Поснительная записка. Курсовой проект по предмету Оборудование Пищевых производств Студенту Чернышову Антону Николаевичу Тема Подбор оборудования для производства сидра производительностью 4000 л
 Скачать 352.77 Kb.
|
Классификация.Сидры по способу изготовления подразделяют: - на негазированные; - газированные; - газированные жемчужные; - игристые; - игристые жемчужные. Сидры в зависимости от массовой концентрации сахаров подразделяют: - на сухие; - полусухие; - полусладкие; - сладкие. Технические требования. Сидры изготавливают в соответствии с требованиями ГОСТ 31820-2015 "Сидры. Общие технические условия", по технологическим инструкциям для сидров конкретных наименований, или нормативных правовых актов, действующих на территории государства, принявшего стандарт. По органолептическим показателям сидр сответствтвует требованиям и нормам, указанным в таблице 1.  Таблица 1
По органолептическим показателям сидры прозрачные, без осадка и посторонних включений. При наливе в бокал сидра, насыщенного двуокисью углерода, образуется пена с выделением пузырьков двуокиси углерода. Цвет, аромат и вкус сидра конкретного наименования устанавливают в технологической инструкции. По физико-химическим показателям сидры соответствуют следующим требованиям: Объемная доля этилового спирта в сидрах с учетом допускаемых отклонений должна быть не менее 1,2% и не более 6,0%. Допускаемые отклонения составляют ±0,5%. Массовая концентрация сахаров в сидрах с учетом допускаемых отклонений должна составлять, г/дм3: сухих - не более 4,0, полусухих - более 4,0 и менее 25,0, полусладких - не менее 25,0 и менее 50,0, сладких -не менее 50,0 и не более 80,0. Допускаемые отклонения от значений по массовой концентрации сахаров для сидра конкретного наименования ±5,0 г/дм3 . Массовая концентрация титруемых кислот в сидрах с учетом допускаемых отклонений должна быть, в пересчете на яблочную кислоту, не менее 4,0 г/дм3. Допускаемые отклонения от значения массовой концентрации титруемых кислот для сидра конкретного наименования составляют ±1,0 г/дм3. Массовая концентрация остаточного экстракта в сидрах (за исключением игристых) должна быть не менее 10,0 г/дм3, в игристых сидрах - не менее 12,0 г/дм3. Массовая концентрация летучих кислот в сидрах должна быть, в пересчете на уксусную кислоту, не более 1,20 г/дм3. Давление двуокиси углерода в бутылке с газированным и игристым сидром должно быть не менее 250 кПа при температуре 20°С. Массовая концентрация сорбиновой кислоты и ее солей в сидрах должна быть, в пересчете на сорбиновую кислоту, не более 300 мг/дм3 . Массовая концентрация общего диоксида серы в сидрах должна быть не более 200 мг/дм3 . Пищевая ценность: - углеводы, г в100 г сидра, не более 2,0; - энергетическая ценность, ккал/кДж в 100 г сидра, не более 40(186). По токсикологическим показателям напиток должен соответствовать требованиям, установленным в таблице 2. Таблица 2
По микробиологическим показателям напиток фильтрованный пастеризованный должен соответствовать требованиям, установленным в таблице 3. Таблица 3
Характеристика сырья и материалов При приготовлении напитка в соответствии с рецептурой применяют: - концентрированный яблочный сок по нормативным документам, действующим на территории страны, принявшей стандарт; - сахар-песок по ГОСТ 33222; - воду питьевую по СанПиН 2.1.4.1074-01; - дрожжи хлебопекарные сухие - требования: быстрое размножение; обеспечение полноты сбраживания; высокая скорость сбраживания; хорошая флокуляция; образование компактного осадка. - двуокись углерода — по ГОСТ 8050-85; Для изготовления сидров применяют сырье и пищевые добавки, по показателям безопасности соответствующие требованиям нормативных правовых актов, действующих на территории государства, принявшего стандарт.При изготовлении сидров используют технологические вспомогательные средства, которые в контакте с сидрами обеспечивают их качество и безопасность и соответствуют требованиям нормативных правовых актов, действующих на территории государства, принявшего стандарт. Упаковка сидров должна соответствовать требованиям нормативных правовых актов, действующих на территории государства, принявшего стандарт. Требования к фактическому объему (полноте налива) сидров в единице потребительской упаковки - по ГОСТ 32061. Cидры разливают в стеклянные бутылки по ГОСТ 10117.2 и ГОСТ 32131. Cидры разливают по уровню. При наливе по уровню высота газовой камеры должна обеспечивать номинальное количество продукции. Бутылки герметично укупоривают укупорочными средствами, соответствующими требованиям нормативных правовых актов, действующих на территории государства, принявшего стандарт. Бутылки с сидрами упаковывают в транспортную упаковку, соответствующую требованиям нормативных правовых актов, действующих на территории государства, принявшего стандарт. Транспортирование и хранение. Транспортирование и хранение сидров - в соответствии с требованиями нормативных правовых актов, действующих на территории государства, принявшего стандарт. Cидры, разлитые в потребительскую упаковку, транспортируют в крытых транспортных средствах всех видов в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на транспорте данного вида при соблюдении температурных условий и влажности, указанных ниже. Cидры, разлитые в потребительскую упаковку, хранят в вентилируемых, не имеющих постороннего запаха помещениях, исключающих воздействие прямого солнечного света, при температуре от 5°С до 20°С и относительной влажности не более 85%. Сроки годности устанавливает изготовитель в технологических инструкциях на сидры конкретных наименований. Материальный баланс производства. Материальный баланс составлен на мощность производства 4000 л. готового изделия за производственный цикл. 2.1 Технологическая схема процесса приготовления сидра.   Рис. 1 Технологическая схема процесса приготовления сидра. 2.2 Материальный баланс производства сидра представлен в таблице 4 Табл. 4
Продолжение табл.4
Материальный баланс производства сидра составлен согласно нормам расхода сырья и вспомогательных материалов на 1000 дм³ (л) и нормам естественной убыли при производстве слабоалкогольных напитков, утвержденным министерством сельского хозства.Расход сырья и материалов для производства сидра приведен в таблице 5. Таблица 5
Подбор оборудования и описание принципа его работы. Оборудование выбирается в соответствии с материальными потоками, материальным балансом, технологической схемой. Процесс приготовления сидра включает в себя следующие стадии: - подготовку питьевой воды; - подготовку дрожжей к брожению; - варка сахарного сиропа; - наводка и сбраживание напитка; - выдержку и осветление напитка; - сепарирование (фильтрование) напитка; - пастеризацию; - насыщение напитка двуокисью углерода; - розлив напитка. 3.1 Подготовка питьевой воды. Вода, используемая при производстве сидра, должна соответствовать требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01. Приготовление исправленной умягченной воды производится на установке обратного осмоса «Комбинированная установка серии ДВС-М/150-4» в автоматическом режиме, производительность установки 0,7 м3/час по исправленной воде. Исправленной воды для производства сидра по заданию необходимо около 5000 л., поэтому выбранная установка подходит нам оптимально. Кроме этого нам необходим резервуар для подготовленной воды V=12 м3. Описание технологического процессаВода после предварительной очистки поступает на фильтр тонкой очистки, укомплектованный фильтроэлементами с размерами пор 5 мкм. Фильтр предназначен для задержания механических и коллоидных частиц размером более 5 мкм. Насос высокого давления подает воду на аппараты мембранные. Схема соединения аппаратов последовательная. Внутри аппаратов установлены мембранные обратноосмотические элементы типа DOW, разрешенные к применению уполномоченным органам. В аппаратах происходит разделение потока исходной воды на два: фильтрат и концентрат. Концентрат, содержащий соли, и минеральные вещества сливается в канализацию, а фильтрат поступает на смешение со вторым потоком. Установка имеет пробоотборники для отбора проб исходной воды и фильтрата. Технологический процесс мембранного разделения требует очистки мембраны от осевших на них загрязнений. Для этого необходимо: ежедневная гидравлическая промывка мембранных элементов исходной водой перед началом работы установки и по ее окончании; периодическая (примерно 1 раз через 300-400 часов работы установки) химическая мойка мембранных элементов; периодическая дезинфекция мембранных элементов. При длительных периодах простоя после пуска установки в эксплуатацию рекомендуется проводить сначала химическую очистку мембранного блока и затем консервацию установки, чтобы избежать её биологического загрязнения. Для мойки и дезинфекции в установке предусмотрен промывочный контур, включающий емкость для моечных растворов. Для приготовления растворов используется фильтрат обратноосмотической установки. Циркуляция моечного или дезинфицирующего раствора производится насосом. В процессе мойки или дезинфекции фильтрат и концентрат после разделения в мембранных аппаратах возвращается в емкость. Фильтрат обратноосмотического блока смешивается с исходной водой прошедшей предварительную подготовку. Это необходимо для получения воды заданного химического состава, регулировать который можно изменением соотношения фильтрата и исходной воды. Подготовленная таким образом вода подается на производство. Варка сахарного сиропа. Для приготовления сахарного сиропа применяют сахар и питьевую исправленную воду. Сахар придает напитку сладость, смягчает вкус, способствует ассимиляции ароматических веществ. Сахар вводят в изделие в виде сахарного сиропа. Сахарный сироп готовят горячим способом, который предусматривает растворение сахара в воде при кипячении в сироповарочном котле эмалированном с механической мешалкой, паровой рубашкой, зонтом для вытяжки пара. За производственный цикл нам необходимо приготовить 80,75 л сахарного сиропа, поэтому сироповарочный котел рабочим V=0,3 м3 нам оптимально подходит. Сироповарочный аппарат представляет собой закрытый сосуд с плоской крышкой. Второй контур сосуда образует рубашку сироповарочного аппарата, которая в зависимости от типа приготовления сахарного сиропа может быть приспособлена под работу с горячей водой или паром. Режим приготовления сахарного сиропа следующий: в котел вносят умягченную воду из расчета 0,5л на 1кг сахара для получения сиропа с массовой долей 65,8%; 0,35л - для получения сиропа с массовой долей 73,2%. Воду нагревают до 50-60°С и постепенно вносят в котел отвешенное количество сахара при непрерывном перемешивании. После растворения сахара сироп дважды доводят до кипения. Продолжительность варки сиропа составляет 30-35 мин. Для предотвращения выпадения кристаллов сахара при охлаждении сиропа концентрацией 65,8%; 73,2% (по массе) в процессе варки вносят в сироп лимонную кислоту (для частичной инверсии сахара) в количестве 0,08% к массе сахара. Пример. Необходимо приготовить 100 дм3 сиропа с массовой долей сухих веществ 65%. Сироп с массовой долей сухих веществ 65% имеет плотность d (20°С / 4°С), равную 1,3163. Масса 100 дм3 сиропа составит 131,63 кг с содержанием в нем: Сахара- 131,63х(65:100) = 85,56 кг. Воды - 131,63х(35:100) = 46,07 дм3. Учитывая, что массовая доля влаги в сахаре-песке составляет 0,15%, на варку сиропа необходимо задать сахара: 5,56+85,56х(0,15:100) = 85,70 кг. Воды с учетом потерь на испарение при варке (для расчета принимаем - 10,0%) надо задать: 46,07+46,07х(10,0:100) = 50,68 дм3. Рассчитанный объем воды при температуре 40-50°С набирают в сироповарочный котёл, начинают нагрев воды и при перемешивании засыпают требуемую массу сахара. После полного растворения сахара раствор доводят до кипения и кипятят при перемешивании не менее 30 мин для полного уничтожения слизеобразующих бактерий. При достижении массовой доли сухих веществ в сиропе 60-65% варку прекращают. Охлажденный сахарный сироп подается в купажный чан через патронный сетчатый фильтр. Охлажденный до 10-20ºС сахарный сироп допускается хранить при этой температуре в вымытых закрытых резервуарах не более недели. Подготовка дрожжей к брожению.За производственный цикл нам необходимо приготовить 80,77 л дрожжевой суспензии, поэтому емкость из нержавеющей стали рабочим V=0,3 м3 нам оптимально подходит. Подготовка дрожжей происходит следующим образом. Для этого необходимую для брожения массу сухих хлебопекарных дрожжей помещают в емкость, смешивают с обеспложенной питьевой водой при температуре 20°С - 30°С в соотношении 2:1 и в полученную дрожжевую суспензию добавляют при перемешивании пищевую молочную кислоту. При использовании молочной кислоты концентрацией 40% ее добавляют из расчета 40-42 см3 раствора на 1кг дрожжей. Молочную кислоту концентрацией 80% используют в соответствии с рекомендациями фирмы-поставщика. Значение рН дрожжевой суспензии после добавления молочной кислоты должно быть 2,7-2,9. Дрожжевую суспензию выдерживают при указанном значении рН среды и температуре 20-30°С в течение 3-х часов. Затем в суспензию дрожжей добавляют пятикратный объем сахарного сиропа, разбавленного до массовой доли сухих веществ 8,0-8,2%. Дрожжевую суспензию перемешивают с разбавленным сиропом и выдерживают для разбраживания в течение 2-3 часов при температуре 20-25°С или в течение 1-2 часов при температуре 28-30°С и затем передают в бродильный резервуар. Перед использованием сушёных хлебопекарных дрожжей их предварительно обводняют. Для этого расчётное количество сушёных дрожжей смешивают в резервуаре с обеспложенной питьевой водой в соотношении 1 : 4 и выдерживают в покое в течение 15-20 минут. Температура воды для обводнения должна составлять 20-26°С. Обводнённые дрожжи хорошо перемешивают и обрабатывают молочной кислотой. Повторное использование дрожжей после проведения процесса брожения не допускается. Наводка и сбраживание напитка. По заданию при купаже объем полученного сусла составляет 4600 л., объем отброженного напитка составляет 4300 л., поэтому для этого участка необходимы две емкости из нержавеющей стали V=6 м3 каждая. В емкость для купажирования объемом 6 м3 задают концентрированный яблочный сок и добавляют очищенную питьевую воду в количестве соответствующему рецептуре (3959,1л). Затем вносят необходимое для брожения количество подготовленных дрожжей, тщательно перемешивают и перегоняют в емкость для брожения. Начальная концентрация дрожжевых клеток в сусле должна составлять 30 — 35 млн/см3. В течение первых двух-трех суток брожение проводят при температуре сбраживаемого сусла 20—22ºС На третьи-четвертые сутки температуру сбраживаемого сусла постепенно (во избежание температурного шока дрожжей) снижают до 14—15ºС и ведут брожение при этой температуре до достижения значения массовой доли сухих веществ в сбраживаемом сусле: 3,5 — 4,5%. Затем температуру снижают до 4—6ºС и выдерживают при этой температуре 1—2 суток. Рекомендуемая концентрация дрожжевых клеток в напитке в конце холодной выдержки — не более 8,0 — 10,0 млн/см3. Охлаждение сбраживаемого напитка производится путем движения хладагента по рубашке емкости. Средняя продолжительность процесса брожения составляет 21—22 сутки. 3.5 Выдержка и осветление напитка. По заданию при выдержке и осветлении напитка объем осветленного напитка составляет 4300 л., поэтому для этого участка необходима емкость из нержавеющей стали V=6 м3. Для дополнительного осветления напиток из емкости для брожения, не задевая образовавшегося на дне емкости осадка дрожжей, перекачивают в емкость для выдержки и осветления. При перекачке в закрытые емкости для выдержки в них рекомендуется предварительно создать противодавление (предпочтительно — двуокисью углерода), равное 0,03-0,04 Мпа и при выдержке напитка поддерживать в них давление до 0,06 Мпа. Для осветления напитка используют водные растворы препаратов-осветлителей концентрацией 0,5-1,0%, вносятся в момент перекачки сусла. Приготовление рабочих растворов препаратов-осветлителей и их использование проводят в соответствии с рекомендациями по их применению. Выдержку напитка с осветлителем проводят при температуре 2-5ºС и заканчивают, когда концентрация жизнеспособных дрожжевых клеток в осветленном напитке будет не выше 0,5 млн/см³ и составляет от 2-3 суток. После окончания осветления напиток направляют на фильтрование. 3.6 Сепарирование (фильтрация) напитка. Из емкости для выдержки и осветления напиток через сепаратор для осветления ординарных вин поступает в емкость накопительную. По заданию для фильтрации (сепарирования) напитка объем осветленного напитка составляет 4000 — 4500 л., поэтому выбранный сепаратор ВВЦГ-5 с производительностью — 0,5 - 5 м3/час подходит нам оптимально. После фильтрации (сепарирования) объем отфильтрованного напитка составляет 4000 — 4500 л., поэтому для этого необходима накопительная емкость из нержавеющей стали V=6 м3. Сепаратор ВВЦГ-5 с периодической центробежной выгрузкой осадка, герметического исполнения, что исключает потери спирта и углекислоты при очистке и осветлении напитков. В барабан сепаратора установлен пакет тарелок повышенной разделяющей способности, который позволяет получить высокую степень очистки осветляемого продукта. Исходный продукт через приемно–выводное устройство барабана заполняет межтарелочное пространство. Под действием центробежных сил, дрожжевые клетки, примеси и муть оседают в виде плотного слоя в грязевом пространстве. Напиток приобретает прозрачность, чистоту цветового оттенка, красивый товарный вид и не теряет при этом крепость и аромат. Выгрузка происходит частично или полностью через заданный интервал времени в ручном или в автоматическом режиме. Очищенный продукт выводится под давлением по трубопроводу в накопительную емкость. Сепаратор полностью плакирован нержавеющей сталью. Сепаратор ВВЦГ-5 удобен в эксплуатации, прост в разборке и сборке. Сепаратор может работать как в ручном, так и в автоматическом режиме. 3.7 Пастеризация напитка. Пастеризация – это тепловая обработка продукта при температурах больше 60°C, но меньше 100°C. При этом погибают микроорганизмы (кроме различных спор), но не страдает вкус продукта и витамины. Для увеличения срока годности фильтрованного напитка его пастеризуют. Пастеризацию напитка проводят в потоке перед его розливом. Пастеризацию осуществляют при интенсивности тепловой обработки не менее 75 ПЕ (ПЕ — пастеризационная единица), соответствует эффекту пастеризации в течение 1 мин при температуре 60ºС. Пастеризацию напитка в потоке рекомендуется проводит при температуре 74— 76ºС при выдержке в течение 40-60 сек с последующим охлаждением до температуры 1-3ºС. Для указанных параметров пастеризации и исходных данных курсового проекта нам оптимально подходит пастеризатор BFP-1000. Производитель: Czech brewery system s.r.o., Чешская пивоварня system sro, Чешская Республика, Opava, Kolofíkovo nábřeží 30 BFP-1000 - это проточный пастеризатор, предназначенный для пастеризации пива, сидра, вина или аналогичных напитков перед их розливом. Производственная мощность от 500 до 1000 литров в час. Основные характеристики: Напиток находится в трубчатой спирали, которая окружена горячей водой. Все детали, контактирующие с напитком, изготовлены из нержавеющей стали. Поскольку спираль встроена в котел, это означает экономию пространства и предотвращение потерь тепла. Автоматическое управление температурой воды с помощью цифрового термостата. Автоматическое регулирование температуры напитка: легкое изменение температуры напитка (температура наполнения) на цифровом дисплее. Быстрая и простая уборка Параметры пастеризации: Объем углекислого газа CO2: 6 г/л Скорость потока напитка: 500 — 1000 литров/час. Входная/Выходная температура: 4 °C Температура пастеризации: 72 °C (+/- 2 °C) Время пастеризации: 20 — 40 сек. Продукт из накопительной емкости подается в систему пастеризации. При помощи насоса пропускается через рекуператор, где подогревается встречным потоком пастеризованного продукта. Из рекуператора продукт поступает в теплообменник, где нагревается до температуры пастеризации. Необходимая температура нагрева продукта удерживается в определенном интервале при помощи автоматической системы поддержания заданной температуры путем включения и выключения электродного нагревателя. Насыщение напитка двуокисью углерода. Дополнительное насыщение при выпуске газированного напитка осуществляют обеспложенной двуокисью углерода путем карбонизации. Перед проведением процесса насыщения двуокисью углерода напиток необходимо охладить до температуры не выше 4ºС (оптимально — до 0 — минус 1ºС). Для наших параметров технологического процесса оптимально подходит установка карбонизации пива в потоке серии «УКП-3000». Назначение - непрерывная карбонизация пива в потоке, а также безалкогольных и иных напитков с автоматическим контролем и управлением заданного содержания растворенного СО2. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||