Продуктовый расчет при производстве продукции

 

Студентам-дипломникам, выполняющим квалификационную работу по специализации «Технология переработки продукции животноводства» при оформлении данного подраздела рекомендуется воспользоваться примерами расчетов, изложенных ниже.

 

ПРОДУКТОВЫЙ РАСЧЕТ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ МОЛОКА

 

Прежде чем приступить к подбору технологического оборудования цеха необходимо провести продуктовый расчет сырья, побочного и готового продукта, который позволяет определить количество продукта, поступающего на отдельную операцию, согласно технологической схемы производства. Прежде чем приступить к проведению продуктового расчета, необходимо четко представлять технологическую схему производства заданного продукта.

Продуктовый расчет проводится на основании составления уравнений материального баланса в целом по производству или отдельно по операциям.

В первом случае уравнения материального баланса могут быть представлены в следующей форме:

1. На основании сохранения массы сырья, побочного и готового продукта:

К_мц = К_гп + К_пi + П_i, (1)

где К_мц, К_гп, К_пi – массы соответственно молока цельного, готового основного продукта и побочных продуктов, кг;

П_i – производственные потери продукции при проведении технологических операций, кг.

2. На основании содержания жира в сырье, готовом основном продукте, побочных и потерянных продуктах:

К_мц ´ Ж_мц = К_гп ´ Ж_гп + К_пi ´ Ж_пi + П_i ´ Ж_i, (2)

где Ж_мц, Ж_гп, Ж_пi, Ж_i – содержание жира, соответственно, в цельном молоке, готовом основном продукте, побочных и в потерянных продуктах, %.

3. На основании содержания белка в сырье, готовом основном продукте, побочных и потерянных продуктах:

К_мц ´ Б_мц = К_гп ´ Б_гп + К_пi ´ Б_пi + П_i ´ Б_i, (3)

где Б_мц, Б_гп, Б_пi, Б_i – содержание белка, соответственно, в цельном молоке, готовом основном продукте, побочных и в потерянных продуктах, %.

4. На основании содержания сухих обезжиренных веществ в сырье, готовом основном продукте, побочных и потерянных продуктах:

К_мц ´ С_мц = К_гп ´ С_гп + К_пi ´ С_пi + П_i ´ С_i, (4)

где С_мц, С_гп, С_пi, С_i – содержание сухих обезжиренных веществ, соответственно, в цельном молоке, готовом основном продукте, побочных и в потерянных продуктах, %.

В результате совместного решения вышеприведенных уравнений (1,2,3 и 4) можно определить массу сырья по заданному количеству готового основного продукта, состав сырья, основного и побочного продуктов или установить массу готового основного продукта по массе сырья.

Производственные потери продукции (П_i) при проведении технологических операций устанавливаются по нормативным документам с учетом способа производства продукции и мощности предприятия. Эти потери по каждой операции не столь велики, чтобы оказывать серьезное влияние на подбор технологического оборудования. Поэтому в продуктовом расчете, проводимом с целью дальнейшего подбора оборудования, производственные потери можно не учитывать.

При решение уравнений 3 и 4 могут возникнуть определенные сложности из-за недостаточной справочной информации по содержанию белка и сухих обезжиренных веществ в цельном молоке, готовом основном продукте, побочных и в потерянных продуктах.

Поэтому для проведения продуктового расчета в курсовом проекте необходимо будет воспользоваться первыми двумя уравнениями (1 и 2), но только составленными для каждой конкретной операции, приводящей к разделению исходного продукта на составные части, согласно выбранной технологической схемы производства.

В этом случае уравнения материального баланса, без учета производственных потерь продукции, примут следующий вид:

1. При нормализации молока с применением сепаратора – нормализатора:

К_мц = К_мн + К_сл, (5)

К_мц × Ж_мц = К_мн × Ж_мн + К_сл × Ж_сл, (6)

где К_мц, К_мн, К_сл – соответственно массы молока цельного, нормализованного и сливок, кг;

Ж_мц, Ж_мн, Ж_сл - содержание жира, соответственно, в цельном молоке, нормализованном и сливках, %.

2. При нормализации молока с использованием нормализационных ванн (при добавлении в цельное молоко обрата):

К_мн = К_мц + К_об, (7)

К_мн × Ж_мн = К_мц × Ж_мц + К_об × Ж_об, (8)

где К_мн, К_мц, К_об - соответственно массы молока нормализованного, цельного и обрата, кг;

Ж_мн, Ж_мц, Ж_об - содержание жира, соответственно, в нормализованном молоке, цельном и обрате, %.

3. При сепарировании молока:

К_мц = К_сл + К_об, (9)

К_мц × Ж_мц = К_сл × Ж_сл + К_об × Ж_об, (10)

4. При прессовании сгустка (выработка творога):

К_сг = К_сыв + К_тв, (11)

К_сг × Ж_сг = К_сыв × Ж_сыв + К_тв × Ж_тв, (12)

где К_сг, К_сыв, К_тв - соответственно массы сгустка, сыворотки и творога, кг;

Ж_сг, Ж_сыв, Ж_тв - содержание жира, соответственно, в сгустке, сыворотке и твороге, %.

5. При выработке сливочного масла методом сбивания:

К_см = К_пах + К_мас, (13)

К_см × Ж_см = К_пах × Ж_пах + К_мас × Ж_мас, (14)

где К_см, К_пах, К_мас - соответственно масса сметаны, пахты и масла, кг;

Ж_см, Ж_пах, Ж_мас - содержание жира, соответственно, в сметане, пахте и масле, %.

6. При получении высокожирных сливок:

К_сл = К_пах + К_всл, (15)

К_сл × Ж_сл = К_пах × Ж_пах + К_всл × Ж_всл, (16)

где К_сл, К_пах, К_всл - соответственно масса сливок, пахты и высокожирных сливок, кг;

Ж_сл, Ж_пах, Ж_всл - содержание жира, соответственно, в сливках, пахте и высокожирных сливках, %.

В качестве примера проведем продуктовый расчет при производстве 3000 кг. творога 13 % жирности из нормализованного молока 2,5% жирности, при этом составим следующие уравнения материального баланса производства:

1. При прессовании сгустка, используя уравнения 11 и 12 получим:

К_сг = К_сыв + 3000, кг. (17)

К_сг × Ж_сг = К_сыв × Ж_сыв + 3000 × 13, кг. (18)

Подставим уравнение 17 в 18, получим:

(К_сыв + 3000) × Ж_сг = К_сыв × Ж_сыв + 3000 × 13, кг.откуда

К_сыв = 3000 × (13 - Ж_сг) / (Ж_сг - Ж_сыв), кг. (19)

Жирность сгустка очень близка к жирности молока из которого вырабатывается творог, поэтому для нашего случая Ж_сг = 2,5%. Жирность сыворотки составляет исходя из нормативных документов 0,01%. Подставив значения Ж_сг = 2,5% и Ж_сыв = 0,01%, получим: К_сыв = 3000 × (13 – 2,5) / (2,5 – 0,01) = 12650,6 кг.,

следовательно К_сг = 12650,6 + 3000 = 15650,6 кг.

Для получения такого количества сгустка необходимо получить такое же количество нормализованного молока, т.е. К_мн = 15650,6 кг.

2. При нормализации молока с применением сепаратора – нормализатора, используя уравнения 5 и 6, получим:

К_мц = 15650,6 + К_сл, кг (20)

К_мц × Ж_мц = 15650,6 × Ж_мн + К_сл × Ж_сл, кг (21)

Подставим уравнение 20 в 21, получим:

(15650,6 + К_сл) × Ж_мц = 15650,6 × Ж_мн + К_сл × Ж_сл, кг, тогда

К_сл = 15650,6 × (Ж_мц - Ж_мн) / (Ж_сл - Ж_мц), кг.

Принимаем молоко цельное стандартной жирности Ж_мц = 3,2%, жирность сливок, получаемых при нормализации молока принимаем Ж_сл = 20%. Жирность молока нормализованного близка к жирности сгустка Ж_мц =2,5%. Тогда:

К_сл = 15650,6 × (3,2 – 2,5) / (20 – 3,2) = 652,1 кг.

Следовательно К_мц = 15650,6 +652,1 = 16302,7 кг.

Таким образом для производства 3000 кг творога 13% жирности потребуется 16302,7 кг цельного молока жирностью 3,2%, которое нормализуется по жиру на сепараторе - нормализаторе. При этом должно получиться 652,1 кг сливок жирностью 20 % и 15650,6 кг нормализованного молока жирностью 2,5%, которое направляется на сквашивание. После прессования сгустка должно остаться 12650,6 кг сыворотки.

Результаты продуктового расчета сводим в таблицу 1

Таблица 1

Сводные данные продуктового расчета

Движение	Количество сырья	Количество продукции	Всего
продуктов	кг	жир,%	жир,кг	кг	жир,%	жир,кг	жира,кг
Поступило на завод: молоко	16302,7	3,2	521,7				521,69
Выработано: творога
Осталось: Сливки Сыворотка	652,1 12650,6	0,01	130,42 1,27				130,42 1,27

 

При проведении продуктового расчета можно воспользоваться примерными нормами содержания жира в продуктах (табл.2)

Таблица 2

Примерные нормы содержания жира в продуктах

Вид продукции	Содержание жира, %
Обрат Пахта Сыворотка Сладкосливочное масло Сладкосливочное любительское Сладкосливочное крестьянское Сладкосливочное бутербродное	0,03…0,05 0,35…0,4 0,01 81,5…82,5 77…78 71,5…72,5 61,5

 

ПРОДУКТОВЫЙ РАСЧЕТ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ МЯСНОГО СЫРЬЯ

(на примере производства колбас)

 

Исходные данные:

Полукопченная колбаса «Одесская»

Производительность цеха – 2 т/смену

1) Рецептурные данные:

Сырье несоленое кг на 100 кг:

а) Говядина жилованая 1 сорта – 65 кг т.е. 65%

б) Свинина жилованая полужирная -10 кг т.е. 10%

в) Шпик хребтовый, кусочками – 25 кг т.е. 25%

Пряности и материалы в г на 100 кг несоленого сырья:

а) Соль – 3000 г

б) Сахар – 115 г

в) Нитрат натрия – 7,5 г

г) Перец черный – 75 г

д) Чеснок – 250 г

2) В соответствии с нормой выхода 77 % для «Одесской» колбасы /см. приложение 10 / определим требуемую массу несоленого сырья:

3) В соответствие с рецептурой определим требуемые массы несоленого сырья по компонентам:

Говядины т_г=т_å×65/100=2600×65/100=1690 кг

Свинины т_с=т_å×10/100=2600×10/100=260 кг

Шпика т_ш=т_å×25/100=2600×25/100=650 кг

4) Требуемое количество мяса на костях определится в соответствие с нормами выхода сырья при обвалке:

Говядина М_г=т_г×100/75,5=1690×100/75,5=2238 кг

Свинина М_с=т_с×100/84,7=307 кг

Шпик М_ш=т_ш=650 кг

5) Требуемое количество соли и материалов:

Соль т_с=т_å/100×3000=2600/100×3000=78000 г

Чеснок т_ч=т_å/100×250=2600/100×250=6500 г

Перец черный т_п=т_å/100×75=2600/100×75=1950 г

Нитрата натрия т_п=т_å/100×7,5=2600/100×7,5=195 г

Сахара т_сах=т_å/100×115=2600/100×115=2990 г

 

Студентам-дипломникам, выполняющим квалификационную работу по специализации «Технология переработки продукции растениеводства» при оформлении данного подраздела рекомендуется воспользоваться примером продуктового расчета при производстве хлебобулочных изделий, изложенного ниже.

Выход продукции рассчитывают на основании норм, устанавливаемых предприятиями по количеству затраченного сырья, его влажности, влажности теста и хлеба и затрат при технологическом процессе.

Затраты сырья при брожении ориентировочно составляют: приготовление теста на густых опарах – 2,5…3,0 %, на жидких – 1,7…2,0 %; ускоренным способом – 1,6 %. Упек при выпечке хлеба ржаного и пшеничного формового составляет 6,0…8,0 %, хлеба круглого подового ржаного и пшеничного массой 0,8…1,0 кг составляет 8,0…8,5 %; батонов массой 0,4…0,5 кг – 8,5…9,0 %; изделий массой до 0,2 кг – 9,0…10,0 %. Усушка при хранении хлеба в обычных условиях составляет 3,0…4,0 %, в закрытых камерах – 2,8…3,2 %; в закрытых контейнерах – 2,5…3,0 %.

Согласно рецептуры для конкретного вида хлебобулочных изделий, определим количество сырья (∑G_i) для производства продукции. Рецептура берется из справочной литературы.

Определим средневзвешенную влажность сырья в тесте (W_ср):

W_ср = ∑G_i W_i/∑G_i, (4)

где G_i – масса i-го сырья по нормативной рецептуре, кг;

W_i – влажность i-го сырья, %.

Затем, определим влажность теста (W_т):

W_т = ((G_сW_ср+G_мВПС_мф)/(G_с100+G_мВПС_мф))100, (5)

где ВПС_мф – водопоглотительная способность муки для данной рецептуры теста (фактическая);

G_м – масса муки, кг;

G_с=∑G_i.- общая масса сырья без учета воды.

ВПС муки определяют из соотношения количества воды, поглощаемой мукой к массе муки при условии получения теста требуемой консистенции:

ВПС_мф = (G_в/G_м)100, (6)

где G_в – количество воды, пошедшее на замес теста заданной консистенции, кг;

G_м – количество муки, кг.

Влажность теста можно определить и проще, если знать влажность мякиша хлеба (W_хл). Влажность мякиша хлеба нормируется физико-химическими показателями готового изделия и берется из справочной литературы. Влажность теста равна влажности мякиша хлеба плюс 1 %.

W_т = W_хл+1 (7)

Выход хлеба (В_хл) рассчитывается по формуле:

В_хл = (G_с(100-W_ср)/(100-W_т))(1-0,01∆G_бр)(1-0,01∆G_уп)(1-0,01∆G_ус),

(8)

где ∆G_бр – технологические затраты при созревании теста, %;

∆G_уп - технологические затраты при выпечке хлеба, %;

∆G_ус - технологические затраты при остывании и хранении хлеба, %.

Определим количество сырья (М) из рецептуры, расходуемого в сутки (в кг) для конкретного вида хлебобулочной продукции, согласно заданию на проект.

М = Q100/ В_хл, (9)

где Q – выработка продукции (кг/сут) согласно заданию или расчету печей;

Таким образом, рассчитывают количество сырья для всех компонентов рецептуры. Все данные сводят в таблицу 3.

Таблица 3

Баланс производства хлебобулочного изделия

Ассортимент	Суточная выработка	Выход изделий	Мука	Соль	Дрожжи прессованные	Сахар	Маргарин	Масло животное	Масло растительное
Вид продукции согласно заданию на проект
Итого: