2.1 Методика расчёта параметров и подбора оборудования технологических линий производства хлебных изделий

Исходя из среднегодового потребления муки на душу населения и численности населённого пункта определяется суточный запас муки по формуле 1 (кг/сут):

Мсут = , (1)

где qг – среднегодовое потребление муки на душу населения, равное 120 кг; Nчис – численность населённого пункта, чел.

= = 23014 .

Для непрерывности технологического процесса необходимо предусматривать семисуточный запас муки на складе (с учётом технологических потерь), который рассчитывается по формулам 2 и 3 (кг):

М`сут = Мсут , (2)

Qзап = (Мсут + М`сут) n, (3)

где – суммарные потери муки до замеса теста и до хранения хлеба ( =0,1);

n – необходимый период времени непрерывности технологического процесса, n =7 дней.

М`сут = = 230,14 кг,

Qзап = (23014 + 2301,4) = 177207,8 кг.

Суточный расход муки, продолжительность смены и сменность работы мини-цеха позволяют определить часовой расход муки по формуле 4 (кг/ч):

Мч = М”сут/ТсмКсм, (4)

где М”сут – суточный расход муки с учётом технологических потерь муки мини-цеха населённого пункта, который определяется по формуле 5 (кг):

М”сут = Мсут + М`сут , (5)

М”сут =23014 + 2301,4 =25315,4 кг;

Тсм – продолжительность смены работы мини-цеха, 7 ч;

Ксм – коэффициент сменности работы мини-цеха, который определяется по формуле 6:

Ксм = Тпр / Тсм, (6)

где Тпр – продолжительность работы мини-цеха, (Тпр = 16 ч);

Ксм = 16/7 = 2,3

Мч = = 1582,2 кг/ч.

Исходя из поточности и непрерывности технологического процесса приготовления хлебных изделий по часовому расходу муки (Мч) выбирается мукопросеиватель. Технические характеристики мукопросеивателя представляются в таблице 2.

Таблица 2 – Технические характеристики мукопросеивателя

Показатель	Характеристика
Производительность техническая, кг/ч
Площадь наружного сита, м3
Вместимость приёмного бункера, м3
Мощность электродвигателя, кВт

Далее определяется их количество по формуле 7 (в шт):

Nпр = Мч / Рпр, (7)

где Мч – часовой расход муки мини-цеха по производству хлебных изделий конкретного населённого пункта, кг/ч;

Рпр – часовая производительность мукопросеивателя;

Nпр = = 0,98 шт.

Суточный и часовой выход готовых хлебных изделий для населённого пункта определяем по формулам 8 и 9:

М сут = МсутВх/100, (8)

М ч = М сут/Тпр, (9)

где М сут – суточный выход готовых хлебных изделий мини-цеха, кг/сут;

Вх – выход готовых хлебных изделий из муки;

М ч – часовой выход готовых хлебных изделий из мини-цеха или хлебозавода, кг/ч;

М сут = =32219,6 кг/сут,

М ч = = 2014 кг/ч.

Подбор хлебопекарной печи технологической линии конкретного населённого пункта определяем по формуле 10:

F = , (10)

где F – площадь пода хлебопекарной печи, м ;

М ч – часовой выход хлебных изделий для населённого пункта, кг/ч;

tв – продолжительность выпечки;

К – удельная загрузка 1м пода печи в зависимости от ассортимента изделий, кг.

Удельная загрузка печей со стационарным подом определяется по формуле 11:

К = Gг из, (11)

где Gг – масса готового хлеба, (Gг = 1,5 кг);

nиз – количество изделий на 1м пода печи, шт.

Количество изделий на 1м пода печи определяет размер форм и масса готового хлебного изделия, то есть площадь единичной формы. Площадь формы определяем по выражению 12 (в м ):

Sф = B , (12)

где В – ширина единичной формы (В =0,11 м);

L – длина единичной формы (L=0,22 м).

Sф = 0,22 = 0,0242 м ;

Зная площадь формы (Sф) определяем количество (nиз) хлебных изделий на 1 м пода печи и удельную загрузку пода (К) печи:

nиз = = = 41 шт.

К = 1,5 = 61,5 кг,

F = = 19,1 м .

По величине (F) подбирается хлебопекарная печь. Техническая характеристика хлебопекарной печи приводится в таблице 3.

Таблица 3 – Техническая характеристика хлебопекарной печи

Показатель	Характеристика
Производительность, т/ч
Площадь пода, м2
Установленная мощность, кВт
Габаритные размеры (без щита управления), мм
Масса, кг

Часовую производительность печей определяем по формуле 13 (в кг/ч):

Рч = , (13)

Рч = = 2014кг/ч.

Часовую производительность печи (Рч) сравниваем с необходимым часовым выходом готовых хлебных изделий для населённого пункта. Если Рч< М ч, то необходимо часовую производительность печи повысить путём увеличения площади пода или повышением количества печей согласно соотношению:

N = =2014/2014=1 шт.

По часовой производительности печи, в частности по площади пода, выбираем агрегат для окончательной расстойки. Технические характеристики агрегата для окончательной расстойки представляют в таблице 4.

Таблица 4 – Технические характеристики агрегата для окончательной расстойки

Показатель	Характеристика
Производительность техническая, кг/ч
Длительность расстойки, мин
Число: рабочих люлек корманов в люльке
Температура паровоздушной среды,
Мощность, кВт: электродвигателя электронагревателей
Относительная влажность среды,%
Габаритные размеры, мм
Масса, кг

При выборе типа печей следует учитывать производительность труда рабочего на операциях посадки и разгрузки печей. На одном предприятии устанавливать большое количество печей разных типов нецелесообразно из-за эксплуатационных соображений. Рекомендуется иметь не более двух типов. По эксплуатационным параметрам печей (Рч) рассчитываем производительность и необходимое количество тестомесильных машин из условия поточности технологического процесса по формуле 14:

Рт.м = Рч , (14)

где Рч – часовая производительность печи, кг/ч;

У – упёк, % к горячему хлебу (У= 8-9%);

Ко – коэффициент, учитывающий остановку на регулировки и очистку тестомесильных машин. Для машин периодического действия Ко = 1,2-1,3.

Рт.м = 2014 кг/ч.

По результатам расчёта подбираем тестомесильную машину и подкатные дежи, и определим их потребное количество по формуле 15:

Nт.м = Рт.м/Ред, (15)

где Рт.м – общая производительность машин технологической линии, кг/ч;

Ред – часовая производительность единичной тестомесильной машины.

Nт.м = шт.

Технические характеристики тестомесильной машины представляют в таблице 5, а подкатной дежи – в таблице 6.

Таблица 5 – Технические характеристики тестомесильной машины

Показатель	Характеристика
Производительность, кг/час
Установленная мощность двигателей, кВт
Число скоростей рабочих органов
Габаритные размеры, мм
Масса, кг

Таблица 6 – Технические характеристики подкатной дежи

Показатель	Характеристика
Ёмкость дежи, л
Диаметр чана, мм
Высота, мм
Масса, кг

Количество подкатных деж для часовой производительности печи определяем по формуле 16 (шт):

Дч = , (16)

где Мч – часовой расход муки, кг/ч;

Км – содержание муки в опаре, %. Для густой опары и муки со средним качеством, (Км =52 %);

Мо – загрузка дежи мукой при приготовлении опары, кг.

Загрузка дежи мукой определяется по выражению 17:

Мо = Vq , (17)

где Vq – объём подкатной дежи обслуживающей тестомесильную машину;

– норма загрузки дежи для приготовления опары на 100 л ёмкости.

Мо = = 180 кг,

Дч = =4,57 шт.

Загрузка дежей тестомесильных машин должна согласовываться с ритмом переработки опары, который определяем по формуле 18 (в мин):

= , (18)

где Дч – количество дежей для часовой производительности печи, шт.

= = 12 мин.

Режим переработки теста должен быть не более 30-40 мин и не больше 60 мин для опары. Данное условие выполняется.

Необходимое число дежей определяют по формуле 19:

а) для случая брожения опары и теста:

Д = + + До (19)

где Ао и Ат – количество перерабатываемой муки в рассчитываемой стадии процесса на 100 кг муки (Ао =0,5-0,6; Ат =1,0);

tо, tт – продолжительность брожения опары и теста (tо =180 мин; tт =120 мин);

n , n – норма загрузки дежи для приготовления опары, теста на 100 л бродильной ёмкости (n =30 кг; n =36 кг);

В – выход готовых хлебных изделий из муки (В =140 %);

До – количество дежей у опрокидывателя. Минимальное значение До = 1.

Д = + +1 21 шт.

Занятость дежи определяем по формуле 20 (в мин):

Тз = tз + tб + tn + tпр, (20)

где tз – продолжительность замеса (опары и теста), (tз =12 мин);

tб – продолжительность брожения (опары и теста), (tб = t + t =300 мин);

tn – продолжительность обминок (теста), (при выработке изделий из муки второго сорта tn =3 мин);

tпр – прочие операции (загрузка дежи, опрокидывание, пробег соответственно 2, 4, 2 мин).

Тз = 12+(180+120)+3+(2+4+2)=323 мин.

Суточная производительность дежи определяется по формуле 21 (кг/сут):

Мд = , (21)

где nз =n – норма загрузки дежи с учётом приготовления опары и теста на 100 л бродильной ёмкости;

Км – коэффициент, учитывающий затраты времени на мойку деж, Км =1,10-1,15.

Мд = =2718 кг/сут.

Выбираем дежеопрокидыватель, который предназначен для подъёма и опрокидывания дежи определенной вместимостью. Технические характеристики дежеопрокидывателя представить в таблице 7.

Таблица 7 – Технические характеристики дежеопрокидывателя

Показатель	Характеристика
Грузоподъёмность, кН
Время, с: подъёма и опрокидывания опускания
Высота подъёма, мм
Наивысшая точка дежи от пола, мм
Угол поворота дежи при опрокидывании, град
Установленная мощность, кВт
Габаритные размеры, мм
Масса, кг

К расчётному количеству машин добавляют резервные на случай ремонта.

Ритм между замесами определяется по формуле 22 (в мин):

= /2, (22)

мин.

Общую производительность технологического цикла производства хлебных изделий определяем по формуле 23 (в мин):

Тц =tпс + tз + tб + tо + tоб + tпр + tр + tв + tох, (23)

где tпс – продолжительность подготовки сырья, принимаем в среднем 8-15 мин;

tз – продолжительность замеса теста и опары, мин;

tб – продолжительность брожения теста, мин;

tо – продолжительность брожения опары, мин;

tоб – продолжительность обминки, мин;

tпр – прочие операции, мин;

tр – продолжительность разделки, округления, укладки и формы, мин;

tв – продолжительность выпечки (установка, выпечка и выемка форм), мин;

tох – продолжительность охлаждения готового хлеба, мин.

Тц =10+12+120+180+3+8+5+50+10=398 мин.

По представленным выше данным строим циклограмму работы оборудования (образец циклограммы представлен в приложении В).

Тесторазделочное оборудование рассчитываем в зависимости от часовой производительности печей, ассортимента хлебных изделий и типа машин входящих в линии по разделке теста.

Количество тестовых заготовок для часовой производительности определяем по формуле 24:

nт.з =Рч/Gз, (24)

где Рч – часовая производительность печи, кг/ч;

Gз – масса тестовой заготовки (масса готового изделия увеличивается на

10-15%), кг.

nт.з = 1168 шт/ч.

Количество тестовых заготовок в минуту nт.з шт/мин.

На основании величины (nт.з) подбираем тестоделитель и уточняем их количество, согласно выражения 25:

Nтд = , (25)

где Кз – коэффициент запаса на остановку, возврат (Кз =1,04-1,05);

Рд мах – максимальная производительность тестоделителя кусков (шт/мин);

Nтд = шт.

Технические характеристики тестоделителя необходимо представить в таблице 8.

Таблица 8 – Технические характеристики тестоделителя

Показатель	Характеристика
Производительность, шт/мин
Развес кусков теста, кг
Мощность электродвигателя, кВт
Габаритные размеры, мм
Масса, кг

Коэффициент использования делителя определяем по формуле 26:

, (26)

Установка делителей в технологической линии даёт экономический эффект даже при низком коэффициенте его работы.

Производительность округляется с конической несущей поверхностью (шт/с) (формула 27):

Пок = , (27)

где – коэффициент учитывающий отклонение размеров кусков теста, 0,8-0,85;

– число пи;

D – минимальный диаметр чаши в месте контакта с тестовой заготовкой, 0,4 м;

n – частота вращения рабочего органа, с .Принимаем 0,5-5 с ;

d – средний диаметр округлённого куска теста, м;

– коэффициент, учитывающий отставание теста от несущей поверхности, 0,15-0,25.

Средний диаметр округлённого куска теста определяется по формуле 28 (м):

d = , (28)

где Gз – масса куска теста, поступающего в округлитель, кг;

– плотность теста, 1070-1200 кг/м .

d = =0,18 м,

Пок = шт/с.

По данным Пок подбираем тестоокруглитель. Техническая характеристика представляем в таблице 9.

Таблица 9 – Техническая характеристика тестоокруглителя

Показатель	Характеристика
Производительность, шт/мин, не менее
Масса округляемых кусков, кг
Установленная мощность, кВт: электродвигателя вентилятора
Габаритные размеры, мм

Количество форм, необходимых для расстойки определяем по формуле 29 (шт):

Фр = , (29)

где nт.з – количество кусков теста для минутной производительности печи, шт;

tр – продолжительность расстойки.

Фр = шт.

Определяем количество форм для выпечки по формуле 30 (шт):

Фв = , (30)

Фв = шт.

Количество для подсобных операций определяем по формуле 31 (шт):

Фп = , (31)

где t – занятость форм под подсобными операциями (t =5 мин).

Фп = шт.

Общее количество форм определяем по формуле 32 (шт):

Фоб =Фр + Фв + Фп, (32)

Фоб =973+973+97,3=2043,3 шт.

Количество вагонеток, занятых под расстойкой должно соответствовать производительности и продолжительности расстойки, и определяется по формуле 33 (шт):

Nр = , (33)

где n – количество кусков (заготовок) теста, которое должно находиться в расстойке;

n – количество кусков (заготовок) в формах на одной из вагонеток, шт.

Величина (n ) определяется параметрами вагонетки, размером форм и степенью загрузки вагонетки по формуле 34.

n = , (34)

n = шт,

Nр = шт.

Количество контейнеров для хранения хлебных изделий определяем согласно формулы 35 (шт):

Nк = , (35)

где Рч – часовая производительность печи, кг/ч;

t – продолжительность хранения хлебных изделий на предприятии (t =4 ч);

Nл – количество лотков на конвейере;

Gг.л – масса готовых хлебных изделий на одном лотке, кг.

Величину (Gг.л) определяем по формуле 36:

Gг.л =Gг , (36)

где Gг – масса готового хлебного изделия;

n – количество изделий на одном лотке.

Gг.л =1,5 кг,

Nк = шт.

К расчётному количеству вагонеток и контейнеров добавляем до 10% запасных.

Ритм заполнения контейнеров (в мин) определяем по формуле 37:

r =60/ Nк, (37)

r =60/12 =5

Количество машин для перевозки хлеба (формула 38):

Nав = , (38)

где М – суточная отправка хлеба, кг/сут;

Q – масса хлеба в автофургоне, кг;

Т – работа машины в наряде (840-960 мин/сут);

t – время на проезд и возвращение в гараж, на заправку, технический осмотр

(40-50 мин);

t – средняя затрата времени на пробег 1 км (при средней скорости 30 км/ч

t =3-4 мин);

t – время загрузки машины у завода и разгрузки у магазина (t =30-40 мин, при загрузке контейнеров t =10 мин);

S – расстояние от мини-цеха до магазина в среднем 5 км.

Автофургоны на базе автомобиля “Москвич”, “Волга” и “Газель” вмещают соответственно 20-30 и 60 лотков соответственно. Количество отпускных мест у экспедиционной платформы рассчитываем по формуле 39:

Nо = , (39)

где t ‑ продолжительность погрузки хлеба в транспортную единицу (при ручной погрузке t =20-25 мин, при загрузке контейнеров t =5 мин);

Т ‑ продолжительность отпуска хлеба с предприятия (Т =2-4 ч);

‑ коэффициент, учитывающий отправку в часы “пик” ( =2-2,5).

Q =(60 кг,

Nо = шт,

Nав = 1 шт.