Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Описание технологии производства макаронных изделий
• 2. Сушка макаронных изделий
• 3. Оборудование для сушки макаронных изделий
• 4. Разработка оптимальных режимов сушки
• 5. Сушильная установка для использования высокотемпературного режима сушки
• 6. Экономический расчет предложенного варианта модернизации производства
• Выводы, рекомендации и заключение
• Список источников

Введение

Макаронные изделия имеют большое значение в культуре питания человека, поскольку являются одним из продуктов первой необходимости и пользуются устойчивым спросом. Их состав очень прост, однако как никакой другой продукт макаронные изделия сочетают в себе следующие важные характеристики: питательная ценность (13 % белков и 70-75 % крахмала), усваиваемость (всего около 1 % жиров), длительность хранения, безопасность в употреблении, разнообразие способов приготовления и экономичность. Главной особенностью макаронных изделий, повлиявшей на их повсеместное распространение во всем мире, является способность входить в рацион и сочетаться с кулинарными традициями различных народов, даже сильно отличающихся друг от друга, что подтверждает уникальные качества этого продукта.

Сегодня перед макаронной промышленностью встают следующие задачи: повышение производительности, расширение ассортимента продукции и повышение ее биологической ценности.

Целью данной самостоятельной работы является поиск решений по экономии энергии, сырья и финансов при производстве макаронных изделий.

Для достижения поставленной цели потребуется решить следующие задачи:

1. Изучение технологического процесса производства макаронных изделий;

2. Изучение основного оборудования, используемого для производства макарон;

3. Поиск и выбор теплоэнергетических проблем в этом подразделении;

4. Разработка решений, направленных на ликвидацию поставленной теплоэнергетической проблемы;

5. Определение экономической эффективности при использовании предлагаемых решений на действующей станции.

1. Описание технологии производства макаронных изделий

Процесс производства макаронных изделий состоит из следующих основных операций:

- прием и хранение сырья;

- подготовка сырья к производству;

- дозирование сырья;

- замес теста и вакуумирование теста;

- прессования теста;

- формование полуфабрикатов и разделка отформованных изделий;

- сушка изделий;

- стабилизация и охлаждение высушенных изделий;

- отбраковка и упаковка готовых изделий.

- хранение упакованных изделий.

Прием и хранение сырья

Все сырье принимается партиями. При приемке сырья проводится учет количества сырья, определение его качества и безопасности. По показателям безопасности все сырье должно соответствовать требованиям СанПиН 2.3.2.1078-2002. По показателям качества сырье должно соответствовать требованиям действующих нормативных документов и договоров на поставку. Качество поступающего сырья контролирует технологическая лаборатория.

Хранение сырья

Мука может храниться тарно или бестарно. Температура хранения муки не ниже 100С, относительной влажности воздуха 60-70%. Склад хранения муки должен быть сухим, не зараженным амбарными вредителями и иметь приточную вытяжную вентиляцию.

Скоропортящиеся добавки (яйца, меланж, цельное молоко и т.д.) хранятся в холодильной камере при температуре 1-2 єС. Не скоропортящиеся сырье хранится в отдельных складских помещениях при температуре не более 20 єС, и относительной влажности воздуха 60 - 70%.

Подготовка сырья к производству

Подготовка муки к производству

Подготовка муки заключается в:

- смешивании;

- просеивании;

- магнитной очистке;

- взвешивании.

Подготовка дополнительного сырья к производству:

- просеивание;

- магнитная очистка;

- взвешивание;

- либо предварительное смешивание с мукой;

- либо приготовление водообагатительной смеси.

Водообагатительная смесь проходит повторно через фильтры перед подачей в пресс. Куриные яйца перед использованием предварительно дезинфицируют и моют, а меланж размораживают. Воду, предназначенную для замеса теста, подогревают в теплообменных аппаратах, а затем смешивают с холодной водопроводной водой до температуры, указанной в рецептуре.

Дозирование сырья

Дозирование муки и воды осуществляется дозаторами непрерывного или периодического действия в тестомесильное корыто. При непрерывном процессе производства макаронных изделий дозаторы муки и воды работают синхронно.

Замес макаронного теста

Производится в тестомесителях прессов и длится от 3 до 20 минут. Макаронное тесто к концу замеса представляет собой множество увлажненных разрозненных комков и крошек. Все прессы для производства макаронных изделий можно разделить на пресса периодического и непрерывного действия. В процессе замеса так же может происходить вакуумирование теста. Вакуумирование теста проводится с целью удаления воздуха из теста и осуществляется либо в шнековой камере, либо в тестосмесителе. Замешанное макаронное тесто представляет собой сыпучую массу из увлажненных комков и крошек.

Прессование теста

Прессование осуществляется в шнековой камере. При прессовании давление в шнековой камере поднимается с 0 до 100 МПа.

Цель прессования - уплотнить замешенное тесто, превратить его в однородную связанную вязкопластичную тестовую массу.

Формование изделий

Различают три способа формования:

прессование - процесс получения технологического полуфабриката с помощью нагнетающего шнека или поршня. Форма отверстий матрицы, через которые прессуется макаронное тесто, определяет форму впрессовываемых сырых изделий;

штампование - процесс получения технологического полуфабриката с помощью штампмашины;

резание - процесс получения макаронных изделий заданной формы.

Разделка полуфабрикатов макаронных изделий

Этот процесс включает в себя:

- обдувку - снижение температуры и/или удаление части влаги с поверхности полуфабриката макаронных изделий;

-резку - процесс получения полуфабриката макаронных изделий заданной длины;

- раскладку и развешивание.

Раскладка размещение полуфабриката макаронных изделий в лотковых кассетах, сушильных рамках или на лентах транспортера сушилок для прохождения стадии сушки. Развешивание размещение макаронных изделий на бастунах для прохождения стадии сушки

Сушка изделий

Цель сушки - закрепить форму изделий и предотвратить развитие в них микроорганизмов. Это наиболее длительная стадия технологического процесса, от правильности проведения которой зависит цвет, варочные свойства, микробиологическая чистота макаронных изделий, содержание в них лома и крошки, а также технологические потери. Очень интенсивная сушка приводит к появлению в сухих изделиях трещин, а очень медленная сушка, особенно на первой стадии может привести к закисанию и плесневению изделий.

Сушильные шкафы бывают нескольких типов: шкафные, ленточные, барабанные и туннельные.

Сушка макаронных изделий может включать в себя несколько этапов.

Сушка коротких макаронных:

- предварительную подсушку;

- предварительную сушку;

- окончательную сушку.

Сушка длинных макаронных изделий:

- предварительную сушку;

- окончательную сушку.

Охлаждение и стабилизация высушенных изделий

Цель охлаждения - снизить высокую температуру изделий, выходящих из сушки, до температуры воздуха упаковочного отделения. Длительность охлаждения от 20 мин и выше.

Цель стабилизации - перераспределить влагу по внутренним слоям изделий, снять внутреннее напряжение сдвига в изделиях и тем самым предотвратить растрескивание изделий.

Стабилизация осуществляется в бункерах накопителях в случаях производства коротких макаронных изделий. На поточных автоматизированных линиях стабилизация может начинаться на нижних ярусах сушилки и продолжаться в бункерах накопителях.

При производстве длинных макаронных изделий стабилизация проходит в накопителях стабилизаторах.

Отбраковка и упаковка готовых изделий

Охлажденные изделия подвергаются отбраковке, во время которой удаляют изделия, не отвечающие требованиям, предъявляемым к их качеству, после чего изделия упаковывают. Готовые изделия упаковывают либо в потребительскую или оптовую тару. Потребительская тара в свою очередь упаковывается в транспортную тару.

Хранение упакованных макаронных изделий

Макаронные изделия хранят в крытых складских помещениях, защищенных от воздействия атмосферных осадков, с относительной влажностью воздуха до 70% и температурой до 30 єС.

2. Сушка макаронных изделий

Сушка - процесс удаления влаги из полуфабриката макаронных изделий с целью предотвращения развития биохимических и микробиологических процессов при их длительном хранении.

Полуфабрикат макаронных изделий - это удобная среда для протекания биохимических и микробиологических процессов. Для предотвращения развития этих процессов изделия подвергают консервированию - сушке.

Сушка - наиболее длительная стадия процесса производства. От правильности ее проведения зависит: прочность, стекловидность излома, кислотность изделий. Интенсивное удаление влаги приводит к растрескиванию изделий. Чрезмерно длительная сушка на первой стадии приводит к закисанию. При сушке в слое - к образованию слитков, к деформированию продукта. Высушивание заканчивается при влажности изделий 13,5-14 %, чтобы перед упаковкой их влажность была 13 %.



Рисунок 1. Классификация сушилок для макаронных изделий.

При выборе и разработке режимов сушки нужно учитывать две особенности макаронных изделий:

- при сушке происходит сокращение их линейных и объемных размеров (усадка) на 6-8%;

- в процессе сушки меняются структурно-механические свойства продукта.

Конвективный способ сушки - сушка макаронных изделий воздухом с искусственным его подогревом и принудительной вентиляцией.

Этот способ основан на тепло- и влагообмене (тепломассобмене) между высушиваемым материалом (сырые макаронные полуфабрикаты) и нагретым сушильным воздухом, который обдувает изделия.

Процесс сушки заключается в подводе влаги, находящейся внутри изделия, к его поверхности, превращении влаги в пар и удалении пара с поверхности продукта. Так происходит удаление осмотически связанной влаги. Адсорбционно-связанная влага превращается в пар внутри материала и в виде пара перемещается к поверхности.

Основные параметры сушильного воздуха:

- температура;

- относительная влажность;

- скорость движения.

Чем выше температура воздуха, тем интенсивнее происходит удаление влаги из материала. Чем ниже относительная влажность воздуха, тем интенсивнее он поглащает испаряющуюся влагу. Интенсивность высушивания зависит от скорости движения воздуха: чем больше скорость, тем быстрее отводится влага от материла. Продолжительность сушки зависит также от плотности и толщины заготовок макаронных изделий.

Режимы конвективной сушки

В макаронной промышленности применяются следующие режимы сушки:

В зависимости от температуры:

1. Традиционные низкотемпературные (НТ) режимы, когда температура сушильного воздуха не превышает 60°С;

2. Высокотемпературные (ВТ) режимы, когда температура воздуха на определенном этапе сушки достигает 70-90°С;

3. Сверхвысокотемпературные (СВТ) режимы, когда температура воздуха превышает 90°С.

Повышение температуры сушки макаронных изделий должно сопровождаться повышением относительной влажности воздуха.

3. Оборудование для сушки макаронных изделий

Особенностью сушки макаронных изделий является то, что по мере удаления из изделий влаги меняются структурно-механические характеристики их: из пластичного материала, каким являются отформованные сырые изделия, они постепенно превращаются в упругое, хрупкое тело. В связи с этим для сокращения продолжительности сушки с одновременным получением прочного продукта целесообразно использовать сушилки, в которых процесс удаления влаги из изделий разделён на два этапа: этап предварительной сушки - интенсивное удаление влаги из сырых изделий до тех пор, пока они сохраняют свойства пластичного материала, т.е. примерно до 20%-ной влажности, и период окончательной сушки - медленное удаление влаги из изделий, приобретающих свойства упругого материала. Такой режим легче всего поддерживать в сушилках автоматизированных поточных линий.

Однако подавляющее большинство вырабатываемых на предприятиях изделий высушивают в паровых конвейерных сушилках. Качество продукции, высушенной в этих сушилках, не всегда бывает хорошее: встречаются слитки, большое количество растрескавшихся изделий, искривлённых макарон.

Широкое распространение паровых конвейерных сушилок объясняется их большой производительностью при небольших габаритах, простотой обслуживания и надёжностью в работе.

4. Разработка оптимальных режимов сушки

Исследование проводилось на Нальчикской макаронной фабрике. В качестве объектов исследований были использованы макаронные изделия, приготовленные из муки твердой пшеницы. Годовая выработка макаронных изделий составляет 1000 т.

Изучены следующие варианты температурных режимов сушки - низкотемпературные и высокотемпературные, используемые в сушильных агрегатах новых выпусков.

Результаты исследований различных режимов сушки показали, что при одинаковом ассортименте продукции время сушки макаронных изделий разное. При низкотемпературном она составляет 23,8 ч, а при высокотемпературном - всего 10,5 ч, что объясняется различной сушильной способностью сушильного агрегата.

Температура воздуха в предварительной сушилке при низкотемпературном способе повышается с 50 до 56 ⁰С, относительная влажность среды с 68 до 74 %, производительность сушилки при этом составляет 26-30 г/кг св.

Температура воздуха в предварительной сушилке при высокотемпературном способе за короткий период повышается с 55 ⁰С до 67 ⁰С, относительная влажность от 66 до 80 %, при этом производительность сушилки возрастет до 55-70 г/кг св.

При увеличении температуры и влажности воздуха в сушилке срок нахождения макаронных изделий в пластическом состоянии повышается. Такие условия сушки благоприятствуют нагреву макаронных изделий до 75-77 ⁰С, и затем происходит медленное снижение температуры продукта. При этом происходит равномерное перераспределение влаги по толщине стенки макарон и снижение влажности в высушиваемых изделиях. Это способствует получению макаронных изделий без трещин в изделиях при их стабилизации и охлаждении до 33-35 ⁰ С.

В таблице 1 представлены результаты оценки качества макаронных изделий с различными режимами сушки.

Таблица 1 Качественные показатели макаронных изделий, высушенных при низкотемпературных и высокотемпературных режимах сушки

Режим сушки	Параметры сушки	Содержание сухих веществ в варочной воде, %	Сохранность формы, %	Цвет
	Т, предварительной сушки 0С	Т, окончательной сушки 0С	Продолжит., ч
			сушки	стабилизации
Низкотемпературная сушка	50 - 56	38 - 56	23,8	отсутствует	7,8	96	бледно-желтый
Высокотемпературная сушка	55 - 67	60 - 82	10,5	2-2,5	4,3	100	ярко-желтый

Наилучшие показатели качества оказались у макаронных изделий с высокотемпературной сушкой. Потери сухих веществ после варки макарон для изделий с низкой температурой сушки оказались выше, что связано со слабой белковой матрицей.

При высокотемпературной сушке цвет макаронных изделий лучше, чем при низкотемпературной, что объясняется действием фермента полифенолоксидазы, замедляющего процесс потемнения изделий.

По данным таблицы 1 видно, что целесообразнее в технологии применять высокотемпературный режим сушки. Для этого необходимо заменить сушку, использованную в производстве.

5. Сушильная установка для использования высокотемпературного режима сушки

Сушильной установкой для использования высокотемпературного режима сушки является паровая конвейерная сушилка СПК-4Г-45.

Общий расход пара: 1200 кг/ч.

Установленная мощность электрооборудования: 14,66 кВт.

Рисунок 2. Паровая конвейерная сушилка СПК-4Г-45.

Все механизмы и обшивка сушилки крепятся на корпусе, сваренном из стального проката. Боковые и торцевые стороны сушилки состоят из плотно закрывающихся дверей с резиновыми прокладками. Двери выполнены из термоизоляционного материала, обшитого листовым железом.

Внутри сушильной камеры 1 проходят пять ленточных конвейеров 3. Ширина конвейера 2000 мм, Диаметры барабанов 4 340 мм. Сушильная поверхность рабочей ветви каждого конвейера 9 м², следовательно, общая сушильная поверхность сушилки составляет 45 м². Калорифер 2 каждого конвейера состоит из двух последовательно соединённых батарей. Каждая батарея представляет собой две продольные трубы с отверстиями, в которые вварены 16 поперечных труб. На поперечных трубах навиты металлические полоски так, что образуется 100 ребер на 1 м длины трубы. Подвод пара к каждому калориферу осуществляется через выпускной коллектор 6, а выход конденсата - через коллектор 11. Контроль давления пара, поступающего в калориферы, осуществляют с помощью манометра, установленного на впускном коллекторе.

Для создания тяги над сушилкой установлены два вытяжных зонта 9, переходящих в вытяжные трубы. Отсос воздуха производится осевыми вентиляторами, регулирование количества отсасываемого воздуха - шиберами 10.

Сырые изделия, поступающие на верхнюю ленту транспортера сушилки, медленно перемещается к противоположному торцу сушильной камеры, где ссыпаются на ленту нижележащего транспортера и т.д. Ленты соседних транспортёров движутся в противоположные стороны. Пересыпка изделий с ленты на ленту происходит по наклонным щиткам 5.

Для наблюдения за работой сушилки в крайних боковых дверцах предусмотрены окна 7. Ссыпающаяся с лент транспортеров мучель собирается в нижней части сушилки на поддонах 12.

Необходимый температурный режим воздуха в сушильной камере можно принять и регулировать вручную и автоматически. Ручное регулирование теплового режима в каждом ярусе сушилки осуществляется в процессе ее пуска или в связи с переходом на сушку другого вида изделий. По достижении установившегося теплового режима производят на автоматическое регулирование температуры, которое осуществляется изменением количества пара, поступающего в калориферы. Визуальный контроль параметров воздуха над каждой лентой сушилки осуществляют при помощи термометров 8, установленных над каждой лентой, и психрометра, установленного над верхней лентой.

Привод конвейеров сушилки осуществляется от двух электродвигателей. Вал каждого электродвигателя через клиноременную передачу соединен с вариатором-редуктором, от которого через червячную цепные передачи вращение передается приводным барабанам конвейеров. Приводной барабан каждого последующего конвейера (считая сверху) вращается с несколько меньшей частотой, тем самым обеспечивая более медленное движение ленты, а следовательно, большую толщину слоя продукта по мере его высыхания.

6. Экономический расчет предложенного варианта модернизации производства

Анализ экономической эффективности исследуемых вариантов сушки показал, что при высокотемпературных режимах снижаются затраты на производство 1 т макаронных изделий на 5 тыс. рублей. При этом за счет высоких качественных показателей макаронных изделий, получаемых при этом режиме, спрос на продукцию повышается, а также растет реализационная цена 1 кг макарон. В связи с этим такой показатель, как прибыль, выше при высокотемпературных режимах и составляет с 1 т продукции 19000 руб.

Таблица 2. Экономическая эффективность режимов сушки макаронных изделий

Показатели	Варианты опыта
	Низкотемпературные режимы сушки (НТ)	Высокотемпературные режимы сушки (ВТ)
Затраты на производство 1 т продукции, руб	28000	23000
Реализационная цена 1 кг макаронных изделий, руб	36	42
Прибыль 1 т продукции, руб	8000	19000

Так как годовая выработка макаронных изделий возрастёт при переходе на высокотемпературный режим, то годовая прибыль с продажи макаронных изделий составит:

Э=(23,8/(10,5+2,5)*1000*19000)-(1000*8000)=26770000 руб.

Затраты на электроэнергию сушилки СПК-4Г-45 сопоставимы с исходной сушильной установкой.

Таблица 3. Капитальные затраты

Наименование	Затраты, руб.
Сушилка СПК-4Г-45	5000000
Монтаж и пуско-наладочные работы	2500000
Итого	7500000

Амортизационные отчисления рассчитываются по формуле:

А=К/n (1)

А=5000000/5=1000000 руб.

где К - капитальные затраты на покупку сушилки; n - срок службы.

Затраты, связанные с ремонтом, составляют 500000 руб/год.

Таблица 4 - Эксплуатационные затраты

Вид эксплуатационных затрат	Стоимость, руб./год
Амортизационные отчисления	1000000
Ремонтное обслуживание	500000
Итого	1500000

Итоговые затраты будут приведены к 5 годам использования оборудования по формуле (без учета инфляции):

Пр=Кап+n*Экспл, (2)

где Пр - приведенные затраты; Кап - капитальные затраты; Экспл - эксплуатационные затраты; n - срок службы.

Для сушильной установки приведенные затраты составят:

Пр=7500000+5*1500000=15000000 руб.

Рассчитаем срок окупаемости мероприятий по смене режима сушки по следующей формуле:

О=Пр/Э (3)

макаронный тесто сушка высокотемпературный

Выводы, рекомендации и заключение

По итогам проведенной работы можно сделать следующие выводы:

1. Изучена технология производства макаронных изделий.

2. Изучено оборудование, используемое при производстве макаронных изделий, определены его технические характеристики.

3. Произведен поиск существующих проблем в области энергетики, присущих рассматриваемому производству.

4. Разработано решение для уменьшения денежных затрат на сушку макаронных изделий за счёт перехода с низкотемпературной сушки на высокотемпературную.

5. Технико-экономическая оценка разработанного мероприятия показала, что переход на высокотемпературный режим сушки на данном предприятии позволит снизить время сушки макаронных изделий и затраты на производство продукции. Предполагаемый срок окупаемости составит 7 месяцев.

Проанализированные мероприятия могут быть рекомендованы для применения промышленными предприятиями, производящими макаронные изделия. Реализовав данный проект, предприятие не только сократит свои затраты на производство макаронных изделий, но и увеличит себестоимость продукции, что поможет ему стать более конкурентноспособным.

Список источников

1. Медведев Г.М. Технология и оборудование макаронного производства. - М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1984.-280 с.

2. Производство макаронных изделий: учебное пособие/Сост. Н.И. Демченко. - Брянск: Мичуринский филиал ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет», 2015 - 78 с.

3. Хроменков В.М. Технологическое оборудование хлебозаводов и макаронных фабрик. - СПб.: ГИОРД, 2004. - 496 с.:ил.

Размещено на Allbest.ru