Разработка линии производства кумыса с расчетом центробежного насоса для молока

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КУМЫСА

2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ ПРОИЗВОДСТВА КУМЫСА

3. КОНСТРУКТИВНЫЕ РАСЧЕТЫ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

4. НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

5. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЕКТА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ

кумыс производство насос центробежный

Кумыс - традиционный напиток коренного населения Республики Башкортостана. Преимущественно он производится в районах башкирского, Зауралья и прилегающих к ним районах, вдоль поймы реки Дёма, где сосредоточены ряд санаториев, применяющих кумысолечение. В 2010 году в Республике Башкортостан произведено 2,4 т. кобыльего кумыса.

Башкирский кумыс - это сильный бренд, известный далеко пределами республики. Главный национальный продукт пользуется спросом на внутреннем рынке, привлекает туристов, интересующихся традиционной кухней, востребован здравницами - словом, есть все предпосылки для того, чтобы создать успешное дело по производству этого напитка.

Кумыс, наряду с медом, считается «фирменным продуктом» Башкортостана. Однако его употребление, особенно в городах трудно назвать массовым. Конечно, республика не единственный регион России, претендующий на бренд «Кумыс». Его производством занимаются в Калмыкии, Татарии, Якутии. Традиционен он в Казахстане, Монголии. Словом, везде, где народные традиции уходят корнями в скотоводческие племена. Парадокс в том, что, несмотря на столь солидный возраст и признанные жаждоутоляющие и целебные свойства, этот напиток не смог завоевать рынок, уступив дорогу различным «Колам» и пиву. Кумыс богат витаминами С, РР, В, А. По своему происхождению они связаны с исходным кобыльем молоком, но есть витамины, синтез которых осуществляется кумысными микроорганизмами. Кроме аминокислот, ферментов, минеральных солей и витаминов. Установлено наличие микроэлементов. Это жизненно важные K, Na, Ca, Fe, P, Mg.

В кумысе есть всё нужное нашему организму, от белков до микроорганизмов. Кто пьет настоящий кумыс систематически или хотя бы 3 месяца в год - спокоен, энергичен, физически силен, психически здоров, полон оптимизма желания творить, жить. На болезни не жалуется.

Кумыс получается путем сквашивания молока молочнокислыми бактериями и дрожжами, которые синтезируют витамины группы С и В, образуют алкоголь, обильно выделяют углекислоту, которая придает кумысу характер освежающего шипучего напитка. Благодаря воздействию микроорганизмов белки кумыса находятся в большей своей части в растворённом или полурастворенном состоянии, а нерастворенные белки в виде мельчайших хлопьев. Кумыс обладает выраженной антимикробной активностью в связи с наличием в нем антибиотических веществ, вырабатываемых микроорганизмами при брожении, обладает значительной питательной ценностью и способен стимулировать биологические процессы в организме. Благодаря наличию алкоголя, углекислоты и молочной кислоты кумыс возбуждает деятельность желудочных желез и улучшает пищеварение. Антибиотические вещества кумыса повышают сопротивляемость организма к инфекции, а молочнокислые бактерии создают благоприятную для организма микрофлору кишечника и подавляют в нем гнилостные процессы, ведущие к самоотравлению организма. При кумысолечении значительно улучшаются аппетит, секреция желудочного сока и всасывание пищи, повышается усваиваемость белков и жиров пищи, нарастает вес. Кумыс способен до некоторой степени замещать соляную кислоту при недостатке ее в желудочном содержимом. Кумысолечение широко используется при лечении некоторых форм туберкулеза, а также при упадке аппетита после тяжёлых, изнуряющих болезней, при малокровии, болезнях желудка, для восстановления нормальной микрофлоры кишечника.

1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КУМЫСА

Кумыс натуральный вырабатывают из кобыльего молока путем сквашивания чистыми культурами болгарской и ацидофильной палочек, а также дрожжей, сбраживающих молочный сахар и обладающих антибиотическими свойствами [4].

Производство кумыса включает следующие технологические операции, показанные на рисунке 1.1 и в графическом материале (ТО 19.04.01 С1).

Приемка и подготовка сырья при t = 4±20C

Заквашивание и вымешивание при t = 26-280C в течение 20 мин

Созревание в емкости в течение 1,5-2ч., где проводится вымешивание 40-60 мин

Розлив, укупорка, маркировка

Охлаждение, самогазирование, хранение, созревание

Рисунок 1.1 Технологическая схема производства кумыса

Приемка и подготовка сырья. Кобылье молоко и закваску принимают по качеству и количеству, установленному ОТК предприятия согласно требованиям технохимического контроля, при необходимости охлаждают или подогревают до 26-28 0С. Подогрев закваски производят в емкости для заквашивания молока путем пропускания через межстенное пространство воды с температурой не выше 450С при выключенной мешалки.

Заквашивание и вымешивание. Молоко после подготовки заквашивают в ваннах ВДП-300, 600, 1000 при температуре 26-28 0С. Производственную закваску вносят в таком количестве, чтобы кислотность смеси составило 50-60 0Т.

После внесения в молоко закваски, немедленно приступают к вымешиванию, которое продолжают 20 мин и производят со скоростью вращения мешалки 430-480 об/мин.

Вымешанную в течение 20 мин кумысную смесь оставляют в той же емкости для созревания в течение 1,5-2 часов для нарастания кислотности до 68-700Т.

При поступлении молока в кумысный цех после каждой дойки с интервалом 2,5 часа, молоко добавляют в первоначальную смесь, созревшую до 68-72 0Т. Кислотность смеси опускается при этом не ниже 55 0Т и сопровождается каждый раз 20-минутом вымешиванием.

Температура брожения устанавливается в пределах 26-28 0С.

Созревший до 68-720Т кумыс подвергают повторному вымешиванию в течение 40-60 мин.

За 15-20 минут до окончания вымешивания в межстенное пространство ванны ВДП пропускают водопроводную воду, охлаждая кумыс 17 0С.

Розлив, упаковка, маркировка. Розлив, упаковку и маркировку проводят в соответствии с требованиями действующего стандарта на это продукт [4].

Рецептуры на производство кумыса натурального представлены в таблице 1.

Таблица 1 Рецептуры на производство кумыса натурального (в %)

Сырье	%
Молоко кобылье	57-64
Закваска производственная на натуральном кобыльем молоке	43-36

2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ ОЧИСТКИ И ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ МОЛОКА

Продуктовый расчет при производстве кумыса

Мощность цеха выработки кумыса - 1000 кг/сутки.

Масса потребного количества сырья составляет

Мпр = Мс ?100/ (100-П), (2.1)

где Мс - масса сырья, кг;

П - потери производственные, %.

Мпр = 1000 ?100 / (100-0,3) = 1003 кг.

Подбор оборудования

Проектируемая мощность кумысного цеха - 1,0 тонны в смену. Для перекачивания поступившего сырого кобыльего молока подбираем насос центробежный марки ОНЦ 1,5 - 10К мощностью 1000 л/ч. Продолжительность одной приемки сырого кобыльего молока массой 1000 кг определяем по формуле:

, (2.2)

где mМ - масса поступившего молока, кг;

П - производительность оборудования, кг/ч.

Продолжительность приемки находим по формуле:

Для учета молока устанавливается счетчик молока РЦ-2 производительностью 1800-30000 л/ч.

Для охлаждения сырого кобыльего молока подбираем пластинчатый охладитель марки ООЛ-1 производительностью 1000 л/ч. Продолжительность охлаждения поступающего молока (одна приемка) определим по формуле (2.2).

Для резервирования суточного поступления молока массой 1000 кг подбираем емкость ВДП-600 2шт.

Количество емкостей для производства закваски определяем по массе продукта, вырабатываемого в смену и продолжительности технологического процесса путем деления массы закваски на вместимость резервуара.

Очистка сырого кобыльего молока производится на сепараторе - молокоочистителе производительностью 1000 л/ч марки Ж5-ОМБ-4С. Продолжительность очистки вычислим по формуле (2.2):

Заквашивание, сквашивание и созревание кумысной смеси будет осуществляться в емкостях марки ВДП-600.

Мойка стеклянных бутылок планируется на бутылкомоечной машине ВМА-1,5.

Кумыс разливается в стеклянные бутылки по 0,5 кг на автомате ОРУ-2 производительностью 2000 бут/ч или 1000 л/ч. Продолжительность розлива определяется по формуле (2.2) и составит:

Таблица 2 Расчет площади цеха производства кумыса

Название	Количество	Габариты	Площадь
Насос молока ОНЦ-1,5-10К	4	275*160*183	0,23
Счетчик РЦ-2	1	190*145*1080	0,04
Охладитель ООЛ-1	1	950*450*1225	0,42
Ванна ВДП-600	2	1050*950*1650	2,0
Сепаратор Ж5-ОМБ-4С	1	910*605*1295	0,6
Ванна ВДП-600	2	1050*950*1650	2
Автомат ОРУ-2	1	2140*1245*2125	2,7
Автомат подготовки бутылок ВМА-1,5	1	1950*1150*1750	2,2
Итого	13	-	10,2

Расчет площади помещения под оборудование производим по формуле

S = 10,2?4 = 40,7 кв.м.

где 4 - коэффициент запаса площади на проходы и обслуживающие площадки.

Необходимо 40,7 / 36 = 1,13 квадрата.

Число рабочих для цеха по переработке 1,0 т молока в сутки составляет

3,89?1,0?350/(1974 ·1,05) = 0,7 = 1 человек.

где 1974 - время эффективной работы, чел.-ч/год;

1,05 - коэффициент неравномерности нагрузок [5,7].

План и разрез цеха приведены в графическом материале (ТО19.04.02ОП).

3. КОНСТРУКТИВНЫЕ РАСЧЕТЫ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА ОНЦ-1,5-10К

1) Скорость молока в трубопроводе

н = ;

2) Критерий Рейнольдса

Rе = =

3) Коэффициент гидравлического трения

л = ;

4) Потери напора на трение продукта о стенки трубопровода

Нтр = ;

5) Коэффициенты местных сопротивлений

? ов = = 5,606;

;

? о = 1,163 ? 5,606 = 6,52;

6) Потери напора от местных сопротивлений

Нм = ;

7) Динамический напор

Ндин = с ;

хn = ;

Ндин = 1033 •

8) Геодезический напор с учетом отличной плотности у молока по сравнению с водой

Нг = 4 / в =41033 / 1000 =4,13 м.

9) Общий напор, развиваемый насосом

Н = Ндин + Нтр + Нм + Нг = 1,1+2,56+0,001+4,13 = 7,8 м.

Полезная мощность

N = с*g*H*Q/1000,

N = 1033*9,81*7,8*0,0007/1000 = 0,55 кВт.

4. НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА ОНЦ-1,5-10К

Центробежные насосы ОНЦ предназначены для работы в различных отраслях пищевой промышленности: 

В молочной для перекачивания молока, молочной сыворотки, пахты, сливок, кефира, мороженого, обрата, сгущенного молока, молочно-кислых бактериальных заквасок;

При перекачивании легковоспламеняющихся и взрывоопасных жидкостей насосы ОНЦ комплектуются взрывозащищенными электродвигателями, двойными торцевыми уплотнениями и бачками. Бачок заполняется нейтральной затворной жидкостью и позволяет насосу работать непродолжительное время «всухую».

В стандартном исполнении насосы ОНЦ могут перекачивать жидкости в температурном диапазоне от минус 40° С до +140° С. При необходимости производится доработка конструкции насосов, позволяющая работу со средами от минус 60 ° С до + 280 ° С и с более высокой вязкостью [9]. 

Техническая характеристика насоса ОНЦ-1,5-10К:

Подача продукта - 0,5-2,5 м3/ч

Напор - 14-12м

Мощность электродвигателя - 0,55 кВт

Частота вращения - 2900 об/мин

Масса - 7,5кг

Вид общий оборудования приведен в графическом материале (ТО19.04.03ВО).

5. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЕКТА

Срок окупаемости капитальных вложений (лет) оценим как

Ток = , (5.1)

где К - объем капитальных вложений, включающих затраты на приобретение, монтаж и пуско-наладку оборудования;

Эг - годовой экономический эффект при производстве данной продукции.

Годовой экономический эффект вычислим как

Эг = (Цр - Сс) А, (5.2)

где Цр - средняя рыночная цена единицы продукции, руб/кг,

Сс - себестоимость единицы продукции, руб/кг;

А - годовой объем производства данной продукции, кг.

Годовая себестоимость продукции Сг = Сс • А определяется как

Сг = Сс + Св + Ст + З + Со + Сопр + Э + П + В + Х, (5.3)

где Сс = m с ? Цс - стоимость сырья; (5.4)

m с - годовая потребность в сырье;

Цс - цена сырья;

Св - стоимость вспомогательных материалов;

Ст - стоимость транспортно-заготовительных работ;

С0 - расходы на содержание и эксплуатацию оборудования;

Сопр - общепроизводственные расходы;

З - заработанная плата основных рабочих определяется следующим образом:

З = Нв • Тс ? А, (5.5)

где Нв - норма времени на выработку единицы готовой продукции, чел.ч. на 1т;

Тс - тарифная ставка основных рабочих, руб/чел. ч;

А - годовой объем выпуска данные продукта, т;

Э - стоимость электроэнергии, руб;

П - стоимость пара, руб;

В - стоимость воды, руб;

Х - стоимость холода, руб.

Принимаем нормы расходов на 1 т продукции:

- холод - 67 МДж;

- вода - 2,1 м3;

- электроэнергия - 15 кВт?ч.

Принимаем стоимость расходов на 1 т продукции:

- холод - 3,5 руб;

- вода - 25 руб;

- электроэнергия - 5,5 руб;

- вспомогательные материалы - 450 руб;

- транспортно-заготовительные работы - 6,7 руб;

- расходы на содержание и эксплуатацию оборудования - 1,1 от заработной платы основных производственных рабочих, руб;

- общепроизводственные расходы - 1,7 от заработной платы основных производственных рабочих, руб;

- тарифная ставка основных рабочих - 95 руб/чел.ч.

- стоимость 1кг сырого молока кобыльего- 70 руб.

Принимаем норму времени на выработку единицы готовой продукции - 3,89 чел. ч. на 1т.

Сс = 1003 ?350 ?70 = 24 573 500 руб;

З = 3,89 ? 95 ? 350?1 = 129342,5 руб;

Со = 1,1 ?129342,5 = 142276,7 руб;

Сопр = 1,7 ?129342,5 = 219882,3 руб;

Св = 350?1 ?450 = 157500 руб;

Ст = 350?1,0 ? 6,7 = 2345 руб;

Э = 1,0?350 ? 5,5 ? 15 = 28875 руб;

В = 1,0?350 ? 2,1 ? 25 = 18375 руб;

Х = 350?1,0? 16 ? 3,5 = 19600 руб.

Определяем годовую себестоимость продукции

Сг = 24 573 500+129 342,5 + 142 276,7 + 219 882,3 + 157 500+ 2 345+ 28 875+ +18 375+19 600 = 25 291 696,5 руб.

Определяем себестоимость 1кг продукции:

Сс = Сг / А = 25 291 696 ,5 : (1000?350) = 72,2 руб./кг.

Определение цены розничной

Ц = Сс?НДС?Кторг нац,

Ц = 72,2?1,1?1,25 = 99,3 руб./кг.

где НДС - ставка НДС;

Кторг нац - торговая наценка.

Годовой экономический эффект равен:

Эг = (99,3- 72,2) ?1000?350 = 9485 тыс. руб.

В стоимость линии входят затраты на приобретение всего необходимого оборудования и их установки. Затраты принимаем равной 3,5 млн. руб.

Срок окупаемости составит

Т = 3500 / 9485 = 0,4 лет.

Таким образом, производство кумыса выгодно и целесообразно [5].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Изучена технология выработки кобыльего кумыса.

2. Выполнен продуктовый расчет выхода продукции из 1000 кг сырого кобыльего молока. На основании суточного выпуска продукта была подсчитана и скомпонована машинно-аппаратурная линия производства продукта, которая выполнена в графическом материале, а также определена площадь основного производственного помещения под эту линию. Выполнен план и разрез цеха, который приведен на графическом материале. Уточнена необходимая численность персонала цеха.

3. Изучена конструкция центробежного насоса ОНЦ-1,5-10К. Выполнен конструктивный расчет насоса. Приведен его общий вид на графическом материале.

4. Обоснованы навыки экономических расчетов эффективности проекта по окупаемости линии выработки кумыса. Срок окупаемости цеха переработки кобыльего молока в 1т/сутки - 0,4 лет.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СТО 1493582-003-2011. Самостоятельная работа студентов. Оформление текста рукописи. - Уфа: БГАУ, 2009. - 31 с.

2 Федеральный закон Российской Федерации от 12 июня 2008г. №88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию»/

3 Молоко кобылье сырое. Технические условия. [Текст]: ГОСТ Р 52971- 2008.- Введ. 2010-01-01. - 7с.

4 Кумыс. Технические условия. [Текст]: ГОСТ Р 52974-2008.- Введ. 01.01.2010 г.-М.: Стандартинформ.2009.-7с.

5 Ананьин А.Д., Юхин Г.П., Нешитая Г.Ф. Бизнес-планирование в дипломных проектах по агроинженерии [Текст] / А.Д.Ананьин, М.: КолосС, 2007. - 183с.

6 Антонова, В.С. Технология молока и молочных продуктов [Текст]: учебник /В.С.Антонова.- Оренбург: Изд-во Центр ОГАУ, 2003. - 155с.

7 Голубева, Л.В. Проектирование молочной отрасли с основами промстроительства [Текст]: учебник /под ред. Л.В. Голубевой и др., .- СПб.: ГИОРД, 2006.-288 с.

8 Курочкин А.А., Зимняков В.М., Ляшенко В.В., Парфенов В.С., Спицын И.А. Дипломное проектирование по механизации переработки продукции животноводства: [Текст] / А.А.Курочкин. - Пенза: Пензенская ГСХА, 1998. - 250 с.

9 Сурков В.Д., Липатов Н.Н., Золотин Ю.П. Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности [Текст] / В.Д.Сурков.- М.: Легкая и Пищевая промышленность. 1983.

10 Юхин Г.П., Канарейкина С.Г. Система машин и оборудования для реализации инновационных технологий в растениеводстве и животноводстве Республики Башкортостан.-Уфа: Башкирский ГАУ, 2014. - 327 с.

Размещено на Allbest.ru

...