Проектирование хлебозавода

Введение

 

  Хлеб и хлебобулочные  изделия относятся к товарам  первой необходимости, а хлебопечение  является социально значимой  отраслью экономики: выпуская  традиционные сорта хлеба, предприятия  обеспечивают дешевым хлебом  большое количество человек.         Сейчас на казахстанском рынке хлеба присутствует основные виды хлеба (черный, белый, круглый, батон и буханка), и формирующаяся премиальная категория (хлебобулочные изделия с ограниченным сроком хранения, содержанием минералов и органических элементов, низкокалорийные сорта и прочее).

    В настоящее время зафиксировано снижение потребления, которое происходит не только из-за медленной переориентации покупателей с традиционных хлебобулочных изделий на более дорогие виды хлеба, но и за счет повышения благосостояния населения. Тенденцией последних нескольких лет является общее снижение потребления хлеба при одновременном ежегодном росте интереса к продуктам класса «премиум». Важнейшими критериями выбора при покупке хлебобулочных изделий потребителями являются свежесть изделия, цена, упаковка и внешний вид. Основными критериями выбора места покупки хлеба и хлебобулочных изделий является торгового предприятия к месту проживания или работы, а также возможность покупки других продуктов питания в одной точке, поэтому три четверти покупок хлебобулочных изделий приходится на магазины и супермаркеты.

     На фоне снижения потребления хлеба в последние годы производители отмечают усиление влияния сетевой розницы, проводящей политику низких цен и активно развивающей собственное производство хлебобулочных изделий в мини-пекарнях. Эти предприятия создают серьезную конкуренцию хлебокомбинатам, предлагая широкий ассортимент свежевыпеченных продукции, однако полное вытеснения изделиями мини-пекарен при розничных сетях традиционных хлебобулочных изделий по мнению экспертов, не произойдет.

       Казахстанский рынок хлеба и хлебобулочных изделий условно можно разделить на два сегмента:

- первый сегмент: хлеб  из пшеничной, ржаной муки и  из смеси разных сортов;

- второй сегмент: хлебобулочные  изделия. 

По состоянию на начало 2010 года доли сегментов по отношению  к 2008 году практически не изменилось:

- хлеба из пшеничной  и ржаной муки и из смеси  разных сортов – более 70%;

- хлебобулочных изделий  – около 30%.     

 

 

 

1 Описание  хлебозавода

 

Для проектируемого хлебозавода  производительностью 5-10 тонн в сутки отведен участок площадью 1 га, где размещены производственный и административно-бытовой корпус, склад бестарного хранения (сырья) муки, проходная и автовесы. На территории имеется асфальтированная дорога.

Технологический процесс приготовления хлеба  состоит из следующих стадий: прием, хранение и подготовка сырья к  пуску в производство; приготовление  теста; разделка; выпечка; упаковка; хранение и отправка в торговую сеть.           Дрожжи поступают на хлебозавод в пачках и хранятся в холодильной камере при температуре 0 – 4 С. Перед пуском в производство готовиться дрожжевая суспензия в соотношении 1:3.       На хлебозаводе применяется вода из общего водопровода. Вода питьевая является необходимым сырьем в приготовлении любого теста.  Отмеренная порция муки проходит через просеиватель где мука отчищается от разного рода примесей, подается в дежу тестомесильной машины так же в дежу добавляются остальные ингредиенты: вода, простокваша, соль, сахар, дрожжи, льен, измельченные овсяные хлопья и сухую закваску. Тесто замешивается в деже тестомесильной машине Прима – 300 с не более 40 мин. После замеса тесто должно быть влажностью 45% и температурой не выше 360. Замешенное тесто попадает на разделку.

Замешанное  тесто попадает в воронку тестоделительной машины ТД-30 универсал, делится на куски заданной массы, которые поступают в тестоокруглительную машину в которой куски приобретают правильную форму для дальнейшей укладки в формы. Округленные заготовки подаются в шкаф предварительной расстойки время расстойки 2 часа, в котором поддерживаются определенные параметры среды расстойной камеры (температура и относительная влажность) температура в камере не превышает 300 влажность около 70%. Листы с уложенными заготовками помещаются вручную в контейнеры, которые направляются в шкаф окончательной расстойки CLQ 4060. Для выпечки изделий контейнер с расстоявшимися заготовками выкатывается из шкафа расстойки и вводится в печь REVENT 725 Е. Выпечка проходит при температуре 2200 не более 40мин. Влажность готовой продукции неравномерна, самая высокая в мякише должна быть в пределах 25%.

Контейнеры  имеют ходовую часть из четырех  колес, с помощью которых перемещаются от формующей машины в шкаф расстойки, затем в печь и из неё – в  хлебохранилище. В пекарне также  используются тележки для хранения и транспортировки листов.

Выпеченные  изделия перекладываются в контейнеры с деревянными лотками и направляются в магазины.

 

 

1.1  Описание  ассортимента изделий

 

  На проектируемом  заводе вырабатывается следующий  ассортимент:

  • Овсяной хлеб из смеси пшеничной муки первого сорта и овсяной (таблица 1), массой 550г;
  • Хлеб «Ароматный» из пшеничной муки(таблица 2);
  • сушка горчичная из пшеничной муки высшего сорта, количеством 105 – 110 шт/кг, круглой формы по ГОСТу 7128 - 81.

 

Таблица 1

 Рецептура  Овсяного хлеба на 100 кг муки

Наименование сырья

Количество сырья, кг

Влажность, %

Мука пшеничная 

80

14,5

Геркулес

20

36

Соль

1,3

3

Сахар

1,3

0,15

Дрожжи

1,9

8

Льен

1,1

6

Закваска

6,7

2


 

 

Таблица 2

 Рецептура хлеба «Ароматный» на 100кг муки

Наименование сырья

Учет. единицы измерения

Норма входа сырья

Мука пшеничная второго сорта

Кг

95

Дрожжи хлебопекарное прессованные

Кг

1,2

Солод ферментированный ржаной

Кг

5

Соль поваренная пищевая

Кг

1,3

Сахар-песок

Кг

5

Кориандр

Кг

0,15

Маргарин

Кг

2

Пентопан

Кг

0,005

Всего

  

109,655


 

 

 

 

 

 

2 Технологическая  часть

 

2.1 Описание  аппаратурно-технологических схем  производств

 

   Технологический  процесс хлебопекарного производства  является взаимодействующей совокупностью  операций и преобразований,  предназначенных  для переработки сырья и готовых  изделий. Он характеризуется большим  количеством разветвляющихся и  соединяющихся потоков продуктов,  сложен по структуре, обладает  многомерностью, которая взаимосвязана  и взаимозависима.

   Технологический  процесс стремятся осуществить  по наилучшему варианту из  множеств возможных. При этом  рассматривается количество и  качество, оценивается большое множество  вариантов, имеющихся при проведении  технологического процесса.

  Общая аппаратно - технологическая схема поточного  производства хлеба на проектируемом  хлебозаводе дает общее представление о последовательности отдельных стадий и рабочих операций процесса производства хлеба и о видах оборудования, необходимого для этого. Она охватывает весь цикл этапов и операций - от приема сырья на хлебозаводе до отправки готовой продукции в торговую сеть.

    В процессе  хранения, учета сырья и подготовки  его к производству используются  емкости (силосы, бункеры, цистерны); контрольно – измерительные приборы  и оборудование для учета, поступающего  в склады и отпускаемого на  производство сырья; смесители  для составления смесей муки  из различных партий или сортов; просеиватели и аппараты для  удаления ферропримесей; водоприготовительные  аппараты, жирораствовители и растворители  соли, сахара, прессованных дрожжей  дополнительного сырья.

    В процессе  приготовления  сырья используются  дозаторы периодического и непрерывного  действия, дозировочные станции  периодического и непрерывного действия; смесители и дозаторы воды, дозаторы дрожжевого, солевого и сахарного  растворов, дозаторы  заквасок и  опары.

    К оборудованию  для приготовления теста относятся  все машины и аппараты для  периодического и непрерывного  замеса опары и теста, емкости   для выбраживания опары и теста,  машины и механизмы для перегрузки  опары в тестомесильные машины  и теста в тесторазделочное  оборудование.

    Мука доставляется  на хлебозавод в автомуковозах,  а дополнительное сырье - в  автомашинах. По трубопроводам  мука попадает в силосы для хранения. Для очистки транспортирующего воздуха от мучной пыли установлены фильтры. Роторными питателями из силосов мука направляется в промежуточную емкость перед просеивателем, далее питателем в промежуточную емкость, затем через автовесы с бункером в производственные бункеры. Вода подготавливается в водомерных бачках, а дополнительное сырье в виде растворов в сборниках. В тестомесильную машину бункерного тестоприготовительного агрегата мука, растворы дополнительного сырья из бачков постоянного уровня отмериваются дозаторами. Выброженное тесто питателем направляется в тестоделитель, откуда в виде отдельных кусков определенной массы транспортерами в закаточную машину. Укладчиком-манипулятором тестовые заготовки перекладываются в формы на люльки расстойного шкафа. Расстоявшиеся заготовки транспортером подаются на под туннельной печи.

   Выпеченный хлеб  сборным транспортером направляется  на распределительный транспортер  или тележку. С помощью устройств  для ориентирования хлеб поступает  в хлебоукладочный агрегат, откуда  на полки контейнеров. Для подсортировки  заказов торговой сети имеется  комплектующая тележка. Загруженные  контейнеры собираются на накопителях,  откуда они перемещайся загрузочным конвейером к автохлебовозам, которые с помощью стыковочного механизма крепятся к местам погрузки на рампе экспедиции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Технологические расчеты

 

 

3.1 Рецептура  овсяного хлеба

 

Таблица 3

Рецептура Овсяного хлеба на 100 кг муки

Наименование сырья

Количество сырья, кг

Влажность, %

Мука пшеничная 

80

14,5

Геркулес

20

36

Соль

1,3

3

Сахар

1,3

0,15

Дрожжи

1,9

8

Льен

1,1

6

Закваска

6,7

2


 

 

3.1.1 Выбор и расчет производства печи

 

 Производственная мощность хлебопекарного предприятия определяется количеством и максимальной производительностью на хлебозаводе хлебопекарных печей при полном использовании прочего технологического оборудования в соответствии с площадями производственных и складских помещений.

Расчет производительности печи определяется по формуле 1:

 

  ,                                       (1)

 

Где, N – количество рабочих листов в печи, шт

         n – количество изделий на одном листе, шт

         mхл – масса 1 изделия, кг

         tвып – продолжительность выпечки, минут

 

кг/ч

 

Суточная производительность печей  определяется по формуле 2:

                                                 (2)

 

Где, - часовая производительность печи

         t – продолжительность работы печи по данному виду изделий, час

 

кг/сут = 2.0493 т/сут

 

В таблице 4 приведена характеристика производительности:

Таблица 4

Характеристика производительности

Наименование изделия

Часовая производительность печи, кг/час

Продолжительность работы печи, час

Фактическая выработка, т/сут

Овсяной хлеб

89,1

23

2,0493


 

Количество    рассчитывается по формуле 3

 

,

Где, – заданная суточная производительность, кг

        Рч – часовая производительность

 

 

 

 Расчет  количества печей определяется  по формуле 4:

 

 

 

 

 

На своем  предприятии я устанавливаю печь марки Revent 725 E.

 

 

3.2 Расчет тарного склада муки

 

Размеры склада зависят от количества муки, находящейся  на хранении, и средней нагрузки на 1м2, которая равна 800кг/м2.

Площадь склада (в м2). При укладке в мешках рассчитывается по следующей формуле:

 

                                                       (1)

 

где  - количество муки в складе, кг;

        - средняя нагрузка на 14 м2.

 

 

м2

 

 

3.3 Расчет емкостей для хранения жидкого сырья

 

   Количество сырья, поступающего в жидком виде и подлежащего хранению, определяется по формуле (в кг):

 

,                                                   (2)     

 

где - количество муки, расходуемой на приготовление теста, кг/сут;

  - количество жидкого сырья на 100 кг муки по рецептуре, кг;

  - срок хранения, сут.

 

кг

 

На основании норм проектирования сроки хранения: солевого раствора, гидрожира, растительного масла, патоки – 15 сут; маргарина, молочной сыворотки – 3 сут; молока свежего и жидких дрожжей 1 сут.

Количество  разжижаемого сырья, подлежащего хранению, определяется:

 

,                                                 (3)

 

где - количество сырья в сухом виде, кг на 100 кг муки;

- количество воды для разжижения 1 кг сырья, кг (соль- 4, сахар –  1, дрожжи - 3).

 

кг

 

кг

 

кг

 

 

Объем емкостей для хранения жидкого сырья:

 

,                                                 (4)

 

где х – запас емкости на пенообразование и изменение объема при механической обработке (0,4).

 

 

л

 

л

 

л

 

л

 

 

3.4 Расчет количества сырья и размеры кладовых

 

Количество сырья в сутки (соли, сахара, дрожжей и т.п.) для каждого  вида определяется в соответствии с  рецептурой (в кг/сут):

                                                          (5)

где М – суточное количество перерабатываемой муки, кг;

 р – количество сырья,  кг на 100 кг муки, идущей на приготовление  теста.

 

кг/сут

 

кг/сут

 

кг/сут

 

кг/сут

 

кг/сут

 

кг/сут

 

Запас сырья (в кг):

 

                                              (6)

где - срок хранения, сут.

 

кг

 

кг

 

кг

 

кг

 

кг

 

кг

 

Площадь кладовых (в м2):

 

                                                      (7)

 

где - средняя нагрузка на 1 м2, кг/м2.

 

м2

м2

м2

 м2

 м2

 м2

 

 

3.5 Оборудование растворного узла

 

Солерастворители  применяют для растворения соли и очистки раствора. Для насыщения  раствора при температуре воды 15°С требуется 26% соли, или приблизительно в 4 л воды растворяется 1 кг соли. При  замесе теста на 100 кг муки дается 1-2,5 кг соли, или около 6-10 л солевого раствора.

Одновременная загрузка соли в солерастворитель (в  кг):

 

                                                 (8)

 

где А –  количество соли, кг в 100кг раствора (при  полном насыщении А=26 кг);

 V – рабочая вместимость солерастворителя, л;

 х –  запас объема (х=0,2).

 

кг

 

кг

 

 

3.6 Расчет тестоприготовительного отделения

 

                                      

Сырьевой  расчет выхода хлеба. Выход – это масса продукции в килограммах или процентах, получаемой из 100 кг муки и дополнительного сырья. Выход хлеба рассчитывают по формуле:

 

,        (1) 

 

где - общее количество сырья по рецептуре изделия за                   исключением воды, кг;

Wср – средневзвешенная влажность сырья, %;

Wт – влажность теста, %;

- соответственно затраты при брожении (2-3%), выпечке (6-14%) и усушке (3-4%).

 

 

Выход теста из 100 кг муки (в кг) определяется по формуле:

 

,                                                (2)

 

где - количество сырья (в кг) по рецептуре на приготовление теста из 100 кг муки (кроме воды); =М+ 1+ 2+…;

Wср – средневзвешенная влажность сырья, %;

Wт – влажность теста, %.

 

Средневзвешенная  влажность сырья в тесте определяется:

 

,                                   (3)

 

где М, , - масса сырья по рецептуре, кг;

, , - соответственно его влажность.

 

 

Влажность теста определяется исходя из влажности мякиша хлеба:

 

                                                          (4)

где Wхл – влажность хлеба по стандарту, %;

    n – разница  между влажностью хлеба и влажностью  теста (n=1%).

 

%

 

кг

 

Количество воды (в кг) для приготовления  теста из 100 кг муки находим, если из массы теста вычесть массу  сырья:

 

                                                     (5)

 

кг

 

Расход сырья  на приготовления пшеничного теста. Общий минутный расход муки определяется по формуле:

                                                (6) 

где Рρ – производительность печи, 85 кг/ мин;

      В – выход  соответствующего сорта хлеба, %.

 

кг/мин

 

 

Расход раствора соли (сахара) в  кг/мин:

 

                                                 (7)

 

где р – расход соли, сахара;

А – концентрация соли или сахара в 100 кг раствора (соли – 26, сахара – 50)

 

кг/мин

 

кг/мин

 

Расход воды на замес теста определяется по следующей формуле:

 

                                             (18)

 

кг/мин

 

                                                     

 

3.7 Расчет оборудования

 

Расчет месильной машины периодического действия. Производительность месильной  машины определяется по формуле:

 

,                                (19)

 

где - количество валов;

dл – наружный диаметр лопастей, м;

dв – диаметр вала, м;

s – шаг лопастей, м;

n – частота вращения вала, об/мин;

p – плотность перемешиваемого полуфабриката, кг/м3;

k1 – коэффициент подачи (0,5);

k2 – отношение суммарной площади лопастей к винтовой поверхности того же диаметра и шага (0,75);

k3 – коэффициент, учитывающий площадь сечения, образуемую пересечением траекторий движения лопастей.

Для одновальной машины: =1, k3 = 1.

 

кг/с

 

Включаю одну тестомесильную машину Прима -300.

Расчет оборудования для приготовления  теста в подкатных дежах. Сначала  определяем часовой расход муки, затем  вместимость дежи. Количество дежей  и месильных машин.

Рассчитаем  количество дежей. Для этого определим  часовую потребность в дежах Dч:

                                            (20) 

где Мч – часовой расход муки, кг/ч;

             q – масса муки, загружаемая на 100 л геометрического объёма ёмкости, кг;                                

            V – вместимость дежи, л.

 

 

Количество  дежей на технологический цикл Dц определим по формуле:

 

                                                    (21)

 

                                                    (22)

 

 

 

Занятость дежи, мин, определяем по формуле:

                                        (23) 

где tз – продолжительность замеса, мин, теста – 8;

       tб – продолжительность брожения, мин, теста – 80;

       tп – продолжительность обминки – 4 мин;

       tпр – прочие операции (загрузка, опрокидывание) 15 мин.

 

 

Количество  муки, загружаемой в дежу,  для  замеса определяется:

 

                                                     (24)

 

кг

 

Ориентировочная суточная производительность дежи Qдеж, кг:

 

                                           (25)

 

где X – коэффициент увеличения на мойку, разводочный цикл 1,05-1,1.

 

 

 

Количество  тесторазделочных линий рассчитывают по минутному расходу тестовых заготовок  и производительности делителя.

Потребность в тестовых заготовках nп, шт/мин, определяется:

 

                                                  (26)

 

где Pч – часовая производительность печи, кг/ч;

 g – масса изделия, кг.

 

кг/ч

 

Количество  тестоделительных машин:

                                                     (27)

 

где х – коэффициент запаса машины (X=1,04);

       nд –производительность делителя, кусков в минуту.

 

Выбираю одну тестоделительную машину марки ТД-30 Универсал.

 

3.8 Расчет хлебохранилища

 

Хлебные изделия после выпечки поступают в хлебохранилище для остывания и хранения. На большинстве хлебопекарных предприятиях внутризаводская транспортировка готовых изделий осуществляется на лотковых вагонетках с ручной укладкой продукции [3].

Часовое количество лотков Л, шт/ч, для хранения тыквенного хлеба:

                                                        (28)

где n – количество хлеба на лотке, шт;

      g – развес хлеба, кг.

 

Принимаем лоток размером 740 450 83 мм, следовательно n=14 шт,

 

шт/ч

 

Количество  контейнеров:

                                                 (29)

 

где k – количество лотков в контейнере, шт.

 

Принимаем вагонетку ВЛ на 28 лотков.