Технологическая линия по производству молока

Содержание

РЕФЕРАТ

ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.1 Исходное сырье для получения творога

1.2 Основное оборудование

1.2.1 Резервуары (танки) для хранения молока

1.2.2 Насосы для молока и молочных продуктов

1.2.3 Ванны созревания творога

1.2.4 Пастеризаторы

1.2.5 Прессователи творога

2. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ТВОРОГА

2.1 Технология производства содержит следующие стадии

2.1.1 Приемка

2.1.2 Очистка и пастеризация

2.1.3 Охлаждение

2.1.4 Заквашивание, сквашивание, перемешивание

2.1.5 Прессование и охлаждение

2.1.6 Розлив, упаковка

2.1.7 Маркировка, хранение

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

3.1 Расчет материальных и тепловых потоков

3.2 Гидравлический расчет

3.3 Материальный расчет

3.4. Прочностные расчеты

3.4.1 Определение расчетных параметров аппарата

3.4.2 Расчет обечайки корпуса

3.4.3 Расчет вала на прочность, жесткость и виброустойчивость

4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

4.1 Введение

4.2 Анализ технологического процесса

4.3. Вредные и опасные факторы в молочном цехе

4.3.1 Вредные вещества

4.3.2 Параметры микроклимата

4.3.3 Вентиляция

4.3.4 Шум

4.3.5 Освещенность

4.3.6 Электробезопасность

4.4 Пожаробезопасность

4.5. Чрезвычайные ситуации

4.6. Выводы по разделу БЖД

5. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ

5.1. Постановка проблемы

5.2. Анализ существующего положения

5.3. Мероприятия по энергосбережению

По данным таблицы мы видим, что энергоемкость по теплу снижается на 30 %, но несколько увеличивается потребление электроэнергии

5.4 Дополнительные мероприятия по энергосбережению

5.5 Выводы по разделу «Энергосбережение»

6. РАЗДЕЛ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА

6.1 Усовершенствование технологической схемы производства

творога

6.2 Производственная мощность

6.3 Расчет общей суммы дополнительных капитальных вложений

6.4 Проектирование показателей по труду и заработной плате

6.5 Расчет проектной себестоимости продукции

6.5.1 Расчет показателей экономической эффективности инвестиций (дополнительных капитальных вложений)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Описание проекта

Тема дипломного проекта: «Технологическая линия по производству творога».

Цель работы: модернизация творожной ванны.

В расчетно-пояснительной записке рассмотрена принципиальная аппаратурнотехнологическая схема линии производства творога производительностью 5000 кг/час по исходному сырью продукту.

Также в основной части пояснительной записки изложены основные технические решения, принятые на стадии проектирования технологической линии производства творога, приведены результаты материальнотеплового, гидравлического расчёта пастеризатора пластинчатого типа и конструктивного расчета творожной ванны.

Приведено технико-экономическое обоснование технологической линии.

Годовая прибыль составит 2915800 руб, срок окупаемости дополнительных капитальных вложений 0,7 года.

Область возможного применения: производство творога классическим «открытым» способом, производство других продуктов по схожей технологии.

Пояснительная записка содержит: 88 с., 23 табл., 11 рис., 32 библиографических ссылки.

Введение

В данном дипломном проекте произведена разработка технологической схемы для производства творога, произведен подбор необходимого оборудования, расчет пастеризационноохладительной установки нормализованного пастеризованного молока, а также конструктивные расчеты творожной ванны.

Молочная промышленность является одной из важнейших отраслей агропромышленного комплекса по обеспечению населения продовольствием. Она представляет собой широко разветвленную сеть перерабатывающих предприятий и включает важнейшие отрасли: цельномолочное производство, маслоделие, сыроделие, производство консервов сгущенных и сухих молочных продуктов, мороженого, производство продуктов детского питания, заменителей цельного молока для молодняка сельскохозяйственных животных. Каждая из подотраслей имеет свои специфические особенности.

На основе мирового опыта предусматривается вывести молочную перерабатывающую отрасль на качественно новый уровень, что обеспечит возобновление объемов производства продукции, повышение ее качества, существенное увеличение ассортимента и глубины переработки сырья. Для решения поставленных задач необходимо выполнить техническую модернизацию, а также значительно повысить технологический уровень оборудования, которое используется на перерабатывающих предприятиях малой мощности.

На сегодняшний день состояние молочной промышленности характеризуется функционированием предприятий, которые перерабатывают от 3 до 500 т молока за смену.

Промышленная переработка молока – это сложный комплекс взаимосвязанных химических, физикохимических, микробиологических, биохимических, биотехнических, теплофизических и других специфических технологических процессов.

В производстве творога используются не все компоненты цельного молока в отличие от питьевого молока и кисломолочных продуктов. Одними из самых важных элементов являются молочный жир и белок.

Предприятие ОАО «Сосновское» основано в 1987 году и было рассчитано на производство 15 тонн молочной продукции в сутки, в настоящее время завод производит около 30 тонн в сутки; оборудование, необходимое для производства продукции постоянно обновляется и совершенствуется. Количество сотрудников предприятия составляет около 140 человек.

Творог – это кисломолочный продукт, разновидность сыра, традиционный для Восточной и Северной Европы, получаемый сквашиванием молока с последующим удалением сыворотки. Официально принято классифицировать творог, выработанный традиционным способом, по содержанию в нём жира. В соответствии с ГОСТ, по физико-химическим показателям творог должен соответствовать следующим категориям: обезжиренный, нежирный (1,8%), классический (4,0% — 18,0%) и жирный (19% −23%).

Обзор литературных источников

Предприятие молочной промышленности оборудованы современной перерабатывающей техникой. Рациональное использование технологического оборудования требует глубоких знаний его особенностей. При этом важно максимально сберечь пищевую и биологическую ценность компонентов сырья в производимых молочных продуктах.

В то же время выполняется техническое переоборудование предприятий, устанавливаются новые технологические линии и отдельные виды оборудования разной мощности, разных разрядов механизации и автоматизации.

Технологические процессы производства молочных продуктов состоят из отдельных технологических операций, которые выполняются на разных машинах и аппаратах, которые комплектуются в технологические линии.

На предприятиях молочной промышленности множество типичных технологических операций – приемка молока, очистка, тепловая обработка – выполняются с помощью однотипного технологического оборудования.

1.2 Основное оборудование

Рассмотрим устройство и принцип действия основного оборудования линии производства творога, и дадим ему сравнительную характеристику по отношению к аналогичному технологическому оборудованию.

Описание технологии получения творога

2.1 Технология производства содержит следующие стадии

- приемка молока;

- нормализация молока до требуемого состава;

- очистка и пастеризация молока;

- охлаждение молока до температуры заквашивания;

- внесение закваски и сычужного фермента в молоко;

- сквашивание молока;

- разрезка сгустка;

- отделение сыворотки;

- прессование и охлаждение творога;

- фасование;

- упаковывание в тару и хранение готовой продукции.

2.1.1 Приемка

Прием молока от молочных ферм, а также от приемных пунктов, собирающих молоко от индивидуального сектора, расположенных в районе деятельности завода, проводят в соответствии с существующими требованиями. Молоко должно быть цельное, свежее, полученное от здоровых коров, что подтверждается справкой о ветеринарно-санитарном благополучии на молочных фермах поставщиков, выданной ветеринарным специалистом на срок не более 1 месяца. В молоке перед отгрузкой в автомобильных цистернах на городские молочные заводы определяют органолептические показатели, содержание жира, кислотность, плотность, чистоту, температуру, проводят пробу на кипячение.

Показатели качества молока перед отгрузкой должны соответствовать следующим требованиям:

кислотность, °T 16 - 18 (для пастеризованного не выше 19 °T);

плотность, г/куб. см, не ниже 1,027 (или не ниже плотности молока, заготовляемого в данном районе);

чистота, гр., не ниже II;

редуктазная проба, класс, не ниже II;

проба на фосфатазу - отрицательная (в случае доставки пастеризованного молока).

2.1.2 Очистка и пастеризация

Тепловой обработкой или пастеризацией называется процесс нагревания молока от 63 °С до температуры ,близкой к точке кипения.

Этот процесс получил свое название по имени известного французского ученого Луи Пастера (1822—1892), впервые применившего такой метод для уничтожения микроорганизмов в вине и пиве.

Действие пастеризации на микроорганизмы, содержащиеся в молоке, зависит от температуры, до которой нагревают молоко, и продолжительности выдержки при этой температуре.

Пастеризацией уничтожаются микробы без заметного изменения органолептических свойств молока (вкус, запах и консистенция) уничтожаются туберкулезные, бруцеллезные и другие болезнетворные бактерии.

В обычном сборном молоке погибает 99% бактерий лишь при условии хорошей, надежной стерилизации аппаратуры, инвентаря, посуды, используемых в процессе пастеризации. Так, добавка к пастеризованному молоку загрязненного молока, содержащего 1 млрд. бактерий (т. е. такое количество, которое может остаться по недосмотру в молочном инвентаре), повысит количество бактерий в молоке до 1 млн. в 1 мл. Эти бактерии будут активно размножаться и неизбежно приведут к порче всего молока.

Пастеризация наиболее простой и дешевый способ обеззараживания молока.

Молоко пастеризуют также при производстве всех молочных продуктов, чтобы предохранить их в последующем от нежелательных процессов, которые вызываются жизнедеятельностью бактерий и особенно кишечной палочки, маслянокислых бактерий и др.

На практике применяются три режима пастеризации:

при длительной пастеризации молоко нагревают до 63—65 °С и выдерживают при этой температуре 30 мин;

Кратковременная пастеризация проводится при 72—75 °С с выдержкой в течение 15—20 с, что осуществляется в потоке;

мгновенная пастеризация — нагревание молока до температуры 85—90 °С без выдержки.

В проектируемой технологии применяетсчя способ мгновенной пастеризации.

Термическое воздействие на молоко приводит к некоторым изменениям его составных веществ. При нагревании из молока улетучиваются растворенные в нем газы. Вследствие удаления углекислоты кислотность молока снижается на 0,5—1 °Т.

При температуре выше 85° частично изменяется казеин. Но наибольшему воздействию подвергается альбумин молока: при 60— 65 °С он начинает денатурироваться.

Нарушается при пастеризации и солевой состав молока. Растворимые фосфорнокислые соли переходят в нерастворимые. От частичного свертывания белков и образования нерастворимых солей на поверхности нагревательных приборов (пастеризаторы) отлагается осадок — молочный камень (пригар).

Пастеризованное молоко медленнее свертывается сычужным ферментом. Это объясняется выпадением кальциевых солей. Добавление к такому молоку раствора хлористого кальция восстанавливает его способность свертываться

2.1.3 Охлаждение

Пастеризованное молоко охлаждают в секции рекуперации пластинчатой пастеризационноохладительной установки 5 до температуры сквашивания (в теплое время года до 28 - 30°С, в холодное - до 30 - 32°С) и направляют в специальные ванны 6 на заквашивание. Закваску для производства творога изготовляют на чистых культурах мезофильных молочно-кислых стрептококков и вносят в молоко в количестве от 1 до 5%.

2.1.4 Заквашивание, сквашивание, перемешивание

Закваску для производства творога изготовляют на чистых культурах мезофильных молочно-кислых стрептококков и вносят в молоко в количестве от 1 до 5%. Продолжительность сквашивания после внесения закваски составляет 6 - 8 ч.

При ускоренном способе сквашивания в молоко вносят 2,5% закваски, приготовленной в заквасочнике 10 на культурах мезофильного стрептококка, и 2,5% термофильного молочно-кислого стрептококка. Температура сквашивания при ускоренном способе повышается в теплое время года до 35°С, в холодное - до 38°С. Продолжительность сквашивания молока при ускоренном способе 4,0 - 4,5 ч, т.е. сокращается на 2,0 - 3,5 ч, при этом выделение сыворотки из сгустка происходит более интенсивно.

Для улучшения качества творога желательно применять беспересадочный способ приготовления закваски на стерилизованном молоке, что позволяет снизить дозу внесения закваски до 0,8 - 1,0% при гарантированной ее чистоте.

При сычужнокислотном способе производства творога после внесения закваски добавляют 40%ный раствор хлорида кальция (из расчета 400 г безводной соли на 1 т молока), приготовленного на кипяченой и охлажденной до 40 - 45°С воде. Хлорид кальция восстанавливает способность пастеризованного молока образовывать под действием сычужного фермента плотный, хорошо отделяющий сыворотку сгусток. Немедленно после этого в молоко в виде 1% ного раствора вносят сычужный фермент или пепсин из расчета 1 г на 1 т молока. Сычужный фермент растворяют в кипяченой и охлажденной до 35°С воде. Раствор пепсина с целью повышения его активности готовят на кислой осветленной сыворотке за 5 - 8 ч до использования. Для ускорения оборачиваемости творожных ванн 6 молоко сквашивают до кислотности 32 - 35°Т в резервуарах, а затем перекачивают в творожные ванны и вносят хлорид кальция и фермент.

Окончание сквашивания и готовность сгустка определяют по его кислотности (для жирного и полужирного творога должна быть 58 - 60°Т, для нежирного - 66 - 70°Т) и визуально - сгусток должен быть плотным, давать ровные гладкие края на изломе с выделением прозрачной зеленоватой сыворотки. Сквашивание при кислотном методе продолжается 6 - 8 ч, сычужнокислотном – 4 - 6 ч, с использованием активной кислотообразующей закваски – 3 - 4 ч.

Чтобы ускорить выделение сыворотки, готовый сгусток разрезают специальными проволочными ножами на кубики с размером граней 2 см. При кислотном методе разрезанный сгусток подогревают до 36 - 38°С для интенсификации выделения сыворотки и выдерживают 15 - 20 мин, после чего ее удаляют. При сычужнокислотном - разрезанный сгусток без подогрева оставляют в покое на 40 - 60 мин для интенсивного выделения сыворотки.

2.1.5 Прессование и охлаждение

Для дальнейшего отделения сыворотки сгусток подвергают самопрессованию и прессованию. Для этого его разливают в бязевые или лавсановые мешки по 7 - 9 кг (на 70 % вместимости мешка), их завязывают и помещают несколькими рядами в пресс-тележку. Под воздействием собственной массы из сгустка выделяется сыворотка. Самопрессование происходит в цехе при температуре не выше 16°С и продолжается не менее 1ч. Окончание самопрессования определяется визуально по поверхности сгустка, которая теряет блеск и становится матовой. Затем творог под давлением прессуют до готовности. В процессе прессования мешочки с творогом несколько раз встряхивают и перекладывают. Во избежание повышения кислотности прессование необходимо проводить в помещениях с температурой воздуха 3 - 6°С, а по его окончании немедленно направлять творог на охлаждение до температуры не выше 8°С

2.1.6 Розлив, упаковка

Готовый продукт фасуют на машинах в мелкую и крупную тару. Творог фасуют в картонные ящики с вкладышами из пергамента, полиэтиленовой пленки. В мелкую упаковку творог фасуют в виде брусков массой 0,25; 0,5 и 1 кг, завернутых в пергамент или целлофан, а также в картонные коробочки, пакеты, стаканы из различных полимерных материалов.

2.1.7 Маркировка, хранение

Творог хранят в камерах охлаждения не более 36 ч при температуре камеры не выше 8°С и влажности 80 - 85 %.

Энергосбережение

5.1. Постановка проблемы

Постановлением Правительства РФ от 19 декабря 2012г № 270 – ФЗ. «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» поставлена цель снизить энергоемкость отраслей экономики России путем перевода экономики России на энергосберегающий путь развития за счет всемерного использования энергосберегающих технологий и оборудования, при этом должно обеспечиваться снижение негативного воздействия на окружающую природную среду как объектов ТЭК, так и энергопотребляющих производств.

В данном дипломном проекте рассматриваются некоторые энергосберегающие мероприятия применительно к производству творога.

5.2. Анализ существующего положения

Основными потребляемыми ресурсами в процессе созревания творога является электроэнергия и греющий пар.

Ранее для изготовления творога применялась творожная ванна ВТН2,5, для поддержания заданной температуры в которой использовалась горячая вода, генерируемая в бойлере молочного цеха. Данная технология достаточно энергоемка, потребление тепловой энергии составляет 386 Гкал

5.4 Дополнительные мероприятия по энергосбережению

Для большего эффекта по энергосбережению необходимо применять дополнительные мероприятия.

К таким мероприятиям относится, например, использование альтернативных источников энергии, конденсаторные установки, частотно регулируемые электроприводы, устройства плавного пуска с функцией энергосбережения. Например, установка устройства плавного пуска применительно к насосному оборудованию творожной позволит сэкономить около 30% потребляемой электроэнергии.

5.5 Выводы по разделу «Энергосбережение»

Использование предлагаемой творожной ванны с перемешивающим устройством эффективно с точки зрения энергосбережения, так как позволяет снизить удельные энергозатраты на производство творога.

Годовой объем экономии энергоресурсов (тепловой энергии) составит за счет нового варианта 128,05 Гкал, а в денежной форме 74653,15 руб.

Годовой объем потребления электроэнергии за счет использования нового варианта составит 3285 кВт·ч/год, а в денежной форме 7949,7 руб.

Общая экономия энергоресурсов, с учетом затрат на электроэнергию, в денежной форме составит 66685,45 руб.

Раздел технико-экономическое обоснование проекта

6.1 Усовершенствование технологической схемы производства

творога

В проекте предлагается усовершенствование технологической схемы производства творога на стадии его созревания. Для этого предусмотрена замена следующего оборудования: ванны созревания творога на более прогрессивные с перемешивающими устройствами. Осуществление мероприятий позволит сократить численность рабочих на 4 человека, значительно улучшить условия труда, снизить расход теплоэнергии с 0,04 до 0,02 Гкал на 1 кг творога.

6.2 Производственная мощность

Производственная мощность в проектном варианте увеличивается, объем выпуска продукции в проектном варианте составит 53,6 т в год, а в базовом варианте составит 41,3 т в год.

Заключение

В данном дипломном проекте была рассмотрена принципиальная схема изготовления творога, также была предложена модернизация творожной ванны посредством установки перемешивающего устройства. В связи с этим годовая прибыль составит 2915800 руб, срок окупаемости дополнительных капитальных вложений 0,7 года.

Область возможного применения: производство творога классическим «открытым» способом, производство других продуктов по схожей технологии.