Храмова В.Н. Технологические расчеты молочной отрасли
Подождите немного. Документ загружается.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ВОЛГОГРАДСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ФАКУЛЬТЕТ ТЕХНОЛОГИИ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ
Кафедра «Технология пищевых производств»
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ МОЛОЧНОЙ
ОТРАСЛИ
для студентов, обучающихся по специальности
260303.65 «Технология молока и молочных продуктов»
Учебное пособие
2010
УДК 637.1 (075)
Рецензенты:
ГОУ ВПО «Волгоградский государственный технический университет»,
зав. кафедрой технологии пищевых производств, академик РАСХН
ГОРЛОВ И.Ф.
ФГОУ ВПО
«Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия»,
проректор по научной работе, д-р с.-х. наук, профессор
ЦЕПЛЯЕВ А.Н.
Волгоградский филиал РГТЭУ,
декан факультета управления и коммерции, д-р биол. наук, профессор
ВОЛОХОВ И.М.
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Волгоградского государственного технического университета.
ХРАМОВА В.Н.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ МОЛОЧНОЙ ОТРАСЛИ.
260303.65: учеб. пособие / В.Н. Храмова, О.П. Серова, А.А. Короткова;
ВолгГТУ. – Волгоград, 2010. – 48 с.
Предназначено в помощь студентам, выполняющим ОргСРС по
дисциплине «Технология молока и молочных продуктов», курсовые и
дипломные проекты по специальности 260303.65 «Технология молока и
молочных продуктов». Приведены основные технологические расчеты при
организации производства молочных продуктов.
Табл. 4. Библиогр.: 20 назв.
Рецензент И.Ф. ГОРЛОВ.
ISBN Волгоградский
государственный
технический
университет, 2010
ВВЕДЕНИЕ
Настоящее учебное пособие разработано на основании
Государственного образовательного стандарта высшего
профессионального образования по направлению подготовки
дипломированных специалистов 260303.65 «Технология молока и
молочных продуктов».
Целью технологических расчетов в молочной отрасли является
проведение материального баланса производства, т.е. баланса между
массой поступающего на переработку сырья и массой выпускаемой
продукции с учетом производственных потерь.
Задача технологических расчетов – определение массы исходного и
вторичного сырья, полуфабрикатов и готовых продуктов. При этом
пользуются технологическими инструкциями, действующими нормативно-
техническими документами, регламентирующими конкретное производство.
Приведены методики технологических расчетов в производстве
цельномолочной продукции, в т.ч. питьевого молока, сливок,
кисломолочных напитков, сметаны и творога, а также, мороженого,
сгущенных и сухих молочных консервов, натуральных и плавленых сыров,
сливочного масла. Изложена последовательность продуктового расчета по
отдельным группам продуктов, с вариантами, в зависимости от способа
производства. Описание сопровождается краткой характеристикой
продукции и особенностей технологии производства.
МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС В ПРОИЗВОДСТВЕ
МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
Материальный баланс необходим для контроля производства,
регулирования состава продукции и установления производственных
потерь. В основе материального баланса лежит закон сохранения вещества.
3
Масса переработанного сырья должна быть равна сумме масс готового и
побочного продуктов. Однако, в реальном производстве после переработки
сырья сумма масс готового и побочного продуктов меньше массы
затраченного сырья вследствие потерь.
Различают производственные (технологические) и
непроизводственные потери. Производственные потери неизбежны, они
составляют остатки сырья, готового и побочного продуктов на
молокопроводах, в емкостях, аппаратах и другом оборудовании, пробы,
необходимые для анализа. К непроизводственным потерям относят брак,
утечки из трубопроводов, потери, возникающие при неисправности
оборудования.
Материальный баланс в производстве молочных продуктов основан
на двух уравнениях [1]. Первое уравнение – баланс сырья и
вырабатываемых из него продуктов:
ÏÌÌÌ
ïãñ
, (1.1)
где М
с
, М
г
, М
п
– масса сырья, готового и побочного продуктов, кг;
П – производственные потери, кг.
Производственные потери регламентируются нормами:
100
nÌ
Ï
ñ
, (1.2)
где n – норма потерь, %.
Тогда уравнение (1.1) принимает вид:
100
nÌ
ÌÌÌ
ñ
ïãñ
(1.3)
Второе уравнение материального баланса составляют по массе
отдельных составных частей молока – масса компонентов молока в сырье
равна сумме масс компонентов в готовом и побочном продукте с учетом
потерь:
100
÷ññ
ïïããññ
nrÌ
rÌrÌrÌ
, (1.4)
4
где r
с
, r
г
, r
п
– массовая доля компонента молока в сырье, готовом и
побочном продуктах, соответственно, %.
Потери компонентов молока и потери сырья, выраженные в
процентах, численно равны.
Баланс можно составить по любой части молока – жиру (Ж)¸сухому
остатку (С), сухому обезжиренному молочному остатку (СОМО).
При определении массы сырья по готовому продукту с учетом
потерь используют коэффициент потерь, К
п
:
n
Ê
ï
100
100
.
При определении массы готового или побочного продукта:
100
100 n
Ê
ï
Решая совместно уравнения (1.3) и (1.4), определяют массу сырья
по готовому продукту или массу готового и побочного продукта по массе
сырья с учетом коэффициента потерь:
nrr
rrÌ
Ì
ïñ
ïãã
ñ
100
100
, (1.5)
100
100 n
rr
rrÌ
Ì
ïã
ïññ
ã
, (1.6)
100
100 n
rr
rrÌ
Ì
ïã
ñãñ
ï
. (1.7)
Наряду с алгебраическим методом, для расчета масс сырья,
готового и побочного продуктов пользуются графическим методом (по
расчетному треугольнику) [1], в соответствии с которым составляют
пропорцию:
cã
ï
ïñ
ã
ïã
ñ
rr
Ì
rr
Ì
rr
Ì
. (1.8)
Из этого соотношения находят необходимые величины по
формулам (1.5-1.7).
5
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ В ЦЕЛЬНОМОЛОЧНОМ
ПРОИЗВОДСТВЕ
1 Материальные расчеты в производстве питьевого молока,
сливок и кисломолочных напитков
Согласно №88-ФЗ [2], питьевое молоко – молоко с массовой долей
жира не более 9%, произведенное из сырого молока и (или) молочных
продуктов и подвергнутое термической или другой обработке в целях
регулирования его составных частей, без применения сухого цельного или
обезжиренного молока.
Согласно ГОСТ Р 52090 [3], в зависимости от режима тепловой
обработки различают пастеризованное, топленое, стерилизованное и
ультрапастеризованное (УВТ) молоко. Также ГОСТ Р 52090 [3]
регламентирует массовую долю жира в питьевом молоке.
Технологический процесс производства пастеризованного молока
(и сливок) включает следующие стадии: приемка, очистка, нормализация
молока или сепарирование (получение сливок), гомогенизация,
пастеризация, охлаждение, фасование, хранение [1].
Основной контролируемый физико-химический показатель
качества питьевого молока – массовая доля жира. Получение продукта,
стандартного по массовой доле жира, обеспечивает нормализация молока,
ввиду чего материальный расчет ведется на данной стадии.
В зависимости от исходных данных существует два способа
продуктового расчета: от готового продукта и от сырья. В каждом из
способов возможны два варианта нормализации молока: в потоке и
смешением. Однако, следует иметь ввиду, что нормализация в потоке
имеет ряд преимуществ: непрерывность и поточность технологического
процесса; предотвращение загрязнения и бактериального обсеменения
молока; экономия производственных площадей [4].
6
Продуктовый расчет пастеризованного молока
Расчет от готового продукта
Задача расчета – определить массу цельного молока, требуемого
для производства заданного количества пастеризованного молока
требуемой жирности.
Методика расчета – по нормам расхода нормализованной смеси и
формулам баланса жира с учетом предельно-допустимых потерь [1,4,5,6].
Последовательность расчета от готового продукта:
1. Определение количества нормализованной смеси, М
н.м
, кг:
ìí
ïã
ìí
Í
Ì
Ì
.
.
.
1000
, (2.1)
где М
г.п
– масса готового продукта, кг;
Н
н.м
– норма расхода нормализованной смеси на 1 т готового
продукта, кг [5].
2. Расчет количества компонентов нормализации.
Молоко нормализуют по массовой доле жира. При нормализации в
потоке, в зависимости от соотношения массовой доли жира в
нормализованном и цельном молоке существует два варианта расчета:
1) если массовая доля жира в нормализованном молоке больше
массовой доли жира в цельном молоке Ж
н.м
>Ж
ц.м
, то нормализацию
проводят путем отделения части обезжиренного молока.
Массы цельного, М
ц.м
, кг, и обезжиренного, М
об.м
, кг, молока
определяют, решая совместно уравнения материального баланса (2.2) и
(2.3):
100
.
...
æìö
ìîáìíìö
nÌ
ÌÌÌ
, (2.2)
где n
ж
– предельно-допустимые потери жира при нормализации, %.
100
..
......
æìöìö
ìîáìîáìíìíìöìö
nÆÌ
ÆÌÆÌÆÌ
(2.3)
где Ж
об.м
– массовая доля жира в обезжиренном молоке, %;
7
Масса цельного молока, М
ц.м
, кг, направляемая на сепарирование с
целью получения рассчитанного количества нормализованной смеси:
ìîáìö
ìîáìíìí
ìö
ÆÆ
ÆÆÌ
Ì
..
...
.
(2.4)
Масса обезжиренного молока, оставшегося от нормализации, М
об.м
, кг:
100
100
.
..
...
.
ìîá
ìîáìí
ìöìíìö
ìîá
n
ÆÆ
ÆÆÌ
Ì
, (2.5)
или:
100
100
.
...
ìîá
ìíìöìîá
n
ÌÌÌ
(2.6)
где n
об.м
– потери обезжиренного молока при сепарировании, % [5].
2) если массовая доля жира в нормализованном молоке меньше
массовой доли жира в цельном молоке Ж
н.м
<Ж
ц.м
, то нормализацию
проводят путем отделения части сливок.
Массы цельного молока, М
ц.м
, кг, и сливок, М
сл
, кг, определяют,
решая совместно уравнения материального баланса (2.7) и (2.8):
100
.
..
æìö
ñëìíìö
nÌ
ÌÌÌ
, (2.7)
100
..
....
æìöìö
ñëñëìíìíìöìö
nÆÌ
ÆÌÆÌÆÌ
(2.8)
где Ж
сл
– массовая доля жира в сливках, %.
Масса цельного молока, М
ц.м
, кг, направляемая на сепарирование:
ìöñë
ìíñëìí
ìö
ÆÆ
ÆÆÌ
Ì
.
..
.
(2.9)
Масса сливок, оставшихся от нормализации, М
сл
, кг:
100
100
.
...
æ
ìíñë
ìíìöìö
ñë
n
ÆÆ
ÆÆÌ
Ì
, (2.10)
или:
100
100
..
æ
ìíìöñë
n
ÌÌÌ
(2.11)
8
При нормализации смешением в емкости рассчитанных количеств
нормализуемого молока и нормализующего компонента, в зависимости от
соотношения массовой доли жира в нормализованном и цельном молоке
существует два варианта расчета:
1) если массовая доля жира в нормализованном молоке больше
массовой доли жира в цельном молоке Ж
н.м
>Ж
ц.м
, то нормализацию
проводят путем добавления сливок к цельному молоку.
Массы цельного молока и сливок, необходимых для нормализации,
определяют по уравнениям материального баланса (2.12), (2.13):
ñëìöìí
ÌÌÌ
..
(2.12)
ñëñëìöìöìíìí
ÆÌÆÌÆÌ
....
(2.13)
Масса цельного молока на составление нормализованной смеси:
ìöñë
ìíñëìí
ìö
ÆÆ
ÆÆÌ
Ì
.
..
.
(2.14)
Масса сливок для составления нормализованной смеси:
ìöñë
ìöìíìí
ñë
ÆÆ
ÆÆÌ
Ì
.
...
(2.15)
Масса цельного молока,
ìö
Ì
.
, кг, направляемая на сепарирование
для получения рассчитанного количества сливок:
æìîáìö
ìîáñëñë
ìö
nÆÆ
ÆÆÌ
Ì
100
100
..
.
.
(2.16)
Масса обезжиренного молока,
ìîá
Ì
.
, кг, оставшегося от
сепарирования:
ñëìöìîá
ÌÌÌ
..
(2.17)
Общая масса цельного молока, М
общ
, кг, необходимая для нормализации:
ìöìöîáù
ÌÌÌ
..
(2.18)
2) если массовая доля жира в нормализованном молоке меньше
массовой доли жира в цельном молоке Ж
н.м
<Ж
ц.м
, то нормализацию
проводят путем добавления обезжиренного молока к цельному.
9
Массы цельного и обезжиренного молока, необходимые для
нормализации, определяют по уравнениям материального баланса (2.19),
(2.20):
ìîáìöìí
ÌÌÌ
...
, (2.19)
ìîáìîáìöìöìíìí
ÆÌÆÌÆÌ
......
(2.20)
Отсюда, масса цельного молока:
ìîáìö
ìîáìíìí
ìö
ÆÆ
ÆÆÌ
Ì
..
...
.
(2.21)
Масса обезжиренного молока:
ìîáìö
ìíìöìí
ìîá
ÆÆ
ÆÆÌ
Ì
..
...
.
, (2.22)
Масса цельного молока,
ìö
Ì
.
, кг, направляемая на сепарирование
для получения рассчитанного количества обезжиренного молока:
ìîáìöñë
ìîáñëìîá
ìö
nÆÆ
ÆÆÌ
Ì
..
..
.
100
100
. (2.23)
Масса сливок
ñë
Ì
, кг, оставшихся от сепарирования:
ìîáìöñë
ÌÌÌ
..
(2.24)
Общая масса цельного молока, М
общ
, кг, необходимая для нормализации:
ìöìöîáù
ÌÌÌ
..
. (2.25)
Расчет от сырья
Задача расчета от сырья – определить массу пастеризованного
молока, выработанного из заданного количества цельного молока с учетом
потерь.
Методика расчета – по нормам расхода нормализованной смеси и
формулам баланса жира с учетом предельно-допустимых потерь [1,4,5].
Последовательность расчета от сырья:
1. Расчет количества нормализованной смеси и сливок/обезжиренного
молока, полученных из заданного количества цельного молока.
При нормализации в потоке возможны два варианта расчета:
10