на основании технико-экономическогорасчета, в котором учитывается: капитальныезатраты, эксплуатационные расходы.Увеличение числа ступеней выпарной установки приводит, с одной стороны, к уменьшению расхода греющего пара, что влечет за собой уменьшение эксплуатационныхрасходов, с другой стороны, к увеличению суммарной поверхности нагрева выпарных аппаратов, чтоприводит к увеличению капитальных затрат.
<span Times New Roman",«serif»">Кристаллизациясахара — завершающий этап в его производстве. Здесь выделяют практически чистуюсахарозу из многокомпонентной смеси, которой являетсясироп. После выпаривания часть сахароза переходит в кристаллическую форму.Получается смесь сахарозы, кристаллов и межкристальной жидкости.
<span Times New Roman",«serif»">Всокоочистительном отделении из диффузионного сокаудаляется около 1/3 несахаров, остальные несахара вместе с сахарозой поступают впродуктовое отделение, где большая часть сахарозы выкристаллизовываетсяв виде сахара-песка, а несахара остаются в<span Times New Roman",«serif»">межкристальномрастворе. Для ускорения процесса кристаллизации делают затравку: добавляютсахарную пудру в вакуумный аппарат. Получаются кристаллы одинаковой формы.
<span Times New Roman",«serif»">Отделениемежкристальной жидкости происходит на центрифугах. После центрифугированиясахар имеет порядка 3-4% влажности. Его подают на барабанные сушилки.
<span Times New Roman",«serif»">Цельюсушки является удаление поверхностной влаги и обеспечение длительного хранения кристаллического сахара. На выходе изсушилки сахар имеет влажность не более 0,1%.<span Times New Roman",«serif»">Существуютдва способа хранения: тарный (в мешках <st1:metricconverter ProductID=«50 кг» w:st=«on»>50 кг</st1:metricconverter>,влажность до 0.14% и температура до25,5˚С) и бестарный (в силосах
<span Times New Roman",«serif»">емкостью 10000-20000 т,влажностью не более 0,04% и температурой до 22,5˚С).
<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA"><span Times New Roman",«serif»">Списокиспользуемой литературы.
<span Times New Roman",«serif»">1. Общая пищеваятехнология (под ред. Ковальской) – М.: Колосс, 1999
<span Times New Roman",«serif»">2. КавецкийГ.Д., Васильев Б. В. Процессы и аппараты пищевой технологии.- М.: Колосс,1997-1999
<span Times New Roman",«serif»">