Технический проект цеха по производству мороженого мощностью 6 тонн готового продукта в смену

1. Выбор и обоснование  ассортимента

 

Мороженое – сложная многофазовая система. Вещества, входящие в состав мороженого, находятся в виде истинных и коллоидных растворов и эмульсий. Истинные растворы образуют соли, лактоза  и сахароза. В виде коллоидных растворов  в мороженом присутствуют молочные белки, стабилизаторы и некоторое  количество фосфата кальция. Эмульсию в мороженом образуют жиры. После  замораживания мороженое состоит  из кристаллов льда, маленьких пузырьков  воздуха, агломерированных частиц жира, белка, стабилизатора, которые распределены в плазме.

По способам выработки  мороженое подразделяют на закаленное, мягкое, домашнее. Закаленное мороженое  подразделяют на основные и, так называемые, любительские виды. Каждый из них включает разновидности продукта, отличающиеся по составу и органолептическим  показателям. Основные виды включают: мороженое на молочной основе (молочное, сливочное, пломбир); плодово-ягодное  и ароматическое.

Любительские виды вырабатывают: на молочной основе; плодово-ягодной  или овощной основе; из плодов и  ягод с добавлением молочной основы; с использованием куриных яиц; многослойное мороженое; мороженое специального назначения – для диабетиков и  другие.

В цехе производства мороженого проектируется вырабатывать следующий  ассортимент продукции

- "Фантазия";

- "Бодрость";

- "Полюс".

Главным отличием этих видов  мороженого является пониженное содержание сахарозы в них, что особенно важно  для диабетиков. Также возможно регулирование  массовой доли жира в данных видах  мороженого, причем содержание сухих  веществ не изменяется.

2. Продуктовый расчет

 

Таблица 1 - Техно-производственные показатели

Наименование сырья и  продуктов	Действующая НТД	Нормируемые показатели
		мдж, %	СОМО
1 Молоко коровье цельное	ГОСТ Р 52054-2003	3,2	8,1
2 Молоко нежирное сгущенное  с сахаром	ГОСТ 4771-60	44,0	26,0
3 Молоко коровье цельное  сухое	ГОСТ 4495-87	25	70
4 Молоко цельное сгущенное  с сахаром	ГОСТ Р 2903-78	8,5	20
5 Молоко коровье сухое  обезжиренное	ГОСТ 10970-87	-	95
6 Масло сладкосливочное	ГОСТ 37-91	82,5	-
7 Масло крестьянское	ГОСТ 37-91	72,5	2,5
8 Масло коровье сливочное  несоленое	ГОСТ 37-91	82,5	1,5
9 Сахар-песок	ГОСТ Р21-94	-	-
10 Крахмал картофельный	ГОСТ 7699-78	-	-
11 Ванилин	ГОСТ 16599	-	-
12 Арованилон	ГОСТ 16599	-	-
13 Агароид	ГОСТ Р 17206-96	-	-
14 Вытяжка кофейная	ГОСТ Р 51881-2002	-	-
15 Вода питьевая	ГОСТ Р 2874-82	-	-
16 Мороженое пломбир "Фантазия"	ГОСТ Р 52207-2004	12,0	9,5
17 Мороженое "Бодрость"	ГОСТ Р 52207-2004	12,0	10,0
18 Мороженое "Полюс"	ГОСТ Р 52207-2004	8,0	12,0

 

2.1 Исходные данные продуктового  расчета

 

Сменная мощность цеха Мсм=6т

Ассортимент вырабатываемого  мороженого

- "Фантазия"- 2000 кг;

- "Бодрость"- 2000 кг;

- "Полюс" - 2000кг.

 

2.2 Продуктовый расчет

 

Производим пересчет рецептуры  мороженого "Фантазия"

 

Таблица 2 - Рецептура мороженого пломбир "Фантазия"

Наименование сырья	Масса, кг
Масло сладкосливочное (жира 82,5%)	240,0
Молоко нежирное сгущенное  с сахаром (СОМО 26,0%; сахарозы 44,0%)	274,2
Молоко коровье сухое  цельное (жира 25,0%; СОМО 71,0%)	168,0
Сахар-песок	100,2
Крахмал картофельный желирующий (сухих веществ 80,0%)	37,6
Ванилин	0,2
Вода питьевая	1181,6
И т о г о	2000,0
м.д.ж	12,0%
СОМО	9,5%
Сахарозы	11,0%
Сухих веществ стабилизатора	1,5

 

Производим пересчет рецептуры. Проектируется заменить молоко коровье  цельное сухое на сухое обезжиренное молоко.

1) Определяем количество  жира, содержащегося в смеси

 

Мж.см.=Мж.× М ком./100, (1)

 

где Мж.- м.д.ж. в готовом  продукте, %;

М ком.- общее количество сырья по рецептуре, кг.

Мж.см.=12×2000/100=240кг

2) Определяем недостающее  количество масла

100 кг м.с.-82,5 кг

Х-240кг

Ммас.=100×240/82,5=290,9кг

3) Определяем общее количество  СОМО, вносимого в смесь

 

Мсомо см.=Мсомо пр. ×Мком./100, (2)

 

где Мсомо пр. – сомо в  готовом продукте, %.

Мсомо см.=9,5×2000/100=190кг

4) Определяем массу СОМО, вносимого с маслом

 

Мсомо мас.=Ммас×СОМОмас., (3)

 

где СОМОмас. - масса СОМО в масле, кг.

Мсомомас.=273,1×0.15=4,36кг

5) Определяем массу СОМО, вносимого с молоком нежирным  сгущенным

 

Мсомо м.сгущ.=СОМО м.сгущ.×Мм.сгущ./100, (4)

 

где СОМО мас. - масса СОМО в масле, кг.

Мсомо м.сгущ.=26×272,4/100=70,8кг

6) Определяем недостаток  СОМО

 

Мсомо= Мсомо см.-Мсомо.мас-Мсомо.м.сгущ. (5)

 

Мсомо=190-4,35-70,8=114,84кг

7) Масса молока сухого  обезжиренного, требуемого для  восполнения недостатка СОМО  составит

100 кг м.с.-93 кг

Х-114,84кг

Мм.сух.об.=100×114,84/93=123,48кг

8) С молоком цельным  сгущенным нежирным с сахаром  в смесь внесено сахара

 

Мсах.м.сгущ.=Мм.сгущ.×Мсахар., (6)

 

где Мсахар. - масса сахарозы в молоке сгущенном, кг.

Мсах.м.сгущ.=274,4×0,44=119,9кг

9) Сахара дополнительно  следует внести

 

Мс.=М с.пр.×М ком./100, (7)

 

где Мс.пр. - масса сахарозы в готовом продукте, %.

Мс=11×2000/100=220кг

Мс.доп.=Мс.-Мсах.м.сгущ., (8)

Мс.доп.=220-119,9=0,1кг

10) Общая масса сырьевых  компонентов составит

 

 

            Мс.ком.= Ммас.+Мм.сгущ.+Мсом.+Мс.+Мк., (9)

 

Мс.ком.=290,9+274,4+123,48+100,2+37,6+0,2=824,78кг

11) К смеси потребуется  добавить воды

 

Мв.=Мком.-Мс.ком., (10)

 

Мв.=2000-824,78=1175,22кг

 

Таблица 3 - Проверочная таблица  рецептуры мороженого пломбир "Фантазия"

Наименование сырья	Масса, кг	В том числе
		мдж	сомо
Масло сладкосливочное (жира 82,5%)	290,9	64,0	4,36
Молоко нежирное сгущенное  с сахаром (СОМО 26,0%; сахарозы 44,0%)	272,4	199,0	6,9
Молоко сухое обезжиренное (СОМО 93%)	123,48	10,2	24,0
Сахар-песок	0,1	46,8	131,04
Крахмал картофельный желирующий (сухих веществ 80,0%)	37,6	-	-
Ванилин	0,2	-	-
Вода питьевая	1181,6	-	-
Итого:	2000,0	240	190

 

Таблица 4 - Рецептура мороженого "Бодрость"

Наименование сырья	Масса, кг
1 Молоко коровье цельное  (жира 3.2%, СОМО 8.1%)	700,0
2 Масло коровье сливочное  несоленое (жира 82.5%)	105,2
3 Молоко коровье цельное  сухое (жира 25,0%, СОМО 68,0%)	30,0
4 Молоко цельное сгущенное  с сахаром (жира 8,5%; СОМО 20,0; сахарозы 43,5%)	40,0
5 Молоко коровье сухое  обезжиренное (СОМО 93,0%)	16,1
6 Сахар-песок	102,6
7 Агароид	3,0
8 Арованилон	0,02
9 Вода питьевая	1000,0

 

Пересчет рецептуры

1 Определяем массу смеси  мороженого с учетом потерь  при фасовке

Нр=1014кг

На 1000 кг-1014кг смеси

2000кг-Хсмеси

Мсм=4000×1014/1000=2028кг

2 Пересчитываем рецептуру  на 4056кг смеси

1) Молоко

На 1000 кг смеси – 500 кг

2028-Х

Мм=2028×700/1000=1419,6кг

2) Масло несоленое

Ммас.=2028×105,2/1000=213,3кг

3) Молоко коровье цельное  сухое

Мм.сух.=2028×30/1000=60,8кг

4) Молоко сгущенное

Мм.сгущ.=2028×40/1000=81,1кг

5) Молоко обезжиренное

Мм.об.=2028×16,1/1000=32,7кг

6) Сахар-песок

Мсах.=2028×102,6/1000=208,1кг

7) Агароид

Маг.=2028×3/1000=6,1кг

8) Арованилон

Мар.= 2028×0,02/1000=0,04кг

8) Вода питьевая

Мв.=2028×3,08/1000=6,26кг

Масса всех компонентов равна

 

М=Мм. +Ммас .+Мц.м. +Мм.сгущ. +Мм.об. +Мс. +Маг. +Мар+Мв, (11)

 

М=1419,6+213,3+60,8+81,1+32,7+208,1+6,1+0,04+6,26=2028кг

 

Таблица 5 - Рецептура мороженого "Бодрость" с учетом потерь при  фасовке

Наименование сырья	Масса, кг
1 Молоко коровье цельное  (жира 3.2%, СОМО 8.1%)	1419,6
2 Масло коровье сливочное  несоленое (жира 82.5%)	213,3
3 Молоко коровье цельное  сухое (жира 25,0%, СОМО 68,0%)	60,8
4 Молоко цельное сгущенное  с сахаром (жира 8,5%; СОМО 20,0; сахарозы 43,5%)	81,1
5 Молоко коровье сухое  обезжиренное (СОМО 93,0%)	32,7
6 Сахар-песок	208,1
7 Агароид	6,1
8 Арованилон	0,04
9 Вода питьевая	6,26
И т о г о	2028

 

Таблица 6 - Рецептура мороженого "Полюс"

Наименование сырья	Масса, кг	Масса, кг с учетом потерь при фасовке
Молоко коровье цельное (жира 3,2%; СОМО 8,1%)	450,0	912,6
Масло коровье крестьянское сливочное (жира 72,5%; СОМО 2,5%)	80,2	162,64
Молоко нежирное сгущенное  с сахаром (жира 8,5%; СОМО 26,0%; сахарозы 44,0%)	100,0	202,8
Молоко коровье сухое  обезжиренное (СОМО 95,0%)	16,4	33,26
Вытяжка кофейная (из 20 кг сухого кофе)	100,0	202,8
Сахар-песок	76,0	154,14
Крахмал картофельный желирующий (сухих веществ 80,0%)	25,0	50,7
Вода питьевая	152,4	309,06
И т о г о	1000,0	2028

 

Таблица 7 - Сводная таблица  продуктового расчета

Затрачено на производство, кг	Наименование продукции
	"Фантазия" 2000,0 кг	"Бодрость" 2000,0 кг	"Полюс" 2000,0 кг	Итого
1 Молоко цельное	-	1419,6	912,6	2332,2
2 Масло крестьянское	-	-	162,64	162,64
3 Масло несоленое	-	213,3	-	423,2
4 Масло сладкосливочное	209,9	-	-	209,9
5 Молоко нежирное сгущенное  с сахаром	272,4	-	202,8	475,2
6 Молоко сухое цельное	-	60,8	-	60,8
7 Молоко сгущенное с  сахаром	-	81,1	-	81,1
8 Молоко сухое обезжиренное	123,48	32,7	33,26	189,44
9 Сахар-песок	100,2	208,1	154,14	462,44
10 Крахмал	37,6	-	50,7	88,3
11 Ванилин	0,2	-	-	0,2
12 Вытяжка кофейная	-	-	202,8	202,8
13 Агароид	-	6,1	-	6,1
14 Арованилон	-	0,04	-	0,04

 

Таблица 8 - Сводная ведомость

Наименование продукта	Количество вырабатываемой продукции
	в смену, кг	в сутки, кг	в месяц, т	в год, т
1 "Фантазия"	2000,0	4000,0	120,0	1200,0
2 "Бодрость"	2000,0	4000,0	120,0	1200,0
3 "Полюс"	2000,0	4000,0	120,0	1200,0

 

3. Технологическая схема  с указанием режимов

 

Технологическая схема производства мороженого дана в схеме 1.

 

Схема 1 – Технологическая  схема производства мороженого

 

4. Расчет и подбор оборудования

 

1) Для производства мороженого  необходимо подобрать емкость  для молока по его массе.

2) Для выработки мороженого  необходимо направить 2332,2 кг молока, поэтому подбираем

Резервуар В2-ОМВ-2,5-2500л

Вместимость - 2500л

Для подачи молока подбираем  центробежный насос Г2-ОПА

Производительность – 6,3 м³/час

Продолжительность работы центробежного  насоса составит

 

Т=Ммол./Пр, (12)

 

где Т - продолжительность  работы центробежного насоса, мин.;

Ммол. - масса молока, кг;

Пр - производительность центробежного  насоса, м³/час.

Т=2332,2/6300=0,37ч=22,2 мин.

3) Для подготовки сырья  и составления смеси подбираем  следующее оборудование

На производство мороженого направлено 6000кг смеси.

Подбираем ванну для составления  смеси СВ-2,5

Применяется 3 ванны СВ-2,5

Вместимость - 2500кг/ч

Определяем время работы каждой ванны

Т=6000/2500=2ч15мин.

4) Для фильтрования смеси  применяется фильтр А1-ОШФ

Производительность - 4600л/ч

5) Для пастеризации и  охлаждения смеси подбираем следующее  оборудование

Определяем желаемую производительность, для этого складываем все количество сырья, идущее на выработку различных  видов мороженого

 

Мпр=М1+М2+М3, (13)

 

где Мпр - масса продукта, кг;

М1 - масса мороженого "Фантазия" в смену, кг;

М2 - масса мороженого в "Бодрость" смену, кг;

М3 - масса мороженого в "Полюс" смену, кг.

Мпр=2000+2000+2000=6000кг.

Определяем желаемую производительность

 

Пж=Мпр/Тэф., (14)

 

где Пж - желаемая производительность, кг/ч;

Тэф. - Время эффективной  работы, ч.

Пж=6000/6=1000кг/ч.

Исходя из желаемой производительности подбираем автоматизированную пластинчатую пастеризационно-охладительную установку  АГМ-1,25

Производительность - 1250кг/ч

Определяем общее время  работы установки

Т1=6000/1250=4,8ч.

Определяем время работы установки для каждого вида мороженого