- клетки представляют собой палочки с закругленными концами размером 0,5-0,8 на 2-9 мкм, одиночные или собранные в короткие цепочки;

- этот микроорганизм сбраживает меньше сахаров, в молоке продуцирует из лактозы D(+) лактат и ацетальдегид; некоторые штаммы продуцируют ЭПС;

- слабый рост наблюдается при температуре ниже 10 ?С, большинство штаммов способно к росту при 50-55 °С.

Что касается таксономии и номенклатуры бифидобактерий, они классифицировались как подвид Lactobacillus, то в последнее время те же самые микроорганизмы выделены в отдельную группу Bifidobacterium.

Характеристики бифидобактерий приведены ниже:

- грамположительные, анаэробные гетероферментативные, неподвижные, неспорообразующие палочки размером 0,5-1,3 х 1,5-8 мкм;

- клетки этих бифидобактерий, выросшие анаэробно имеют специфическую форму и строение (например, амфоре подобные; тонкие и короткие; очень удлиненные и тонкие с несколько неправильными контурами и редкими ответвлениями);

- пептидогликан стенки ячейки у разных видов различен, причем этот сложны (комплексный) материал состоит из линейных цепей молекул N-ацетилмурамовой кислоты и N-ацетилглюкозамина, чередующихся по длине цепи;

- различные виды способны утилизировать различные типы углеводов, что используется для их идентификации. Одним из ключевых ферментов является фруктоза-6-фосфат фосфокетолаза (F6ФФК), известная как «бифидошунт». Этот фермент может использоваться для идентификации рода, однако следует отметить, что не все штаммы продуцируют F6ФФК в достаточно точных для обнаружения количествах. Ферментация двух молекул глюкозы ведет к образованию двух молекул лактата и трех молекул ацетата;

- содержание гуанина и цитозина (Г+Ц) в ДНК клетки этого рода составляет а 54 до 67 моль %;

- выявлен широкий спектр веществ, которые могут служить бифидогенными стимуляторами роста.

2.4 Теоретические основы технологических процессов

Нормализация - процесс регулирования содержания и соотношения составных частей молока в сыром молоке или продуктах переработки молока для достижения показателей, установленных стандартами, нормативными документами федеральных органов исполнительной власти, сводами правил и (или) техническими документами. Нормализация осуществляется путем изъятия из продукта или добавления в продукт составных частей молока, молочных продуктов и (или) их отдельных составных частей в целях снижения или повышения значений массовой доли жира, массовой доли белка и (или) массовой доли сухих веществ.

Очистка - освобождение молока от механических примесей (частиц корма, подстилки, шерсти и др.). Очистка осуществляется путем прохождения молока через фильтр или сепаратор-молокоочиститель.

При использовании фильтров очистка молока и молочных продуктов осуществляется под действием разности давления по обе стороны фильтрующей перегородки. Последняя представляет основную часть фильтра и в основном определяет его конструкцию и техническую характеристику (производительность, степень очистки и др.). Известно большое число разнообразных по свойствам фильтрующих перегородок из неорганических и органических материалов. Они могут быть изготовлены из хлопчатобумажных, шерстяных, синтетических, стеклянных, керамических и металлических материалов. Давление в фильтрах создается при помощи насоса.

В фильтрах для молока и молочных продуктов используют тканевые (холст, марля, лавсан, фланель), металлические (гранулы титанового сплава, нержавеющие плетеные и перфорированные штампованные сетки с отверстиями размером 0,5-2 мм) и другие материалы. Площадь сечения фильтрующих перегородок составляет до 50 %.

По конструкции фильтры для молока бывают цилиндрические, пластинчатые, дисковые, открытые и закрытые.

Сепараторы-молокоочистители предназначены для очистки молока от механических примесей, молочной слизи под действием центробежной силы.

Гомогенизация - это механическая обработка молока (сливок), которая заключается в измельчении (диспергировании) жировых шариков путем воздействия на молоко значительных внешних усилий. Диспергирование жировых шариков, т.е. уменьшение размеров и равномерное распределение в молоке, достигается воздействием на молоко значительного внешнего усилия (давление, ультразвук, высокочастотная электрическая обработка и др.) в специальных машинах - гомогенизаторах.

Известно, что при хранении свежего молока и сливок из-за наличия разницы в плотности молочного жира и плазмы происходит всплытие жировой фракции или ее отстаивания. Скорость отстаивания жира зависит от размера жировых шариков, вязкости, от возможности соединения жировых шариков друг с другом. Размеры жировых шариков колеблются в широких пределах от 0,5 до 0,18 мкм. Согласно формуле Стокса, скорость выделения (всплытия) жирового шарика прямо пропорциональна квадрату его радиуса. В процессе гомогенизации молока размеры жировых шариков уменьшаются примерно в 10 раз, а скорость всплытия становится примерно в 100 раз меньше. В процессе дробления жирового шарика перераспределяется вещество его оболочки. На построение оболочек образовавшихся мелких шариков мобилизуются плазменные белки, а часть фосфатидов переходит с поверхности жировых шариков в плазму молока.

Этот процесс способствует стабилизации высокодисперсной жировой эмульсии гомогенизированного молока. Поэтому при высокой дисперсности жировых шариков молоко практически не отстаивается. Механизм дробления жировых шариков показан на рисунке.

Пастеризация - процесс термической обработки сырого молока или продуктов его переработки. Пастеризация осуществляется при различных режимах (температура, время) при температуре от 63 до 120 °С с выдержкой, обеспечивающей снижение количества любых патогенных микроорганизмов в сыром молоке и продуктах его переработки до уровней, при которых эти микроорганизмы не наносят существенный вред здоровью человека.

Низкотемпературная пастеризация осуществляется при температуре не выше 76 °С и сопровождается инактивацией щелочной фосфатазы.

Высокотемпературная пастеризация осуществляется при различных режимах (температура, время) при температуре от 77 до 100 °С и сопровождается инактивацией как фосфатазы, так и пероксидазы.

Мезофильные молочнокислые бактерии (S. lactis, S. cremoris и др.) в процессе пастеризации в основном погибают. Термофильные молочнокислые стрептококки и энтерококки (S. durans, S. bovis, S. faecalis) сохраняются в молоке после пастеризации в довольно значительном количестве. Однако их биологическая активность в процессе хранения молока при температурах ниже 8°С сравнительно низкая, и они не оказывают влияния на качество охлажденного пастеризованного молока. Термоустойчивые молочнокислые палочки также выдерживают принятые режимы пастеризации. Однако при низких температурах хранения молока они не развиваются. Их роль особенно велика в производстве кисломолочных продуктов, где повышенные температуры сквашивания и присутствие молочнокислых стрептококков стимулируют их развитие. Психротрофные бактерии в процессе пастеризации в основном погибают, хотя отдельные клетки более термоустойчивых видов могут выдерживать кратковременную пастеризацию при температурах 71-72 °С и даже 75-77 °С. Эффективность пастеризации зависит от того, какие виды микроорганизмов преобладают в сыром молоке. Этот фактор, в свою очередь, определяется условиями хранения сырого молока до пастеризации. Если молоко охлаждают до температуры 0-3 °С сразу после доения и хранят при этой температуре до переработки, в нем развивается преимущественно психротрофная микрофлора. Психротрофы обладают низкой термоустойчивостью, поэтому эффективность пастеризации глубоко охлажденного молока высокая (до 99,9 %).

Развиваясь в сыром молоке, психротрофы могут вырабатывать термостойкие липазы и протеазы, не разрушающиеся при термической обработке, которые могут оказывать отрицательное влияние на качество стерилизованного молока и молочных консервов. Если молоко хранится при температурах выше 8-10 °С, в нём преобладают термостойкие бактерии (энтерококки, термофильные стрептококки и др.), достигающие 50 % и выше от общего количества микроорганизмов. В результате эффективность пастеризации молока бывает ниже 98 %.

Контроль эффективности пастеризации осуществляется одним из следующих методов:

а) биохимическим методом (в зависимости от температуры пастеризации проба на фосфатазу или проба на пероксидазу, ферментные пробы) путем испытания проб молока или продуктов его переработки. Отбор таких проб осуществляется из каждого резервуара после его наполнения пастеризованным продуктом;

б) микробиологическим методом путем испытания проб молока или продуктов его переработки на наличие санитарно-индикаторных микроорганизмов. Отбор таких проб осуществляется после охлаждения продуктов, прошедших термическую обработку. Периодичность контроля эффективности пастеризации устанавливается программой производственного контроля.

Охлаждение - процесс снижения температуры молока и продуктов его переработки до уровня, при котором приостанавливается развитие в них микроорганизмов и окислительных процессов. Охлаждение подвергнутых термической обработке молока и продуктов его переработки (за исключением мороженого, сыров, сырных продуктов, сухих, концентрированных, сгущенных, стерилизованных продуктов переработки молока) осуществляется до температуры не выше 6 °С в течение двух часов. При производстве кисломолочных продуктов температура молока, сливок или нормализованной смеси исходных продуктов переработки молока после пастеризации должна быть снижена до температуры сквашивания. Не допускается выдерживать пастеризованные молоко, сливки или нормализованную смесь исходных продуктов переработки молока при температуре сквашивания без закваски.

Охлаждение смесей для мороженого осуществляется до температуры 3 °С ± 3 °С в течение не более чем два часа. Продолжительность хранения охлажденных смесей для мороженого не должна превышать:

а) 48 часов при температуре от 0 до 2 °С;

б) 36 часов при температуре от 2 до 4 °С;

в) 24 часа при температуре от 4 до 6 °С;

Хранение продуктов переработки молока осуществляется в течение срока годности в условиях, которые установлены изготовителем и при которых обеспечивается сохранность продуктов в соответствии с показателями безопасности.

Перевозка и реализация продуктов переработки молока осуществляются при режимах, установленных изготовителем, и в соответствии с требованиями законодательства Российской Федерации в области обеспечения качества и безопасности пищевых продуктов.

Сквашивание - процесс образования молочного сгустка в молоке и продуктах его переработки под действием заквасочных микроорганизмов. Сквашивание сопровождается снижением показателя активной кислотности (рН) и повышением содержания молочной кислоты.

При молочнокислом брожении происходит процесс анаэробного окисления углеводов, конечным продуктом при котором выступает молочная кислота. Название получило по характеру продукта - молочной кислоте. Для молочнокислых бактерий является основным путём катаболизма углеводов и основным источником энергии в виде АТФ.

Белки молока являются отличным источником азотистого питания для молочнокислых бактерий, которые расщепляют молочный сахар, превращая его в молочную кислоту, повышают кислотность среды, и молоко свёртывается, образуя плотный однородный сгусток.

При молочнокислом брожении конечным продуктом является молочная кислота. Этот вид брожения осуществляется с помощью молочнокислых бактерий, которые подразделяются на две большие группы (в зависимости от характера брожения): гомоферментативные, образующие из сахара только молочную кислоту, и гетероферментативные, образующие, кроме молочной кислоты, спирт, уксусную кислоту, углекислый газ.

Гомоферментативное молочнокислое брожение вызывают бактерии рода Lactobacillus и стрептококки. Они могут сбраживать различные сахара с 6-ю (гексозы) или 5-ю (пентозы) углеродными атомами, некоторые кислоты. Однако круг сбраживаемых ими продуктов ограничен. У молочнокислых бактерий нет ферментативного аппарата для использования кислорода воздуха. Кислород для них или безразличен, или угнетает развитие.

Идет согласно следующему уравнению

С₁₂H₂₂О₁₁ + H₂O = 4С₃Н₆О₃

(молочный сахар) (молочная кислота)

Если же сбраживается декстроза или вещества, способные переходить в декстрозу, то гидратации не происходит:

С₆Н₁₂О₆ = 2С₃Н₆О₃.

Глюкоза также расщепляется до пировиноградной кислоты. Но затем ее декарбоксилирование (отщепление СO₂), как при спиртовом брожении, не происходит, так как молочнокислые бактерии лишены соответствующих ферментов. У них активны дегидрогеназы (НАД). Поэтому пировиноградная кислота сама (а не уксусный альдегид, как при спиртовом брожении) принимает водород от восстановленной формы НАД и превращается в молочную кислоту.

В процессе молочнокислого брожения бактерии получают энергию, необходимую им для развития в анаэробных условиях, где использование других источников энергии затруднено. Гетероферментативное молочнокислое брожение - процесс более сложный, чем гомоферментативное: сбраживание углеводов приводит к образованию ряда соединений, накапливающихся в зависимости от условий процесса брожения. Одни бактерии образуют, помимо молочной кислоты, этиловый спирт и углекислоту, другие - уксусную кислоту; некоторые гетероферментативные молочнокислые бактерии могут образовывать различные спирты, глицерин, маннит. [20]

2.5 Обоснование выбора технологического оборудования

Резервуар для хранения молока тип ОМГ-10 нерж., горизонтальная

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4 - Резервуар для хранения молока тип ОМГ-10 нерж., горизонтальная

Предназначена для хранения охлажденного молока на предприятиях молочной промышленности.

Емкость горизонтального типа. Цилиндрический сосуд состоит из внутреннего корпуса, изготовленного из нержавеющей стали и наружного - из листовой стали. Устанарливается на восьми опорах с регулировкой высоты. Пространство между корпусами заполнено термоизоляционным материалом. В емкость поступает охлажденное молоко через патрубок наполнения - опорожнения, расположенный внизу, что исключает пенообразование. Насосом автоматически перемешивается молоко, осуществляется контроль температуры и предельных уровней при заполнении и опорожнении емкости. Санитарная обработка его внутренней поверхности производится с помощью моечных головок[21].

Таблица 2.22 - Технические характеристики резервуара для хранения молока ОМГ-10.

Модель	В2-ОМГ-10
Вместимость, л	10 000
Включение перемешивающего устройства	-
Тип перемешивающего устройства	-
Габариты, мм	4300х2270х2825
Масса, кг	2350

Центробежный насос Г2-ОПБ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 5 - Центробежный насос Г2-ОПБ

До начала работы насос и его засасывающую трубу необходимо наполнить жидкостью. Затем рабочее колесо начинает вращаться, отбрасывая жидкость к краям рабочей камеры насоса, тем самым нагнетая в ней необходимое давление. В итоге жидкость поступает в трубопровод и одновременно во всасывающем трубопроводе появляется разрежение. Под воздействием разности давления жидкость поступает в насос. Данный принцип действия насоса позволяет обеспечить беспрерывную подачу жидкости насосом.

Таблица 2.23 - Технические характеристики центробежного насоса Г2-ОПБ.

Модель насоса	ОПБ
Производительность, л/час	10000
Номинальное давление нагнетания (напор), МПа	0,2
Диаметр входного патрубка, мм	35
Мощность, кВт	1,5
Частота вращения двигателя, об./мин	-
Напряжение питания, В	380
Габариты АхБхВ, мм	530х290 х425
Масса, кг	30

Пластинчатая автоматизированная пастеризационно-охладительная установка типа ОКЛ-10 (10 000л|ч)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 6 - Пластинчатая автоматизированная пастеризационно-охладительная установка типа ОКЛ-10 (10 000л/ч)

Установка полностью собрана на раме из нержавеющей стали и полностью подключена электрически и механически, проверена на заводе на стенде. Пульт управления установкой располагается в шкафу из нержавеющей стали. Все детали установки, контактирующие с продуктом, изготовлены из никелесодержащей нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т (или стали AISI 304)ГОСТ 5632-72 и резины марки 51-3050 ТУ 38-1051705-86, разрешенной Минздравом РФ для контакта с пищевыми жидкостями. Вся сварка установки выполнена в среде инертного газа с внутренним поддувом, что обеспечивает необходимые санитарные условия и устраняет риск загрязнения продукта на сварных соединениях.Конструкция теплообменников и других элементов установки исключает возможность попадания в продукт во время работы через уплотнительные элементы не стерильных сервисных сред (вода, пар, воздух).[22]

Таблица 2.23 - Технические характеристики пастеризационно-охладительной установки типа ОКЛ-10.

Продукт	Молоко и кисломолочная продукция
Производительность, л/час	10 000
Температура продукта на входе в аппарат,оС	+8…10
Температура пастеризации продукта,оС	+76…+85
Температура подачи продукта на сепаратор,оС	+45…+55
Температура подачи на гомогенизатор,оС	+65…+75
Температура выходящего продукта (регулируется),оС	+4…+6
Время выдержки при температуре пастеризации, сек	от 20 до 400 сек и выше
Коэффициент регенерации, %	80…85
Теплоноситель: первичный вторичный	Пар Горячая вода
Давление пара перед приборами регулирования, МПа	0,3…0,4
Расход пара для пастеризации, кг/ч	180…200
Температура горячей воды,оС	+90…+95
Кратность расхода горячей воды	2,5 ...3
Хладоноситель	Ледяная вода
Температура хладоносителя, поступающего на охлаждение,оС	0…2
Давление, МПа	0,3…0,4
Кратность	3
Сжатый воздух:
Давление, МПа	0,3…0,4
Расход, м3/час	0,5…1,0
Количество пластин АГ-2 (бесклеевое соединение РТИ)	271
Размер резьбы патрубков подсоединения:
Продукт (вход и выход из установки)	Rd78х1/6" (Dу 50)
Продукт (отводы на сепаратор-молокоочиститель, гомогенизатор)	Rd78х1/6" (Dу 50)
Теплоноситель (вход фланцевой / выход)	Dу 50/ Труб. 1"
Хладоноситель (вход и выход)	Rd78х1/6" (Dу 50)
Емкость приемного бака-балансера, л	120
Габаритные размеры установки, мм	4000х1700х2400
Масса, кг	1500
Система автоматики	Пневмоэлектрическая

Гомогенизатор ОГА-10

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 7 - Гомогенизатор ОГА-10

Назначение: Получение устойчивой структуры вязких и жидких пищевых продуктов, эмульсий и дисперсий всех видов, получаемых из одного или нескольких ингредиентов. По принципу действия гомогенизатор представляет собой плунжерный насос высокого давления с гомогенизирующей головкой. Применяется в молочной, масложировой, консервной, кондитерской промышленности.

Принцип работы: Пищевой продукт по трубопроводу поступает при помощи насоса во всасывающий канал. Из рабочей полости блока продукт под давлением подается через нагнетательный канал в гомогенизирующие головки I и II ступеней и с большой скоростью проходит через кольцевой зазор, образующийся между притертыми поверхностями гомогенизирующего клапана и его седлом. При этом происходит диспергирование жировой фазы продукта.

Далее гомогенизированный продукт через патрубок направляется по трубопроводу на дальнейшую обработку или хранение. Давление гомогенизации продукта создается нажатием пружины и регулируется при помощи рукоятки. Контроль давления гомогенизации осуществляется манометрической головкой[23].

Таблица 2.24 - Технические характеристики гомогенизатора ОГА-10.

Производительность	10 000 л/ч
Количество плунжеров	5
Давление гомогенизации	20 МПа
Установленная мощность двигателя не более:	75 кВт

Габаритные размеры, мм

- длина 1770

- ширина 1500

- высота 1870

Масса, 3490 кг

Заквасочник ОЗУ-0,63

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 8 - Заквасочник ОЗУ-0,63

Предназначены для приготовления производственных заквасок на чистых культурах молочно - кислых бактерий путем пастеризации молока, его сквашивания и охлаждения закваски.

Состоят из резервуара для сквашивания и блока управляющей аппаратуры.

Термоизолированный резервуар снабжен устройством для залива исходного и слива готового продукта, перемешивающим устройством, змеевиками пара и ледяной воды, устройством для мойки внутренней поверхности резервуара, датчиком контроля температуры процесса пастеризации и сквашивания.

Внутренняя ванна резервуара через патрубок заполняется молоком. Перемешивание молока осуществляется мешалкой. В змеевик, расположенный на дне наружной ванны, подается пар под давлением 0,3 ± 0,05 МПа и молоко через водяную ванну нагревается до температуры пастеризации 95° ± 2°С.

После окончания пастеризации продукта, с целью ускорения охлаждения молока до температуры сквашивания, происходит подача водопроводной воды, которая вытесняет горячую воду из рубашки, одновременно включается подача ледяной воды. При необходимости, готовую закваску можно охладить до температуры хранения 3-10°С и хранить до употребления.

Постоянная температура в процессе сквашивания поддерживается автоматически с точностью до ± 1°С с периодической подачей пара в теплообменник[22].

Таблица 2.25 - Технические характеристики заквасочника ОЗУ-0,63.

Обозначение	ОЗУ-0,63
Объем, м3	0,63
Перемешивающее устройство	мешалка лопастного типа
Частота вращения мешалки, об/мин	28
Мощность привода, кВт	0,18
Теплоноситель	пар
Давление пара, МПа, не более	0,3
Расход пара, кг/ч	150
Хладоноситель	ледяная вода или пропиленгликоль давлением не более 0,3 МПа
Длина, мм	1350
Ширина, мм	1230
Высота, мм	1590

Резервуар для хранения молока тип ОМВ-6,3 нерж., вертикальный

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 9 - Резервуар для хранения молока тип ОМВ-6,3 нерж., вертикальный

Резервуар вертикального типа. Цилиндрический сосуд состоит из внутреннего корпуса, изготовленного из алюминиевого листа (возможна поставка полностью нержавеющих резервуаров), и наружного - из листовой стали. Пространство между корпусами заполнено термоизоляционным материалом. В верхней части резервуара расположены моечное устройство (насос центробежный), датчик верхнего уровня, воздушный клапан и смотровое окно. В нижней части резервуара имеются перемешивающее устройство, датчик нижнего уровня молока, опоры. Резервуар наполняется и освобождается через нижний патрубок. Перемешивающее устройство (насос центробежный) включается автоматически или вручную через каждые 4 ч. После интенсивного перемешивания в течение 15 мин разность жирности молока в. различных точках резервуара составляет не более 0,1 %[22].

Таблица 2.26 - Технические характеристики резервуара для хранения молока ОМВ-6,3.

Модель	В2-ОМВ-6,3
Повышение температуры продукта втечение 24 часов при разнице температуры молока и окружающего воздуха 21 С, С , не более	2
Условный проход патрубка наполнения - Опорожнения, мм	50
Напряжения питания, В	380
Включение перемешивающего устройства	ручное
Тип перемешивающего устройства	Циркуляционно - струйное
Габариты, мм	2610х2121х3000
Масса, кг	996

Насос роторный НР-2М

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 10 - Насос роторный НР-2М

Предназначен для перекачивания по трубам вязких молочных продуктов (сливки, концентрированное и сгущенное молоко, смеси для мороженого и кисломолочные продукты) температурой до 90°С.

Может применяться для перекачивания и других пищевых и непищевых продуктов, подобных по вязкости и химической активности, в том числе для перекачивания жидкостей используемых при производстве хлебобулочных изделий.

Продукт через всасывающий патрубок заполняет свободные промежутки между лепестками роторов и при их вращении порциями подается в нагнетательный трубопровод. При этом структурный состав продукта не изменяется. Возможно вращение роторов в обратную сторону в зависимости от направления движения продукта[23].

Таблица 2.27 - Технические характеристики насоса роторного НР-2М

Подача, регулируемая поворотом перепускного клапана, мі/ч	0,5 - 2,0
Подача при номинальном режиме, м3/ч	2
Рабочее давление, МПа - номинальное - предельное	0,20 0,25
Двигатель - тип - исполнение - номинальная мощность, кВт - частота вращения, об/мин	АИР80А6СУ2 IМ 3081 0.55 920
Частота вращения роторов, об/мин	480
Диаметр входного и выходного патрубков, мм	25
Габаритные размеры (Д*Ш*В), мм	610*210*255
Занимаемая площадь, м2	0.130
Масса, кг	15

Оборудование для дозирования сырья

Основное назначение дозирующих устройств - обеспечить заданное количество материала по массе (или поддержание заданного расхода компонента) с определенной точностью. Дозирование компонентов является одной из важнейших операций. По структуре рабочего цикла дозирование бывает непрерывным или порционным, а по принципу действия -- объемным или весовым. В периодических процессах дозирование осуществляют с помощью весовых мерников и жидкостных счетчиков. Применение объемного метода существенно упрощает процесс дозирования жидких компонентов. Вместе с этим, объемное дозирование нередко характеризуется более значительной погрешностью в величине выдаваемых доз, что в отдельных случаях может ограничить его применение. Весовой способ дозирования, как правило, обеспечивает большую точность, поэтому для дозирования компонентов в большой мере используют весовые дозаторы. Большое распространение получили дозаторы на тензодатчиках. Сущность дозирования таким способом заключается в том, оборудование устанавливается на тензовесах, а вес сосуда и продукта, помещенного в него, преобразуется в пропорциональный весу электрический сигнал за счет использования электротензометрических датчиков, работающих либо, на сжатие либо на растяжение.

В данном курсовом проекте для дозирования компонентов используется шнековый дозатор. [21]

Фасовочно-упаковочный автомат роторного типа «Пастпак 4Р»

Рис. 11 - Фасовочно-упаковочный автомат роторного типа «Пастпак 4Р»

Предназначен для фасовки жидких и пастообразных продуктов в пластиковые стаканчики. Автомат может стать альтернативой крупногаборитному линейному оборудованию, обеспечивая аналогичный уровень производительности при более компактных размерах. Четырехпозиционное размещение гнезд на карусели и сервопривод ее вращения гарантируют производительность до 120 упаковок в минуту.

Для удобства и эффективности работы на автомате установлен один магазин для загрузки стаканов и общий отводящий транспортер, предусмотрена возможность быстрого перехода на другой размер тары. Регулировка дозы производится с пульта управления. Опционно автомат может быть оснащен дополнительным дозатором для фасовки двухкомпонентных продуктов (например, йогурта и джема).

Кроме того, на «Пастпак 4Р» предусмотрена возможность «гигиенического» процесса упаковки, позволяющего сохранять свойства продукта длительное время без добавления консервантов. С этой целью в закрытую камеру зоны фасовки осуществляется поддув стерильного воздуха, отфильтрованного HEPA-фильтром, а стаканы проходят UV --обработку.

Особенности машины:

· Четырехпозиционное размещение гнезд на карусели

· Сервопривод вращения карусели

· Адаптация к CIP --мойке

· Регулировка дозы с пульта управления

· Один магазин для загрузки стаканов

· Возможность быстрого перехода на другой типоразмер тары

· Ультразвуковой датчик уровня продукта

· Общий отводящий транспортер

· Цветная панель управления touch screen и русскоязычный интерфейс

· Опционно автомат может быть оснащен дополнительным дозатором для фасовки двухкомпонентных продуктов (например, йогурта и джема)[23].

Технические характеристики:

Производительность ... 120 упаковок/мин

Размер пластиковых стаканов, мм:

Диаметр ( max) ... 95

Высота ... 120

Пределы дозирования 0,1…0,5 л

Тип дозатора: жидкостной объемный

Объем бункеров, (max), л: 60

Питание машины: 380 В; 50 Гц

Потребляемая мощность, кВт: 6

Привод вращения карусели: сервопривод

Рабочее давление в пневмосистеме, МПа: 0,6

Расход воздуха, л/мин: 700

Габаритные размеры машины, мм:

длина 2400

ширина 2400

высота 2500

Масса автомата, кг: 1200[23]

2.6 Описание технологической схемы производства и оборудования

Молоко цельное и обезжиренное принимаются через молокоприемный пункт с помощью насоса и счетчика в резервуары для хранения тип ОМГ-10 (поз.1 и поз.1). Молоко из емкости (поз.1) подается сначала в балансировочный бачок (поз.3) с помощью насоса (поз.2), а затем насосом (поз.2) в секцию рекуперации пастеризационно-охладительной установки (поз.4), где оно подогревается до температуры 40...45 °С. Далее молоко подается в резервуар для хранения тип ОМГ-6,3 (поз.6), там происходит нормализация по жиру путем смешивания молока с нормализованным молоком, которое поступает из резервуара для хранения молока (поз.1).

Нормализованное молоко поступает на гомогенизатор ОГА-10 (поз.7). Гомогенизацию проводят при Т=60-70 °С и при давлении 1,5 - 2,5 Мпа.

Нормализованное и гомогенизированное молоко направляют на пастеризацию (поз.4) при температуре 85-87 °С с выдержкой в течение 10-15 мин.

Пастеризованное и гомогенизированное молоко немедленно охлаждают в регенеративной секции пастеризационной установки (поз.4) до температуры заквашивания его чистыми культурами молочнокислых бактерий: при использовании термофильных культур - до 40-42°С.

В охлажденное до температуры заквашивания молоко должна быть немедленно внесена закваска.

Закваску перед внесением в молоко тщательно перемешивают до получения жидкой однородной консистенции, затем вливают в молоко при постоянном перемешивании. Наиболее рационально вносить закваску в молоко в потоке. Для этого закваска через дозатор (поз.12) подается непрерывно в молокопровод, в смесителе (поз.11) она хорошо смешивается с молоком.

Сквашивание молока производят при определенной температуре, в зависимости от вида закваски. В нашем случае сквашивание происходит при температуре 33°С. При использовании заквасок, приготовленных на чистых культурах молочнокислого стрептококка термофильных рас - 3-4 часа.

Наполнитель вносится в соответсвии с рецептурой для данного вида йогурта.

По достижении требуемой кислотности и образовании сгустка йогурт немедленно охлаждают - при резервуарном способе производства в универсальных резервуарах (поз.9) или в пластинчатых охладителях до температуры не выше 8 °С.

Йогурт фасуют с помощью фасовочно-упаковочного аппарата (поз.10) в потребительскую тару из полипропилена и отправляют в холодильную камеру (поз.14) до его реализации.

2.7 Контроль производства

Таблица 2.28 - Контроль производства.

№	Наименование стадий процесса	Контролируемый параметр	Частота и способ контроля	Технологические нормы	Методы испытания и средства контроля	Кто контролирует
1	2	3	4	5	6	7
1	Подготовка сырья
1.1	Приготовление раствора сахарного песка	Масса компонентов, кг	Каждая партия, технический журнал	По рецептуре	Расходомер РМ, автоматический бункерный дозатор Д-20	Аппаратчик
		Температура нагревания смеси, єС	Каждая партия, технический журнал	503	Термопреобразователь по ГОСТ 6651-84. Мост самопишущий кл. 0,5 с ДИ от 0 до 100 єС по ГОСТ 7164-78	Аппаратчик
		Продолжительность перемешивания смеси, мин	Каждая партия, технический журнал	25	Часы кл.2 по ГОСТ 23350-83Е	Аппаратчик
1.2	Приготовление закваски	Температура сквашивания, єС	Каждая партия	372	Термопреобразователь по ГОСТ 6651-84, мост показывающий по ГОСТ 7164-78	Аппаратчик
		Время приготовления закваски, ч	Каждая партия	6…10	Часы кл.2 по ГОСТ 23350-83Е	Аппаратчик
		Вкус и запах, консистенция и внешний вид	Каждая партия	Чистый кисломолочный вкус и запах, однородная консистенция	Органолептический метод	Лаборатория
		Кислотность, єТ	Ежедневно, каждая партия	90…100	Аппаратура по ГОСТ 3624-92. Бюретка вместимостью 25 см3, кл. 2, с ценой деления 0,1 см3 по ГОСТ 20292-74	Лаборатория
		Объемная доля закваски, %	Каждая партия, технический журнал	5	Градуированные технологические резервуары	Аппаратчик
2	Нормализация смеси
2.1	Растворение СОМ, стабилизатора	Масса компонентов, кг	Каждая партия, технический журнал	По рецептуре	Расходомер РМ, автоматический бункерный дозатор Д-20	Аппаратчик
		Температура нагревания смеси, єС	Каждая партия, технический журнал	35…45	Термопреобразователь по ГОСТ 6651-84. Мост самопишущий кл. 0,5 с ДИ от 0 до 100 єС по ГОСТ 7164-78	Аппаратчик
		Продолжительность перемешивания смеси, мин	Каждая партия, технический журнал	15	Часы кл.2 по ГОСТ 23350-83Е	Аппаратчик
2.2	Смешивание компонентов (сахарногораствора, СОМ, питьевого молока)	Масса компонентов, кг	Каждая партия, технический журнал	По рецептуре	Расходомеры РМ-5	Аппаратчик
		Температура нагревания смеси, єС, жидких компонентов	Каждая партия, технический журнал	(502)	Термопреобразователь по ГОСТ 6651-84. Мост самопишущий кл. 0,5 с ДИ от 0 до 100 єС по ГОСТ 7164-78	Аппаратчик
		Продолжительность перемешивания смеси, мин	Каждая партия, технический журнал	15	Часы кл.2 по ГОСТ 23350-83Е	Аппаратчик
		Температура нагревания смеси, єС	Каждая партия, технический журнал	503	Термопреобразователь по ГОСТ 6651-84. Мост самопишущий кл. 0,5 с ДИ от 0 до 100 єС по ГОСТ 7164-78	Аппаратчик
2.3	Показатели смеси	Кислотность, єТ, не более	Каждая партия, технический журнал	19	Аппаратура по ГОСТ 3624-92. Бюретка вместимостью 25 см3, кл. 2, с ценой деления 0,1 см3 по ГОСТ 20292-74	Лаборатория
3	Гомогенизация смеси
3.1.	Гомогенизация	Температура гомогенизации, єС	Каждая партия, технический журнал	от 45 до 85	Термопреобразователь по ГОСТ 6651-84. Мост самопишущий кл. 0,5 с ДИ от 0 до 100 єС по ГОСТ 7164-78	Аппаратчик
		Давление гомогенизации, МПа	Каждая партия, технический журнал	15,02,5	Манометр показывающий кл. 1,5 с ВПИ 25 МПа по ГОСТ 2405-88	Аппаратчик
3.2	Пастеризация	Температура пастеризации, єС	Каждая партия, диаграммная лента	922	Термопреобразователь по ГОСТ 6651-84. Мост самопишущий кл. 0,5 с ДИ от 0 до 100 єС по ГОСТ 7164-78	Аппаратчик
		Время выдержки, мин	Технический журнал	2…8	Часы кл.2 по ГОСТ 23350-83Е	Аппаратчик
4	Пастеризация смеси
4.1.	Охлаждение смеси	Температура охлаждения смеси до температуры заквашивания, єС	Каждая партия, технический журнал	372	Термопреобразователь по ГОСТ 6651-84. Мост самопишущий кл. 0,5 с ДИ от 0 до 100 єС по ГОСТ 7164-78	Аппаратчик
5	Заквашивание и сквашивание смеси
5.1	Заквашивание	Время перемешивания смеси с закваской, мин	Каждая партия, технический журнал	72	Часы кл.2 по ГОСТ 23350-83Е	Аппаратчик
		Температура сквашивания, єС	Каждая партия, технический журнал	372	Термопреобразователь по ГОСТ 6651-84, мост показывающий по ГОСТ 7164-78	Аппаратчик
		Время сквашивания, ч	Каждая партия, технический журнал	4…6	Часы кл.2 по ГОСТ 23350-83Е запись в техническом журнале	Аппаратчик
		Кислотность сгустка после сквашивания, єТ, не более	Каждая партия, технический журнал	55+5	Метод и аппаратура по ГОСТ 3624-92. Бюретка вместимостью 25 см3, кл. 2, с ценой деления 0,1 см3 по ГОСТ 20292-74	Лаборатория
5.2	Перемешивание, охлаждение продукта	Время подачи ледяной воды, мин	Каждая партия, технический журнал	от 30 до 60	Часы кл.2 по ГОСТ 23350-83Е	Аппаратчик
		Температура воды, єС	Каждая партия, технический журнал	22	Термопреобразователь по ГОСТ 6651-84. Мост самопишущий кл. 0,5 с ДИ от 0 до 100 єС по ГОСТ 7164-78	Аппаратчик
		Время перемешивания, мин	Каждая партия, технический журнал	от 5 до 15	Часы кл.2 по ГОСТ 23350-83Е	Аппаратчик
		Продолжительность охлаждения, мин, ч	Каждая партия, технический журнал	2,5+0,5	Часы кл.2 по ГОСТ 23350-83Е	Аппаратчик
		Температура охлаждения сгустка, єС	Каждая партия, технический журнал	172	Термопреобразователь по ГОСТ 6651-84. Мост самопишущий кл. 0,5 с ДИ от 0 до 100 єС по ГОСТ 7164-78	Аппаратчик
6	Внесение фруктового наполнителя
6.1	Внесение фруктово-ягодного наполнителя	Масса фруктово-ягодного наполнителя, кг	Каждая партия, технический журнал	Согласно рецептуре	Расходный бункер, тензодатчики	Аппаратчик
6.2	Перемешивание продукта	Время перемешивания, мин	Каждая партия, технический журнал	5…10	Часы кл.2 по ГОСТ 23350-83Е	Аппаратчик
7	Розлив
7.1	Розлив	Время перемешивания перед розливом, мин	Каждая партия, технический журнал	3…5	Часы кл.2 по ГОСТ 23350-83Е	Аппаратчик
		Температура доохлаждения, єС	Каждая партия, технический журнал	42	Термопреобразователь по ГОСТ 6651-84, мост показывающий по ГОСТ 7164-78	Аппаратчик

2.8 2.8 Дефекты изделия и способы их устранения

Таблица 2.29- Дефекты йогурта и способы их устранения [23].

Порок	Причины возникновения	Меры предупреждения
Пороки вкуса
Излишне кислый вкус	Недостаточно быстрое и глубокое охлаждение после сквашивания; хранение продуктов при высоких температурах	Строго соблюдать режим технологического процесса выработки продуктов
Салистый вкус	Окислительная порча жира при длительном хранении йогурта; попадание солнечных лучей на поверхность продукта	Выдержать сроки хранения йогурта; хранить его в закрытых емкостях и помещениях
Прогорклый вкус	Развитие на поверхности йогурта плесневых грибов и бактерий, образующих фермент липазу	Соблюдать санитарно-гигиенические нормы обработки молока и выработки йогурта
Пороки консистенции
Значительное отделение сыворотки	Нарушение режимов пастеризации и гомогенизации молока; длительная выдержка сгустков в термостатной камере	Строго соблюдать технологические режимы выработки кисломолочных напитков
Жидкая консистенция	Преждевременное окончание процесса сквашивания сливок при выработке йогурта	Соблюдать режим сквашивания и охлаждения продукта
Рваный сгусток, сброженная консистенция, вспучивание продукта	Развитие в продуктах газообразующих бактерий, использование недоброкачественных заквасок, попадание дрожжей в йогурт при упаковке и хранении	Строго соблюдать санитарно-гигиенические нормы и правила обработки молока, использовать доброкачественные закваски, соблюдать режимы упаковки и хранения творога
Мажущая консистенция	Обработка сгустка при изменении кислотности	Соблюдать технологию

3. Расчетная часть

3.1 Материальный расчет

1) Расчет фонда рабочего времени

Годовой эффективный фонд рабочего времени производства рассчитывается по формуле

Т_эфф. = 365 - (В+П+О+К), (3.1.1)

где Т_эфф. - количество рабочих дней в году;

В - выходные дни;

П - праздничные дни;

О - остановки на осмотр и текущий ремонт;

К - остановы на капитальный ремонт.

Т_эфф. = 365 - (0+13+42) = 310 сут/год = 7440 ч/год

2) Определение суточной (часовой) производительности цеха

Рассчитывают по формуле:

Р_с = Р _г / Т_эфф., (3.1.2)

где Р_с - суточная производительность цеха по готовому продукту;

Р_г - годовая производительность цеха (по заданию);

Т_эфф. - количество рабочих дней в году.

Р_с = 3100 / 310 = 10 т/сут

Информация взята из источника [3].

Сначала определяем, сколько йогурта можно получить из 1 т цельного молока.

1. Общий вид материального баланса :

m_c = м_гп + m_п +П (3.1.3)

где m_c - масса сырья, кг

м_гп - масса готового продукта, кг

m_п - масса побочного продукта, кг

П - производственные расходы, кг

2. Очистка сырого молока

Найдем количество молока без механических примесей:

m_м = 1000 * 0,9999 = 999,9 кг (3.1.4)

где m_м - масса молока без механических примесей

3.Нормализация

Массу сухого обезжиренного молока , необходимую для нормализации 999,9 кг молока к жирности 2,5% найдем по пропорции:

773,4 кг молока - 0,11 кг сухого обезжиренного молока

999,9 кг молока - х кг сухого обезжиренного молока

Х= 999,9*0,11/773,4=0,142 кг

Найдем массу нормализованного молока:

m_нм = 999,9 + 0,142 = 1000,042 кг

С учетом 0,01% потери масса нормализованного молока:

m_нм = 1000,042 * 0,9999 = 999,94 кг

4.Гомогенизация

В результате гомогенизации потери молока составили 0,02%, тогда масса нормализованного молока:

m_нм = 999,94 * 0,9998 = 999,74 кг

5.Пастеризация

С учетом 0,025% потери ,масса молока составит:

m_нм = 999,74 * 0,99975 = 999,49 кг

6.Заквашивание и сквашивание

Найдем массу закваски:

m_з = m_нм * 0,05 (3.1.5)

где m_з - масса закваски

m_з = 999,49*0,05 = 49,97 кг

Масса сквашиваемого молока:

m_см = m_з + m_нм (3.1.6)

m_см = 49,97 + 999,49 = 1049,46 кг

7.Внесение наполнителя

m_c = 773,4+0,11+50=823,51 кг

1)Молоко сухое обезжиренное:

823,51 - 19,5

1049,46 - х

Х = 1049,46*19,5/823,51=24,85 кг

2)Персиковый наполнитель:

823,51 - 150

1049,46 - х

Х = 1049,46*150/823,51=191,16 кг

3)Стабилизатор:

823,51 - 7

1049,46 - х

Х = 1049,46*7/823,51=8,92 кг

Сумма добавок =24,85+191,16+8,92=224,93 кг

Общее количество йогурта с добавками, получаемого из 1000 кг молока:

m_й=224,93+1049,46=1274,39 кг

С учетом 0,01% потери, масса йогурта составит:

m_й=1274,39*0,9999=1274,26 кг

9.Розлив и упаковка

Учитывая 0,025% потерь, масса йогурта:

m_й=1274,26*0,99975=1273,94 кг

10.Общий вид материального баланса:

224,93+1000+49,97=1273,94+1

1274,9=1274,94

3.2 Расчет единиц оборудования

В данном курсовом проекте на предприятии ООО «Агрофирма» г. Иваново применен резервуарный способ производства фруктового йогурта с м. д. ж. 2,5 % на линии производительностью 10 тонн в сутки. Расчет количества аппаратов, необходимых для выполнения производственной программы по выпуску продукции, рассчитываем по формуле:

(3.2.1)

где П - число аппаратов периодического действия;

Р_с - суточная производительность цеха по сырью, т/сут. (Р_с=3,5 т/сут.)

W - масса компонентов, загружаемых в аппарат на один синтез, т;

К_об - коэффициент оборачиваемости аппарата;

К_исп - коэффициент использования аппарата;

Масса компонентов, загружаемых в аппарат на один синтез, находится по формуле:

где V_г- геометрический объем аппарата, м³;

с_см - плотность смеси компонентов, загружаемых в аппарат в т/м³; (с_см=1,028)

К₃- коэффициент заполнения аппарата (К₃<1), принимаем К₃=0,8;

Коэффициент использования аппарата может быть рассчитан по формуле:

(3.2.2)

где ОГФРВ - общий годовой фонд рабочего времени

Т_р - простои на средний и текущий ремонт

Коэффициент оборачиваемости рассчитывают по формуле:

(3.2.3)

где ф_с- время суток в часах (ф_с~24ч)

ф_ц- время цикла в аппарате, ч

К_об принимаем равным 1

(3.2.4)

1. Расчет количества пастеризационно-охладительных установок

Если известна производительность аппарата, то число аппаратов может быть рассчитано по формуле:

(3.2.5)

где Р₁ производительность аппарата т/ч. P₁=10 т/ч

Р_ц- производительность цеха, т/ч. Р_ц= Р_с/24=10/24= 0,417 т/ч

Тогда, принимаем 1 аппарат.

Тогда, П = 0,417/(10,28*0,97) = 0,042, принимаем 1 аппарат.

2. Расчет количества емкостей для хранения молока.

Если известна производительность аппарата, то число аппаратов может быть рассчитано по формуле:

где Р₁ производительность аппарата т/ч. P₁ = 2,5 т/ч

Р_ц- производительность цеха, т/ч. Р_ц= Р_с/24=10/24= 0,417 т/ч

Тогда, , принимаем 1 аппарат.

3. Расчет количества сепараторов

Поскольку производительность известна, то рассчитываем число аппаратов по формуле (3.3.5).

,принимаем 1 аппарат.

4. Рассчитываем количество охладителей.

Т.к. известна производительность, то рассчитываем число аппаратов по по формуле (3.3.5).

, принимаем 1 аппарат

5. Расчет количества пресс-тележек.

Поскольку производительность не известна, то рассчитываем число аппаратов по следующим формулам.

Рассчитываем массу компонентов, загружаемых в аппарат на один синтез, т

т

Рассчитываем количество аппаратов, необходимое для производства

, принимаем 5 аппаратов.

6. Расчет количества творогоизготовителей.

Поскольку производительно...