Производство мороженого. Конструктивная разработка и расчет гомогенизатора производительностью 50800 кг/год

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение…………………………………………………………………………….

 

1. Разработка технического задания  на проектирование………………………...

 

1.1. Литературно патентный обзор  по методам получения заданного  продукта и конструкциям основного  технологического аппарата………………………...

 

1.2. Составление и краткое описание по стадиям эскизной технологической схемы производства……………………………………………………………….

 

1.3. Составление  материального  и теплового балансов по стадиям…………...

 

1.4. Характеристика исходного сырья  и готовой продукции……………………

 

1.5. Выбор типа основного аппарата и описание его конструкции……………..

 

2. Расчет и подбор технологического  оборудования…………………………….

 

2.1. Технологический расчет оборудования……………………………………...

 

2.2. Выбор конструкционного  материала и механический расчет  аппарата…...

 

2.3. Подбор технологического  аппарата (машины) по каталогам или  его разработка…………………………………………………………………………...

 

Выводы……………………………………………………………………………...

 

Список используемых источников………………………………………………..

 

Приложение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

До 2004 года на рынке мороженого по Тамбовской области присутствовали  производители Москвы, Воронежа, Липецка.

Наряду с иногородними поставщиками  производством и  реализацией мороженого занимались два предприятия это Тамбовский хладокомбинат и ООО «Тамбов-холод»

Заполнение рынка мороженого в летний период было на 80 – 90%.

По субъективным причинам Тамбовский хладокомбинат закончил производить мороженое, тем самым  высвободил часть потребительского рынка в пользу  ООО «Тамбов-холод». Произошло увеличение  рыночной доли предприятия.

Производство и реализация в летний период 2005 г составила 80% от общего объема годового выпуска  продукции только по пломбиру. Если в этот же период 2004 года было выпущено и реализовано 84 тонны пломбира, то уже в 2005 году в летний период произведено и реализовано 140 тонн. Тенденция к увеличению спроса объясняется  по причине улучшения качества продукции, повышения эффективности реализации за счет расширения рынка, привлечения новых потребителей, расширения торговых точек, улучшения качества доставки.

Немаловажную роль играет увеличение ассортимента и расширение способов мелкой расфасовки для  розничной  торговли. За счет гибкого реагирования на интенсивность потребительского рынка  по сезонной зависимости оперативно перестраивался режим работы предприятия. Способность технологической линии переходить на непрерывный метод производства способствовал увеличению объема реализации без провалов по причине отсутствия продукции на складе.

В связи с выше изложенным, первостепенное значение приобретают мероприятия по интенсификации технологии процессов производства мороженого и  повышению качества продукта. Внедрение такого рода мероприятий в производство будет способствовать насыщению рынка и повышению спроса на качественную продукцию. Для этого внесем изменение в гомогенизатор, который служит для гомогенизации смеси.

Внедрение модернизации в стадию гомогенизации при производстве мороженого повлечет за собой повышение  качества мороженого.

 

 

 

 

1. Разработка технического задания  на проектирование 

 

1. 1. Литературно – патентный обзор по методам получения заданного продукта и конструкциям основного технологического аппарата.

 

С целью повышения  производительности и качества мороженого проведем литературно – патентный  обзор по способу производства мороженого и его оборудованию.

Молоко входящее в состав мороженого хранится в вертикальном резервуаре – термосе не более  двух суток при температуре 4-5ºС.

В стадии приготовления  смеси участвуют несколько единиц оборудования. Для смешения компонентов  сырья используют сливкозревательные ванны и ванны длительной пастеризации, а также аппараты для выработки сырного зерна.

Фильтрация  осуществляется на цилиндрических фильтрах, имеющих две камеры, которые  работают поочередно. Производительность фильтров 2000...4600 кг/ч, давление фильтрации 0,2….0,25 МПа.

После фильтрации смесь поступает на пастеризацию. В пластинчатых пастеризационных установках смесь пастеризуется при температуре 80-85ºС с выдержкой 50…60ºС, а в трубчатых  – при аналогичной температуре  или при температуре 92-95ºС без выдержки. Так же пастеризация смеси может осуществляться в ВДП.

Для улучшения  структуры мороженого и уменьшения отстаивания жира при фризеровании проводится гомогенизация смеси  в гомогенизаторах жиросодержащих смесей при температуре, близкой  к температуре пастеризации. При одноступенчатой гомогенизации применяется давление  от 12,5 до 15 МПа для молочной смеси, от 10 до 12,5 МПа для сливочной смеси и от 7 до 9 МПа для пломбира.

Гомогенизированную смесь быстро охлаждают до температуры 0…6ºС в  пластинчатых охладителях. Применение агара, агароида и других равноценных стабилизаторов позволяет перерабатывать охлажденную смесь без дальнейшей выдержки. При использовании желатина смесь требуется выдерживать в течение 4…12 ч. (созревание смеси). В процессе созревания в результате связывания воды стабилизатором и белками увеличивается вязкость смеси. Общая длительность созревания смеси не должна превышать 24 ч.

Затем смесь поступает на фризерование. При этом преследуется две цели: насыщение смеси воздухом и ее замораживание. Процесс протекает в фризерных установках. Мороженое вышедшее из фризера, по консистенции и внешнему виду напоминает крем.

После фризерования мороженое фасуют в фасовочных аппаратах. Пломбир  фасуют в вафельные стаканчики. Фасованное мороженое закаливают. Процесс закаливания происходит в закалочных камерах, при выходе из камеры температура мороженого должна составлять -15…-18ºС.

Готовое мороженое хранится в холодильных  камерах при температуре воздуха -20…-23ºС.

Так как задание Курсового проекта «Производство мороженого. Конструктивная разработка и расчет гомогенизатора производительностью 50800 кг/год» более подробное описание литературно – патентного обзора по способу производства и оборудованию приведено на гомогенизатор.

К Авторскому свидетельству № RU 2042047 C1

плунжерный  насос. Изобретение относится к  области гидравлических машин, конкретнее к насосам высокого давления, содержащим прецизионные плунжерные пары.

Сущность  изобретения: сопряжение плоских торцев толкателя со сферическими поверхностями вкладыша и плунжера позволяет обеспечить трение качения в опорах и, следовательно, уменьшить износ и увеличить ресурс плунжерной пары.

К Авторскому свидетельству № RU 2107432 C1 гомогенизирующая головка. Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству мелкодисперсных продуктов – молока, сметаны, майонеза, соков, и т. д.

Сущность изобретения: гомогенизирующая головка содержит седло и клапан, с расположенной между ними щелью, образованной концентрическими кольцевыми проточками седла и клапана, с разгрузочной камерой, расположенной в щели и обеспечивающей изменение направления движения потока продукта на противоположное, в проекции на ось седла и клапана, с демпфирующей полостью, встроенной в седло и/или клапан и выполненной в виде кольца, соосного оси седла и клапана и обращенного открытой стороной к щели между седлом и клапаном.

Конструкция такой головки  позволяет поддерживать размер щели вокруг оси клапана и седла  постоянным при одновременном обеспечении  устойчивости конструкции головки к динамическим, радиальным и тангенциальным нагрузкам и продлении срока службы рабочих поверхностей головки.

К Авторскому свидетельству № RU 2170504 C1 гомогенизирующая головка. Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству мелкодисперсных продуктов – молока, сметаны, майонеза, соков, и т. д.

Сущность изобретения: гомогенизирующая головка содержит седло и клапан с расположенной между ними щелью. Щель образована концентрическими кольцевыми проточками седла и клапана и  имеет разгрузочную камеру.

В верхней части головки расположены  проточки для подвода продукта к  щели и демпфирующая полость. Седло  и клапан выполнены с возможностью вращения в противоположные стороны  под действием движущегося потока продукта и установлены в  подшипниках, расположенных в неподвижном корпусе. Корпус содержит штуцер для вывода гомогенизированного продукта, при этом проточки для подвода продукта к лабиринтной щели выполнены в виде конфузора, получаемого путем растачивания седла и клапана с образованием конических поверхностей. Вершины конусов направлены в противоположные стороны. По всей длине конических поверхностей седла и клапана под углом к образующим выполнены круглые канавки, направленные в разные стороны у седла и клапана.

Цель изобретения  состоит в улучшении качества гомогенизации, повышении производительности.

Изучив и  обследовав все изобретения более  подробно, пришли к выводу, что наиболее практично и выгодно произвести внедрение по Авторскому свидетельству 

№ RU 2170504 C1. Техническая задача изобретения состоит в улучшении качества гомогенизации, повышении производительности. Поставленная задача достигается тем, что в гомогенизирующей головке, содержащей седло и клапан с расположенной между ними щелью, образованной концентрическими кольцевыми проточками седла и клапана, с разгрузочной камерой, расположенной в щели, проточками для подвода продукта к щели, расположенными в верхней части головки, демпфирующей полостью, встроенной в седло и/или клапан, седло и клапан выполнены с возможностью вращения в противоположные стороны под действием движущегося потока продукта и установлены в подшипниках, расположенных в неподвижном корпусе, содержащем штуцер для вывода гомогенизируемого продукта, при этом проточки для подвода продукта к лабиринтной щели выполнены в виде конфузора, получаемого путем растачивания седла и клапана с образованием конических поверхностей, причем вершины их конусов направлены в противоположные стороны, а по всей длине конических поверхностей седла и клапана под углом к образующим выполнены круглые канавки, направленные в разные стороны у седла и клапана.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 2. Составление и краткое описание  по стадиям эскизной технологической  схемы производства.

   1.2.1. Эскизная технологическая  схема

 

 

1                                        2                                                                       3

                                   Сырье                                                             Смесь  

 

 

                         Смесь

                                                                                                

 

             4                                                               5   

Отходы                                             Смесь                                                                     

 

 

 

                        Смесь

 

                                                            

             6                                                        7                                              8

                                                           Смесь                                      Смесь

                         Смесь

                                                                                                

 

                                                                                Мороженое

 

           Вафельные   9                                                                        10 

           стаканчики                                                 Мороженое                                                          

 

 

 

                                                                                                  Мороженое

 

 

                                                        11

                                            Тара    

 

 

                               12

 

 

 

 

Рисунок 1. «Эскизная технологическая схема»

 

1.2.2. Описание эскизной технологической  схемы производства.

 

По выбранной рецептуре рассчитывается потребное количество различного сырья для выработки мороженого заданной партии на стадии технологического процесса «Расчет рецептур» (Рисунок.1). При производстве мороженого пломбир требуется следующее сырье (Таблица 1. – рецептура мороженого): молоко коровье цельное; масло сливочное несоленое; молоко сгущенное с сахаром; молоко сухое цельное; сахар песок; крахмал картофельный; ванилин; вода. Отобранное сырье должно соответствовать по качеству действующей нормативно - технической документации, точно взвешивается по выбранной рецептуре, чтобы получить продукт стандартного состава.

Перед смешиванием компоненты должны быть  соответственным образом  подготовлены на следующей стадии технологического процесса «Подготовка сырья и приготовление смеси» (Рисунок.1). Сухие компоненты такие как, сухое молоко и сахар – песок смешиваются отдельно, крахмал вводят в сухом виде или в виде клейстера. В первую очередь загружают жидкие компоненты такие как, молоко коровье цельное, вода. Полученный раствор подогревают до температуры 40 - 45ºС, обеспечивающей наиболее полное и быстрое растворение. Затем вносят сухие компоненты, (молоко сухое, сахар – песок) сгущенное молоко и масло. Нельзя допускать растворения компонентов при температуре выше 60ºС, так как при этом не исключена возможность заваривания белка и вытапливания жира.