3.3.8. Схема технологических процессов производства молочных продуктов (аппаратурно-технологическая схема)

После завершения описания технологии, составляют графическую схему технологического процесса на весь проектируемый ассортимент в линейной проекции в соответствии с частными диаграммами, технологическими инструкциями и выбранными способами производства. Схема должна отражать все технологические операции, которые располагаются последовательно от момента приемки сырья до выпуска готовых продуктов. Она наглядно демонстрирует взаимосвязь технологического оборудования, движения сырья, полуфабрикатов, побочной и готовой продукции. Схема показывает участки применения механизации и автоматизации операций технологического процесса и расположения машин и аппаратов в линии. Технологические операции, выполняемые периодически (внесение наполнителей, заквасок, доохлаждение в холодильной камере), показывают на схеме стрелками.

Схему технологических процессов выполняют в линейной проекции без масштаба, но в определенном соотношении габаритных размеров мелкого и крупного технологического оборудования. Схему выполняют на миллиметровой бумаге, при выполнении дипломной работы ее переносят на чертежный лист формата А-1.

Образцы схем технологических процессов производства молока питьевого и кисломолочных напитков, творога и масла различными способами нескольких видов твердых и мягких сыров, молочных консервов и заменителя цельного молока, даны в приложении №8

3.3.9. Организация и методы технохимического и микробиологического контроля

При описании этого раздела надо показать особенности технохимического и микробиологического контроля описываемого производства и показать в виде таблицы схему контроля. Для отдельных видов молочных производств существуют специфические особенности технохимического и микробиологического контроля.

Для производства сыра обязательной является проба на брожение и сычужная проба. Тщательно контролируют производство бактериальных заквасок. На сыродельных заводах проводят контроль выходов и усушки сыра. Выход сыра зависит от многих причин, и в первую очередь от содержания сухих веществ в молоке, степени их использования и содержания влаги в сыре.

При производстве сгущенного стерилизованного молока тщательно контролируют свойства молока на термоустойчивость.

На схеме технологических процессов показывают точки контроля в особо важных местах условными обозначениями.

3.3.10. График организации технологических процессов

График организации технологических процессов составляют для определения режима работы предприятия (цеха), продолжительности и последовательности операций в течение суток (смены), взаимосвязи отдельных операций, интенсивности и часового материального баланса производства. График является основой для дальнейшего подбора и расчета машин и аппаратов и построения графика работы технологического оборудования. Технологический график составляют на основании продуктового расчета и частных диаграмм технологических процессов производства молочных продуктов.

Для построения графика необходимо иметь четкое представление об отдельных операциях технологического процесса, параметрических рядах технологического оборудования, продолжительности эффективной работы машин и аппаратов с учетом подготовительно-заключительного времени на мойку и дезинфекцию, сборку и разборку аппаратов, о характере производственного процесса и продолжительности приемки молока.

Основой для составления графика являются технологические операции по частной рабочей диаграмме, поскольку они определяют последовательность его построения. Часовой материальный баланс определяется интенсивностью технологических операций.

Параметрические ряды – это совокупность технологического оборудования, объединенного по назначению, типу и мощности. Например, автоматизированные пластинчатые пастеризационно-охладительные установки для тепловой обработки молока при производстве питьевого молока и других молочных продуктов обязательной пастеризации молока производительностью (в л/ч): ОПУ-3М – 3000, ОП2-У5 – 5000, ОПУ-10 – 10000, ОП1-У1 – 1000, ОП1-У2 – 2000. В параметрический ряд объединены разливочные машины для молока и кисломолочных напитков производительностью 2000, 6000, 12000 бутылок.

Продолжительность эффективной работы технологического оборудования зависит от типа и мощности оборудования, назначения, продолжительности рабочей смены и подготовительно-заключительного времени (в часах за смену) В курсовой работе продолжительность рабочей смены можно принять равной 8 или 12 часам.

Продолжительность эффективной работы технологического оборудования допускается определять условно: для большей части машин и аппаратов она равна 6-6,5 ч при восьмичасовой рабочей смене. При составлении технологического графика продолжительность эффективной работы машин и аппаратов в смену определяют по продолжительности технологических операций

Характер производственного процесса обуславливается характером технологического процесса: длительность операций технологического процесса не выходит за рамки продолжительности смены, а переход отдельных операций из одной смены в другую, обеспечивается скользящими графиками работы работников, обслуживающих машины. Молочные заводы работают в основном по скользящей смене. Например, при производстве кефира в первой смене производят тепловую и механическую обработку молока, заквашивание и начало сквашивания, а заканчивается сквашивание, охлаждение и созревание кефира во второй или третьей смене, при этом контроль за процессом может осуществляться автоматически.

Продолжительность приемки молока обуславливают до начала составления графика организации технологических процессов. Она зависит от типа и мощности предприятия.

В случае, когда молоко как сырье для переработки подвергается первичной обработке, охлаждается на молочно-товарных фермах и хранится до отгрузки не более 24 ч, возможна одноразовая приемка молока в течение смены. Основное условие при построении графика – возможно более короткий период приемки молока.

Для резервирования молока предусматривают емкости в следующем объеме (в % от суточного поступления молока):

Молочные заводы и комбинаты - 80

Молочноконсервные комбинаты - 60

Маслодельные комбинаты - 60

Сыродельные комбинаты - 100

В случае поступления для сыроделия созревшего молока - 60

Продолжительность приемки молока зависит от мощности и типа молочного завода и составляет для молочных заводов и комбинатов мощностью 100т цельномолочной продукции в смену не менее 3ч; на сыродельных комбинатах объемом 50т перерабатываемого молока в смену – не менее 3ч, а большей мощности по 4ч в каждую смену; на маслодельных и молочноконсервных комбинатах – непрерывно в течение 10ч.

В курсовой работе продолжительность приемки молока принимают равной 4ч при мощности завода 100т молока. Для молочных заводов малой мощности (до 40т молока, перерабатываемого в смену) продолжительность приемки молока не должна превышать 2ч. От продолжительности приемки молока зависит интенсивность переработки молока на молочные продукты.

Зная основные факторы графика организации технологических процессов, приступают к его построению. Для этого на миллиметровой бумаге вычерчивают макет графика. При этом желательно принять масштаб горизонтальной оси, равной 2см – 1ч.

В графе «Технологические операции» вначале указывают операции, связанные с приемкой молока и его первичной обработкой (очистка, охлаждение и промежуточное хранение), затем показывают операции технологического процесса при производстве основных видов молочных продуктов. Рекомендуется для каждого продукта отдельно показать такие операции, как нормализация молока методом смешения определенного количества цельного молока с расчетным количеством обезжиренного или сливок, нормализация молока в потоке путем отбора от молока части сливок с помощью сепаратора-нормализатора, подогрев, очистка, пастеризация, охлаждение молока и т.д.

В заключении показывают производство нежирных продуктов из побочного сырья, заквасок, обработку обезжиренного молока (пастеризация и охлаждение) и хранение его для возврата.

В графе «Всего» указывают количество перерабатываемого молока, полуфабрикатов, готовой продукции и отходов по соответствующим операциям. Данные принимают из продуктового расчета.

Затем приступают к составлению самого графика организации технологических процессов.

Ниже приведена методика составления технологического графика на примере молочного завода и образец графика – в приложение №9. Условно принят сокращенный ассортимент в количестве четырех продуктов и 3-х смен (при 8-ми часовом режиме работы). При 12-ти часовой смене необходимо в графике показать 2 смены по 12 часов.

Пример. Построить график организации технологических процессов на молочном заводе мощностью 100т молока, перерабатываемого в смену.

Основные исходные данные. Распределение молока по ассортименту молочных продуктов согласно продуктового расчета: на выработку питьевого молока –20, кефира – 30, творога жирного –25 и сметаны –25т. Количество обезжиренного молока, подлежащего возврату 20% от объема поступившего. Сливки, полученные от нормализации молока в производстве питьевого молока, кефира и творога жирного, по данным продуктового расчета, направляют на производство сметаны. Часть обезжиренного молока, оставшаяся после выработки закваски и возврата его сдатчикам, по данным продуктового расчета направляется на выработку молочных продуктов.

Вначале составляют график приемки молока, его охлаждения и промежуточного хранения. В графе «Технологические операции» показывают снизу вверх следующие операции: приемка молока, очистка, охлаждение и промежуточное его хранение – резервирование.

В графе «Всего» показывают количество принимаемого молока (100т) и определяют продолжительность приемки. В нашем случае ее можно принять равной 4ч. Тогда интенсивность приемки молока составит: 100:4=25т/ч. В графе «В час» указывают интенсивность и вычерчивают линию приемки молока. Начало приемки молока отсчитывают через 0,5ч от начала смены. При проектировании необходимо предусматривать возможность охлаждения молока, поступающего с температурой до 25С в следующих количествах от общего объема молока:

• на молочных заводах мощностью 50т цельномолочной продукции в смену – не менее 25%;

• на молочных комбинатах мощностью 100т и выше цельномолочной продукции в смену, сыродельных, маслодельных и молочноконсервных комбинатах – не менее 15%.

Далее показывают вторую операцию – «очистка и охлаждение молока». Количество молока, которое при проектировании предприятий принимают для охлаждения, составляет 20% общего объема молока. В графе «Всего» показывают количество молока, равное 20т. При построении графика этой операции принято не учитывать эффективное время работы очистителей и охладителей в течение смены, так как условно считают, что продолжительность очистки и охлаждения равна продолжительности приемки молока. Интенсивность очистки и охлаждения составит 20:4=5т/ч.

Продолжительность промежуточного хранения молока определяется продолжительностью технологических операций тепловой и механической обработки молока в производстве молочных продуктов. Следовательно, вначале вычерчивают линию, равную продолжительности приемки молока, а в конце построения всего графика определяют конец промежуточного хранения молока.

Затем показывают линии по операциям технологических процессов производства отдельных молочных продуктов и обработки молока для возврата. Определяют последовательность выработки молочных продуктов, которая в основном зависит от таких организационных факторов, как длительность процессов производства, подготовки пастеризационной установки к работе, последовательность розлива или фасования молочных продуктов и др. Если при розливе молока и диетических кисломолочных продуктов используют одни и те же машины, то очередность розлива будет следующей: молоко питьевое, кисломолочные напитки и завершает кефир. Следовательно, в нашем примере последовательность выработки молочных продуктов: молоко питьевое, кефир, творог и сметана.

Выработка питьевого молока. Первая операция технологического процесса по частной диаграмме – подогрев молока. Определим ее продолжительность. Для этого находим эффективное время работы автоматизированных пластинчатых пастеризационно-охладительных установок (параметрический ряд производительностью 5, 10 и 15 т/ч в смену) – 5 ч. Разделив количество исходного молока 20т на часовую производительность пастеризационной установки 5 т/ч, получим продолжительность подогрева молока 4 часа. На первый взгляд кажется, что пастеризационные установки производительность 10 и 15 т/ч не могут быть приняты, поскольку они работают в течение двух и менее часов в смену. Однако, пастеризационные установки можно использовать для пастеризации и охлаждения обезжиренного молока, возвращаемого сдатчикам. Поэтому целесообразно суммировать количество исходного и обезжиренного молока (20+20=40т) и лишь тогда определять продолжительность подогрева молока. В этом случае пастеризационная установка производительностью 5 т/ч не может быть принята, потому что продолжительность ее работы 40,0:5=8ч, а эффективное время работы в смену составляет только 5ч. При использовании пастеризационной установки производительностью 10 т/ч продолжительность подогрева молока 40:10=4ч.

Начало этой операции следует сдвинуть на 0,5ч для создания некоторого резерва молока пастеризационно-охладительной установки. Последующие операции технологического процесса – очистка, нормализация, пастеризация и охлаждение молока – происходят непрерывно в потоке. Их показывают аналогично первой операции и с той же интенсивностью.

Продолжительность промежуточного хранения пастеризованного молока определяется продолжительностью розлива молока. Розлив не следует осуществлять в течение всей смены. Желательно принимать повышенную интенсивность этой операции, поскольку разливочные машины можно затем использовать для розлива диетических кисломолочных продуктов. Продолжительность розлива, в свою очередь, определяется продолжительностью процесса охлаждения молока и производительностью разливочных машин параметрического ряда. Для розлива 19,8т молока с интенсивностью 3,6 т/ч (параллельная работа двух разливочных машин) необходимо 19,8:3,6=5,6ч, с интенсивностью5,4 т/ч (одновременная работа трех машин) 19,8:5,4=3,7ч. В нашем случае целесообразно принять работу трех разливочных машин.

Начало розлива сдвигают на 0,5ч от начала операции по тепловой и механической обработке молока для обеспечения резерва пастеризованного и охлажденного молока.

Выработка творога жирного. Начало тепловой и механической обработки молока, направляемого на производство творога, совпадает с концом соответствующих операций производства кефира, поскольку как показано выше, для тепловой обработки молока используют одну и ту же установку. Интенсивность подогрева, очистки и нормализации молока, а также пастеризации и охлаждения молока до температуры заквашивания 10 т/ч.

Продолжительность заквашивания и сквашивания составляет 6ч (согласно частной диаграмме технологических процессов), а начало этой операции сдвигают на 1,0ч для наполнения творогоизготовителей (или творожных ванн).

Начало следующей операции по обезвоживанию, охлаждению и прессованию творога можно не сдвигать относительно конца сквашивания при условии использования ротационного охладителя для творога. Мешочки, заполненные разрезанным творожным сгустком, направляют в охладитель, где обезвоживание и охлаждение практически совмещается.

Продолжительность процесса фасования определяется интенсивностью этой операции.