1 Технико-экономическое обоснование

Лениногорск - город на юго-востоке Республики Татарстан, в верхнем течении р. Степной Зай. Центр Лениногорского района (с 1930 года). Вся история города тесно связана с возникновением, становлением и развитием нефтедобычи в Татарстане. Население 65,5 тыс. жителей. На территории города и района проживает более 25 национальностей, большинство составляют русские, татары, чуваши и мордва.

В Лениногорском районе расположено 66 населенных пунктов, в том числе 36 сел, 21 деревня, 9 поселков.

В 2010 г. объем продаж прохладительных напитков в Лениногорске составил 1,2 млн. л. Наибольшую долю в объеме продаж занимают обычные лимонады, однако их доля постоянно снижается. В период с 2005 по 2010 г. доля лимонадов в общем объеме продаж прохладительных напитков упала с 86% до 81%. Доли холодных чаев, сокосодержащих, напитков специального назначения и квасов, напротив, растут.

В среднем частота потребления минеральной / питьевой воды составляет 3 раза в неделю, а частота потребления лимонадов - 4 раза в неделю.

В городе Лениногорске постоянно проживает 65 тыс. чел. В среднем частота потребления прохладительных напитков - 4 раза в неделю.

В связи с этим в данном городе проектируется завод безалкогольных напитков мощностью 1 млн. дал в год.

Районы сбыта готовой продукции в торговую сеть - г. Лениногорск и близлежащие районы.

Для стабильной работы предприятия применяются к установке купажные емкости с моющими головками и мешалками 6Ч6300 л, что позволяет говорить об экономической эффективности от внедрения, а также приводит к сокращению длительности процессов и улучшает качество.

Водоснабжение завода осуществляется от городской сети водопровода, электроснабжение - от сетей города Лениногорск. Пароснабжение - от собственной котельной. Сбор сточных вод осуществляется в городскую канализационную сеть и далее на очистные сооружения.

Жидкий диоксид углерода транспортируют и хранят на предприятии в стальных баллонах.

Вспомогательные материалы: этикетки, пробки и бутылки приобретаются в других городах или совершается бартер на выпускаемую продукцию.

Рабочей силой предприятия обеспечивается за счет трудовых ресурсов города Лениногорск. Комплектование ИТР завода осуществляется в основном выпускниками Московского Государственного Университета Технологии и Управления.

безалкогольный напиток продукт материал

Таблица 1. Режим работы безалкогольного завода

Вид производства	Число смен в сутки	Число дней работы
	летом	зимой	в месяц	в год
Безалкогольные газированные напитки	2	1	21	238 (или 323 смены)

2. Обоснование технологической схемы и ее описание

Организация производства газированных безалкогольных напитков осуществляется в соответствии с принципиальной технологической схемой.

При использовании на заводе жидкого сахара последний специализированным автотранспортом 1 доставляют на завод. С помощью гибкого шланга цистерну с сахаром подсоединяют к насосу 2, и жидкий сахар через теплообменник 3 и мерник 4 перекачивают в сборник 6 для хранения. Сборник желательно оборудовать бактерицидными лампами 5. При использовании сахара-песка мешки с сахаром 7 на поддонах 8 доставляют автотранспортом на завод. Пакеты мешков автопогрузчиком 9 снимают с автомашин и доставляют к месту складирования. По мере надобности мешки с сахаром доставляют на поддонах в производственный склад сироповарочного отделения, где после взвешивания на весах 10 сахар ссыпают в приемный бункер ковшового подъемника 11. Далее сахар поступает в промежуточный бункер 12 для хранения, а из него в сироповарочный котел 13, куда одновременно задают расчетное количество воды. Готовый сахарный сироп направляют на фильтр-ловушку 14, а затем в случае проведения инверсии шестеренным насосом 15 через теплообменник 16 перекачивают в сборник 17 для инверсии сахарозы. В указанный сборник вносят расчетное количество кислоты. Готовый сахарный сироп насосом 15 подают на теплообменник 16, откуда инвертированный сахарный сироп поступает в сборник 18 для хранения [7].

Бочки 19, 20, 21, 22, 27 соответственно с настоями, экстрактами, концентратами напитков, соками, композициями напитков, ящики 28 с кислотами и другими составляющими напитков поступают на склад для хранения. Соки, как правило, хранят в стеклоэмалевых или изготовленных из нержавеющей стали сборниках 24, куда их перекачивают насосом 23 из бочек.

После соответствующей подработки (детерпенизации настоев, предварительного растворения концентратов в горячей воде, фильтрования соков на фильтре 26 и д. т.) насосом 25 (или непосредственно из тары) составляющие купажного сиропа задают в сборники-мерники 29-34, установленные на предкупажной площадке (рис. 1) [10]. По мере надобности расчетное количество сырья и сахарный сироп из сборника 18 задают в купажный чан 36, откуда после тщательного перемешивания готовый купажный сироп, пройдя фильтр 38 и теплообменник 39, поступает в сборник-мерник 40 купажного сиропа, откуда затем он поступает на синхронно-смесительную установку 41.

Рис. 1 - Технологическая схема производства в купажном отделении

безалкогольный напиток продукт материал

Пустую стеклотару 42 на завод доставляют автотранспортом 43. С помощью автопогрузчика 9 штабеля ящиков с бутылками, установленные на поддоне 8, снимают с автомашин и доставляют их в склад посуды. По мере надобности ящики подают на ленточный транспортер 44, который доставляет их к автоматам 45 для выемки бутылок из ящиков. Пустые ящики ленточным транспортером перемещают к автомату для укладки бутылок в ящики 58, а порожние бутылки пластинчатым транспортером 46 перемещают к бутылкомоечной машине 47. Рабочий раствор щелочи в ванны машины поступает из напорного сборника 48.

Чистые бутылки, вышедшие из бутылкомоечной машины, пластинчатым транспортером последовательно перемещают к световому экрану 49, разливочному автомату 51, укупорочному автомату 52, бракеражному автомату 55, этикетировочному автомату 56 и автомату 58 для укладки бутылок. Отбраковку нечисто вымытых бутылок и некачественных напитков производят визуально перед смотровым экраном.

Брак напитков сливают в воронки 54, откуда он, пройдя промежуточный сборник 55, насосом 57 перекачивается в сборник 59 для рекомендуемой обработки брака напитков активным углем.

Готовую продукцию, упакованную в ящики, сформированные в пакеты, установленные на поддонах, автопогрузчиком 9 доставляют в склад готовой продукции или грузят в автомобили [12].

Брак напитков целесообразно после удаления аромата насосом 60 передать в колонки 61, заполненные костяной крупкой, для снятия цветности, откуда осветленный брак напитков насосом 62 после фильтрования на фильтр-прессе 63 передают в вакуум-аппарат 64 для уваривания. Затем уваренный брак насосом 65 перекачивают в сироповарочные котлы для окончательного уваривания и кипячения. Отработанную щелочь из бутылкомоечных машин на ряде заводов в целях экономии сливают в сборник 50 для отстоя. Затем отстоявшийся отработанный раствор щелочи насосом 50а передают на фильтр 73, а из него насосом 72 осветленный раствор щелочи перекачивают в сборник 71 для приготовления рабочего раствора щелочи.

Концентрированную щелочь на завод доставляют в специализированных цистернах 66, откуда ее насосом 67 перекачивают в сборник 68 для хранения. Из этого сборника по мере надобности концентрированную щелочь насосом 67 перекачивают в напорный сборник-мерник 69, из которого она поступает в сборник 71 для приготовления рабочего раствора щелочи. Готовый рабочий раствор щелочи насосом 70 передают в напорный сборник 68 рабочего раствора щелочи.

Диоксид углерода доставляют на завод в жидком виде в специализированных автоцистернах 74, из которых его сливают в стационарные цистерны 75, предназначенные для хранения. По мере надобности диоксид углерода передают на станцию газификации 76, из которой газообразный диоксид углерода через гребенку 77 поступает на синхронно-смесительную установку 41, а из нее газированный напиток направляют на разливочный автомат 51.

Вода, используемая для приготовления напитков, из напорного сборника 78 поступает на фильтр-песочник 79, а из него через промежуточный сборник 80 насосом 81 ее передают на свечной керамический фильтр 82. Затем осветленная вода, пройдя сборник 83 и теплообменник 84, поступает на синхронно-смесительную установку 41.

Используемый для безалкогольных напитков колер приготавливают в колероварочном котле 85, куда загружают сахар после взвешивания его на весах 10. Готовый колер сливают в сборник 86, откуда его по мере необходимости насосом 87 перекачивают в сборник-мерник 35, установленный на предкупажной площадке.

Приготовление белого сахарного сиропа

Белый сахарный сироп получают путем растворения сахара в воде, кипячения водного раствора сахара, фильтрования через фильтр-ловушку 14 и охлаждения сиропа в теплообменнике 16.

Варку сахарного сиропа осуществляют в сироповарочных котлах 13, представляющих собой закрытые стальные резервуары цилиндрической формы со сферическим днищем. Продолжительность варки сахарного сиропа около 2 ч [12].

Приготовление белого инвертного сиропа

Белый инвертный сироп отличается от обычного белого сахарного сиропа тем, что часть сахарозы в процессе варки инвертируется из-за добавления в сахарный раствор органических кислот или ферментного препарата в-фруктофуранозидазы.

Гидролиз сахарозы заканчивается ее расщеплением на глюкозу и фруктозу. Инвертный сахар, полученный в результате гидролиза сахарозы, имеет более сладкий и мягкий приятный вкус. В результате присоединения молекулы воды молекулярная масса глюкозы и фруктозы увеличивается при полной инверсии сахарозы в 1,0526 раза (или на 5,26%), т.е. 360,312/342,296, где 360,312 - сумма молекулярных масс глюкозы и фруктозы; 342,296 - молекулярная масса сахарозы.

Сироп хранят в алюминиевых или эмалированных сборниках 18 различного типа, оборудованных измерительными трубками. Объем сборников рассчитывается на двухсуточную потребность завода в сиропе.

Кроме кислотного гидролиза сахароза может подвергаться и ферментативному гидролизу. Инвертазу для получения глюкозно-фруктозного сиропа приготовляют из отмытых и обезгорченных пивных дрожжей в виде пасты влажностью 70-75%. Расход препарата на гидролиз составляет 0,6% к массе гидролизуемой сахарозы. Температура гидролиза 41°С. Гидролиз происходит после диспергирования субстрата в течение 20 мин с последующим ферментолизом в течение 30 мин.

Приготовление сахарного колера

Для окраски напитков в желтый или светло-коричневый цвет используется сахарный колер, приготовляемый из сахара путем обработки сахарозы при температуре 180-200 єС. При этом происходит плавление сахарозы, а продукты разложения сахарозы - карамели сообщают колеру требуемую окраску.

При дальнейшей термической обработке сахарозы от одной ее молекулы отнимаются три молекулы воды, и образуется оксиметилфурфурол, подвергающийся дальнейшим изменениям. При этом он образует либо гуминовые вещества, либо органические кислоты (левулиновую или муравьиную).

При термическом разложении сахарозы может образовываться ацетон. Но наиболее ценными компонентами являются буроокрашенные водорастворимые ангидриды карамелан и карамелен [14].

Приготовление колера осуществляют в колероварочных котлах 85, оборудованных электрическим обогревом. Данный котел состоит из двух цилиндров разного диаметра, вставленных один в другой; во внутреннем размещена ванна-тигль, под которой смонтирован нагревательный элемент. Котел укреплен на стойках и поворачивается вокруг них. При приготовлении колера котел на 50-55% объема загружают сахаром, добавляют 1-2% воды и производят нагрев при непрерывном перемешивании. При 160°С сахар начинает плавиться и постепенно приобретает бурую окраску, а при 180-200°С происходит его карамелизадия. Процесс продолжается 6-8 ч.

Приготовленный колер охлаждают до 60-65°С, затем прибавляют горячую воду с таким расчетом, чтобы получить 79-81%-ный раствор. Выход колера, содержащего 20% воды, составляет 108% массы сахара

Приготовление купажного сиропа.

Перед проведением купажирования компоненты, составляющие будущую композицию купажа, подвергают специальной обработке.

Обработка компонентов купажа состоит в следующем. Производятся детерпенизация настоев, хранящихся в бочках 19, предварительное растворение концентратов в горячей воде и фильтрование соков на фильтре 26. Затем компоненты насосом 25 задаются в сборники-мерники 29 -35, откуда они по мере надобности направляются в купажный чан 36.

Перед купажированием соки и морсы отделяют от осадков декантацией с последующим фильтрованием через различного рода фильтры; плодовые экстракты разбавляют водой (1:5) с последующими отстаиванием (2-3 ч) и фильтрованием; настои разбавляют водой в соотношении 1: 5 и после 12-часового отстаивания фильтруют [14].

Купажный сироп может быть приготовлен холодным или горячим способом.

Сборники-мерники с компонентами купажа устанавливают на специальной предкупажной площадке, расположенной выше верхней отметки купажных чанов не менее чем на 0,5 м в целях обеспечения самотека. На предкупажной площадке необходимо устанавливать не менее пяти мерников. Объем мерников рассчитывается в следующем размере: для сахарного сиропа и спиртованных соков - около 50%, для кислот, эссенций и красителей - около 8% объема купажного сиропа.

Составление купажа осуществляется при энергичном перемешивании его компонентов. Фильтрование купажyого сиропа проводят на пластинчатом фильтр-прессе 38.

При приготовлении купажа горячим способом в сахароварочный котел вначале вводят отфильтрованный сок или разбавленный экстракт и нагревают до 50 - 60°С, затем при работающей мешалке вносят сахар. После полного растворения сахара поднимают температуру до кипения и, введя кислоту, выдерживают при данной температуре в течение 30 мин, периодически удаляя образующуюся пену.

Сироп фильтруют в горячем состоянии, а красители и эссенции в сироп добавляют после его охлаждения. При варке сиропа шотери сухих веществ составляют около 2% к массе сухих веществ, вводимых с сырьем. Готовый сироп охлаждают до 8-10°С в теплообменнике 39 и направляют в сборник-мерник 40, откуда он поступает на синхронно-смесительную установку 41 для приготовления напитка.

Количество купажного сиропа не должно превышать 20% объема напитка. В противном случае готовится более концентрированный купажный сироп горячим способом.

Насыщение напитков диоксидом углерода, розлив, бракераж, наклейка этикеток и передача готовой продукции на склад. Концентрация купажного сиропа в зависимости от вида напитка находится в пределах 32-45° по сахарометру. После введения сиропа содержимое бутылки доводится до номинальной вместимости доливом газированной воды. После укупоривания содержимое бутылки размешивается в целях выравнивания концентрации экстрактивных веществ во всем объеме бутылки.

Для сохранения в напитке высокой концентрации диоксида углерода используют принцип изобарического розлива. При розливе газированных напитков осуществляют следующие операции: введение в бутылки определенной дозы купажного сиропа, а затем газированной воды разливочным автоматом 51, укупоривание заполненных напитком бутылок на автомате 52, размешивание смеси купажного сиропа и газированной воды, бракераж готовой продукции на автомате 53, анкетирование на автомате 56, укладка бутылок в ящики автоматом 58 и передача продукции на склад [20].

3 Расчет продуктов, тары и вспомогательных материалов

3.1 Расчет количества основных продуктов напитка «Яблоко»

Расчет расхода сырья на 100 дал напитка «Яблоко» на спиртованном соке произведен для предприятия, на котором фактические потери сухих веществ при производстве напитка составляют 4,2%, в том числе при варке сахарного сиропа 1%, а расход диоксида углерода составляет 16 кг. Купажный сироп напитка готовят полугорячим способом.

Рецептура на 100 дал напитка «Яблоко» представлена в таблице 3 [6].

Таблица 3. Рецептура на 100 дал напитка «Яблоко»

Сырье	Содержание сухих веществ в готовом напитке	Содержание сухих веществ в сырье, % масс.
Сахар, кг	65,7	99,85
Кислота лимонная, кг	1,408	90,97
Сок яблочный, дм3	133,7	-
Колер, кг	0,48	70,0
Диоксид углерода, кг	4,0	-
Бензоат натрия	0,177	99,46

Сахар. Норма расхода сахара (при содержании сухих веществ 99,85%, влажностью 0,15%) на приготовление 100 дал напитка «Яблоко» с учетом принятых потерь сухих веществ рассчитывается по формулам:

в пересчете на сухие вещества (кг)

, (3.1)

где С_р - содержание сухих веществ сахара в 100 дал готового напитка, кг;

П - фактические общие потери сухих веществ, %.

с учетом влажности (кг)

, (3.2)

где в-влажность сахара, %.

Яблочный сок. Расход сока на 100 дал напитка рассчитывают с учетом расхода той части сока, которая вносится в сироповарочный котел, в пересчете на сухие вещества производят по формуле:

(3.3)

где Н_Д1 - расход сока для внесения в сироповарочный котел в пересчете на сухие вещества, кг;

Д₀ - содержание сока в 100 дал готового напитка, дм³,

В₂ - содержание сухих веществ в 1 дм³ сока, кг;

П - фактические общие потери сухих веществ, %.

Полученную величину расхода сока переводят в объемные единицы измерения по формуле:

(3.4)

где Н₀₁ - количество сока, вносимого в сироповарочный котел, дм³.

дм³

дм³

Расчет величины расхода для той части сока, которая вносится в купажный сироп, в пересчете на сухие вещества производят по формуле:

(3.5)

где Н_Д2 - расход сока, для внесения в купажный сироп в пересчете на сухие вещества, кг;

П₁ - потери сухих веществ на стадии варки сахарного сиропа, %.

Полученную величину расхода сока переводят в объемные единицы измерения, используя формулу:

(3.6)

где Н₀₂ - количество сока, вносимого в купажный сироп, дм³.

дм³

дм³

Норма расхода сока на приготовление 100 дал напитка, получаемого полугорячим способом, определяется из выражений:

- в пересчете на сухие вещества

Н_Д = Н_Д1 + Н_Д2 (3.7)

- в пересчете на объемные единицы измерения

Н₀ = Н₀₁ + Н₀₂ (3.8)

Н_Д = 6,838 + 6,97 = 13,8 дм³

Н₀ = 69,77 + 71,1 = 140,87 дм³

Лимонная кислота. Норма расхода лимонной кислоты на 100 дал готового напитка зависит от содержания сухих веществ лимонной кислоты, вносимой в напиток с соком, и определяется как разность между содержанием сухих веществ кислоты в 100 дал готового напитка сучетом потерь сухих веществ и содержанием сухих веществ лимонной кислоты, вносимой с соком.

Для расчета содержания сухих веществ кислоты в 100 дал готового напитка с учетом потерь сухих веществ используют формулу:

, (3.9)

где К_н - содержание лимонной кислоты в 100 дал готового напитка по рецептуре, кг;

В-доля сухих веществ в лимонной кислоте, масс.%;

П - фактические общие потери сухих веществ, масс.%;

П₁ - потери сухих веществ на стадии варки сиропа, масс.%.

Содержание сухих веществ лимонной кислоты, вносимой с соком, равно:

, (3.10)

где а - содержание сухих веществ лимонной кислоты, вносимой с соком, кг; К - содержание сухих веществ лимонной кислоты в 100 см³ сока по действующему стандарту, г;

Н₀ - норма расхода сока на приготовление 100 дал напитка, дм³.

кг

Рассчитав содержание сухих веществ в 100 дал готового напитка с учетом потерь сухих веществ и содержание сухих веществ лимонной кислоты, вносимой с соком, определяют норму расхода лимонной кислоты на 100 дал готового напитка:

- в пересчете на сухие вещества

Н_КС = К_Н - а (3.11)

- в натуральной массе

(3.12)

Н_КС = 1,323 - 1,126 = 0,197 кг

кг

Диоксид углерода. В соответствии с действующими нормативами максимально допустимый расход диоксида углерода на 100 дал напитка составляет 19 кг.

Учитывая, что в напитках содержание диоксида углерода составляет 0,4%, т.е. 4 кг в 100 дал напитка, потери диоксида углерода достигают 70-80%.

Примем потери диоксида углерода равные 75%, тогда расход его на 100 дал напитка составит:

(3.13)

,

где Н_д - норма расхода диоксида углерода на приготовление 100 дал напитка, кг;

С_д - содержание диоксида углерода в 100 дал готового напитка по рецептуре, кг;

П₂ - потери диоксида углерода, %.

Полученные при расчете данные о расходе сырья на производство 100 дал напитка «Яблоко», купажный сироп которого готовят холодным способом, приведены в таблице 4.

Таблица 4. Расход сырья на производство 100 дал напитка «Яблоко»

Сырье	Расход сырья	Содержание сухих веществ в сырье	Потери сухих веществ
		%	кг	%	кг
Сахар, кг	68,57	99,85	68,47	4,2	2,87
Кислота лимонная, кг:
- для инверсии сахарозы	71,1	-	6,97	3,2	0,223
- для приготовления купажного сиропа	0,331	90,97	0,21	3,2	0,007
Сок яблочный, дм3	69,77	9,8г/100 см3	6,838	4,2	0,287

Всего сухих веществ в 100 дал готового напитка за вычетом потерь сухих веществ содержится:

83,9 -3,443 = 80,457 кг

Расход сырья на производство напитка «Яблоко» представлен в таблице 5.

Таблица 5. Сводная таблица расхода сырья на производство напитка «Яблоко»

Сырье	100 дал	1000 дал	В год
			500000 дал
Сахар, кг	68,57	685,7	342850
Кислота лимонная, кг:	1,241	12,41	6205
Сок яблочный, дм3	69,77	697,7	348850
Колер, кг	0,49	4,9	2450
Диоксид углерода, кг	16,0	160	80000
Бензоат натрия, кг	0,1857	1,857	928,5

3.2 Расчет количества промежуточных продуктов и воды

Сахарный сироп. Согласно продуктовому расчету, в сиропе сухих веществ содержится:

685,7 Ч 0,9985 + 3,16 = 687,831 кг

В процессе варки и транспортирования сиропа теряется 1% сухих веществ, что составляет:

687,831 Ч 0,01 = 6,87 кг

т.е. в сиропе сухих веществ останется

687,831 - 6,87 = 680,961 кг

Сахарного сиропа с содержанием 65% сухих веществ будет:

или

,

где 1,3190 - плотность сахарного сиропа с содержанием 65% сухих веществ.

Для варки сиропа необходимо будет воды (с учетом 10% на испарение)

Раствор лимонной кислоты. Из лимонной кислоты готовят 50%-й рабочий раствор. В расчетном количестве лимонной кислоты 12,41 кг сухих веществ содержится

12,41 Ч 0,9097 = 11,289 кг

Масса рабочего раствора:

,

а объем

,

где 1,2204 - плотность 50%-го раствора кислоты.

Расход воды для приготовления рабочего раствора кислоты составит

22,578 - 12,41 = 10,168 кг

Раствор колера готовят пятикратным разведением его водой. Масса рабочего раствора из 4,9 кг колера будет равна

4,9 Ч 6 = 29,4 кг

При плотности раствора данной концентрации 1,047 объем его составит:

29,4: 1,047 = 28,08 л

Воды для приготовления колера необходимо

28,08 - 4,9 = 23,18 кг

Раствор бензоата натрия. Из бензоата натрия готовят 9% раствор. В рассчитанном количестве бензоата натрия содержится 1,857 (0,9949 = 1,847).

Масса рабочего раствора составляет:

1,847 Ч (100: 9) = 20,53 л

Расход воды для приготовления рабочего раствора 20,53 - 1,847 = 18,68 л.

Количество продуктов, поступающих на приготовление купажного сиропа, представлено в таблице 6.

Таблица 6. Продукты для купажного сиропа напитка на 1000 дал

Продукт	Количество продукта, л	Количество сухих веществ, кг
Сахарный сироп	794,262	680,961
Сок яблочный	697,7	-
Раствор лимонной кислоты	18,500	11,289
Раствор колера	28,08	4,9
Раствор бензоат натрия	20,53	1,847
Всего	1559,072	698,997

Потери сухих веществ при купажировании и фильтровании принимаем равными 1,1%, что составляет

698,997 Ч 0,011 = 7,688 кг

В сиропе остается сухих веществ

698,997 - 7,688 = 691,309 кг

что соответствует

Газированная вода. Количество ее определяют как разницу между объемом напитка и купажного сиропа

1000 - 154,192 = 845,808 дал

Учитывая 10% потерь при сатурации и розливе, газированной воды будет требоваться:

845,808: 0,9 = 939,786 дал

Полученные данные по расходу сырья, промежуточных продуктов напитка «Яблоко» производительностью 500000 дал сводятся в таблице 7.

Таблица 7. Сводная таблица расхода основных и промежуточных веществ напитка «Яблоко» производительностью 500000 дал

Продукты	Количество	Продукты	Количество
Сырье	Промежуточные продукты
Сахар, кг	342850	Сахарный сироп, дм3	397,13
Кислота лимонная, кг	6205	Раствор лимонной кислоты, дм3	9,25
Сок яблочный, дм3	348850	Раствор колера, дм3	14,04
Колер, кг	2450	Раствор бензоата натрия, дм3	10,26
Диоксид углерода, кг	80000	Купажный сироп, дм3	770,95
Бензоат натрия, кг	928,5	Газированная вода, дм3	46,99

3.3 Расчет количества основных продуктов напитка «Апельсин»

Расчет расхода сырья на 100 дал напитка «Апельсин» произведен для предприятия, на котором фактические потери сухих веществ при производстве напитка составляют 4,2%, в том числе при варке сахарного сиропа 1%, а расход диоксида углерода составляет 16 кг. Купажный сироп напитка готовят холодным способом.

Рецептура на 100 дал напитка «Апельсин» представлена в таблице 8.

Таблица 8. Рецептура на 100 дал напитка «Апельсин»

Сырье	Содержание сухих веществ в готовом напитке	Содержание сухих веществ в сырье, % масс
Сахар, кг	95,14	99,85
Кислота лимонная, кг	1,87	90,97
Ароматизатор «Апельсин», дм3	0,70	-
Диоксид углерода, кг	3,22	-
Бензоат натрия	0,177	99,46

Сахар. Норма расхода сахара (при содержании сухих веществ 99,85%, влажностью 0,15%) на приготовление 100 дал напитка «Апельсин» с учетом принятых потерь сухих веществ рассчитывается по формулам:

в пересчете на сухие вещества (кг):

, (3.14)

где Н_С1 - норма расхода сахара с учетом на производстве в пересчете на сухие вещества, кг;

С_р - содержание сухих веществ сахара в 100 дал готового напитка, кг;

П - фактические общие потери сухих веществ, %.

с учетом влажности сахара (кг):

, (3.15)

где в-влажность сахара, %.

Лимонная кислота. Норма расхода лимонной кислоты на 100 дал готового напитка состоит из количества кислоты, используемой для инверсии сахарозы, и количества кислоты, расходуемой для внесения в купажный сироп. Расход кислоты для инверсии сахарозы с учетом потерь сухих веществ определяют по формулам:

- в натуральной массе:

, (3.16)

где Р_к - расход кислоты для инверсии сахарозы с учетом потерь сухих веществ, кг;

С - норма расхода сахарозы с учетом влажности на производство 100 дал напитка, кг;

К - количество кислоты, расходуемое на инверсию 100 кг сахара, кг;

в пересчете на сухое вещество:

, (3.17)

где Р_с - расход кислоты для инверсии сахарозы в пересчете на сухое вещество, кг;

В-массовая доля сухих веществ в лимонной кислоте, %,

Норма расхода лимонной кислоты на стадии приготовления купажного сиропа с учетом потерь сухих веществ рассчитывается по формулам:

- в пересчете на сухие вещества:

, (3.18)

где Н_к1 - расход лимонной кислоты на стадии приготовления купажного сиропа с учетом потерь сухих веществ, кг;

Р_р - содержание сухих веществ лимонной кислоты в 100 дал готового напитка, кг,

Р_с - расход лимонной кислоты для инверсии сахарозы без учета потерь сухих веществ в пересчете на сухие вещества, кг;

П - общие потери сухих веществ, %;

П₁ - потери сухих веществ на стадии варки белого сахарного сиропа, %;

- в натуральной массе:

, (3.19)

где Н_к1 - расход лимонной кислоты на стадии приготовления купажного сиропа с учетом потерь сухих веществ, кг;

Н_к2 - расход лимонной кислоты на стадии приготовления купажного сиропа с учетом потерь сухих веществ в пересчете на сухие вещества, кг.

,

.

Норма расхода кислоты на приготовление 100 дал напитка определяется из выражения:

- в пересчете на сухое вещество

Н_КС = Р_С + Н_К1; (3.20)

- в натуральной массе

Н_М = Р_К + Н_К2 (3.21)

Н_КС = 0,678 + 1,231 = 1,909 кг;

Н_М = 0,745 + 1,353 = 2,098 кг.

Ароматизатор. Расход ароматизатора на приготовление 100 дал напитка с учетом потерь сухих веществ (дм³):

, (3.22)

дм³

где А - содержание ароматизатора в 100 дал готового напитка, дм³.

Бензоат натрия. Расход бензоата натрия на приготовление напитка (содержание сухих веществ 99,46%, влажность 0,54%):

а) в пересчете на сухие вещества

, (3.23)

кг

где С_к - содержание сухих веществ бензоата натрия в 100 дал готового напитка, кг;

П - фактические общие потери сухих веществ, %.

б) с учетом влажности

, (3.24)

кг.

Диоксид углерода. В соответствии с действующими нормативами максимально допустимый расход диоксида углерода на 100 дал напитка составляет 19 кг. Учитывая, что в напитках содержание диоксида углерода составляет 3,22 кг в 100 дал напитка, потери диоксида углерода достигают 70-80%. Примем потери диоксида углерода равные 75%, тогда расход его на 100 дал напитка составит:

 (3.25)

,

г

де Н_д - норма расхода диоксида углерода на приготовление 100 дал напитка, кг;

С_д - содержание диоксида углерода в 100 дал готового напитка по рецептуре, кг;

П₂ - потери диоксида углерода, %.

100 кг сухих веществ сахара при 45%-ной инверсии сахарозы дают прирост сухих веществ в количестве 2,36. Исходя из этого, рассчитывают количество сухих веществ (в кг), образующихся от 99,31 кг СВ сахара:

Учитывая потери сухих веществ в размере 4,2%, образовавшиеся от прироста сухих веществ, которые составляют 0,098 кг СВ сахара (2,34Ч4,2/100), рассчитывают общее количество сухих веществ, содержащихся в 100 дал напитка. Полученные при расчете данные о расходе сырья на производство напитка «Апельсин», приведены в таблице 9.

Таблица 9. Расход сырья на производство 100 дал напитка «Апельсин»

Сырье	Расход сырья	Содержание сухих веществ в сырье	Потери сухих веществ
		%	кг	%	кг
Сахар, кг	99,46	99,85	99,31	4,2	4,17
Кислота лимонная, кг:
- для инверсии сахарозы	0,745	90,97	0,678	4,2	0,028
- для приготовления купажного сиропа	1,353	90,97	1,231	3,2	0,039
Ароматизатор «Апельсин», дм3	0,723	-	-	-	-
Диоксид углерода, кг	12,9	-	-	-	-
Прирост сухих веществ за счет инверсии сахарозы, кг	-	100,0	2,34	4,2	0,098
Итого	115,18	-	103,55	-	4,33

Всего сухих веществ в 100 дал готового напитка за вычетом потерь сухих веществ содержится:

70,68 - 2,95 = 67,73 кг

Расход сырья на производство напитка «Апельсин» представлен в таблице 10.

Таблица 10. Сводная таблица расхода сырья на производство напитка «Апельсин»

Сырье	100 дал	1000 дал	В год
			500000 дал
Сахар, кг	99,46	994,6	497300
Кислота лимонная, кг	2,1	21	10500
Ароматизатор «Апельсин», дм3	0,7231	7,231	3615,5
Диоксид углерода, кг	12,9	129	64500
Бензоат натрия, кг	0,185	1,857	925

3.4 Расчет количества промежуточных продуктов и воды

Сахарный сироп. Согласно продуктовому расчету, в сиропе сухих веществ содержится

994,6 Ч 0,9985 + 3,16 = 996,268 кг

В процессе варки и транспортирования сиропа теряется 1% сухих веществ, что составляет

996,268 Ч 0,01 = 9,96 кг

т.е. в сиропе сухих веществ останется

996,268 - 9,96 = 986,308 кг

Сахарного сиропа с содержанием 65% сухих веществ будет:

или

,

где 1,3190 - плотность сахарного сиропа с содержанием 65% сухих веществ.

Для варки сиропа необходимо будет воды (с учетом 10% на испарение)

Раствор лимонной кислоты. Из лимонной кислоты готовят 50%-й рабочий раствор. В расчетном количестве лимонной кислоты 21 кг сухих веществ содержится

21 Ч 0,9097 = 19,10 кг

Масса рабочего раствора:

а объем

,

где 1,2204 - плотность 50%-го раствора кислоты.

Расход воды для приготовления рабочего раствора кислоты составит

38,2 - 21 = 17,2 кг

Раствор бензоата натрия. Из бензоата натрия готовят 9% раствор. В рассчитанном количестве бензоата натрия содержится 1,857 (0,9949 = 1,847).

Объем рабочего раствора составляет:

л

Расход воды для приготовления рабочего раствора

20,53 - 1,847 = 18,68 л

Купажный сироп. Количество продуктов, поступающих на приготовление купажного сиропа, представлено в таблице 11.

Таблица 11. Продукты для купажного сиропа на 1000 дал

Продукт	Количество продукта, л	Количество сухих веществ, г
Сахарный сироп	1150,414	986,308
Раствор лимонной кислоты	31,30	19,10
Раствор бензоата натрия	20,53	1,847
Всего	1209,47	1007,25

Потери сухих веществ при купажировании и фильтровании принимаем равными 1,1%, что составляет:

1007,25 Ч 0,011 = 11,08 кг

В сиропе остается сухих веществ

1007,25 - 11,08 = 996,17 кг

что соответствует

= 1196,16 л

Газированная вода. Количество ее определяют как разницу между объемом напитка и купажного сиропа

1000 - 119,616 = 880,384 дал

Учитывая 10% потерь при сатурации и розливе, газированной воды будет требоваться:

Полученные данные по расходу сырья, промежуточных продуктов напитка «Апельсин» производительностью 500000 дал сводятся в таблице 12. Сводный продуктовый баланс представлен в таблице 13.

Таблица 12. Сводная таблица расхода основных веществ напитка «Апельсин» производительностью 500000 дал

Продукты	Количество	Продукты	Количество
Сырье	Промежуточные продукты
Сахар, кг	497300	Сахарный сироп, м3	575,21
Кислота лимонная, кг	10500	Раствор лимонной кислоты, м3	15,65
Ароматизатор «Апельсин», дм3	3615,5	Раствор бензоата натрия, м3	10,27
Диоксид углерода, кг	64500	Купажный сироп, м3	598,08
Бензоат натрия, кг	925	Газированная вода, м3	48,91

Таблица 13. Продуктовый баланс

Ассортимент продукции	ед. изм.	Апельсин	Яблоко	Общий объем
Годовой выпуск, дал		500000	500000	1000000
Разлив бутылочный 0,5 л		500000	500000	1000000
Продукты		На 100 дал	На 1000 дал	На 500000 дал	На 100 дал	На 1000 дал	на 500000 дал
Сырье
Сахар	кг	99,46	994,6	497300	68,57	685,7	342850	840150
Кислота лимонная	кг	2,1	21	10500	1,241	12,41	6205	16705
Ароматизатор «Апельсин»	дм3	0,7231	7,231	3615,5	-	-	-	3615,5
Сок яблочный	дм3	-	-	-	69,77	697,7	348850	348850
Колер	кг	-	-	-	0,49	4,9	2450	2450
Диоксид углерода	кг	12,9	129	64500	16	160	80000	144500
Бензоат натрия	кг	0,185	1,857	925	0,1857	1,857	928,5	1853,5
Промежуточные продукты
Сахарный сироп	м3	-	-	575,21	-	-	397,13	972,34
Раствор лимонной кислоты	м3	-	-	15,65	-	-	9,25	24,9
Раствор колера	дм3	-	-	-	-	-	14,04	14,04
Раствор бензоата натрия	м3	-	-	10,27	-	-	10,26	20,53
Купажный сироп	м3	-	-	598,08	-	-	770,95	1369,03
Газированная вода	м3	-	-	48,91	-	-	46,99	95,9

3.3 Расчет потребной тары и вспомогательных материалов

Из таблицы 2 принимаем, что продукция разливается в стеклянные бутылки емкостью 0,5 л. В таком случае бутылок потребуется 20 млн. шт.

Потеря бутылок при хранении, розливе и внутризаводских транспортировках примем в следующих размерах, % [19]:

на тарном складе - 0,8;

в производстве - 2,5;

на складе готовой продукции - 0,1

Всего он составит 3,4%.

С учетом потери бутылок потребуется:

= 20703934 шт. емкостью 0,5 л

Для покрытия потерь потребуется бутылок

20703934 - 20000000 = 703934 шт. емкостью 0,5 л

Учитывая, что 5% не возвращается из торговой сети, потребность в новых бутылках равна:

20000000 Ч (5 / 100) = 1000000 шт.

Потребность в оборотных бутылках (бутылка делает 40 оборотов в год) составит:

20000000 / 40 = 500000 шт.

Ящики. В стандартные ящики укладываются бутылки вместимостью 0,5 л - по 20 шт. Для укладки всей продукции с учетом 2% износа потребуется ящиков для бутылок:

20703934 / 20 / 0,98 = 1 056 323 ящиков

Учитывая, что 90% ящиков является оборотными, поэтому новых ящиков потребуется:

1056323 Ч (100 - 90) / 100 = 105632 шт.

Потребность в оборотных ящиках при 40 оборотах в год составит:

20703934 / (20 Ч 40) = 25880 ящ.

Кронен-пробки и этикетки.

Этикетки прямоугольные ГОСТ 16353-70, размер 100Ч70 мм по нормам - 1022 шт. / тыс. бут.

потребуется на 20000000 бутылок - 20440000 шт.

Кронен-пробка для укупорки бутылок ОСТ 18-85-82 по нормам -

1043 шт./тыс. бут.

потребуется на 20000000 бутылок - 20860000 шт.

Клей Декстрин (ГОСТ 6034-74) для наклейки этикеток на приклеивание этикеток расходуется:

0,5 л бутылки - 5,5 г/дал (0,275 кг на 1000 бутылок)

Бутылки (0,275 Ч 20000000) / 1000 = 5500 кг

Картон фильтровальный «Т» (ГОСТ 12290-80) - по нормам - 7,8 кг/тыс. дал

на 10000000 дал потребуется - 7800 кг

Дезинфицирующие вещества

- известь хлорная (ГОСТ 1692-85) 2-х% раствор хлорной извести - по нормам для дезинфекции оборудования и коммуникаций - 1,6 кг/тыс. дал.

1000000 Ч 1,6 /1000 = 1600 кг

- щелочь для мойки бутылок.

В среднем она расходуется из расчета 1000 кг на 1 млн. бутылок. Тогда расход на годовой выпуск продукции потребуется щелочи:

20000000 Ч 1000 /1000000= 20000 кг

- кальцинированная сода 100%-ная (ГОСТ 6100-75) по нормам на мойку бутылок - 760 кг на 1 млн. бутылок

20000000 Ч 760 /1000000 = 15200 кг

- каустическая сода 100% - ная (ГОСТ 2263-71) по нормам на мойку бутылок - 1070 кг на 1 млн. бутылок

20000000 Ч 1070 /1000000 = 21400 кг

Марля двухниточная отбеленная гигроскопическая, шир. 90 см - по нормам 0,39 м/тыс. дал

1000000 Ч 0,39 /1000 = 390 м

Фланель отбеленная арт. 1631, шир. 90 см - 0,089 м/тыс. дал

1000000 Ч 0,089 /1000 = 89 м

Бязь отбеленная арт. 200, шир. 90 см - 0,059 м/тыс. дал

1000000 Ч 0,059 /1000 = 59 м

Размещено на Allbest.ru