Расчет машины для упаковки мясных продуктов в линии производства колбасы копченной

Введение

 

  Упаковку как заключительную  технологическую операцию в настоящее  время широко применяют при  производстве разнообразной продукции:  мяса в отрубах и крупных  кусках, потрошеных тушек птицы;  полуфабрикатов натуральных и  рубленых; колбасных изделий в батонах и нарезанных; сосисок и сарделек; соленостей. Упаковка продукции позволяет защитить продукт от механического повреждения и загрязнения, от микробного загрязнения, замедляет или прекращает развитие микробов, исключает окислительные процессы, сохраняет аромат продукта. Важным фактором является сохранение массы продукта во время хранения и транспортировки.

  Все перечисленные  выше факторы позволяют существенно  продлить сроки реализации упакованного продукта. Кроме того, расфасованная и упакованная продукция более удобна для складирования, перевозки и розничной реализации.

  Целью курсовой  работы является расчет машины  для упаковки мясных продуктов  в линии производства колбасы  копченной.

   Для  достижения поставленной цели  необходимо было решить следующие задачи:

1. Рассмотреть технохимические  характеристики основного сырья.

2.   Выбрать схему  технологического процесса.

3.   Рассмотреть принципиальные  особенности машин для данного  типа операции.

4. Рассмотреть основы  эксплуатации и технику безопасности машины для упаковки мясных продуктов.

5.   Произвести продуктовый   расчет.

6. Рассчитать и подобрать  оборудование линии, составить  график загрузки оборудования.

7. Рассчитать производительность, мощность и сделать  кинетический  расчет машины для упаковки мясных продуктов.

8.    Описать экологические  аспекты производства. [11]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Теоретическая часть

 

1.1  Технохимические характеристики основного сырья

 

Свинина (ГОСТ Р 52986-2008) 

Ниже приведено содержание пищевых веществ (калорийности, белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов) на 100 г съедобной части.

Пищевая ценность : калорийность - 142 кКал, белки - 19,4 гр, жиры - 7,1 гр, вода - 72,4 гр, зола - 1,45 гр.

Витамины: витамин PP - 2,63 мг, витамин B1 (тиамин) - 0,11 мг, витамин B2 (рибофлавин) - 0,1 мг, витамин B5 (пантотеновая кислота) - 0,5 мг, витамин B6 (пиридоксин) - 0,3 мг,  Витамин B9 (фолиевая кислота) - 4,1 мкг, витамин PP (Ниациновый эквивалент) - 5,8504 мг, холин - 75 мг.

Макроэлементы: кальций - 8 мг, магний - 41 мг, натрий - 58 мг, калий – 345 мг, фосфор - 220 мг, хлор - 48,6 мг, сера - 220 мг.

Микроэлементы:  железо - 1,6 мг, цинк - 2,07 мг, йод - 6,6 мкг,  медь - 96 мкг, марганец - 0,0285 мг,  хром - 13,5 мкг, фтор - 69,3 мкг, молибден - 13 мкг,  кобальт - 8 мкг, никель - 12,3 мкг,  олово - 30 мкг.

 

Таблица 1 - Численные значения сдвиговых, структурно-механических характеристик мяса. [18]

Продукт	Предельное напряжение сдвига ,Па	Пластическая вязкость, Па · с
Говядина куттерованная	700	18-20
Свинина полужирная куттерованная	650	19-22

 

 

 

 

Таблица 2 - Теплофизические свойства свинины [18]

Мясо	Температура,Т,к	Плотность, кг/м³	Удельная теплоемкость, Дж/(кг·К)	Коэффициент теплопроводности,	Коэффициент температуропроводности,
Свинина полужирная	318	1030	3056	0,33	10,6

 

Говядина (ГОСТ Р 54315-2011) - делится на 3 сорта. К высшему сорту относится спинная, грудная части, филе, оковалок, кострец и огузок; к первому — лопаточная и плечевые части, а также пашина; ко второму — зарез, передняя и задняя голяшка.

 Ниже приведено содержание пищевых веществ (калорийности, белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов) на 100 г съедобной части.

Пищевая ценность : калорийность – 218,4 кКал, белки – 18,6 гр, жиры - 16 гр.

Витамины: витамин PP – 4,7 мг, витамин B1 (тиамин) - 0,06 мг, витамин B2 (рибофлавин) - 0,2 мг, витамин B5 (пантотеновая кислота) - 0,5 мг, витамин B6 (пиридоксин) - 0,4 мг,  Витамин B9 ( фолиевая кислота) - 8,4 мкг, витамин PP ( ниациновый эквивалент) – 7,7876 мг, холин - 70 мг.

Макроэлементы: кальций - 9 мг, магний - 22 мг, натрий - 65 мг, калий – 325 мг, фосфор - 188 мг, хлор – 59 мг, сера - 230 мг.

Микроэлементы:  железо – 2,7 мг, цинк - 3,24 мг, йод - 7,2 мкг,  медь - 182 мкг, марганец - 0,035 мг,  хром – 8,2 мкг, фтор - 63 мкг, молибден – 11,6 мкг,  кобальт - 7 мкг, никель – 8,6 мкг,  олово – 75,7 мкг.

 

Таблица 3 - Теплофизические свойства говядины [18]

Мясо	Плотность, кг/м³	Удельная теплоемкость , Дж/(кг·К)	Коэффициент теплопроводности,	Коэффициент температуропроводности,
Говядина Высший сорт	1962	3517	0,455	12,3

Шпик (ГОСТ Р 52986-2008) — плотное подкожное свиное сало, приготовленное в виде солёного или солёно-копчёного продукта. Шпик содержит до 1,4 % белков и более 92 % жира. Белковая часть представлена в основном неполноценными белками (эластин, коллаген). Большая часть жирных кислот, входящих в состав жира, относится к непредельным (олеиновая, линоленовая и др.). Из предельных жирных кислот в основном имеются пальмитиновая и стеариновая.

Ниже приведено содержание пищевых веществ (калорийности, белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов) на 100 г съедобной части.

Пищевая ценность : калорийность – 840,8 кКал, белки – 1,4 гр, жиры – 92,8 гр, вода – 5,7 гр, зола – 0,1 гр.

Витамины:  витамин PP ( ниациновый эквивалент) – 0,2324 мг.       Микроэлементы:  йод - 7 мкг.

Удельная теплоемкость шпика: 2175 Дж/(кг·К)

Плотность шпика: 900 кг/м³.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 - Технологическая схема производства сырокопченой колбасы.

Прием сырья. Цель – провести прием сырья по количеству на товарных весах и качеству на производственном столе. Для производства сырокопченых колбас используют говядину от взрослого скота, свинину в охлажденном, размороженном состоянии. Охлажденное сырье должно быть не более 2-3 суточной выдержки, замороженное не более 3 месяцев хранения.

Разделка. Цель – разруб на отдельные  части, отделение мякоти от костей и удаление сухожилий, пленок и хрящей. Разделка мяса состоит из следующих операций: разруб на отдельные части, обвалка частей, жиловка и зачистка частей. Разделка мяса производится на разделочных столах.

Подготовка сырья. Цель – подготовка мясо к дальнейшей технологической обработке. Говядину, свинину разрезают на куски массой 300 – 600 г, шпик хребтовый на полосы размером 15х30 см. Перед  измельчением жирное сырье необходимо охладить до 2±1 ºС. Подготовка сырья проводится на производственных столах.

Посол сырья. Цель – консервирование сырья, стабилизация цвета мяса, формирование специфического вкуса и аромата, улучшение функционально-технологических свойств. Куски говядины и свинины солят, добавляя на 100 кг мяса 2,5 кг поваренной соли. Посоленное сырье выдерживают при температуре 3±1 ºС в течение 5 - 7 суток. Выдержанные в посоле куски говядины свинины измельчают на волчке с диаметром отверстии решетки 2-3мм, шпик на шпигорезке. Посол производится в посолочных чанах.

Подготовка вспомогательного материала. Цель – подготовить соль, пищевые добавки, пряности и материалы для дальнейшего использования в составлении фарша, подготовка оболочки к формованию. Каждая партия соли, пищевых добавок и пряностей, отмеряется в необходимых пропорциях согласно рецептуре.

Приемка круга говяжьего осуществляется по качеству, по органолептическим  и физическим показателям. Соленые  круги в пучках оттряхивают от соли, и промывают в проточной  воде, затем пучки круга помещают в чаны, где замачивают в воде температурой 20 – 25 ºС в течении 20 минут до приобретения эластичности. Затем пучки промывают в воде температурой 30 – 35 ºС, пучки круга развязываю и разбирают по отдельным отрезкам. Каждый отрезок круга проливают водой, контролируя качество их обработки. При необходимости вручную очищают от остатков жира и слизистой оболочки.

Составление фарша. Цель – дополнительное измельчение сырья, составление и перемешивание компонентов рецептуры. Измельченные говядину и свинину перемешивают в мешалке в течение 5 - 7 мин с добавлением специй. Затем добавляют шпик и продолжают перемешивать 3 мин. Нитрит натрия применяют в количестве 10 г в виде 5 % раствора, равномерно распределяя его в фарше.

Формование. Цель – наполнение колбасных оболочек фаршем и клипсование. Наполнение оболочек фаршем осуществляется на вакуумном шприце с дозатором, который обеспечивает дозирование и автоматическое перекручивание батонов. Для клипсования батонов к вакуумному шприцу подключают клипсатор.

 Осадка. Цель – вторичное структурообразование, формирование и стабилизация окраски колбас. Перевязанные батоны навешивают на рамы, подвергают осадке в течение 5 - 7 суток при температуре 3±1 ºС и относительной влажности воздуха 87±3 %. Первые сутки расстояние между палками батонов должно быть не менее 10 см, затем палки сдвигают. Окончание процесса осадки определяют по оболочке, она должна быть подсохшей, плотно облегать колбасу, при нажатии на колбасу фарш не должен вдавливаться, он становится упругим, ярко-красного цвета. Осадку проводят в осадочных камерах.

 

Копчение. Цель – пропитывание продукта коптильными веществами, придание приятного запаха и вкуса, устойчивости к действию микроорганизмов. Колбасу коптят в коптильных камерах дымом от древесных опилок твердых лиственных пород (бука, дуба, ольхи) в течении 2-3 суток при температуре 20±2 ºС, относительной влажности воздуха      77±3 %.

Сушка. Цель – повышение устойчивости продукта к действию гнилостной микрофлоры, улучшение условий его хранения и транспортирования. Колбасу сушат 5-7 суток в сушильных камерах снабженных кондиционером, при температуре 13±2 ºС и относительной влажности воздуха 82±3 %.

Контроль качества. Цель – проверка на соответствие продукции требованиям стандарта. После приготовления колбасных изделий их проверяют на соответствие требований стандартов, которым они должны соответствовать по органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям.

Порционная нарезка. Цель – доведение продукта до конечных покупателей в удобном для использования виде. Нарезка производится на слайсерах, диаметр кусков 50 мм, толщина 2-3 мм.

Упаковывание под вакуумом. Цель – защита продукта при его хранении и транспортировании, от механических, климатических и биологических воздействий, а так же сохранение качества продукта и обеспечение его потребительской привлекательности. Нарезку массой 350 г упаковывают в полимерную пленку, с использованием вакуум-упаковочных аппаратов.

Маркирование. Цель – сообщить потребителю  об индивидуальных свойствах товара, путем нанесения этой информации на этикетку. Каждая упаковка маркируется этикеткой в виде наклейки на упаковке. На этикетке наносится следующая информация: наименование предприятия изготовителя, его товарный знак, наименование и сорт продукта, пищевая и энергетическая ценность, масса нетто и стоимость продукции, срок и условия хранения, дата изготовления, обозначение стандарта. Маркировка производится на этикетировочной машине.

Упаковывание. Цель – комплекс средств по подготовке предметов к перемещению и хранению, для обеспечения их сохранности. Упаковки с нарезкой  одного наименования сорта и даты изготовления  укладывают в тару из гофрированного картона. Упаковка в коробки производится на производственных столах.

 Маркирование коробок. Цель – предоставление информации о наименовании, количестве и индивидуальных свойствах товара. Каждую единицу транспортной тары маркируют специальной несмывающейся краской при помощи струйного принтера маркировщика, установленного на грузовом конвейере. На транспортной маркировке наносят следующие обозначения: товарный знак, наименование и сорт продукта, дата изготовления, масса брутто, нетто тары, срок и условия хранения, обозначение стандарта.

 Хранение. Готовый продукт хранят  в холодильных камерах. Срок  хранения нарезки в вакуумной  упаковке при температуре от 5 до 8 ºС  - 30 суток.

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 Принципиальные особенности машин для данного типа операции

 

Упаковочные материалы (пленки) по своим  свойствам должны соответствовать свойствам упаковываемого продукта. Основные требования к ним: механическая прочность, паро- и газонепроницаемость; стойкость по отношению к влаге и жиру. Они должны сохранять свои эксплуатационные свойства в диапазоне температур от -20 °С до 100 °С