Проект цеху з виробництва вершкового масла та сухих молочних продуктів

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧУВАННЯ ТА ТОРГІВЛІ

Науково-навчальний інститут харчових технологій та бізнесу

Кафедра технології переробки плодів, овочів та молока

КУРСОВА РОБОТА

На тему: Проект цеху з виробництва вершкового масла та сухих молочних продуктів

Виконав: студент V курсу

гр. ТКМ-55м

Хоменко А.В.

Науковий керівник: д.т.н., проф.

Павлюк Р.Ю.

ХАРКІВ-2010

ЗМІСТ

ВСТУП

1. ХАРАКТЕРИСТИКА СИРОВИНИ ТА ДОПОМІЖНИХ МАТЕРІАЛІВ

1.1 Стандарти на сировину і допоміжні матеріали

1.2 Хімічний склад та харчова цінність сировини

Висновки за розділом 1

2. ОПИС ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА. ТЕХНОЛОГІЧНІ СХЕМИ ВИРОБНИЦТВА ВЕРШКОВОГО МАСЛА ЕКСТРА, СУХОГО ЗНЕЖИРЕНОГО МОЛОКА ТА СКОЛОТИНИ

2.1 Опис технологічної схеми виготовлення вершкового масла екстра методом перетворення високожирних вершків з використанням маслоутворювача пластичного типу

2.2 Опис технологічної схеми виготовлення сухого знежиреного молока та сколотини

2.3 Вимоги щодо якості готової продукції. Стандарти на готову продукцію

Висновки за розділом 2

3. ПРОДУКТОВИЙ РОЗРАХУНОК ВИРОБНИЦТВА ВЕРШКОВОГО МАСЛА ЕКСТРА

3.1 Графік надходження сировини

3.2 Графік роботи цеху

3.3 Програма роботи цеху

3.3 Розрахунок норм витрат сировини та допоміжних матеріалів для виробництва масла екстра

3.4 Розрахунок норм витрат сировини та допоміжних матеріалів для виробництва масла екстра

3.5 Розрахунок норм витрат сировини для виробництва сухого знежиреного молока та сколотини

3.6 Таблиця потреб у сировині та матеріалах

Висновки за розділом 3

4. ПІДБІР І РОЗРАХУНОК ТЕХНОЛОГІЧНОГО ОБЛАДНАННЯ І ПЛОЩ

4.1 Розрахунок устаткування

4.2 Характеристика устаткування

4.3 Розрахунок площ

4.4 Таблиця підбору обладнання

Висновки за розділом 4

5. ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

Висновки за розділом 5

ВИСНОВОК

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

ВСТУП

Вершкове масло - висококалорійний молочний продукт, що складається з жирової частини (72-85 %) і плазми (16-25 %). Окрім гліцеридів різних жирних кислот в маслі виявлено більше 50 різноманітних хімічних компонентів. Прекрасний смак, аромат, збалансована кількість летучих жирних кислот, великий вміст жиророзчинних вітамінів, висока засвоюваність живильних речовин робить масло незамінним продуктом харчування. Калорійність масла становить 7800 кілокалорій. Воно має легку засвоюваність, яка в середньому дорівнює 97 % для жиру та 94 % для сухих речовин плазми. Масло, особливо літнє, багате вітамінами, розчинними в жирі. Воно містить велику кількість розчинних у воді вітамінів з комплексу вітамін В та вітамін С.

Вершкове масло в Україні за всіх часів вважалося продуктом першої необхідності, а рівень його споживання традиційно сприймався за показник добробуту й достатку. Як у жодній іншій країні світу, в Україні за рівнем споживання коровячого масла можна писати історію стану споживчого ринку та купівельної спроможності її населення.

Актуальним в наш час є виробництво вершкового масла з додаванням порошкоподібних, пастоподібних біологічно активних добавок, за для збагачення масла вітамінами, дубильними, фенольними речовинами, та іншими мінеральними речовинами, які сприяють зміцненню імунітету організму людини.

Метою моєї курсової роботи є:

закріплення та розширення теоретичних та практичних знань зі спеціальності;

застосування цих знань при рішенні конкретної інженерно-технологічної задачі - проектування технологічних ліній галузі з використанням САПР для переоснащення або будівництва цеху заданої потужності;

аналіз технологій виробництва вершкового масла та сухої молочної суміші;

проведення продуктових розрахунків з виробництва молочних продуктів запроектованого асортименту;

проведення розрахунків та підбору обладнання;

розрахунок необхідних площ для даного обладнання;

планування роботи цеху;

розгляд заходів щодо охорони праці та навколишнього середовища.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА СИРОВИНИ ТА ДОПОМІЖНИХ МАТЕРІАЛІВ

1.1 Стандарти на сировину і допоміжні матеріали

Для виробництва вершкового масла екстра використовують таку сировину:

молоко коровяче незбиране - згідно з ДСТУ 3662;

вершки та молоко знежирене, отримані з молока коров?ячого, що відповідає вимогам ДСТУ 3662 або згідно з чинними нормативними документами;

вершки пластичні і підсирні - згідно з чинними нормативними документами;

молоко незбиране сухе або молоко знежирене сухе - згідно з ДСТУ 4273 або згідно з чинними нормативними документами;

маслянку-сировину, отриману під час виробництва солодковершкового масла, та маслянку суху - згідно з чинними нормативними документами;

екстракт аннато, дозволений до застосування Центральним органом виконавчої влади у сфері охорони здоров?я;

бета-каротин мікробіологічний або бета-каротин в олії каролін мікробіологічний - згідно з чинними нормативними документами;

ретинол (вітамін А) - згідно з чинними нормативними документами;

воду питну - згідно з ГОСТ 2874.

Не дозволено застосовувати будь-які жири та вершки, окрім тих, що отримані з коров?ячого молока [1, 26].

Молоко, яке використовується для виготовлення вершкового масла, повинне відповідати діючому ГОСТу на Молоко-сировину натуральне коровяче, основні вимоги якого зводяться до того, що воно повинне бути отримане від здорових корів у господарствах, сприятливих до інфекційних захворювань, відповідно до діючих у країні правил санітарного і ветеринарного законодавства, затвердженими у встановленому порядку.

Молоко після доїння повинне бути профільтроване (очищене) і охолоджене не пізніше 2 год після доїння до температури (4± 2)°С [2].

Вершки-сировина представляють собою молочно-жирову дисперсію масло у воді з масовою часткою жиру від 10 до 55% і СЗМЗ від 7 до 14% без додавання будь-яких не молочних інгредієнтів. Для виробництва вершкового масла використовують переважно вершки з масовою часткою жиру від 28 до 55%.

Залежно від органолептичних, фізико-хімічних, мікробіологічних показників вершки підрозділяють на сорти: високий, перший і другий.

За органолептичними показниками вершки повинні відповідати вимогам, зазначеним у таблиці 1.1. Вершки, які не задовольняють зазначеним у таблиці вимогам, відносять до несортових.

Таблиця 1.1 - Характеристика органолептичних показників вершків з коровячого молока

Назва показника	Характеристика показника для вершків, сорту
	вищього	першого	друго
Смак і запах	Виражений вершковий, чистий, солодкуватий	Вершковий, солодкий зі слабко вираженим кормовий присмаком	Слабко виражений вершковий, солодкуватий, слабкий не чистий ткож (або) з кормовим присмаком та запахом
Консистенція та зовнішній вигляд	Однорідна, гомогенізована	Однорідна, гомогенізована або з невиликими комочками жиру	Неоднорідна, з комочками жиру та пластівцями білка
Цвет	Білий, з кремовим відтінком, однорідний по всій масі

Не підлягають прийманню вершки:

розведені водою (більш ніж на 15 %), масова частка СЗМЗ в таких вершках (жирністю 30-40 %) менше 6,4 %;

з наявністю інгибіруючих речовин -- антибіотиків, формаліну, перекисі водню, аміаку, соди та інших миючих, дезінфікуючих консервуючих речовин;

отримані з молока в перші 7 діб після отелення та останні 7 діб лактації;

з залишковою кількістю пестицидів та інших хімічних речовин вище граничних норм, затверджених у встановленому порядку;

з запахом хімікатів і нафтопродуктів;

з гнильним, прогірклим, гірким, затхлим, пліснявим, присмаком металу та різко вираженим присмаком і запахом цибулі, часнику, полині, силосу та іншими різко вираженими сторонніми присмаками і запахами;

з пластівцями і згустками білка, механічними домішками та кольором, не властивим вершкам;

заморожені;

доставлені в брудній (та іржавій) тарі.

Вершки з доброякісною жировою фазою, але мають сторонні включення, а також з різко вираженими присмаками кормів (у т.ч. гніту, силосу та ін.) і затхлим -- обумовленим поганою плазмою або її псуванням, за узгодженням з постачальником можуть бути прийняті й перероблені на масло-сирець або пряжене масло -- бажано в його присутності [].

За термостійкістю вершки повинні відповідати вимогам, зазначеним у табл. 1.2 [3, 26].

Таблиця 1.2 - Показники, що характеризують термостійкість вершків

Найменування показника	Характеристика вершків, сорту
	вищого	першого	другого
Термостійкість вершків за пробою: на кипятіння або хлоркальцієвий Кислотність жиру, °К, не більше Температура, °С, не більше	Відсутність пластівців білка 1,5 8,0	Окремі пластівці білка 2,0 8,0	Окремі великі пластівці білка 2,5 8,0

По масовій частці сухого знежиреного молочного залишку (СЗМЗ) і щільності вершки повинні відповідати вимогам, зазначеним у табл. 2.4.

Таблиця 1.3 - Характеристика залежності показників щільності від складу вершків

Масова частка жиру у вершках, %	Масова частка СЗМЗ, %	Щільність, кг/м3 при 20 °С
10,0	7,5	1020,0
15,0	7,1	1014,0
20,0	6,7	1008,0
25,0	6,3	1003,0
30,0	5,8	997,0
35,0	5,4	992,0
40,0	5,0	987,0
45,0	4,6	982,0
50,0	4.2	976.0
52,5	4,0	974,0
55,0	3,8	971,0

За показниками титруємої кислотності вершки залежно від масової частки жиру та сорту повинні відповідати вимогам, зазначеним у табл. 1.4.

Таблиця 1.4 - Характеристика титруємої кислотності вершків залежно від їхньої жирності [4]

Масова частка жиру у вершках, %	Титруєма кислотність, ?Т
	Не менше, для вершків всіх сортів	Не більше, для вершків сорту
		вищого	першого	другого
10 12 1410-20 16 18 20 22 24 2621-30 28 30 32 3431-40 36 38 40 42 4441-50 46 48 50 52 5451-55 55	14,6 14,4 14,314,0 14,1 14,0 13,8 13,7 13,5 13,413,0 13,3 13,1 13,0 12,812,0 12,7 12,5 12,4 12,2 12,111,0 11,9 11,8 11,7 11,5 11,410,0 11,3	17,4 17,2 17,017,0 16,7 16,5 16,3 16,1 15,9 15,716,0 15,5 15,3 15,1 14,915,0 14,7 14,4 14,2 14,0 13,814,0 13,6 13,4 13,2 13,0 12,813,0 12,7	19,2 18,9 18,719,0 18,4 18,2 17,9 17,7 17,417,0 17,2 16,9 16,7 16,4 16,216,0 15,9 15,7 15,4 15,2 14,915,0 14,7 14,4 14,2 14,0 13,714,0 13,6	21,0 20,7 20,421,0 20,1 19,8 19,5 19,2 18,9 18,719,0 18,4 18,1 17,8 17,518,0 17,2 16,9 16,6 16,4 16,117,0 15,8 15,5 15,2 14,9 14,615,14,5

За мікробіологічними показниками сирі вершки повинні відповідати вимогам, зазначеним у табл. 1.5.

Таблиця 1.5 - Характеристика мікробіологічних показників вершків-сировини в маслоробстві

Сорт вершків	Бактеріальна обсеміненість
	Клас за редуктазною пробою	Орієнтовна кількість бактерій, КМАФАМ КОЕ/см3
Вищий Перший Другий	I II III	До 0,5 * 106 До 4 * 106 До 20 * 106

Пастеризовані вершки оцінюють на ефективність пастеризації за пероксидазою. За мікробіологічними показниками пастеризовані вершки повинні відповідати вимогам, зазначеним у табл. 1.6.

Таблиця 1.6 - Мікробіологічні показники пастеризованих вершків

Показники бактеріальної обсемененности	Норми для пастеризованих вершків усіх сортів
Кількість мезофильных і факультативно-анаэробных мікроорганізмів, КОЕ/див3, не більше Маса продукту (г, див3), у якій не допускаються: бактерії групи кишкових паличок (колі-форми) патогенні, у тому числі сальмонеллы Staphyloccocus aureus	3·105 0,01 25,0 0,1

За вмістом токсичних елементів, антибіотиків, пестицидів, мікотоксинів, радіонуклідів вершки повинні відповідати вимогам, зазначеним у діючих СанПин 2.3.2.1078-01.

Вершки не повинні містити немолочних жирів, інгібуючих речовин, а також соди, аміаку, перекиси водню, сторонньої води більше 15% (у плазмі вершків) [4, 26].

Зберігають вершки на підприємствах при температурі не вище 8 ?С у спеціальних резервуарах (флягах, ваннах та ін.) у відведених для цієї мети приміщеннях. Тривалість зберігання сирих вершків -- не більше 24 год; пастеризованих -- не більше 48 годин [4].

Знежирене молоко та сколотини, які відправляються на сушіння містять:

вологи - 90,5-91 %;

жиру - 0,4;

білка - 3,3;

молочного цукру - 4,8 %;

золи - 0,73.

Для виробництва сухого знежиреного молока, як правило, використовують знежирене молоко з кислотністю не вище 20°Т та сколотину, отриману при виготовленні солодковершкового масла, з кислотністю не вище 22°Т.

Якщо використовують знежирене молоко з підвищеною кислотністю, але не вище 28°Т, і сколотину з кислотністю вище 22°Т, але не вище 35°Т, кислотність їх знижують до 18°Т, додаючи двовуглекислий натрій (NaНСО3) або водяний розчин аміаку.

1.2 Хімічний склад та харчова цінність сировини

Вершки - це головна сировина при виготовлені вершкового масла. Вони представляють собою полідисперсну багатофазову систему, яка включає грубу дисперсію молочного жира, тонку калоїдну систему казеїнових частин і дисперсію ліпопротеїнових, молекулярні раствори сироваткових білків, низькомолекулярних азотистих зєднань лактози, солей та ін. Вершки складаються з тих же компонентів, що і молоко, але з іншим співвідношенням між жировою фазою та плазмою. Фізико-хімічні властивості молока і вершків суттєво відрізняються [5].

Вміст компонентів у вершках середньої жирності, які використовують у виробництві вершкового масла, наведене в табл. 1.2.

Таблиця 1.2 - вміст компонентів у вершках середньої жирності

Компоненти вершків	Одиниця виміру	Масова частка
Жир	%	25,0-45,0
Вода	%	66,27-49,85
Сухий знежирений молочний	г/100 г	8,73-5,15
залишок
У т.ч. білків		2,95-1,74
лактози		4,93-2,91
золи		0,58-0,34
фосфору		0,15 0,09
кальцію		0,12-0,07
Вільні летучі жирні	мг/кг	10,76
Кислоти
У т.ч. мурашина		0,69
оцтова		3,68
пропіонова		0,57
масляна		1,33
Фосфоліпіди	мг/100 г	180,5
Холестерин	мг/100 г	101,7

Харчова цінність 100 г вершків середньої жирності, г: жиру - 25 г; білків - 2,8; вуглеводів - 3,6. Енергетична цінність (калорійність) 100 г вершків - 206 ккал/861,9 кДж [5].

Висновки за розділом 1

Під час виконання першого розділу моєї роботи можна зробити висновки, що вершки - це головна сировина при виготовлені вершкового масла. Вони представляють собою полідисперсну багатофазову систему, яка включає грубу дисперсію молочного жиру, тонку калоїдну систему казеїнових частин і дисперсію ліпопротеїнових, молекулярні раствори сироваткових білків, нізькомолекулярних азотистих зєднань лактози, солей та ін. Вершки складаються з тих же компонентів, що і молоко, але з іншим співвідношенням між жировою фазою та плазмою. Вершки та допоміжні матеріали, за фізико-хімічними та мікробіологічними показниками повинні відповідати вимогам вказаним в ДСТУ 4399:2005.

2. ОПИС ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА. ТЕХНОЛОГІЧНІ СХЕМИ ВИРОБНИЦТВА ВЕРШКОВОГО МАСЛА ЕКСТРА, СУХОГО ЗНЕЖИРЕНОГО МОЛОКА ТА СКОЛОТИНИ

2.1 Опис технологічної схеми виготовлення вершкового масла екстра методом перетворення високожирних вершків з використанням маслоутворювача пластичного типу

Сутність методу перетворення ВЖВ полягає в концентруванні жирової фази молока (вершків) сепаруванням до стандартного вмісту її в готовому маслі з наступним перетворенням отриманих високожирних вершків у масло за рахунок термомеханічної обробки.

Технологічний процес виробництва масла методом перетворення високожирних вершків (рис.2.1) складається з наступних технологічних операцій:

приймання та сортування молока;

підігрів та сепарування молока;

теплова та вакуумна обробка вершків (пастеризація, дезодорація);

сепарування вершків;

нормалізація високожирних вершків;

термомеханічна обробка ВЖВ;

швидке охолодження до 15-20?С вершків з безперервним перемішуванням, утворення первинної структури масла;

фасування та пакування;

витримування в камері 2…3 доби за t=+5…+10?С, зберігання та реалізація.

Приймання та сортування молока. Для переробки на масло придатне будь-яке молоко, що задовольняє вимогам вказаним в ДСТУ- 13264. Перевага віддається молоку з високим вмістом жиру, з великими жировими кульками, отриманому від корів, раціони яких повноцінні й різноманітні по набору кормів. Особливо важливим для одержання високоякісного масла є співвідношення жирних кислот у кормах, які обумовлюють хімічний склад, властивості й стійкість масла при зберіганні. Велика кількість жиророзчинних вітамінів у кормах визначає великий вміст їх у маслі. Таке масло краще збережеться, тому що вітамін А виконує роль антиоксиданту.

Сепарування молока і отримання вершків. Сепарування починають після надходження його в кількості, яка забезпечує без зупинну роботу сепаратора протягом 20...30 хв. Молоко різних сортів варто сепарувати окремо. Отримані при цьому вершки резервуються в окремих ємностях.

Під час сепарування молока необхідно суворо додержуватися правил експлуатації сепараторів:

після досягнення нормальної швидкості обертання барабана через нього пропускають невелику кількість чистої води з температурою 50...60° С, а потім молоко;

сепарування молока проводиться за температури 35...40 С і кислотності молока не більше 20° Т. Заниження температури сепарування можливо тільки на спеціальних сепараторах, які дозволяють зменшити подачу молока в барабан і регулювати масову частку жиру вершків;

Масову частку жиру вершків установлюють з урахуванням особливостей виробництва. Під час виготовлення масла методами перетворення високожирних вершків і сколочування вершків у масловиготовлювачах періодичної дії необхідно отримувати вершки з масовою часткою жиру 32...37%, а в масловиготовлювачах безперервної дії - 36... 55 %.

Сепарування вершків і одержання высокожирных вершків. Високожирні вершки -- висококонцентрована жирова емульсія з масовою часткою жиру більше 62 %; жирові кульки в них практично стикаються один з одним, а при масовій частці жиру більше 73 ± 1 % перебувають в деформованому стані; товщина прошарків плазми, які складаються з гідратованих оболонок жирових кульок, становить 30 нм. При масовій частці жиру 91...95 % прошарку плазми досягають критичної товщини, емульсія при цьому руйнується.

Високожирні вершки можна одержати з молока шляхом одно- і дворазового сепарування. У заводській практиці звичайно застосовують дворазове сепарування: спочатку з молока одержують вершки з масовою часткою жиру 32...37 %, які потім пастеризують і гарячими (при температурі 70...90 °С) сепарують в потоці, одержуючи високожирні вершки. При цьому процес одержання високожирних вершків прийнято розглядати як двухстадійний:

1-а стадія -- зближення жирових кульок в результаті першого сепарування молока (при температурі 50...80 °С);

2-а стадія -- ущільнення жирової фази та часткова деформація жирових кульок при другому сепаруванні вершків.

Стадії сепарування відрізняються між собою по витратах механічної енергії та швидкості процесу концентрації. На першій стадії концентрування жиру здійснюється швидше, а енергія витрачається на подолання опору середовища руху жирової кульки. Уповільнення процесу концентрації на другій стадії (енергія при цьому витрачається на деформацію та пресування жирових кульок і витіснення плазми з капілярів) приводить до зниження продуктивності сепаратора. На другій стадії концентрування жирової фази в результаті взаємного тертя в барабані сепаратора разом із плазмою витісняються речовини оболонок жирових кульок (у тому числі фосфоліпіди). Тому у високожирних вершках утримується менше оболонкової речовини, а ніж у звичайних вершках, що приводить до зміни електричного заряду жирових кульок і рухливості їх в електричнім полі, а також зниженню стійкості оболонок жирових кульок і емульсії в цілому.

У повсякденній практиці для одержання високожирних вершків використовують винятково сепаратори періодичної дії. Для забезпечення безперервності одержання високожирних вершків звичайно використовують три сепаратори, які працюють по черзі [1, 21].

Пастеризація та дезодорація вершків. Пастеризують вершки при температурі 60…65?С протягом 20…30 хв. Дезодорація вершків застосовується для видалення сторонніх запахів і присмаків, обумовлених наявністю адсорбованих легколетючих речовин за допомогою дезодоратора, який включають у потокову лінію виробництва масла.

Технологічний процес видалення сторонніх запахів і присмаків здійснюється в такій послідовності. Вершки спочатку надходять у трубчастий пастеризатор, де нагріваються до 80...85°С, потім в дезодораційну камеру до розбризкувача. У камері, де за допомогою ежектора створюється розрідження 0,06...0,07 мПа, вершки закипають за температури 65...70°С. Під час кипіння разом з парами частково випаровується волога і видаляються летючі речовини, які спричиняють неприємний смак вершків, а також речовини, які надають вершкам смак пастеризації.

Нормалізація високожирних вершків. Ця операція необхідна для одержання масла стандартного складу. Необхідний вміст вологи, жиру та СЗМЗ у високожирних вершках легко одержати в процесі сепарування вершків. Наприклад, при зміні вологи у високожирних вершках в діапазоні від 16 до 45 % масова частка СЗМЗ в них буде мінятися від 1,6 до 4,5 %; решта становить жир.

На практиці часто одержують високожирні вершки з вмістом компонентів, що відрізняються від необхідного. У більшості випадків у них навмисне завищена масова частка жиру, але можливі й випадки невідповідності СЗМЗ та вологи. Тому виникає необхідність нормалізації високожирних вершків за вологою, СЗМЗ та жиру. Використовують для цієї мети пахту, пастеризоване незбиране молоко або вершки, молочний жир (пряжене масло) та ін. Не рекомендується використовувати воду і знежирене молоко, які можуть стати причиною погіршення смаку та запаху масла.

Переважно для нормалізації використовують пастеризовані вершки з масовою часткою жиру 31...35 %. Масло при цьому набуває присмаку пастеризації, який зі збільшенням кількості молочної плазми стає більш вираженим.

У випадку завищення у високожирних вершках масової частки плазми їх нормалізують молочним жиром або високожирними вершками з більш низьким вмістом плазми.

Вплив способу нормалізації високожирних вершків на вміст вологи, СЗМЗ, стан жирової емульсії та вязкість наведені в табл. 2.1 [6].

Таблиця 2.1 - Вплив способу нормалізації високожирних вершків (при 65 °С) на їхні фізико-хімічні показники

Високожирні вершки (при 65 ?С)	Масова доля, %	К-сть емульгованого жиру, %	Вязкість, (Па·с)·10-1, при 60±1 ?С
	Вологи	СЗМЗ
До нормалізації (контроль)	19,3	2,0±0,22	86,3±2,5	382,6±37,5
Після нормалізації:
вершками	24,2	2,56±0,24	87,1±2,9	258,4±34,7
пахтою	24,2	2,55±0,24	87,9±4,2	240,5±38,7
знежиреним молоком	24,2	2,39±0,23	89,4±4,1	206,7±32,7
водою	24,2	2,17±0,29	91,5±3,7	187,1±27,8

Можливі випадки, коли високожирні вершки необхідно нормалізувати за двома із трьох зазначених показників: волозі і СЗМЗ, або жиру і СЗМЗ. На підприємствах, як правило, практикують нормалізацію високожирних вершків за вологою, рідше за СЗМЗ. При нормалізації високожирних вершків необхідно знати їх обсяг, масову частку вологи, СЗМЗ, які визначають аналітично та за якими розраховують кількість жиру. Для нормалізації за вологою використовують сколотини, цільне і знежирене молоко, вершки 30...35 % жирності або пряжене масло при зниженому або підвищеному вмісті вологи, відповідно.

Перетворення високожирних вершків в масло. Насосом-дозатором ВЖВ подаються в пластинчастий маслоутворювач, де вони охолоджуються до температури 15…20?С з безперервним перемішуванням. Далі, протягом 40…120 с при температурі 13…15?С відбувається подальше затвердіння, дестабілізація жирової дисперсії, перетворення фаз та формування первинної структури масла.

Сутність процесу маслоутворення полягає в перетворені фаз жирової емульсії типу масло у воді в емульсію вода в маслі за допомогою интенсивної термомеханічної обробки високожирних вершків. Високожирні вершки охолоджуються в результаті контакту з холодною стінкою апарата при продавлювані їх насосом через маслоутворювач. При цьому відбувається інтенсивне утворення центрів кристалізації, отвердіння значної частини жиру, перетворення фаз жирової емульсії та диспергування утворившихся кристалівагрегатів жиру.

При охолодженні високожирних вершків нижче точки затвердіння молочного жиру в першу чергу викристалізовуються тугоплавкі гліцериди, що перебувають на границі з оболонками жирових кульок. Це змінює існуючу рівновагу молекулярних сил в адсорбційній гідратній оболонці, зменшуючи її стійкість проти розриву. Зміна агрегатного стану молочного жиру викликає збільшення вязкості внаслідок утворення всередині кульки кристалічного каркаса з твердих гліцеридів, що прискорює розрив оболонки. Отже, процес деемульгування в такій полідисперсній системі як високожирні вершки розтягнеться у часі, залежить від температури й інтенсивності механічного впливу. При постійній температурі ступінь деемульгування жирової емульсії прямо пропорційна тривалості та інтенсивності перемішування. До кінця процесу кількість деемульгованого жиру досягає 96 %.

Інтенсивність кристалізації гліцеридів і перебігу фаз залежить від температури охолодження високожирних вершків і витрат енергії на механічну обробку продукту. Механічна енергія, прикладена ззовні, витрачається на подолання вязкості тертя середовища, деформацію жирових кульок і їх руйнування [7].

Можна виділити дві зони термомеханічної обробки високожирних вершків: зону охолодження і зону кристалізації. Границею між зонами прийнята середня температура високожирних вершків в апараті, рівна температурі затвердіння молочного жиру. Розподіл на зони заснований на тому, що процес первинного структуроутворення може протікати тільки при наявності твердих гліцеридів, виділення яких з розплаву починається при досягненні температури затвердіння молочного жиру [7].

Процес маслоутворення умовно може бути розділений на три стадії: охолодження високожирних вершків, перебіг фаз жирової дисперсії, утворення первинної структури.

Охолодження високожирних вершків здійснюється до температури початку кристалізації основної маси гліцеридів молочного жиру (22...23 °С), при цьому продукт залишається емульсією жиру в плазмі молока.

Дестабілізація жирової емульсії і кристалізація гліцеридів при одночаснім подальшім охолодженні до 10...15°С і інтенсивнім перемішуванні продукту починається з досягнення високожирними вершками температури 22°С при вмісті в них твердого жиру 1,5...2,0 %. Взаємодія твердих часток жиру внаслідок незначної їхньої кількості в продукті відсутня; перебіг фаз -- процес швидкоплинний, за декілька секунд ступінь дестабілізації жирової емульсії досягає 70...80 %, швидкість охолодження на цій стадії в кілька разів менше, чим на першій. Проби продукту на другій стадії швидко затвердівають (5...20 с) і мають грубу, крошливу консистенцію.

Утвірення первинної структури масла здійснюється в зоні масового накопичення кристалів; починається процес при вмісті в продукті 4...7 % твердого жиру та ступені дестабілізації жирової емульсії 60...85 %. Воно співпадає з різким збільшенням вязкості продукту, що вказуютє на початок масової кристалізації гліцеридів; інтенсивне механічне перемішування продукту попереджає утворення великих кристалоагрегатів жиру і обумовлює рівномірний розподіл рідкої та твердої фаз жиру та всіх інших структурних компонентів. На даній стадії утворюється просторова структура масла.

Показниками ефективності процесу маслоутворення за стадіями є: швидкість і температурний діапазон охолодження -- на першій стадії, ступінь дестабілізації жирової емульсії -- на другій і інтенсивність механічного впливу -- на третій стадії [8].

Утворена в маслоутворювачі первинна структура масла в результаті механічного впливу на неї частково або повністю руйнується і потім (у рідкому стані) витісняється з апарата в тару. Оскільки продукт при цьому перебуває в температурній зоні масової кристалізації гліцеридів, все це обумовлює вміст в ньому порівняно високої кількості твердого жиру (30...38 %). Частина жиру перебуває в переохолодженому стані, внаслідок чого продукт, потрапляючи в тару (де він перебуває в стані відносного спокою), дуже швидко (за 20...90 с) затвердіває як і масло, одержуване традиційним методом.

Маслоутворювачі, які використовуються в промисловості -- це теплообмінні апарати циліндричного або пластинчастого типів. Вони передбачають охолодження продукту через теплопередаючу стінку. Хладогентом є розсіл з температурою 2-10 °С. Гарячі високожирні вершки прохолоджуються, контактуючи з охолодженою стінкою. Охолоджені шари продукту спеціальними ножами відшкребаються з холодної стінки і змішуються з глибшими, більш теплими шарами. Послідовне багаторазове охолодження і нагрівання в результаті перемішування продукту створює умови для одночасного протікання процесів руйнування жирової дисперсії та емульгування утвореної фази вільного рідкого жиру. При цьому відбувається інтенсивне утвірення центрів кристалізації, затвердіння значної частини гліцеридів, перебіг фаз жирової емульсії і дисперговання утворених кристалічних агрегатів жиру.

Фасування масла. Вершкове масло упаковують по 25,4 і 20 кг у картонні ящики, масло з наповнювачами -- у ящики по 10 і 20 кг.

Під час тривалого зберігання в картонній тарі відбувається усушка масла. Для запобігання втрат від усушки збільшують вагу моноліту відповідно до встановленої норми. У бляшану тару упаковують масло, призначене для тривалого зберігання .

Ящики вистилають усередині пергаментом марки А. Пакувальний матеріал повинен бути нешкідливим, не містити речовин, які можуть розчинятися і переходити в продукт, надавати маслу сторонні присмаки і запахи. Пергамент використовують жиро-і водонепроникний з високою міцністю, який не містить мишяковистих зєднань і солей важких металів.

Зберігання масла. Масло відразу після пакування охолоджують, і чим швидше воно було охолоджене, і чим нижча температура наприкінці охолодження, тим вища буде його стійкість. Через погану теплопровідність масла для прискорення його охолодження необхідно підтримувати в камері для зберігання масла температуру від -5 до -8° С

Особливості процесу маслоутворення в апараті пластинчастого типу обумовлюється його конструкцією та параметрами роботи [8].

Пластинчасті маслоутворювачі представляють собою конструкцію із двох робочих вузлів -- пакета пластин (охолоджувач) і циліндричного обробника з обертовою мішалкою, число оборотів якої регулюється.

З урахуванням особливостей конструкції процес умовно розділений на охолодження високожирних вершків і механічну обробку маси продукту, яка кристалізується. Контрольними показниками при охолодженні продукту є питома витрата потужності (енергії) на перемішування продукту, швидкість охолодження і температуру продукту, а при механічній обробці -- питома витрата потужності на механічну обробку маси продукту, який кристалізується, її тривалість і температуру масла на виході з апарата. Питома витрата потужності при охолодженні продукту, за даними С. Гуляєва-Зайцева, становить 30...40 Вт/кг у весняно-літній, і 60...70 Вт/кг в осінньо-зимовий періоди року при температурі 13...15 °С. Витрати енергії на механічну обробку продукту становлять 2000...3000 Дж/кг при питомій витраті потужності 20...60 Вт/кг.

Принципової відмінності процесу маслоутворення при експлуатації апаратів циліндричного і пластинчастого типу не мають.

Регулювання роботи пластинчатих маслоутворювачів полягає в наступному:

при отриманні масла з занадто твердою, крошливою і недостатньо вязкою консистенцією необхідно знизити температуру охолодження і збільшити частоту обертання мішалки обробника;

при отриманні масла з занадто мякою консистенцією і низькою термостійкістю необхідно підвищити температуру продукту на виході з охолоджувача і знизити частоту обертання мішалки обробника.

Одним з представників маслоутворювачів пластичного типу є маслоутворювач Р3-ОУА-М (рис. 2.2).

Установка РЗ-ОУА-М пластинчастий маслоутворювач безперервної дії. Він призначений для переробки високожирних вершків (натуральних) у вершкове масло і рослинно-жирових високожирних вершків у спреди на заводах маслоробної промисловості. Процес перетворення високожирних вершків у вершкове масло\спред в пластинчастому маслоутворювачі протікає в три стадії.

На першій стадії вершки надходять в охолоджувач, що представляє собою стислий пакет пластин в комплекті з ножами, надягнутими на приводний вал редуктора. Ущільнення пластин між собою здійснюється гумовими кільцями, стиск пакета - спеціальними гайками, за допомогою натискної плити. Холодоносій по каналах, утворених втулками продуктових пластин, надходить у внутрішню порожнину охолоджених пластин зсередини та через такі ж канали виводиться з них. В ньому вершки прохолоджуються до 11...14 ?С. В області температур нижче 22 °С починається отвердіння високоплавких тригліцеридів молочного жиру, що викликає швидке руйнування емульсії. На виході з охолоджувача ступінь руйнування емульсії досягає 95...97 %.

Друга стадія процесу проходить в обробнику, в якому відбувається механічна обробка продукту для додавання йому оптимальних структурно-механічних властивостей, при цьому підвищується його температура до 16...20 °С. Тут здійснюється масове пресування тригліцеридів молочного жиру. Інтенсивність механічної обробки, стабільна підтримка технологічних параметрів процесу - основні фактори одержання масла, що має гарну консистенцію і високу термостійкість [9].

Третя стадія процесу відбувається в другій секції охолодження де вершки прохолоджуються до температури +14...+16 °С.

Робоча характеристика пластинсчатого маслоутворювача РЗ-ОУА-М викладені в таблиці 2.2 [9, 25].

Таблиця 2.2 - робоча характеристика маслоутворювача РЗ-ОУА-М

Модель	Р3-ОУА-М
Обєм масла кг/год:
комбінованого масла	1 500
солодковершкового	1 200
селянського	850
екстра	500
температура росолу/лід. води, ?С	-7/2
витрати холоду, ккал/год	61,8 кВт
встановлена потужність, кВт	12,1
габаритні розміри, м	2200х1700х1800
вага, кг	1 400

Фасування та пакування масла. З маслоутворювача масло витікає у вигляді вільно падаючої струї, має вязку але легкоплинну консистенцію і добре розподіляється в ящику. Після 2...3 хв витримки (у стані спокою) продукт затвердіває, утворюючи щільний моноліт. Фасування здійснюють наливом у заздалегідь підготовлені ящики, сконвертовані і вистелені пергаментом або іншим дозволеним пакувальним матеріалом. При заповненні ящика масло періодично розрівнюють лопаткою. Поверхню масла вирівнюють спеціальною лінійкою і обережно накривають пергаментом. Кришку картонного ящика закривають і заклеюють спеціальною клейкою паперовою стрічкою; кришку деревяного ящика забивають.

При виготовлені масла методом перетворення високожирних вершків найбільш раціонально застосовувати фасування наливом, використовуючи при цьому тверду тару (стаканчики або коробочки з полімерних матеріалів, бляшані, скляні банки). Фасування цим методом відбувається на стадії активного формування структури, завершення якої здійснюється вже в упакованому вигляді. При цьому структура, органолептичні показники масла, розфасованого наливом у споживчу тверду тару, не відрізняються від відповідних характеристик при фасуванні масла великими монолітами. Механічні руйнування структури масла при його фасуванні практично відсутні.

Під час фасування масла брикетами на заводі його попередньо витримують у маслокамерах при температурі не вище 5 °С (в ящиках або спеціальних візках) до затвердіння моноліту й стабілізації структури (не більше 24 г). У випадку фасування на базах і холодильниках масло зберігають при мінусових температурах [10].

2.2 Опис технологічної схеми виготовлення сухого знежиреного молока та сколотини

При виробництві масла побічним продуктом є значна кількість знежиреного молока (після сепарування молока на вершки) та сколотини (під час маслоутворення). Для досягнення максимально безвідходного виробництва, знежирене молоко і сколотини доцільно відправити на сушіння для подальшого отримання сухих продуктів, які можна використовувати в молочній промисловості, для приготування кондитерських виробів та ін.

Технологія виготовлення сухої молочної суміші зі знежиреного молока та сколотини (рис. 2.3) складається з наступних технологічних операцій:

приймання сировини, змішування;

пастеризація суміші знежиреного молока та сколотини;

випарювання вологи;

висушування суміші;

фасування, упаковування і зберігання.



Рис. 2.3 - технологічна схема переробки знежиреного молока та сколотини на суху суміш

Приймання сировини, змішування. Все знежирене молоко і сколотини збирається в резервуарах де відбувається змішується в співвідношенні - 1 частина сколотини і 5 частин знежиреного молока. Тобто, кількість сколотини в суміші не повинна перевищувати 20 %, тому що сухий продукт, отриманий із суміші, що містить більшу кількість сколотин, має знижену стійкість, що обумовлюється підвищеним вмістом в суміші лецитину. Після ретельного перемішування суміші відбирають пробу для визначення їх кислотності. Попередньо пробу нагрівають до кипіння і прохолоджують до кімнатної температури.

Пастеризація суміші проходить при темп. 75-77?С 10 хв., при темп. 85-87 ?С без витримки.

Випарювання вологи. Пастеризовану гарячу (з температурою не нижче 72°С) суміш згущають у вакуум-апараті в 4-4,5 рази, тобто до концентрації сухих речовин в межах 36-40 %.

Про закінчення згущення судять за вмістом сухих речовин, обумовленому за щільністю (табл. 2.3) [13].

Таблиця 2.3 - співвідношення між щільністю та вмістом сухих речовин у згущеному знежиреному молоці та сколотинах

Густина	Вміст сухих речовин, %	Густина	Вміст сухих речовин, %	Густина	Вміст сухих речовин, %
1,0866 1,0915 1,0956 1,1000 1,1050	25 26 27 28 29	1,1091 1,1134 1,1180 1,1234 1,1271	30 31 32 33 34	1,1322 1,1360 1,1416 1,1473 1,1524	35 36 37 38 39

Висушування. Висушування відбувається в розпилювальній установці за допомогою розпилювального диска. Суміш вприскується в сушильну камеру, в якій температура повітря становить 160°С.

Фасування, упаковування та зберігання. Розфасовують в герметичну тару, наприклад, поліетиленовий мішок, вкладений у паперовий пятислойний мішок з крафт-бумаги, в якій вона і зберігається.

2.3 Вимоги щодо якості готової продукції. Стандарти на готову продукцію

Масло виробляють за технічною інструуцією, дотримуючись санітарних правил для молоко переробних підприємств ДСП 4.4.4.011.

За органолептичними показниками масло повинно відповідат вимогам, наведеним у таблиці 2.6 [14].

Таблиця 2.6 - Органолептичні показники

Назва показника	Характеристика для масла екстра
Смак і запах	Чистий, добре виражений вершковий з присмаком пастеризації
	В міру солонуватий для солоного масла
	Дозволено: недостатньо виражений або невиражений: вершковий і (або) слабкокормовий;
	і (або) присмак пастеризації; і (або) - перепастеризації і (або) - топленого масла
Консистенція та зовнішній вигляд	Однорідна, пластична, щільна, поверхня на розрізі блискуча або слабкоблискуча, суха. Дозволено: недостатньо щільна і пластична, поверхня на розрізі злегка матова з наявністю поодиноких дрібних крапель вологи розміром до 1 мм
Колір	Від світло-жовтого до жовтого, однорідний за всією масою

Масова частка жиру у вершковому маслі екстра становить 80-85 %.

Титрована кислотність, або рН плазми масла:

не більша ніж 23 ?Т або рН не менше ніж 6,25 - для солодковершкового;

від 26 ?Т до 55 ?Т або рН від 6,12 до 4,50 - для кисловершкового.

Кислотність жирової фази масла не більше 2,5 ?К (Кеосттофера).

Температура масла під час відвантажування з підприємства-виробника в торгівельну мережу та на промислові холодильники повинна бути не вище ніж 10 ?С у транспортній тарі та не вища ніж 5 ?С у спожитковій тарі [14].

Вміст токсичних елементів у маслі не повинен перевищувати гранично допустимих концентрацій, передбачених у № 5061 і зазначених у таблиці 2.8.

Таблиця 2.8 - Вміст токсичних елементів в маслі екстра

Назва елемента	Допустимий рівень, мг/кг, не більше ніж	Метод контролювання
Свинець Кадмій Миш?як Ртуть Мідь Цинк Залізо	0,10 0,03 0,10 0,03 0,5 (0,4) 5,0 5,0 (1.5)	ГОСТ 26932 ГОСТ 26933 ГОСТ 26930 ГОСТ 26927 ГОСТ 26931 ГОСТ 26934 ГОСТ 26928

В сухому знежиреному молоці та сколотинах, отриманому як розпиленням, так і плівковим способом, в герметичній упаковці повинно міститися не більше 5 % вологи і не менше 95 % сухих речовин; кислотність відновленого молока не повинна перевищувати 21°Т. В сухому знежиреному молоці в негерметичній упакувці повинно бути не більше 7 % вологи і не менше 93 % сухих речовин; кислотність відновленого молока не повинна перевищувати 23°Т.

Загальна розчинність сухого знежиреного молока, виготовленого розпилювальним сушінням, як у герметичній так і в негерметичній упаковці у воді при 70°С повинна становити для вищого сорту не менше 91 % і для першого не менше 86 %, а загальна розчинність молока, отриманого плівковим способом, у воді при 75°С для вищого сорту не менше 77 % і для першого сорту не менше 70 %.

Висновки за розділом 2

Сутність методу перетворення високожирних вершків полягає в концентруванні жирової фази молока (вершків) сепаруванням до стандартного вмісту її в готовому маслі з наступним перетворенням отриманих високожирних вершків у масло за рахунок термомеханічної обробки.

Особливості процесу маслоутворення в апараті пластинчастого типу обумовлюється його конструкцією та параметрами роботи, але принципової відмінності процесу маслоутворення при експлуатації апаратів циліндричного і пластинчастого типу не має.

Високожирні вершки можна одержати з молока шляхом одно- і дворазового сепарування. У заводській практиці звичайно застосовують дворазове сепарування. При виробництві масла побічним продуктом є значна кількість знежиреного молока (після сепарування молока на вершки) та сколотини (під час маслоутворення). Для досягнення максимально безвідходного виробництва, знежирене молоко і сколотини доцільно відправити на сушіння для подальшого отримання сухих продуктів, які можна використовувати в молочній промисловості, для приготування кондитерських виробів та ін.

Знежирене молоко, так само як сколотини часто відносять до так званої вторинної сировини. У звязку з тим, що в знежиреному молоці і сколотинах утримується стільки ж білка, скільки й у незбираному молоці, а іноді й більше, їх слід називати не вторинною сировиною, а молочно-білковою.

Необхідно підкреслити, що при використанні сколотини, для виробництва сухих молочних продуктів, готовий продукт за складом відрізняється від сухого молока, виготовленого зі знежиреного молока. Доцільно сухе знежирене молоко та сколотини, отримане розпилювальним способом, направляти на одержання відновленого молока з додаванням молочного жиру (чистий збезводнений молочний жир, вершкове масло, свіжі вершки та ін.).

3. ПРОДУКТОВИЙ РОЗРАХУНОК ВИРОБНИЦТВА ВЕРШКОВОГО МАСЛА ЕКСТРА

3.1 Графік надходження сировини

Надходження сировини в цех з виробництва вершкового масла та сухої молочної суміші (знежирене молоко та сколотини) ведеться протягом 11 місяців на рік. Один місяць (зазвичай лютий) відводиться на ремонт та наладку обладнання. Графік надходження сировини в наведено в таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 - Графік надходження сировини

Найменування продукту

Найменування сировини

Місяць

Січень

Лютий

Березень

Квітень

Травень

Червень

Липень

Серпень

Вересень

Жовтень

Листопад

Грудень

Вершкове масло екстра

Вершки

РЕМОНТ

Молоко знежирене

Молоко знежирене сухе

Суха молочна суміш

Знежирене молоко

Сколотини

3.2 Графік роботи цеху

Робота цеху з виробництва вершкового масла та сухої молочної суміші ведеться у відповідності до графіку надходження сировини (табл. 3.2).

Таблиця 3.2 - Графік роботи цеху

Найменування продукту	Місяць
	Січень	Лютий	Березень	Квітень	Травень	Червень	Липень	Серпень	Вересень	Жовтень	Листопад	Грудень	ВСЬОГО
Вершковемасло екстра		РЕМОНТ
Суха молочна суміш
Днів	31		31	30	31	30	31	31	30	31	30	31	337
Змін	62		62	60	62	60	62	62	60	62	60	62	674

3.3 Програма роботи цеху

За одну зміну цех виготовляє 2 т вершкового масла екстра, якщо він працює в дві зміни то буде виготовлятися 4 т масла. При цьому утвориться 82734,72 кг суміші знежиреного молока та сколотини, з яких після висушування одержують 7446,2 кг сухої суміші. Програма роботи цеху з конкретного виду продукту представлена в таблиці 3.3.

Таблиця 3.3 - Програма роботи цеху

Найменування продукту	План випуску конкретного виду продукту, т
	Січень	Лютий	Березень	Квітень	Травень	Червень
Вершкове масло екстра	124	РЕМОНТ	124	120	124	120
Суха молочна суміш	230,8		230,8	223,4	230,8	223,4
	Липень	Серпень	Вересень	Жовтень	Листопад	Грудень
Вершкове масло екстра	124	124	120	124	120	124
Суха молочна суміш	230,8	230,8	223,4	230,8	223,4	230,8
Всього за рік в цеху виробляється вершкового масла екстра, т	1348
Всього за рік в цеху виробляється сухої молочної суміші, т	2509,3

3.4 Розрахунок норм витрат сировини та допоміжних матеріалів для виробництва масла екстра

Витрати молока на виробництво 1000 кг масла екстра можна розрахувати за наступними формулами:

Рм=;

де: Рм - витрати молока на виготовлення масла вершкового;

Жсл - жирність вершків;

Жоб - жирність знежиреного молока;

Жмс - жирність масла;

Жпх - жирність пахти;

Жм - жирність молока;

nж1 - втрати при первинній обробці, здачі, транспортуванні молока і виробництві вершків;

nж2 - втрати при переробці вершків в масло та при розфасовуванні масла.

Вміст жиру в знежиреному молоці та пахті згідно затвердженим нормам (Наказ №1025 від 31.12.1987 р.) становлять відповідно 0,05 та 0,5 %. Вміст жиру в вершках для виробництва масла вершкового становить 35 %, жирність молока - 3,9 %.

Рм=;

Далі шукаємо масу вершків, які отримали після сепарування 21808,84 кг молока:

Mсл=

Мсл=

Після сепарування утворився побічний продукт знежирене молоко, його маса:

Моб=

Моб=;

Наступним процесом при виготовлені масла буде перетворення вершків в масло, під час якого утворюється масло і побічний продукт - пахта:

Ммс=

Мпах=;

Результат: Таким чином, витрати молока жирністю 3,9 % для виробництва 1000 кг вершкового масла екстра, в якому вміст жира 82,5 %, становить 21808,84 кг, з них отримали 2402,4 кг вершків, 19299,7 кг знежиреного молока та 1383,98 кг пахти.

3.5 Розрахунок норм витрат сировини для виробництва сухого знежиреного молока та сколотини

Під час виробництва 1000 кг вершкового масла екстра, жирністю 82,5 %, потрібно 21808,84 кг молока, а на виробництво 2000 кг масла необхідно відповідно 43617,68 кг молока. З них знежиреного молока - 38599,4 кг, сколотини - 2767,96 кг. Відомо, що в знежиреному молоці і сколотинах міститься 9-9,5 % сухих речовин, а 90,5-91 % - води. Отже, після висушування 38599,4 кг знежиреного молока і 2767,96 кг сколотини, з урахуванням втрат сировини, отримаємо:

Мсух=

3.6 Таблиця потреб у сировині та матеріалах

№ з/п	Назва сировини	Норми витрат сировини на 1000 кг масла та на 3723,06 кг молочної суміші без урахуванням втрат	Норми витрат сировини на 1000 кг масла та на 3723,06 кг молочної суміші з урахуванням втрат
Вершкове масло екстра
1.	Молоко	21935,33 кг	21808,84 кг
	РАЗОМ:	21935,33 кг	21808,84 кг
Суха молочна суміш
1.	Знежирене молоко	38599,1 кг	38483,3
2.	Сколотини	2767,96 кг	2759,7
	РАЗОМ:	41367,06	41243

Висновки за розділом 3

Після проведення розрахункової третьої частини моєї курсової роботи я визначив, що для виробництва 2000 кг вершкового масла екстра, жирністю 82,5 %, з урахуванням максимальних втрат, необхідно 43617,68 кг молока. З яких під час виробництва утвориться знежиреного молока - 38599,4 кг та сколотини - 2767,96 кг. З знежиреного молока та сколотини, в подальшому, можна отримати 3723,06 кг сухої молочної суміші.

4. ПІДБІР І РОЗРАХУНОК ТЕХНОЛОГІЧНОГО ОБЛАДНАННЯ І ПЛОЩ

4.1 Розрахунок устаткування

Розрахунок трубчастого пастеризатора

Вихідні дані:

Продукт - молоко;

Продуктивність G=1,5кг/с;

Тиск пари, що гріє p=0,14Мпа;

Швидкість руху продукту U=1,2м/с;

Температура вихідного продукту t1=12?С;

Температура продукту кінцева t2=80?С;

Теплові втрати від корисної теплоти Q=6%.

Тепловий розрахунок

4.1.1 Визначення середньої різниці температур теплоносія і продукту:

- більша різниця температур

де tn - температура пари для заданого тиску, tn =109.3?С

- менша різниця температур

Якщо Дtб /Дtм ? 2, то

При Дtб /Дtм ? 2, то

> 2, тоді

4.1.2 Визначення середньої температури продукту

4.1.3 Різниця температур теплоносія та стінки визначається за формулою

і різниця температур стінки та продукту

де R, R1 , Rст , R2 - відповідно термічні опори загальні, від теплоносія до стінки, матеріалу стінки та забруднень, від стінки до продукту.

На початку розрахунку ці величини невідомі і ними задаються, а по закінченню розрахунку перевіряють по відповідних формулах. Рекомендується прийняти

4.1.4 Температура стінки з боку теплоносія

4.1.5 Температура стінки з боку продукту

4.1.6 Температура плівки конденсату теплоносія

4.1.7 По температурі плівки конденсату визначаємо теплофізичні параметри л (питома теплопровідність), с (питома густина), c (питома теплоємкість), м конденсату, а також питому теплоту конденсації пари r:

4.1.8 Коефіцієнт тепловіддачі від теплоносія до стінок трубок визначається з критеріального рівняння

,

де С=1,15 при конденсації на вертикальних поверхнях;

Nu, Pr, Ga, Ku - відповідно критерії Нуссельта, Прандтля, Галілея, Кутателадзе.

де l - довжина трубок, l=2м.

4.1.9 У залежності від середньої температури продукту tср визначаються теплофізичні параметри л, с, c, м продукту

4.1.10 Коефіцієнт тепловіддачі б2 від стінки до продукту визначається в залежності від режиму руху продукту

при Re > 104 Nu = 0.021 Re0.8 Pr0.43

при 2300 < Re < 104 Nu = 0,008 Re0,9 Pr0,43

при Re < 2300 Nu = 0,17 Re 0,33 Pr0,43Gr0.1(Pr/ Prст)0.25

Тому, насамперед, потрібно визначити значення критерію Re

де dвн - внутрішній діаметр труби, рекомендується приймати внутрішній діаметр dвн=0,025м, зовнішній dз=0,03м.

4.1.11 Так як Re > 104, то визначаємо критерій Нуссельта за формулою

4.1.12 Визначення коефіцієнта тепловіддачі б2 від стінки до продукту

4.1.13 Термічний опір стінки

де лст - коефіцієнт теплопровідності стінки, для сталі лст=46,5 Вт/м·К

4.1.14 Загальний коефіцієнт теплопередачі

4.1.15 Визначення різниці теплових напорів з боку теплоносія і з боку продукту

> 0,

тому робимо перерахунок доти, доки

? 0.

4.1.3 Різниця температур теплоносія та стінки визначається за формулою

і різниця температур стінки та продукту

4.1.4 Температура стінки з боку теплоносія

4.1.5 Температура стінки з боку продукту

4.1.6 Температура плівки конденсату теплоносія

4.1.7 По температурі плівки конденсату визначаємо теплофізичні параметри л, с, c, м конденсату, а також питому теплоту конденсації пари r:

4.1.8 Коефіцієнт тепловіддачі від теплоносія до стінок трубок визначається з критеріального рівняння

де С=1,15 при конденсації на вертикальних поверхнях

де l - довжина трубок, l=2м.

4.1.14 Загальний коефіцієнт теплопередачі

4.1.15 Визначення різниці теплових напорів з боку теплоносія і з боку продукту

> 0,

тому знову робимо перерахунок доти, доки

? 0.

4.1.3 Різниця температур теплоносія та стінки визначається за формулою

і різниця температур стінки та продукту

4.1.4 Температура стінки з боку теплоносія

4.1.5 Температура стінки з боку продукту

4.1.6 Температура плівки конденсату теплоносія

4.1.7 По температурі плівки конденсату визначаємо теплофізичні параметри л, с, c, м конденсату, а також питому теплоту конденсації пари r:



4.1.8

4.1.14 Загальний коефіцієнт теплопередачі

4.1.15 Визначення різниці теплових напорів з боку теплоносія і з боку продукту

< 0.

4.1.16 Кількість теплоти, переданої через поверхню теплообміну від теплоносія до продукту

де с - теплоємність продукту при tср.

4.1.17 Поверхня теплообмінника, що передає тепло має площу:

4.1.18 Загальна витрата тепла

4.1.19 Витрата пари, що гріє

Конструктивний розрахунок

4.2.1 Площа перетну потоку продукту (площа перетину пучка труб)

де с - густина продукту при tср.

4.2.2 Кількість труб у пучку

4.2.3 Уточнення значення швидкості руху продукту

4.2.4 Розрахункова довжина однієї трубки в пучку