МАТЕРІАЛЬНИЙ БАЛАНС У ВИРОБНИЦТВІ МОЛОЧНИХ ПРОДУКТІВ

 

Производство панелей поликарбонатных пустотных является безотходным, экологически чистым процессом и не сопровождается загрязняющими окружающую среду жидкими или твёрдыми выбросами или отходами. Все производственные отходы, образующиеся при настройке производственного процесса, перерабатываются в дробилке (грануляторе) и направляются обратно в производственный цикл. Необходимо отметить, что продукция, отслужившая свой срок, также подлежит переработке. Дроблёный материал хранится в хорошо закрытых ёмкостях (биг- бегах) в сухом и чистом помещении отдельно по каждому цвету и концентрации. Упаковочная тара реализуется сторонним покупателям. Для очистки воздуха производственной зоны применятся приточно-вытяжная и общеобменная вентиляция.

МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ ТА ПРОДОВОЛЬСТВА УКРАЇНИ

СУМСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

 

ТЕХНОЛОГІЧНИЙ СЕМІНАР

 

Методичні вказівки щодо проведення

Лабораторно - практичних занять

 

СУМИ – 2014

МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ ТА ПРОДОВОЛЬСТВА УКРАЇНИ

СУМСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Навчально-науковий інженерно-технологічний інститут

Кафедра технології молока і м’яса

 

ТЕХНОЛОГІЧНИЙ СЕМІНАР

«Технологічні розрахунки у виробництві молочних продуктів»

Методичні вказівки щодо проведення

Лабораторно-практичних занять

для студентів 4 курсу напряму підготовки

6.051701 „Харчові технології та інженерія”

денної та заочної форми навчання окр. «бакалавр»

 

СУМИ – 2014

 

УДК 66.01:66.048:05

Укладачі: Назаренко Ю.В., кандидат технічних наук, доцент кафедри технології молока і м’яса;

Уханова І.М., к.с.г.н., доцент кафедри технології молока і м’яса;

 

 

Технологічний семінар. Технологічні розрахунки у виробництві продукції з незбираного молока та твердих сирів. Методичні вказівки щодо проведення лабораторно-практичних занять для студентів 4 курсу напрям підготовки 6.051701 „ Харчові технології та інженерія” денної та заочної форми навчання/ Суми, 2013 рік 38 с.

 

 

Рецензенти:

Тищенко В. І., к. с.-г.н., доцент кафедри технології молока і м’яса;

Рожкова Л.Г., к.т.н., доцент кафедри інженерних технологій харчових виробництв.

 

Відповідальний за випуск: Назаренко Ю.В., кандидат технічних наук, доцент кафедри технології молока і м’яса

 

Рекомендовано до видання Вченою радою навчально-наукового інженерно-технологічного інституту СНАУ

Протокол № _________ від „ ________ ” ___________________ 2014 року.

Сумський національний аграрний університет, 2014

ВСТУП

Метою технологічних розрахунків в молочній галузі є проведення матеріального балансу виробництва, тобто балансу між масою,яка надходить на переробку сировини і масою продукції, що випускається з урахуванням виробничих втрат.

Завдання технологічних розрахунків - визначення маси вихідної і вторинної сировини, напівфабрикатів і готових продуктів. При цьому користуються технологічними інструкціями, чинними нормативно-технічними документами, що регламентують конкретне виробництво.

Наведено методики технологічних розрахунків у виробництві продукції з незбираного молока, в т.ч. питного молока, вершків, кисломолочних напоїв, сметани, кисломолочного сиру, а також натуральних і плавлених сирів.

Викладена послідовність продуктового розрахунку по окремих групах продуктів, з варіантами, в залежності від способу виробництва. Опис супроводжується короткою характеристикою продукції і особливостей технології виробництва.

МАТЕРІАЛЬНИЙ БАЛАНС У ВИРОБНИЦТВІ МОЛОЧНИХ ПРОДУКТІВ

Матеріальний баланс необхідний для контролю виробництва, регулювання складу продукції і встановлення виробничих втрат. В основі матеріального балансу лежить закон збереження речовини. Маса переробленої сировини має дорівнювати сумі мас готового і побічного продуктів. Однак, в реальному виробництві після переробки сировини сума мас готового і побічного продуктів менше маси витраченого сировини внаслідок втрат.

Розрізняють виробничі (технологічні) і невиробничі втрати. Виробничі втрати неминучі, вони складають залишки сировини, готового і побічного продуктів на молокопроводі, в ємностях, апаратах та іншому обладнанні, проби, необхідні для аналізу. До невиробничих втрат відносять брак, витоки з трубопроводів, втрати, що виникають при несправності обладнання.

Матеріальний баланс у виробництві молочних продуктів заснований на двох рівняннях. Перше рівняння - баланс сировини і вироблюваних з нього продуктів:

, (1)

де М_с, М_г, К_п - маса сировини, готового і побічного продуктів, кг;

В - виробничі втрати, кг.

 

Виробничі втрати регламентуються нормами:

, (2)

де n - норма втрат сировини,%.

Тоді рівняння (1) приймає вигляд:

(3)

Друге рівняння матеріального балансу складають по масі окремих складових частин молока - маса компонентів молока в сировині дорівнює сумі мас компонентів в готовому і побічному продукті з урахуванням втрат:

(4)

де r_с, r_г, r_п - масова частка компонента молока в сировині, готовому і

побічну продуктах, відповідно, %.

Втрати компонентів молока і втрати сировини, виражені в процентах, чисельно рівні.

Баланс можна скласти по будь-якій складовій частині молока - жиру (Ж) ¸ сухому залишку (С), сухому знежиреному молочному залишку (СЗМЗ).

При визначенні маси сировини по готовому продукту з урахуванням втрат використовують коефіцієнт втрат, К_n:

(5)

При визначенні маси готового або побічного продукту:

(6)

Вирішуючи спільно рівняння (3) і (4), визначають масу сировини по готовому продукту або масу готового і побічного продукту по масі сировини з урахуванням коефіцієнта втрат:

, (7)

, (8)

. (9)

 

Поряд з алгебраїчним методом, для розрахунку маси сировини, готового і побічного продуктів користуються графічним методом (по розрахунковому трикутнику та квадрату).

Нормалізація молока - це зниження або підвищення масової частки жиру молочної суміші при виробництві питного молока та молочних продуктів. Для всіх видів нормалізованої молочної суміші сировину нормалізують за масовою часткою жиру, масова частка якого в суміші повинна бути на 0,05 % більшою, ніж у готовому продукті що відповідає вимогам ДСТУ або ТУ.

Проводити нормалізацію можна в потоці або шляхом змішування. Для нормалізації а потоці найдоцільніше використовувати сепаратори-нормалізатори, в яких безперервна нормалізація здійснюється одночасно з очищенням від механічних домішок.

При нормалізації молока за жиром до вихідного незбираного молока додають знежирене молоко чи вершки або від вихідного молока відбирають частину вершків шляхом сепарування.

Варіант 1. Якщо Жсум<Жнезб, то для зниження масової частки жиру у нормалізованій молочній суміші при способі нормалізації змішуванням додають розраховану масу знежиреного молока. Рівняння матеріального балансу має вигляд:

М_сум Ж_сум = М_незбмЖ_незб+М_{знежм.м}Ж_знеж.м, (10)

 

При тій же умові (Жсум<Жнезб) при способі нормалізації у потоці незбиране молоко направляють на сепаратор- нормалі затор, при цьому відділяються вершки. Рівняння матеріального балансу має вигляд:

(11) Варіант 2. Якщо Жсум>Жнезб,тоді для підвищення масової частки жиру у суміші при способі нормалізації змішуванням до маси незбираного молока Мнезбм додають розраховану масу вершків Мв. При цьому рівняння матеріального балансу має вигляд:

(12) При способі нормалізації у потоці незбиране молоко направляють на сепаратор-нормалізатор та одержують нормалізовану молочну суміш на знежирене молоко. Цей спосіб нормалізації описується рівнянням матеріального балансу:

(13)

Розрахунки нормалізації ведуться графічними методами як по квадрату змішування, так і по трикутнику Баркана. Розрахунки по квадрату змішування частіше застосовуються при способі нормалізації змішуванням. А розрахунки нормалізації по правилу трику тника - для способу нормалізації у потоці.

Правило заповнення квадрата змішування.

У кутах квадрату ліворуч проставляють масові частки жиру молока незбираного (вгорі) та молока знежиреного (внизу). У центрі на перетині діагоналей - задану масову частку жиру у нормалізованій суміші. Праворуч у верхньому куті квадрату проставляють різницю по діагоналі між масовою часткою жиру у нормалізованій суміші та знежиреному молоці, у нижньому куті - між мсовими частками жиру у незбираному молоці тв. нормалізованій суміші (від більшого віднімають менше).

На схемі показано заповнення квадрату для способу нормалізації змішуванням при умові Жсум<Жнезб.

Ж_незбм Ж_сум-Ж_знежм→ М_незбм 1.

 

Ж_сум

 

Ж_знежм Ж_незбм-Жсум→М_знежм 2.

_____________________________

(Ж_сум - Ж_знежм)+(Ж_незбм - Ж_сум)=(Ж_незбм - Ж_знежм) →Мсум

 

За правилом квадрата розраховується:

1.(Ж_сум—Ж_знежм- )- це частини незбираного молока (М_незбм), необхідного для нормалізації маси суміші (М_сум);

2. (Ж_незбм—Ж_сум)— частини знежиреного молока (М_знежм), необхідні для нормалізації маст незбираного молока (М_незбм);

3. Суму частин правої сторони квадрату складають частини нормалізованої суміші у потрібній масі (М_сум), тоді (Ж_сум - Ж_знежм)+(Ж_незбм - Ж_сум) або (Ж_незбм - Ж_знежм) – частини нормалізованої суміші. (М_сум) згідно завдання.

Таким чином, за правилом квадрата змішування, складаються пропорції:

(14)

При сумісному вирішуванні пропорції 1 та 3 визначають:

1.Масу незбираного молока (Мнезбм), необхідного для одержання заданої маси нормалізованої молочної суміші (маса суміші Мсум згідно завдання з урахуванням втрат при фасуванні).

 

( 15)

2. Масу суміші (Мсум), яку отримують при нормалізації заданої маси незбираного молока (Мнезбм)

 

(16)

При сумісному вирішуванні пропорції 2 та 3 визначають:

1.Масу знежиреного молока (Мзнежм), яка необхідна для отримання заданої маси нормалізованої суміші:

 

(17)

 

При сумісному вирішуванні пропорції 1 та 2 визначають:

1.Масу знежиреного молока (Мзнежм), яка необхідна для нормалізації заданої маси незбираного молока:

 

(18)

Таким чином, квадрат змішування дозволяє вивести формули, які використовуються при вирішуванні задач по нормалізації молока способом змішування.

При нормалізації вихідного незбираного молока вершками

Жсум>Жнезб,розрахунковий квадрат має вигляд:

Ж_незбм Ж_в-Ж_сум→М_незбм

 

Ж_сум

 

Ж_в Ж_сум-Ж_незб→ М_в

____________________

(Ж_в-Ж_сум)+(Ж_сум – Ж_незбм)=(Ж_в-Ж_незбм) → М_сум

 

За правилом квадрата змішування, складаються пропорції:

 

(19)

 

При сумісному вирішуванні пропорцій виводимо наступні формули для визначення маси молока незбираного Мнезбм, маси вершків М_в, маси нормалізованої суміші Мсум:

(20)

 

(21)

(22)

 

Для розрахунків компонентів нормалізації молока використовується другий графічний спосіб або метод трикутника, (спосіб запропонований С. М. Баркановим). Він більше застосовується при розрахунках способу нормалізації у потоці, але також застосовується при розрахунках способу нормалізації змішуванням.

При вирішуванні задач за правилом трикутника у вершинах трикутника проставляють масову частку жиру нормалізованої молочної суміші Жсум, незбираного молока Жнезбм, вершків Жв, або знежиреного молока Жзнежм. На кожному зовнішньому боці трикутника проставляють різницю між масовими частками жиру використаної сировини, віднімаючи з більшого значення менше, на протилежному внутрішньому боці - маси компонентів.

1.На схемі показано заповнення трикутника для способу нормалізації у потоці при умові Жсум> Жнезбм.

 

Ж_сум

 

 

Ж_незбм-Ж_сум Мзнм Мнезбм Ж_су.м-Ж_зн

 

 

Ж_незбм М_сум Ж_знежм

Ж_незбм-Ж_знежм

Для складання пропорції беруть співвідношення відповідних мас компонентів до відповідних частин:

(23)

Виходячи з пропорції знаходять масу незбираного молока Мнезб, яке необхідно для отримання заданої маси суміші:

, (24)

де Всеп – втрати сировини при сепаруванні молока,% складають 0,4%.

 

Масу знежиреного молока, яка отримана від нормалізації знаходять пропорції (23):

(25)

2.На схемі показано заповнення трикутника для способу нормалізації у потоці при умові Жсум< Жнезбм.

 

Ж_незбм

 

 

Ж_незбм-Ж_сум Мв Мсум Ж_в-Ж_незбм

 

 

Ж_сум М_незб Ж_в

Ж_в-Ж_сум

Складаємо пропорцію згідно вимог правила трикутника:

(26)

 

Виходячи з пропорції знаходять масу незбираного молока Мнезб, з якого одержано задану масу нормалізованої суміші:

(27)

Масу вершків, отриману від нормалізації знаходять за формулою:

(28)

де Вж – втрати жиру при сепаруванні, % (0,16%).

Масу вершків від сепарування також можна визначити за формулою:

(29)