Проект отделения производства шоколадных масс с разработкой смесителя и мельницы

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 20 Декабря 2013 в 20:12, дипломная работа

Описание работы

Проект отделения производства шоколадных масс с разработкой смесителя и мельницы. Расчетно-пояснительная записка к дипломному проекту. Иваново: ИГХТУ, 2013. 65с.
В данной выпускной квалификационной работе приведён технологический и конструктивный расчёт следующего оборудования:
смеситель;
двухвалковая мельница;

Содержание работы

Введение. ……………………………………………………………………………6
Технико- экономическое обоснование проекта. ……………………………..10
Обоснование выбора оборудования…………………………………………....11
Технологическая часть……………………………………………………16
Характеристика сырья и продукции……………………………………16
Сахар-песок………………………………………………………………16
Молоко цельное сухое…………………………………………………...17
Лецитин…………………………………………………………………...18
Ванилин…………………………………………………………………...19
Какао масса……………………………………………………………….20
Какао масло……………………………………………………………….21
Жиры……………………………………………………………………...22
Физико-химические показатели………………………………………...24
Описание технологической схемы……………………………………...25
Материальный баланс оборудования…………………………………..26
Расчет вместительности смесителя за цикл……………………………29
Расчет производительности мельницы…………………………………29
Проектно-конструкторская часть……………………………………….30
Расчёт смесителя…………..……………………………………………..30
Конструктивный расчет смесителя…….……………………………….30
Определение размеров мешалки……………………………………….....30
Расчет мощности привода….……………………………………………31
Расчет обечайки работающей под наливом…………………………….32
Расчет конического днища работающего под наливом………………..33
Расчет толщины стенки эллиптической крышки с учетом ослабления отверстиями………………………………………………………………34
Расчет вала на динамическую прочность………………………………35
Расчет мешалки на прочность…………………………………………...39
Выбор стандартных опор………………………………………………..40
Расчет двухвалковой мельницы………………………………………...41
Конструктивный расчет………………………………………………….41
Расчет клиноременной передачи………………………………………..43
Прочностной расчет мельницы………………………………………….44
Расчет вала на жесткость……………………………………………..46
Расчет и подбор пружин………………………………………………....46
Определение размеров и потребляемой мощности шнекового питателя…………………………………………………………………...49
Расчет заготовок витка……………………..............................................50
Техническое обслуживание и ремонт……………………………………51
Ремонт оборудования……………………………………………………51
Ремонт мельниц………………………………………………………….57
Ремонт емкостных аппаратов…………………………………………...58
Строительно-монтажная часть…….…………………………………….58
Описание строительной конструкции………………………………….58
Автоматизация технологического процесса……………………………60
Задание на проектирование системы автоматизации …………………61
Спецификация на приборы и средства автоматизации………………..62
Описание функциональной схемы……………………………………...62
Список литературы…………………………………………………...………….

Файлы: 17 файлов

Валок.bak

— 94.16 Кб (Скачать файл)

Валок.cdw

— 94.17 Кб (Скачать файл)

Мельница.bak

— 575.19 Кб (Скачать файл)

Мельница.cdw

— 575.19 Кб (Скачать файл)

Смеситель.bak

— 121.06 Кб (Скачать файл)

Смеситель.cdw

— 121.06 Кб (Скачать файл)

спецификация валка.bak

— 54.48 Кб (Скачать файл)

спецификация валка.cdw

— 54.43 Кб (Скачать файл)

спецификация мельница.bak

— 67.42 Кб (Скачать файл)

спецификация мельница.cdw

— 67.38 Кб (Скачать файл)

спецификация смесителя.bak

— 67.89 Кб (Скачать файл)

спецификация смесителя.cdw

— 67.74 Кб (Скачать файл)

Спецификация Т.С..bak

— 56.52 Кб (Скачать файл)

Спецификация Т.С..cdw

— 56.48 Кб (Скачать файл)

Технологическая схема.bak

— 93.32 Кб (Скачать файл)

Технологическая схема.cdw

— 93.32 Кб (Скачать файл)

Дипломная записка.doc

— 2.07 Мб (Скачать файл)

  Применяемое количество может  быть выражено как доля от  массы муки (обычно 0,5-1,0%) или жира (до 2%). Предпочтительно дозирование  лецитина в зависимости от  количества жира, так как лучше  всего использовать лецитин до  введения в миксер, растворяя его и жире. Соевый лецитин не растворим в воде, но растворяется в теплых жирах и маслах, и поэтому удобно растворить лецитин в жире до введения его в смесь.

Коммерческие природные лецитины, называемые также фосфатидами (могут  быть получены из растительного сырья физическими методами или с помощью ферментов), представляют собой фосфатидные концентрации, в которых 56—60 % фосфолипидов и около 40% триглицеридов, кроме того, содержатся токоферолы, пигменты и другие компоненты. Природные лецитины на основе сои выпускают под фирменными названиями Chocotop 135, Zeci-multhin 100, Emultop и др .

1.1.4.Ванилин

 

Ванилин на основе лигнина обладает более воздушным, сливочным и  менее острым вкусом, придавая превосходный мягкий аромат. Не возникает резкого послевкусия в отличие от прочих ванилиновых продуктов, поэтому в большинстве случаев он может быть использован в более низкой дозировке, чем ванилин на основе гваякола. Ванилин на основе лигнина рекомендуется также для придания продукту более сбалансированной ароматической гаммы и более длительной устойчивости букета ароматов в сочетании с другими ароматизаторами. Ванилин на основе лигнина и на основе гваякола используются в одинаковой концентрации, однако ванилин на основе лигнина употребляется чаще. Также он отличается простотой в применении, обладает повышенной устойчивостью к пылеобразованию на протяжении всего процесса производства, включая тепловую обработку. Ванилин, предлагаемый сегодня на рынке, может быть в различных формах: кристаллической, порошкообразной и жидкой.

Ванилин кристаллический представляет собой белые или светло-желтые иглы с приятным ароматом и вкусом ванили .

 

Химическая формула ванилина

Рис.1.1

 Растворимость в воде кристаллического  ванилина составляет менее 2% при  температуре 80 °С, в этиловом спирте порядка 50%, в пропиленгликоле – 220 г/л при температуре 20 °С или 700 г/л при температуре 40 °С, поэтому в зависимости от области применения подбирают растворитель в соответствии с технологическими режимами. Кристаллы ванилина обладают повышенной термостойкостью и начинают плавиться только при температуре 81…83 °С с интенсивным выделением аромата ванилина. Поэтому он находит наибольшее применение в мучных кондитерских изделиях, где температура выпечки составляет свыше 200 °С.

Содержание ванилина в продукте зависит от того, на какой стадии и в какой продукт он был внесен, какой температурной обработке подвергался, а также от некоторых других факторов. Исходя из совокупности всех параметров, определяется оптимальная дозировка внесения ванилина. Очень важно не допустить передозировки ингредиента, так как это может вызвать горький привкус в продукте.

1.1.5.Какао масса

Какао-продукты получают из какао-бобов. Какао – крупное дерево, в диком виде произрастающее на побережье Мексики, в Центральной и Южной Америке. Достигает в высоту 12 м, но в культуре путем обрезки высоту удерживают в пределах 4,5–7,6 м. Листья тонкие, вечнозеленые, глянцевые, продолговато-эллиптические, длиной до 30 см. Цветки очень мелкие, розовато-белые, с виду восковидные, малозаметные. Образуются необычным способом – на поверхности ствола и крупных ветвей. Плод длиной 20–38 см, напоминает крупный огурец или вытянутую опушенную дыню; полностью созревает за четыре месяца. Кожистая с виду, частично одревесневающая оболочка по мере созревания меняет цвет: у одной разновидности – с красного до карминового, затем пунцового, оранжевого или красновато-бурого; у другой – с зеленого на желтый. Плод содержит 20–50 миндалевидных семян (какао-бобов), погруженных в липкую жидкость, которая на воздухе застывает в беловатую мякоть. Каждое семя окружено пергаментной кожурой с двумя маслянистыми лопастями.

Переработка начинается с очистки, обжаривания, обрушивания, смешивания и размола. Чтобы обжаривание  шло равномерно, его проводят во вращающихся барабанах. При этом пергаментная оболочка семени раздувается и лопается: теперь ее легко отделить и можно использовать как органическое удобрение или мульчу. Хрупкие обжаренные какао-бобы дробят в особой машине, которая заодно отсеивает фрагменты кожуры и сортирует крошку какао по размеру частиц, пропуская ее через несколько сит.

Обжаренную крошку размалывают  между жерновами, получая густую тянущуюся массу, которая застывает  при охлаждении и представляет собой  горький шоколад. Сладкий шоколад  производят, смешивая этот продукт с сахаром и ванилью; добавка сухого молока дает шоколад молочный. Во всех случаях для получения жидкого в горячем виде шоколада, используемого, например, при изготовлении кондитерских изделий с шоколадным покрытием, требуется добавка к сырью масла какао. Твердые шоколадные плитки производят, разливая эту жидкость в формы.

Какао-порошок получают гидравлическим прессованием шоколадной массы, удаляющим  из нее жир. В шоколаде-сырце его 54%, в какао-порошке – от 22 до 10%. Для приготовления напитка к порошку обычно добавляют сахар и сухое молоко. «Голландское» какао готовят из какао-порошка, обработанного щелочами. Важный побочный продукт производства шоколада – масло какао, широко используемое в составе фармацевтических препаратов: оно не прогоркает и легко усваивается организмом.

1.1.6.Какао-масло

 

Какао-масло обладает рядом важнейших  свойств. В состав его триглицеридов  входит много насыщенных жирных кислот (олеиновой, стеариновой, пальмитиновой), что обеспечивает твердую консистенцию какао-масла и возможность формировать на его основе плитки шоколада, а большое количество естественных антиоксидантов обеспечивает длительный срок хранения шоколада. При комнатной температуре какао-масло имеет твердую и хрупкую консистенцию, но способно легко плавиться во рту, не оставляя ощущения салистости, присущего высокоплавким жирам. Подобно многим жирам какао-масло обладает полиморфными свойствами, т.е. оно может затвердевать в различные кристаллические полиморфные формы, имеющие разные температуры плавления – от 16 до 370С. Сейчас обнаружено шесть полиморфных форм какао-масла и предполагается наличие седьмой формы с температурой плавления 38-410С. Эти полиморфные формы могут переходить одна в другую, но наиболее стабильной является b-форма с температурой плавления 34-360С, благодаря которой шоколад хорошо хранится.

Содержащиеся в какао-бобах алкалоиды, теобролеины и кофеин, ароматические, дубильные и другие вещества играют большую роль в создании специфического вида и аромата шоколада и какао-продуктов.

Перерабатывают какао-бобы для  получения какао-продуктов на специализированных кондитерских фабриках или в цехах, производящих шоколад. Для получения  шоколадных полуфабрикатов какао-бобы обжаривают, затем дробят и получают крупку, отделяют какавеллу и зародыш, крупку измельчают. В результате получают какао тертое, состоящее из какао-масла и частиц клеточной ткани какао-бобов, какао-масло и какао-жмых.

1.1.7.Жиры

Жиры – органические соединения сложного химического состава, добываемые из молока или животных тканей животных (жиры животные) или из масличных растен6ий (жиры или масла растительные). Все жиры состоят из глицерина и разнообразных жирных кислот. В зависимости от состава и свойств жирных кислот жиры могут быть твердыми или жидкими при комнатной температуре.

По своей  калорийности жиры почти в 2 раза превосходят углеводы.

Жиры должны использоваться в количествах, наиболее благоприятных для восполнения  затраты энергии. Установлено, что  ежедневная потребность взрослого  человека в жире удовлетворяется 75-110г. Необходимо, однако, отметить, что количество жира в пищевом рационе определяется разными обстоятельствами, к которым относят интенсивность труда, климатические особенности, возраст человека. Человек, занятый интенсивным физическим трудом, нуждается в более калорийной пище, следовательно, и в большем количестве жиров. Климатические условия севера, требующие большой затраты тепловой энергии, также вызывают увеличение потребности в жирах. Чем больше расходуется энергия организма, тем большее количество жира нужно для ее восполнения.

Но нельзя забывать, что избыточное количество жира даже в рационе здорового человека вредно. Жиры не растворяются ни в воде, ни пищеварительными соками. В организме  они расщепляются и эмульгируются  при содействии желчи. Излишнее количество жира не успевает проэмульгироваться, нарушает пищеварительные процессы и вызывает неприятное ощущение изжоги. Избыточное количество жира в пище снижает ее  усвояемость, особенно важнейшей части пищи – белков.

Пищевая ценность различных жиров не одинакова и в значительной мере зависит от усвояемости жира организмом. Усвояемость жира в свою очередь зависит от температуры его плавления. Так, жиры с низкой температурой плавления, не превышающей 370 (т. е. температуры человеческого тела), обладают способностью наиболее полно и быстро эмульгироваться в организме и, следовательно, наиболее полно и легко усваивается.

 

Помимо высокой калорийности, биологическая  ценность жиров определяется наличием в них жирорастворимых витаминов (A, D, E) и жирных полиненасыщенных кислот. Витамины А и D содержатся в жирах животного происхождения. Особенно много их в печени рыб и морских животных; в растительных маслах преобладает витамин Е.

Полиненасыщенные жирные кислоты  – линолевая и арахидоновая – являются незаменимыми, так как их синтез в организме крайне ограничен. Они выполняют важную роль в обмене веществ: недостаток их в питании отрицательно сказывается на жизнедеятельности организма человека.

Линолевая кислота составляет до 50% и более всех жирных кислот, содержащихся в растительных маслах.

Наиболее целесообразно  в биологическом отношении содержание в жире 10% полиненасыщенных кислот, 30% насыщенных жирных кислот 60% мононенасыщенной (олеиновой) кислоты. Близки к указанному жирно-кислотный состав имеют свиное сало, арахисовое и оливковое масло, а также некоторые виды маргаринов.

Калорийность жиров животного  и растительного происхождения  примерно одинаковая. На долю жиров  должно приходиться около 30% калорийности дневного рациона человека, т. е. ежедневное потребление жиров с пищей должно составлять 90-100г. С учетом потребности организма в жирных полиненасыщенных кислотах 30% потребляемого жира должны составлять растительные масла и 70% животные жиры.

Большое внимание в настоящее время  уделяется содержащимся в жирах жироподобным веществам – фосфолипидам, холестерину и другим, которые активно участвуют в различных процессах жизнедеятельности организма. Потребность в фосфолипидах составляет около 5г. в сутки. В значительном количестве они содержатся в жирном мясе, желтках яиц и других продуктах. Холестерин поступает в организм с продуктами животного происхождения, а также синтезируется им. С целью экономии какао-масла, а также для снижения вязкости в рецептуру шоколадных масс вводят фосфатиды в количестве 0,4%. Фосфатиды не растворяются в воде, но хорошо растворяются в нагретых жирах и маслах. Они являются хорошими эмульгаторами. С одной стороны, содержат липофильные радикалы жирных кислот, а с другой – гидрофильные радикалы фосфорной кислоты. В основном в качестве эмульгатора шоколадных масс используют фосфатидный концентрат из сои – соевый лецитин. В нашей стране вырабатывают также подсолнечный фосфатидный концентрат, но его меньше применяют из-за специфического запаха подсолнечного масла.

За  рубежом фосфатидные концентраты вырабатывают из хлопкового, арахисового и кукурузного масел, но они не получили такого широкого распространения, как соевый лецитин.

В настоящее  время в связи с резким сокращением  выпуска отечественных фосфатных  концентратов на рынок кондитерских полуфабрикатов поступают импортные лецитины из Западной Европы и США, которые по сравнению с соевыми концентратами отличаются повышенным содержанием фосфолипидов (фосфатидов).

Следует отметить, что жиры улучшают вкус пищи и вызывают длительное чувство насыщенности, так как они перевариваются и всасываются медленнее других пищевых веществ.

 

 

 

 

1.2.Физико-химические показатели

 Массовые доли сахара, жира  и влаги должны соответствовать  расчетным содержанием по рецептуре с учетом допустимых отклонений, массовая доля какао-продуктов – не менее 25%.

Показатели безопасности должны соответствовать  по уровню содержания токсичных элементов, митотоксинов, радионуклеидов и пестицидов, а также по микробиологическим показателям нормам МВТ (табл. 1.6., 1.7.).

Таблица 1.6.

Допустимые уровни содержания токсичных  элементов, минотоксинов, пестицидов, радионуклеидов в шоколадной массе по МБТ.

Показатель 

Допустимый уровень, мг/кг, не более

Токсичные элементы

Свинец

Мышьяк

Кадмий

Ртуть

Цинк

 

1,0

1,0

0,5

0,1

70,0

Митотоксины

Афлатоксин В1

Контроль по сырью

0,005

Радионуклеиды

Цезий-137

Стронций-90

 

140 Бк/кг

100 Бк/кг

Пестициды

Допустимые уровни рассчитываются по основному виду сырья

Контроль по сырью


 

Таблица 1.7..

Микробиологические показатели качества шоколада (по МБТ)

Группа продуктов

КМАФА и М,КОЕ/г, не более

Масса продукта,г, в которой не допускается

Дрожжи КОЕ/г, не более

Плесени КОЕ/г, не более

БГКП полиформы

Патогенные микроорг-мы, в т.ч. сальмонеллы 

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

Шоколад обыкновенный и десертный без добавлений

1*104

0,1

25

50

50

Обыкновенный и десертный с добавлениями

5*104

0,1

25

50

100

Шоколад с начинками

5*104

0,1

25

50

100

Информация о работе Проект отделения производства шоколадных масс с разработкой смесителя и мельницы