Продуктовый расчет молочного завода

 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Схема технологического  направления предприятия 

Важным аспектом проектирования является схема технологического направления предприятия. При составлении схемы технологического направления решается вопрос о рациональной переработке вторичного сырья на пищевые цели. При этом руководствуются комплексным использованием всех компонентов молока, минимальными затратами труда, энергетических ресурсов и спросом на вырабатываемую продукцию. Кроме того, безотходная технология позволяет учесть экологические аспекты охраны окружающей среды. На основе данной схемы проектируется ассортимент продукции предприятия.

Схема технологического направления городского молочного  завода представлена на рисунке 1.

 

2.2 Схема технологических  процессов 

 

Схема технологических процессов составляется на основе технологии каждого продукта, вырабатываемого на проектируемом предприятии. Схема технологических процессов показывает все процессы, осуществляемые на предприятии от оценки качества и приемки молока до хранения готовой продукции. На схеме показано производство каждого продукта по операциям с указанием технологических параметров (температура, время выдержки, хранения, давления). Схема необходима для составления плана технохимического и микробиологического контроля производства, а также, наряду с продуктовым расчетом, для подбора оборудования и составления графика технологических процессов.

При выборе схемы руководствуются  следующими принципами: получение продукта высокого качества, максимальная автоматизация и механизация производства, экономичность процесса.

Схема технологических  процессов показана на рисунке 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Продуктовый расчёт.

Продуктовые расчёты  выполняем для определения объёма производства, расчёта и подбора  технологического оборудования, расчёта площадей камер хранения молочных продуктов, определения расхода воды, пара, холода, электроэнергии на производство продукта.

Продуктовый расчёт молочного  завода выполняется с учётом физиологических норм потребления цельномолочной продукции населения, проживающего в месте размещения предприятия.

 

2.3.1 Продуктовый расчет молока питьевого классического, пастеризованного м.д.ж. 3,2% по ГОСТ Р 52093-2003.

 

При производстве питьевого классического пастеризованного молока м.д.ж. 3,2% масса цельномолочных продуктов для населения в необходимом ассортименте рассчитывается по формуле:

 

                               

,                               (2.1)

 

 где Н - численность населения, человек;

       Ф  - физиологическая норма потребления  продукта на одного человека в сутки, кг/сут [  ];

 

М_пр=30000∙0,370=11100 кг/сут.

 

Масса нормализованной  смеси, необходимой для выработки классического пастеризованного молока определяется по формуле 2.2:

                                                 

                              

,                                        (2.2)

 

   где М_нм. - масса нормализованной смеси, кг/сут;

          М_пр. - масса продукта, кг/сут;

         Н_р.- норма расхода сырья, необходимого для выработки пастеризованного молока, с учётом нормативных потерь в зависимости от вида фасовки и мощности завода, кг/кг [  ].

 

 кг/сут.

 

Масса цельного молока для выработки классического пастеризованного

молока м.д.ж. 3,2% определятся по формуле:

 

                

,                                        (2.3)

                                               

где М _ц.м. – масса цельного молока, направленного на выработку классического пастеризованного молока м.д.ж. 3,2%, кг/сут;

        Ж_м, Ж_нм, Ж_о – массовые доли жира в молоке - сырье, нормализованном молоке и обезжиренном молоке соответственно,%;

 

      

 

Масса обезжиренного  молока необходимого для нормализации, рассчитывается по формуле:

                                                   М_о=М_н.м-М_ц.м                                                  (2.4)                                                                 

 

        М_о=11275,65-10557,34=670,3 кг

 

Масса кисломолочных  продуктов для населения в  необходимом ассортименте рассчитывается по формуле (2.1):

 

М_пр=30000∙0,13=3900 кг/сут.

 

На заводе предусматривается  производство 2000 кг кефира м.д.ж. 2% и 1900 кг кисломолочного классического напитка «Бифилайф» м.д.ж 3,2%.

 

2.3.2 Продуктовый расчет кефира маложирного м.д.ж 2% по

      ГОСТ Р 52093-2003.

Масса нормализованной смеси для выработки кефира рассчитывается по формуле (2.2).

 

=2024,6 кг/сут;

 

Масса вносимой бактериальной закваски рассчитывается по формуле:

                                             (2.5)

    где М_нм – масса нормализованной смеси для выработки продукта, кг;

   а – количество вносимой закваски, % ;

= 101,2 кг/сут.

Т.к. закваска приготовлена на обезжиренном молоке, массовую долю жира нормализованного молока до внесения закваски рассчитываем по формуле:

                               (2.6)

где  Ж_нм – массовая доля жира нормализованного молока перед заквашиванием, %;

        Ж_пр – массовая доля жира в продукте после заквашивания, %;

        Ж_з – массовая доля жира закваски,%;

=2,1%.

      Масса нормализованной смеси до внесения закваски определяется по формуле:

                              М_нм-з=М_нм-М_з                                          (2.7)

М_нм-з=2024,6-101,2=1923,4 кг/сут.

Масса молока сырья, пошедшего  на выработку кефира маложирного  определяется по формуле (2.3):

=1177 кг/сут.

 

Масса обезжиренного  молока для составления нормализованной смеси определяется по формуле:

                                М_о=М_н.м - М_ц.м                                                 (2.8)

М_о=1923,4-1177=746,4 кг/сут.

 

2.3.3 Продуктовый расчет  кисломолочного классического напитка  «Бифилайф» м.д.ж.3,2% по ТУ 9222-001-14173891-04.

 

         Масса нормализованной смеси  для выработки продукта рассчитывается  по формуле (2.2):

М_н.см.=

=1924,3 кг/сут.

Масса молока сырья, пошедшего  на выработку продукта определяется по формуле (2.3):

М_ц.м=

=1809,4 кг/сут.

Масса обезжиренного  молока для составления нормализованной  смеси определяется по формуле (2.8):

М_о=1924,3-1809,4=115 кг/сут.

2.3.4. Продуктовый расчет сметаны м.д.ж. 20% по ГОСТ Р 52092 – 2003.

 

Масса продукта для удовлетворения потребностей населения рассчитывается по формуле (2.1):

М_пр= 30000∙0,08=540 кг.

Масса нормализованной  смеси для производства сметаны  определяется по формуле (2.2):

М_н.см=

=545 кг.

Масса закваски для сметаны  рассчитывается по формуле (2.5):

М_з=

=27 кг/сут.

Т.к закваска приготовлена на обезжиренном молоке, массовую долю жира нормализованного молока до внесения закваски рассчитывается по формуле (2.6):

 

 %.

Масса нормализованной  смеси до внесения закваски определяется по

формуле (2.7):

М_н.см-з=545-27=518 кг/сут.

Масса цельного молока, необходимого для составления нормализованной  смеси рассчитывается по формуле (2.8):

 

М_ц.м=

=229 кг/сут.

Масса сливок м.д.ж. 35% для составления нормализованной смеси определяется по формуле:

                              М_сл=М_н.см-з-М_ц.м                                         (2.9)

 

М_сл=518-229=289 кг/сут.

 

2.3.5 Продуктовый расчет производства творога м.д.ж. 9%

 по ГОСТ Р 52096-2003.

 

Масса творога м.д.ж. 9% рассчитывается по формуле (2.1)

М_пр = 30000 × 0,013 = 390 кг/сут.

Массу полученного творога  определим по формуле (2.2)

кг/сут

 

Массовую долю жира в  нормализованном молоке определяем по формуле :

                                          Ж_н.м = К_н×Б_м                                   (2.10)

где К_н–коэффицент нормализации молока для творога (для полужирного К_н=0,5);

       Бм–массовая доля белка в молоке , %.

Массовая доля белка  в молоке определяется по формуле:

                                      Бм=0,5 ×  Жм +1,3                                                     (2.11)

 

Б_м=0,5∙3,4+1,3=3%;

Ж_н.м=0,5×3=1,5%;

Количество нормализованного молока направленного на производство творога полужирного определяем по формуле:

 

                                                     (2.11)

где М_тв–масса полученного творога ,кг;

      Ж_тв,Ж_тв,Ж_н.м – массовая доля жира творога ,сыворотки, нормализованной смеси, соответственно;

      П –нормативные потери при производстве творога[  ]

М_н.м=

=3174 кг/сут;

Количество цельного молока направленного на производство творога определяется по формуле (2.3):

М _ц.м=

кг/сут;

Масса закваски для творога рассчитывается по формуле (2.5):

 кг/сут.

Количество обезжиренного молока для производство творога определяется по формуле (2.8):

М_о.м =3174 – 1374=1800 кг/сут.

При производстве творога  масса образовавшейся сыворотки  рассчитывается по формуле:

                                  

                                    (2.14)

где М_сыв –  масса сыворотки, кг/сут;

       В_сыв – выход образовавшейся сыворотки %,[   ];

       М_н.м–масса нормализованного молока, направленного на выработку творога , кг/сут.

кг/сут.

2.3.6 Продуктовый расчет  производства масла «Крестьянское» м.д.ж.72,5% по ГОСТ 52253-2004.

Массу молока для производства масла находим по формуле:

                                        М_м.сеп = М_м - М_ц.м                                             (2.15)

где М_м.сеп – масса цельного молока, направленного на производство масла, кг;

      М_м– суточное поступление молока на завод, кг, ;

      М_ц.м. – масса цельного молока, направленная на нормализацию, кг;

            М _ц.м= М _ц.м1+ М _ц.м2+ М _ц.м3+ М _ц.м4,                          (2.16)

 

где М _ц.м1, М _ц.м2 ,М _ц.м3 ,М _ц.м4– масса цельного молока, направленного на нормализацию молока пастеризованного, кефира , напитка «Бифилайф», творога соответственно, кг

 

М _ц.м=10557+1177+1809,4+229+1374=15146,4 кг

 

М_{м сеп} = 100000 –15146,4=84853,6 кг/сут.

 

Масса всех сливок полученных при  сепарировании молока определяется по формуле:

 

       

                          (2.17)

 

где  М_сеп  - масса всего молока направленного на сепарирование кг;

        Ж_м, Ж_сл, Ж_о – массовые доли жира, соответственно, в цельном молоке, сливках и обезжиренном молоке, %,[задание];

        П – предельно допустимые потери  при сепарировании,%;[  ]

 

 кг/сут.

 

Масса обезжиренного молока полученного при сепарирования определяется по формуле:

 

                  М_о = М_сеп – М_сл.сеп,                                     (2.18)

 

где М_о – масса обезжиренного молока, кг;

       М_сеп – масса просепарированного молока, кг;

М_о = 84853,6 – 8103=76750,6 кг/сут.

 

Количество сливок направленных на производство масла «Крестьянское» определяется по формуле:

 

                                М_{сл. на масло} = М _сл.сеп– М_{сл. на сметану}                                   (2.19)

 

где М_сл.сеп.  –масса сливок полученных при сепарировании молока ,кг;

      М_{сл. на сметану}–  масса сливок направленных на выработку сметаны, кг

 

                                М_{сл. на масло} =8103–289=7814 кг/сут

При выработке масла  способом сбивания его выход находят по формуле:

                                                           (2.20)

 

где М_{сл.на.масло} - масса сливок направленных на выработку масла, кг;

      М_мс – масса масла, кг;

      Ж_сл, Ж_мс, Ж_пх – массовая доля жира, соответственно, в сливках, масле и пахте, % соответственно;

       П – потери  при сбивании масла, П=0.52 %.

 

       кг/сут.

Масса пахты при выработке масла определяется по формуле:

 

                               М_пх = (М_{сл.на.масло} – М_мс) ,                   (2.21)

 

где М_пх – масса пахты, кг;

      П_пх – предельно допустимые потери пахты при производстве масла, % [  ];

 

         М_пх = (7814 – 3730) = 4072 кг/сут.

 

 

 

2.3.7 Продуктовый расчет  производства напитка из пахты «Идеал»

по ТУ 9224 - 003 - 49309878.

 

Потери пахты при  розливе определяются по формуле:

 

     

                                      (2.22)

 

где М_сыв – масса пахты ,идущая на розлив кг;

       %П–процент потерь при розливе ,%,[2]

                       

=20,36 кг/сут.

 

Масса готового напитка из пахты «Идиал» определяется по формуле (2.23):

                                           М_.гот.пр=М_пах–П ,                                      (2.23)

 

где М_.пах – масса пахты, кг;

       П–потери при  розливе, кг,

М_.гот.пр = 4072-20,36=4051,64 кг/сут.

 

         2.3.8 Продуктовый расчет производства напитка из творожной сыворотки «Здоровье» по ТУ 475-552-89.

Потери при пастеризации сыворотки определим по формуле:

                      П_паст=

,                                        (2.24)

где П_паст – потери при пастеризации, кг;

      М_сыв – масса сыворотки, идущей на пастеризацию, кг;

     %П_паст – процент потерь при пастеризации, %, %П2=0.3 %;

П_паст=

=7 кг/сут.

Массу пастеризованной  сыворотки на заквашивание определим по формуле:

          М_с.закв=М_сыв-П_паст,                                         (2.25)

где М_с.закв- масса смеси на заквашивание, кг;

М_с.закв=2380,5-7=2373,5 кг/сут.

Определим количество закваски на обезжиренном молоке, требующееся  для заквашивания сыворотки по формуле (2.26):

М_з=

=119 кг/сут.

Массу заквашенной смеси  определим по формуле (2.26)

                     М_{з см}=М_см+М_зак,                                                (2.26)

где Мз см – масса заквашенной  смеси, кг.

М_{з см}=2373,5+119=2492,5 кг/сут.

Потери при заквашивании и сквашивании определим по формуле (2.27):

                         П_зак=

                                            (2.27)

где П_зак – потери при заквашивании и сквашивании, кг;

     %П_зак - процент потерь при заквашивании и сквашивании, %;

П_зак=

=6 кг/сут.

Массу продукта, направленного на розлив определяется по формуле:

                           М_розл=М_{з см}-П_зак,                                              (2.28)

где М_розл – масса продукта на розлив, кг/сут;

М_розл=2492,5-6=2486,5 кг/сут.

Потери при розливе  определим по формуле:

                            П_розл=

,                                        (2.29)

где П_розл – потери при розливе продукта, кг/сут;

    %П_розл - процент потерь при розливе продукта, %;

П_розл =

= 12,5 кг/сут.

 

Массу готового продукта определяется по формуле:

                          М_пр=М_розл-П_розл,                                                (2.30)

где М_пр – масса готового продукта, кг/сут;

М_пр=2486,5-12,5=2474 кг/сут.

 

2.3.9 Продуктовый расчет производства сухого обезжиренного молока по ГОСТ 10970-87.

.

Обезжиренное молоко на проектируемом предприятии расходуется  следующим образом:

• При производстве молока классического пастеризованного м.д.ж 3,2% для нормализации- 670,31 кг/сут;
• При производстве кефира нежирного для нормализации смеси 746,4 кг/сут, на производство закваски – 101,2 кг/сут;
• При производстве кисломолочного классического напитка «Бифилайф» м.д.ж 3,2% для нормализации – 115 кг/сут;
• При производстве сметаны на производство закваски – 27 кг/сут;
• При производстве творога полужирного м.д.ж 9% на составление смеси – 1800 кг/сут, на производство закваски – 158,7 кг/сут;
• При производстве напитка из творожной сыворотки «Здоровье» на производство закваски – 119 кг/сут;

Обозначим сумму обезжиренного  молока, направленную на выработку  данных продуктов, как ΣМо. Она составит 3737,61 кг/сутки.

Определим массу сырья, направленного на выработку сухого обезжиренного молока по формуле:

М_о._СОМ=Мо- ΣМо,                                           (2.31)

где Мо_.СОМ – масса обезжиренного молока, направленная на производство сухого обезжиренного молока, кг/сут;

       Мо - масса обезжиренного молока, полученная при сепарировании, кг/сут;

М_о.СОМ=76750,6-3737,61=73013 кг/сут

Содержание сухих веществ в исходном молоке определяется по формуле:

 

                                  С_м=

                                 (2.32)

 

   где С_м – содержание сухих веществ в молоке, %;

         Д_м – плотность молока, в градусах ареометра; 

 

С_м=

=11,7%.

 

Содержание сухого обезжиренного  молочного остатка в молоке определяется по формуле:

 

                                 СОМО_м=С_м–Ж_цм                                               (2.33)

 

где СОМО_м – содержание сухого обезжиренного молочного остатка в молоке, %.

СОМО_м = 11,7 – 3,4 = 8,3%

 

Содержание сухих веществ  в обезжиренном молоке определяется по формуле:

 

                             

                                        (2.34)

 

 где С_сом – содержание сухих веществ обезжиренном молоке, %;

        Ж_о – массовая доля жира в обезжиренном молоке, %; .

 

=8,64%

 

Норма расхода обезжиренного молока на производство сухого обезжиренного молока определяется по формуле:

 

                                 

,                           (2.35)

 

    где Р_сом – норма расхода обезжиренного молока на производство сухого обезжиренного молока,кг/кг;

         В_сом – массовая доля влаги в сухом обезжиренном молоке, %;

  П_сух – норма потерь сухих веществ при производстве сухого обезжиренного молока, %, для распылительных сушилок П_сух = 3,6%.

 

=11,5 кг/кг.

 

Количество сухого обезжиренного молока определяется по формуле:

 

                           

                                                       (2.36)

      

        где    М_сом – количество сухого обезжиренного молока, кг/сут; 

 

=6349 кг/сут.

Количество сгущенного обезжиренного молока определяется по формуле:

 

                             

                                                (2.37)

 

       где М_сг.о – количество сгущенного обезжиренного молока, кг/сут;

      С_сг.о – содержание сухих веществ в сгущенном обезжиренном молоке, %; С_сг.о = 40-46%; 

 

 кг/сут.

 

Количество влаги, испаренной из обезжиренного молока при сгущении определяется по формуле:

 

                           W_исп.вл=М_о.СОМ–М_сг.о ,                                             (2.38)

 

W_исп.вл = 73013– 14018,5 = 58995 кг/сут.

 

Количество влаги испаренной из сгущенного обезжиренного молока при сушке определяется по формуле:

 

                            W_{исп.вл.суш}=М_сг.о–М_сом,                                            (2.39)

 

W_{исп.вл.суш}= 14018,5 – 58995 =44976,5 кг/сут.

 

Итоговые данные продуктового расчёта предприятия на сутки  сводим в таблицу 2.1.

Чтобы посчитать продуктовый  расчёт на год, данные продуктового расчёта на сутки умножаем на количество смен в год и делим на количество смен в сутки и на 1000 (тем самым переводим кг в тонны). Количество смен на маслокомбинате в год составляет 500, количество смен в сутки – 2.

Итоговые данные продуктового расчёта предприятия на год сводим в      таблицу 2.2.

2.4 График технологических  процессов

График организации  технологических процессов составляем для определения режима работы предприятия (участка), продолжительности и последовательности операций в течение суток (смены), взаимосвязи отдельных операций, интенсивности и часового материального баланса производства.

График организации  технологических процессов приведён на рисунке  2.3.

2.5 Технологии производства  продуктов по запроектированному ассортименту [    ]

2.5.1 Приемка и первичная  обработка молока

 

Транспортировка, приемка  молока на предприятиях молочной промышленности  должно соответствовать требованиям ГОСТ Р 52054-2003 «Молоко натуральное коровье –сырье». Качественные показатели молока-сырья приведены в таблице 2.4.

 Приемка молока  заключается в проверке сопроводительных  документов, осмотре тары, физико-химической, органолептической оценке молока, отборе проб на анализы и оформлении документации. Молоко подается насосом (     )  через счетчик (      ), который учитывает количество принимаемого молока в промежуточную емкость (     ), далее молоко очищается (       ) для удаления слизи и механической загрязненности. Охлаждается до t=8-10⁰С (        ), для создания условий, значительно замедляющих развитие в нем микроорганизмов. Затем молоко подогревается (     ) и сепарируется (    ). Полученные сливки охлаждаются до t=6±2 ⁰С и резервируются (        ) и обезжиренное молоко охлаждается до t=6±2 ⁰С (        ) и резервируется (     ). Используются сливки и обезжиренное молоко для приготовления нормализованных смесей и заквасок.

 

Таблица 2.3 – Качественные показатели молока-сырья.

Наименование показателя	Норма для молока сорта
	высшего	первого	второго	несортового
1	2	3	4	5
Консистенция	Однородная жидкость, без осадка и хлопьев. Замораживание не допускается.			Наличие хлопьев белка, механических примесей
Вкус и запах	Чистый, без посторонних  запахов и привкусов, не свойственных свежему натуральному молоку.			Выраженный кормовой привкус и запах
			Допускается в зимнее-весенний период слабовыраженный кормовой привкус и запах
Цвет	От белого до светло-кремового			Кремовый, от светло-серого до серого
Продолжение таблицы 2.3.
Кислотность, Т	От 16.00 до 18.00	От 16.00 до 18.00	От 16.00 до 20.99	Менее 15.99 или более 21.00
Группа чистоты, не ниже	I	I	II	III
Плотность кг/м3, не менее	1028,0	1027,0	1027,0	Менее 1026,9
Температура замерзания, с	Не выше минус 0,520			Выше минус 0,520

 

2.5.2 Технология производства  молока питьевого пастеризованного  с м.д.ж. 3,2%  по ГОСТ Р 52090-2003

 

Молоко пастеризованное – это молоко, подвергнутое тепловой обработке при определенных температурных режимах и охлажденное.Оно должно соответствовать требованиям ГОСТ на продукт. Качественные показатели продукта приведены в таблице 2.3. 

 

 

Таблица 2.4. – Качественные показатели молока пастеризованного

Наименование показателя	Характеристика продукта
1	2
Внешний вид	Непрозрачная жидкость
Консистенция	Жидкая, однородная нетянучая, слегка вязкая. Без хлопьев белка и сбившихся комочков жира.
Вкус и запах	Характерные для молока без посторонних привкусов и запахов, с легким привкусом кипячения.
Цвет	Белый, со слегка желтоватым оттенком.
Плотность, кг/м3, не менее	1028
Массовая доля сухих веществ, %	10,9
Кислотность, оТ, не более	21
Степень чистоты по эталону, не ниже группы	I
Общее количество бактерий в 1г продукта, не более	50 000
Титр кишечной палочки, мл, не менее	3
Патогенные микроорганизмы	Не допускается
Сальмонеллы в 25г продукта	Не допускается