Проект консервного цеха по производству сока яблочного и экстракта пектинового яблочного общей мощностью 16 муб в год

Министерство  сельского хозяйства Российской Федерации

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра технологии хранения и переработки  сельскохозяйственной продукции

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому  проекту

по  технологии переработки растениеводческой продукции

Тема  курсового проекта: проект консервного  цеха по производству сока яблочного  и экстракта пектинового яблочного общей мощностью 16 муб в год

Выполнил  студент группы ТХП – 52 Иваненко С. А.

Проверила доктор технических наук Родионова Л. Я.

Краснодар

2005 г.

Реферат

В данной курсовой работе разработан проект технологических  линий по производству яблочного  сока и экстракта пектинового  яблочного общей мощностью 16 муб  в год.

Цель курсового проекта  состоит в систематизации теоретических знаний, в развитии навыков самостоятельной работы, в обучении правилам и современным методам проектирования, необходимых при расчетах.

Курсовой проект содержит: 
таблиц 22; 
чертежей 3

Количество использованных литературных источников - 7

Введение

Производство консервов имеет большое значение для населения и народного хозяйства. Консервированные пищевые продукты позволяют в значительной степени сохранить затраты труда при приготовлении пищи в домашних условиях, разнообразить меню в сети общественного питания, обеспечить круглогодичное питание населения, а также создавать текущие, сезонные и страховые запасы.

Наиболее ценные в пищевом  отношении химические вещества овощей сосредоточены в соке, который  богат сахаром, органическими кислотами  и их солями, дубильными веществами и витаминами. Консервированные овощные соки широко используются в качестве напитков, применяются, как лечебное и диетическое питание. Они способствуют ускорению усвоения пищи и улучшают обмен веществ в организме.

Содержание

1. Сырье и материалы

1.1. Сок яблочный

В соответствии с ГОСТ 27572 – 87 к яблокам, предназначенным  для промышленной переработки, предъявляются следующие требования, приведенные в таблице 1.

Таблица 1

Требования  к яблокам для промышленной переработки

Химический  состав яблок поздних сортов созревания приведен в таблице 2.

Таблица 2

Химический  состав яблок

Вода применяемая  при производстве (ГОСТ 2874-73), должна быть бесцветной, прозрачной, иметь  приятный вкус. В воде не допускается  наличие видных невооруженным глазом водных организмов и пленок на поверхности.

Органолептические и физико-химические показатели, предъявляемые  к воде, приведены в таблице 3.

Таблица 3

Органолептические и физико-химические показатели воды

1.2. Экстракт  пектиновый яблочный

Данным проектом предусматривается выработка экстракта из сухих яблочных выжимок, заготовляемых в период выработки сока.

Кислота лимонная пищевая (ГОСТ 908—11) характеризуется следующими основными данными, приведенными в таблице 4

Таблица 4

Органолептические и физико-химические показатели лимонной кислоты

В лимонной кислоте  пищевой из растительного сырья  допускается примесь яблочной кислоты.

Упаковывают лимонную кислоту в чистые сухие деревянные бочки, ящики шли литую бумажную тару вместимостью 25—30 кг. Тара изнутри выкладывается пергаментом или восковой бумагой в два слоя.

Тара маркируется  в установленном порядке наклеиванием ярлыка или нанесением быстровысыхающей краски. Краска не должна обладать запахам, воспринимаемым продуктом.

Хранить кислоту  надлежит в сухом и чистом помещении. В месте хранения кислоты не должны находиться материалы, запахи которых  воспринимаются лимонной кислотой.

2. Консервная тара

2.1. Упаковка  Tetra Pak

Для фасования  яблочного сока будем использовать упаковку Tetra Pak, объемом 1 литр. Это позволяет более эффективно конкурировать с продукцией других производителей.

Упаковочный материал для пакетов состоит из ламинированной бумаги, полиэтилена, а для асептической упаковки—из алюминиевой фольги. Комбинация составных частей упаковочного материала варьирует в зависимости от требований к упаковке каждого вида продукта. Однако в любом случае единственным материалом, непосредственно соприкасающимся с содержимым упаковки, является пищевой полиэтилен. Прочность упаковке придает бумага. Полиэтилен делает упаковку непроницаемой для жидкости, а алюминиевая фольга —для света и кислорода воздуха.

Перед тем как  упаковочный материал сформуют в  пакеты, его стерилизуют в ванне  с 15%-ным пероксидом водорода при  температуре 70 °С, затем обсушивают горячим стерильным воздухом и в сухом виде направляют в зону розлива.

Пакеты тетра-пак  формуют в фасовочно-упаковочных  автоматах из рулона упаковочного материала. Вначале упаковочный материал проходит через ванну с нагретым пероксидом водорода, который потом удаляют при помощи валиков. Далее материал движется мимо форсунок и обсушивается горячим стерильным воздухом. При этом удаляются все остатки пероксида водорода.

Продукт подается в бумажную трубу через трубку. Уровень продукта контролируется поплавком, регулирующим подачу продукта. Поплавок связан с регулирующим клапаном. Боковые швы пакетов склеиваются ниже уровня продукта, обеспечивая тем самым полное заполнение пакетов. После склеивания швов пакеты отрезают. Выступающие концы заворачиваются и приклеиваются к пакету.

2.2. Стеклянная  банка

Для расфасовки экстракта пектинового яблочного  будем применять банку СКО-I-82-3000 вместимостью 3000 мл. Применение этой банки позволяет обходится без стерилизации. Кроме того, прозрачность тары позволяет потребителю оценить состояние продукта.

Основные требования к стеклянной таре (ГОСТ 5717-81) приведены  в таблице 5

Таблица 5

Основные требования к стеклянной таре

Допустимые  и недопустимые дефекты приведены  в таблице 6.

Таблица 6

Допустимые  и недопустимые дефекты стеклянной тары

Контроль дефектов осуществляется на световом экране при  инспекции.

Банки должны быть термостойкими при перепадах  температуры не менее 40 ^ОС. На дне банки должен быть четкий оттиск предприятия-изготовителя, номера и формы, года выпуска.

Крышки для  укупорки стеклотары применяют из белой  жести, белой и черной лакированной жести и лакированного алюминия.

Крышки из черной лакированной жести или лакированного  алюминия должны быть с обеих, сторон покрыты прочным термоустойчивым лаком или эмалью. Материалы должны быть допущены к контакту с пищевыми продуктами. Лакокрасочное покрытие должно быть сплошным, равномерным и гладким, со свойственным блеском и оттенком, без сдиров и царапин. Срок хранения крышек – 1 год со дня изготовления.

После укупорки готовой продукции в стеклянную тару, ее упаковывают в деревянную или картонную тару.

Деревянные  ящики должны быть крепкие, исправные, чистые, без старой маркировки, плотно обтянутые по торцам вязанной проволокой или упаковочной металлической лентой, обеспечивающей целостность упаковки при хранении и транспортировке.

Картонные ящики  должны быть прочными, обеспечивать сохранность  продуктов при хранении и транспортировке  в надлежащих условиях.

Размеры ящиков должны соответствовать размерам установленных  в них банок.

2.2.1. Подготовка  тары

Банки СКО-I-82-500 сортируют, моют, стерилизуют и подают на расфасовку продукции.

Для мойки стеклянной тары применяют моечные машины СП-70. Каждая банка должна быть загружена в машину в определенном положении, месте и в точный момент времени.

В качестве моющего  средства можно применять растворы каустической и кальцинированной соды, тринатийфосфата, а так же растворы новых синтетических моющих средств.

Эффективность мойки зависит от напора моющей струи, расхода моющего средства, расстояния от сопла до отмываемой поверхности  и так далее.

2.2.3. Подготовка  крышек

Крышки моют, шпарят, проводят контроль микробиологической чистоты внутренней поверхности, после чего подают на укупорку.

3. Технологические схемы и их  обоснование

Производство  определенного вида продукции, не смотря на общность цели, состоящей в приготовлении  высококачественного продукта, может  осуществляться в результате применения различных способов. Эти способы могут иметь как принципиальное, так и незначительное отличие, состоящее в усовершенствовании узлов оборудования и оптимизации технологических приемов, направленных на улучшение технологии, повышения качества.

Технологическая схема производства сока яблочного:

Доставка

Приемка

Хранение

Сортировка

Мойка

Инспекция

Дробление

Обработка мезги

Прессование   Выжимки

Процеживание Закачка в танки

Хранение в  танках

Фильтрация  Подача из танка

Деаэра 
ция  
и подогрев

Стерили 
зация

Охлаж 
дение

Расфа 
совка

Укупо 
рка

Складские

операции

Обоснование технологической схемы  получения сока

1. Доставка производится автомобильным транспортом насыпью.
2. Яблоки принимают партиями. Партией считают любое количество яблок одного помологического и товарного сорта упакованное в тару одного вида и типоразмера или неупакованное, поступившее в одном транспортном средстве, оформленное одним документом о качестве и «Сертификатом о содержании токсикантов в продукции растениеводства и соблюдении регламентов применения пестицидов». В партии яблок 2-го товарного сорта допускается смесь помологических сортов. 
   В документе о качестве указывают: 
   а) номер документа и дату его выдачи; 
   б) номер партии; 
   в) наименование и адрес отправителя; 
   г) наименование и адрес получателя; 
   д) наименование продукции и товарного сорта; 
   е) наименование помологического сорта; 
   ж) массу брутто и нетто, кг; 
   з) дату съема и отгрузки; 
   и) вид и номер транспортного средства; 
   к) срок транспортирования, ч; 
   л) обозначения стандарта
3. Яблоки хранят на крытой сырьевой площадке в контейнерах не более 48 часов.
4. Сортировка ведется вручную на конвейере роликовом сортировочном А9-К2-0.15 (1). Выбраковываются экземпляры, несоответствующие требованиям и посторонние примеси.
5. Мойка проводится в моечной машине А9-КМБ-16 (2). Цель мойки – смывание механических примесей и частичное удаление микробов.
6. Инспекция производится вручную на двух ленточных транспортерах КИТ (3). Выбраковываются экземпляры, несоответствующие требованиям, посторонние примеси, плохо отмытые экземпляры
7. Дробление плодов проводится в двух дробилках Д1-7,5 (4). Цель дробления – измельчение плодов для последующего прессования.
8. После дробления, образовавшаяся мезга подается мезгонасосом 1В20/5-16/5БВ (5) в подогреватель мезги ВПМ-20 (6). Подогрев мезги необходим для ее размягчения, деактивации ферментов и более полного отжима сока.
9. Из подогревателя 6, мезга насосом 5 подается на прессование в два шнековых пресса РЗ-ВПЦ2 (7), где происходит отделение сока. Полученные выжимки сушатся на паровой сушилке ПКС-90 (8) и складируются.
10. Полученный сок при помощи двух насосов (на каждый пресс по одному) ОЦН-5 (9) подается из сборников прессов через густое сито в промежуточные сборники 10, откуда такими же насосами через две охладительно - пастеризационные установки ОПУ-5М (11) сок по стальным трубопроводам закачивается в танки (12) при асептических условиях на хранение.
11. По окончании срока хранения, сок из танков, при помощи насоса 9 подается на фильтрование в 2 пластинчатых фильтра В9-ВФС/423-53 (13). При фильтровании используются пластины марки СФ, обеспечивающие стерилизующее фильтрование. Фильтры используются поочередно.
12. Профильтрованный сок, насосом 9 подается в подогреватель А9 КБВ (14).
13. После подогрева, сок, насосом 9 подается на установку 11, где происходит его пастеризация и дальнейшее охлаждение, что является непременным условием для розлива в упаковку Tetra Pak.
14. После пастеризации и охлаждения, сок, насосом 9 подается на фасующий агрегат ТБА/8-100V (15), где производится формирование пакета, его наполнение продуктом и запайка швов.
15. Сформированные пакеты укладываются в картонные ящики, вместимостью 12 пакетов и оборачиваются термоусадочной пленкой. Готовые ящики сформировывают на поддонах и также оборачивают пленкой.

Технология  асептического хранения

Подготовка  танков.

Танк должен быть освобожден от остатков продукта, промыт водой, внутренняя поверхность  должна быть обработана 2,0—2,5%-ным раствором  кальцинированной или 1,5%-ным раствором  каустической соды. После обработки стенки вторично промывают водой до удаления следов щелочи (контроль по фенолфталеину).

Арматуру танка (краны, прокладки, контрольно-измерительные  приборы и пр.) демонтируют, подвергают визуальному осмотру и мойке, при необходимости прокладки заменяют. Перед установкой на место арматуру обрабатывают 96%-ным спиртом. С внутренней поверхности танка берется смыв для контроля микробиальной обсемененности, которая должна быть не больше 100 клеток на 1 см². Подготовленные танки герметично закрывают.

Стерилизация  танков.

Стерилизацию  осуществляют острым паром в течение 2 ч при давлении в танке 0,4 кгс/см² (40 кПа). Пар давлением 1,5 кгс/см² (150 кПа) постепенно подают в танк через боковой кран, конденсат отводят снизу через продуктовый кран. Время, необходимое для стерилизации танка, начинают отсчитывать с момента, когда выходящий конденсат достигнет температуры 97— 98° С. В течение всего времени стерилизации давление в танке контролируют по манометру, установленному на танке.

Стерилизация  воздуха.

В конце стерилизации резервуары должны быть заполнены стерильным воздухом во избежание создания в них вакуума и возможной деформации.

Для стерилизации воздуха применяют бактериальные  фильтры, заряженные бактерицидными тканями (лучшей является термостойкая ткань ФПАР-15) или асбестоцеллюлозные пластины марки ЕК или СФ, предназначенные для стерилизующей фильтрации.

При использовании  бактериальных фильтров  каждый танк может быть оснащен индивидуальным фильтром. В этом случае воздух поступает  в танк через фильтр свободно в течение всего периода стерилизации и охлаждения.

При использовании  фильтров ЕК один общий фильтр устанавливается  на воздушной магистрали и воздух подается в танк принудительно под  давлением при помощи компрессора. Давление воздуха, подаваемого на фильтр, не должно превышать 1,5 кгс/см² (150 кПа).

При подаче воздуха  из общей магистрали воздух начинают попадать в танк в конце стерилизации при постепенном прекращении  подачи пара. Воздуха подают такое  количество, чтобы давление в танке  сохранялось на уровне 0,4 кгс/см² (40 кПа).

После охлаждения танка до окружающей температуры подачу воздуха прекращают и оставляют танк, под давлением стерильного воздуха до заполнения соком.

Подготовка  сока.

Асептическому консервированию может подвергаться сок осветленный или неосветленный.

Неосветленный сок сразу после отжатия и сепарирования для удаления взвесей, а осветленный после осветления и фильтрования нагревают до 100—104 °С с выдержкой при этой температуре. 15 сек, затем сразу охлаждают до 20—25°С и по стерильному трубопроводу загружают в подготовленные танки на, хранение.

Подготовка  оборудования и трубопроводов.

Систему трубопроводов, соединяющую танк с пастеризатором, и пастеризатор перед. загрузкой  сока стерилизуют острым паром в  течение часа, время начала стерилизации отсчитывают после повышения  температуры конденсата до 98° С.

Заполнение  танков.

Танк заполняют  стерильным соком на 99% его емкости. Количество загружаемого сока контролируют по расходомеру. Давление в танке  при заполнении поддерживают на уровне 0,4 кгс/см² (40 кПа). Избыток воздуха спускают через верхний вентиль. После заполнения танка давление в нем должно быть снижено до 0. Танк должен сообщаться с атмосферой через бактериальный или жидкостный фильтр, заполняемой серной кислотой. Все краны, кроме кранов к манометру и воздушному фильтру, на заполненном танке закрывают и завинчивают крышками с ватными тампонами, смоченными чистым формалином.

Хранение

Осуществляется  при нерегулируемой температуре, но не ниже —2 °С во избежание замерзания сока. Во время хранения систематически контролируется давление в танке и температура хранилища. При повышении давления в танке отбирается в стерильных условиях проба сока для химического (содержание спирта) и микробиологического (наличие живых дрожжевых клеток) анализа.

Технологическая схема получения экстракта пектинового яблочного:

Обоснование технологической схемы  получения пектинового экстракта

1. Полученные при отжатии сока и высушенные выжимки берут из склада, промывают в моечной машине А9-КМИ (16) и по ленточному транспортеру 3 и элеватору А6 «Гусиная шея» (17) подаются на загрузку в реактор, установленный на станине над сборником.
2. Гидролиз и экстрагирование пектиновых веществ проходит в трех реакторах МЗ-2С-210 (18), оборудованных паровой рубашкой и мешалкой. Продолжительность гидролиза 2 часа; температура 80 ^ОС.
3. По окончании процесса гидролиза, содержимое реактора, через сливной патрубок самотеком поступает в нижерасположенный сборник 10, над которым установлено густое сито.
4. Из сборника, насосом 9 процеженный экстракт в сепаратор ВСМ (19), где происходит удаление оставшихся после процеживания взвесей.
5. После сепарирования, экстракт подается на заключительное фильтрование в фильтр-пресс марки В9-ВФС/423-56 (20) с фильтрующими пластинами марки СФ.
6. Из фильтра, экстракт через подогреватель КТП-2 (21), насосом 9 подается на розлив в наполнительный автомат ДНЗ (22)
7. Банки с экстрактом укупориваются на полуавтоматической закаточной машине ПЗМ-3 (23)
8. На укупоренные банки наклеивается этикетка на этикетировочной машине ЭР-2 (24)

4. Продуктовые расчеты

4.1. Сок яблочный

4.1.1. Исходные  данные

В данном курсовом проекте составлена технологическая  линия по производству сока яблочного. Готовую продукцию предполагается расфасовывать в упаковку Tetra Pak вместимостью один литр.

4.1.2. Расчет коэффициента пересчета физических банок в условные

Для принятого  вида упаковки коэффициент пересчета  составляет 1.

4.1.3.Расчет массы  1 туб консервов

Готовая продукция  измеряется в массовых условных банках. Масса одной условной банки составляет 0,4 кг. Соответственно, масса 1 туб будет составлять 400 кг. [1]

4.1.4.Норма потерь  и отходов сырья и материалов

На все виды консервов существуют утверждённые нормы расхода сырья и вспомогательных  материалов. Такие нормы устанавливаются  исходя из рецептур, некоторых показателей стандартов или технических условий на консервы, а также из норм отходов и потерь при использовании сырья и материалов.

Отходы получают главным образом в результате удаления несъедобных частей перерабатываемого  сырья. Потери сырья возникают при его хранении за счёт испарения влаги, утечки сока, а также при переходе его от одного технологического процесса к другому (остатки в трубопроводах, насосах, транспортёрах, в машинах и аппаратах).

Отходы и  потери на линии производства яблочного сока составляют 44%. Причем, при сортировке и прессовании они составляют 36%, а 8% приходится на прочие технологические операции [4]. Норма потерь на технологических операциях приведены в таблице 7.

Таблица 7

Норма потерь на технологических операциях производства яблочного сока

4.1.5. Рецептура  консервов

На производство 1000 кг сока требуется 1668 кг свежих яблок  технической степени зрелости. [4]

4.1.6. График поступления  сырья

График составлен  с учетом сроков созревания выбранного сырья и необходимости равномерной и длительной загрузки оборудования в течение сезона (таблица 8)

Таблица 8

График заготовки  яблок

График составлен  по календарю 2004 года.

4.1.7. Режим работы  линии

График работы линии цеха составляется с учётом перерабатывающего сырья, сезона работы проектируемого цеха и количества смен (таблица 9, 10). Предусматривается получение сока в период поступления сырья и сохранение его в асептических условиях. По окончании сезона заготовки приступают к розливу сока, с учетом того, что период непрерывной работы цеха составляет 10 месяцев.