Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

• Введение

• 2. Технологический расчет
• 3. Конструктивный расчет
• 3.2 Расчет конструктивных размеров тепловой «рубашки» смесителя
• 3.3 Конструктивная схема «рубашки» аппарата
• 4. Тепловой расчет

5. Кинематический расчет

• Заключение
• Список литературы
• Введение
• Масложировая отрасль занимает около 13% от общего объема реализуемой продукции всей пищевой промышленности, является важнейшей и сложнейшей отраслью народного хозяйства. В структуре отрасли имеется: прессовые, экстракционные, маргариновые, мыловаренные предприятия и заводы по производству синтетических моющих средств.
• За последнее десятилетие произошло значительное техническое перевооружение предприятий масложировой промышленности. Большая часть предприятий оснащена комплексными линиями и установками, в которых достигнута непрерывность процессов. Внедрены новые технологические операции, более совершенное оборудование, осуществляется комплексная механизация и автоматизация процессов.
• Маргариновая промышленность - одна из отраслей масложировой промышленности, призванная организовать выработку твердых пищевых жиров в основном из растительных масел с добавкой некоторого количества животных жиров. Она по составу и свойствам во многом превосходит сливочное масло, например по содержанию полиненасыщенных жирных кислот, также называемых эссенциальными (не заменимыми) которые являются важным компонентом и оказывают лечебное профилактическое действие для организма человека.
• В настоящее время маргариновую продукцию вырабатывают и потребляют почти во всех странах мира. Годовой обьем производства этой продукции превышает 7 млн. т.
• Промышленное производство маргарина было организованно в 1870 году французским химиком Меж - Мурье который предложил эмульгировать часть говяжьего жира с молоком, полученная охлажденная смесь была названа маргарином, что означает жемчуг. Маргарин -- это высококачественный жир на основе растительных масел и животных жиров в натуральном и переработанном виде с добавлением различных компонентов.
• С середины 60-х годов проводится техническое перевооружение маргаринового производства с внедрением новейших автоматических линий непрерывного действия, в которых весь процесс - от приготовления эмульсии до фасовки готовой продукции - проводится в системе закрытых аппаратов. Этот период характеризуется интенсификацией производства, увеличением мощности предприятий на тех же производительных площадях, улучшением качества выпускаемой продукции и ростом производительности труда.
• Технологический процесс производства маргарина складывается из следующих операций:
• 1. Подготовка жирового сырья. Хранение и темперирование рафинированных, дезодорированных жиров и масел.
• 2. Подготовка молока. Нормализация или восстановление молока. Очистка. Пастеризация молока. Сквашивание молока молочно - кислыми бактериями. Охлаждение молока.

3. Подготовка эмульгаторов и др. не жировых компонентов. Растворение эмульгаторов в масле, ароматизаторов в масле или воде. Очистка воды. Подготовка лимонной кислоты, сахара, витаминов, консервантов, красителей.

4. Приготовление эмульсии. Дозирование и смешивание компонентов. Тщательное перемешивание. Эмульгирование.

5. Получение маргарина. Переохлаждение. Кристаллизация. Механическая (пластическая) обработка маргарина.

Маргариновая продукция - типичный представитель пищевых жиров, употребление которых является обязательным для организма человека. Маргариновая продукция - это маргарин и жиры специально назначения. Модифицированные жиры - основа для производства вышесказанной продукции. Маргарин - наиболее распространенная водно-жировая эмульсия. Его делят на бутербродный, столовый, для промышленной переработки; высший и первый сорта; высокожирный, с пониженной жирностью, низкокалорийный. По консистенции разделяют твердый брусковый, мягкий наливной, взбивной. В РФ поступают также различные партии импортного маргарина. ГОСТ 240-85 определяет требования к качеству продукции, упаковке, маркировке, транспортировке и хранению маргарина.

1. Технология приготовления маргарина

1.1 Технология приготовления маргарина и кулинарных жиров

Производство маргарина и кулинарных жиров осуществляют в линиях непрерывного действия производительностью от 2,5 до 5 т/ч.

На рисунке 1 приведена MAC производства фасованного маргарина. Принцип работы заключается в следующем. Предварительно подготовленные рецептурные компоненты водно-молочной (со-j левой раствор, молоко, вода, ароматизаторы и витамины) и жировой (дезодорированное масло, саломас, эмульгатор, краситель (и др.) фаз из расходных резервуаров 7 -- 6насосами-дозаторами 7 ? и дозирующей станцией 8 подаются на автоматические тензометрические весы 9, где осуществляется взвешивание набора рецептурных компонентов.

Далее водно-молочная и жировая фазы поступают в смеситель 10. Здесь образуется водно-молочная и жировая эмульсии, которые затем насосом-эмульсатором 77 направляются в следующий смеситель 10, где формируется маргариновая эмульсия. Маргариновую эмульсию пропускают через фильтры 12 и направляют в бак 13, в котором поддерживается постоянный уро-(вень. Далее насосом высокого давления 14 она последовательно (Прокачивается через все установленное оборудование.

Вначале эмульсия поступает на переохладитель 15, т. е. переходит из жидкого состояния в вязкопластичное. Затем в зависимости от вида фасовки ее направляют на линию фасовки в крупную; тару массой 10, 15 и 20 кг либо в пачки массой 200 и 250 г.

На линии фасовки маргарина в пачки переохлажденная маргариновая эмульсия делителем потока 16 делится на две равные части, фильтруется в фильтрах 77 и поступает в кристаллизаторы 18, где происходит окончательная кристаллизация эмульсии. На кристаллизаторах расположены компенсирующие устройства 19, которые поддерживают постоянное давление системе. При повышенном давлении маргарин сбрасывается в бак возврата маргариновой эмульсии 22, где она полностью декристаллизуется и возвращается в смеситель 10.

Маргарин фасуется в пачки на роторных автоматах 20, затем пачки передаются в автомат 21 для укладки в короба, закрытия и бандероливания их. После этого короба штабелируют и передают на склад.

В линии фасовки маргарина в крупную тару после переохлаждения эмульсия поступает в декристаллизатор 23, в котором происходит уменьшение вязкости маргарина с целью облегчения его фасовки. Далее маргарин фасуется на автомате 24 в короб и отправляется на склад, где происходит декристаллизация маргарина.

Рис. 1 - MAC производства фасованного маргарина непрерывным способом

1.2 Производственная программа

Среднесуточная производительность завода равно 10 т хозяйственного мыла

Рабочий день 16 часов в две восьмичасовые смены.

Для расчетов принята непрерывная рабочая неделя. Число рабочих суток 355 дней в году. Раз в неделю происходит очистка оборудования.

1.3 Оборудование для приготовления маргарина

Вертикальная емкость (рис. 2) предназначена для приемки и хранения молока на маргариновых заводах. Состоит из патрубка 1 для наполнения молоком, мотор-редуктора и вертикального вала 2, внутреннего резервуара 3, водяной охлаждающей рубашки 4, термоизоляции 5, мешалки 6, упорного подшипника 7, крана для слива молока 8, опор 9, крана охлаждающей воды 10 и патрубка для слива молока 11.

Рис. 2 - Вертикальная емкость для хранения молока

Техническая характеристика вертикальной емкости для молока

Вместимость, л 2000 (6000; 10000)

Частота вращения мешалки, мин-1 29

Пластинчатый пастеризатор молока служит для уничтожения микроорганизмов с помощью нагрева молока, его устанавливают в схеме подготовки молока к производству маргарина (рис. 3). Состоит из секций регенерации 3, пастеризации 4, водного охладителя 5 и рассольного охладителя 6.

Работа пастеризатора происходит следующим образом. Молоко поступает в уравнительный бак 10, откуда насосом 12 подается в секцию регенерации 3, в которой нагревается до температуры 61...62°С. Регулятор 11 обеспечивает постоянство потока холодного молока. Подогретое и регенерированное молоко направляется в центробежный сепаратор-очиститель 9, конструкция которого аналогична конструкции сепаратора, изображенного на рис. 60. После очистки от механических загрязнений молоко возвращается из очистителя в секцию пастеризации 4 и здесь нагревается горячей водой до температуры 74 °С.

Рис. 3 - Схема подготовки молока

Техническая характеристика пластинчатого пастеризатора молока

Производительность, л/ч 3000

Расход пара, кг/ч, 350

Расход артезианской воды, м3/ч 9

Расход рассола, м3/ч 9

Площадь поверхности теплообмена секций, м2:

пастеризации 4,5

регенерации 1,3

охлаждения холодной водой 2,65

охлаждения рассолом 2,65

Габаритные размеры, мм 1600x1650x2200

Из секции пастеризации молоко поступает в выдерживатель 8, из которого возвращается в секцию регенерации, где охлаждается холодным молоком до температуры 20 °С. Из секции регенерации молоко последовательно проходит секции водяного и рассольного охлаждения. При рассольном охлаждении молоко выходит температурой 4°С.

Горячая вода из бойлера 2 подается в секцию пастеризации насосом 7. Установка работает автоматически. В начале работы недогретое молоко возвращается в бак 10 через автоматический клапан 7.

Ванна для сквашивания молока (рис. 4) предназначена для проведения биохимического процесса с помощью молочнокислых бактерий (закваски). В молоке происходит сбраживание молочного сахара с превращением его в молочную и другие органические кислоты. При этом молоко свертывается, образуя однородную вязкую массу.

Ванна представляет собой овальный корытообразный резервуар 1 с прямыми торцевыми стенками, имеющими пароводяную рубашку 2. Внутри ванны помещена плоская трубчатая пустотелая мешалка 9, совершающая маятниковое движение, которое она получает от электродвигателя 13 через приводной механизм 7.

Температуру молока в ванне поддерживают при помощи воды, рассола и пара, подаваемых в пароводяную рубашку. Пропуская через рубашку проточную охлаждающую воду, снижают температуру молока до 20... 30°С. Если молоко нужно охладить до 6... 8 °С, то через трубы мешалки пропускают охлаждающий рассол, который поступает через парубок 77 и возвращается в холодильную установку через патрубок 8.

Для нагревания острый водяной пар пускают через дырчатый змеевик 6, уложенный по дну рубашки. Пар нагревает воду, а она, в свою очередь, нагревает молоко. Сквашенное молоко спускают из ванны через кран 3.

Ванна имеет шатровую крышку 10, которая поднимается и опускается при помощи механизма вращения рукоятки 12. Для спуска воды из рубашки служит патрубок 4. Ванну устанавливают на фундамент при помощи стоек 5.

Техническая характеристика ванны для сквашивания молока

Вместимость, л 800 (1500; 2000)

Частота колебаний мешалки, мин-1 12

Мощность электродвигателя, кВт 1,0

Цилиндрический смеситель служит для тщательного перемешивания компонентов маргариновой эмульсии и обеспечения стабильного температурного режима перемешивания.

Техническая характеристика цилиндрического смесителя

Вместимость, л 2380

Частота вращения мешалки, мин-1 60

Габаритные размеры (длинахвысота), мм 1250x2025

Рис. 4 - Ванна для сквашивания молока

Корпус 10 цилиндрического смесителя (рис. 5) цилиндрической формы установлен на четыре опоры 13, его дно 7 имеет уклон к спускному патрубку 12. Верхняя плоская крышка 5 открывается с двух противоположных сторон. В крышке находится патрон 8 для термостата. Внутри смесителя смонтированы винтовая мешалка 2 и вертикальные отбойные планки 9, обеспечивающие хорошее перемешивание. Мешалка приводится в движение электродвигателем 7через редуктор 6, который установлен на специальной траверсе, помещенной над крышкой аппарата.

Смеситель снабжен пароводяной рубашкой 3, благодаря чему температура эмульсии поддерживается на определенном уровне. Вода в рубашку поступает по патрубку 14, а из рубашки переливается через патрубок 4. Готовая эмульсия сливается через патрубок 12. Уровень в аппарате контролируется датчиком 11.

Все части смесителя, соприкасающиеся с компонентами, выполнены из нержавеющей стали.

Рис. 5 - Цилиндрический смеситель

Овальный смеситель (рис. 6) имеет то же назначение, что и цилиндрический. Он выполнен в виде овального корпуса 7 с плотно закрытой крышкой 11. Для обогрева и охлаждения смесителя служит пароводяная рубашка 2, в которую (в зависимости от условий) пускают через патрубок 3 острый водяной пар или через трубу 6 холодную зоду.

Внутри корпуса помещены под углом 90° друг к другу две многополостные мешалки 5, приводимые в движение от помещенного на траверсе 10 электродвигателя 9 через редуктор 8.

Сливки и жировую смесь подают в смеситель через патрубки со стеклянными фонарями 7. Полученную эмульсию выводят через патрубок, расположенный в самой низкой точке наклонного днища аппарата 4.

Техническая характеристика овального смесителя

Рабочая вместимость, л 1500

Частота вращения мешалок, мин"1 70...80

Мощность электродвигателя, кВт... 1,5

Рис. 6 - Овальный смеситель

2. Технологический расчет

2.1 Расчет цикла работы смесителя периодического действия

Цикл работы аппарата называется оборотом. Время полного оборота складывается из затрат времени на продолжительность операции.

Время оборота (цикла) для вертикального цилиндрического смесителя будет складываться следующим образом.

Операция Время, мин

1. Заполнение…………………………………………………………15

2. Перемешивание……………………………………………………15

3.Опорожнение……………………………………………………….20

Таким образом, время полного оборота для смесителя периодического действия составляет:

ц= заг+ см + выгр,где

ц - время полного оборота (цикла)смесителя, мин.;

заг, см, выгр - время одной операции, соответственно, мин.

ц = 15+15+20 = 50 мин.

ц = 50 мин. = 0,8 ч

2.2 Расчет массы загружаемого сырья

Массу загружаемого сырья мы рассчитываем из формулы расчета объёма аппарата.

где Vапп - обьем аппарата; Vапп=1,2 м3 (по условию задания);

с- плотность загружаемого сырья, (табличная величина); плотность сливочного масла с = 928 кг/м3 .

ц - коэффициент заполнения аппарата сырьем, который определяется опытным путем. Для основной технологической аппаратуры (смесителя)

ц = 0,7-0,8. Принимаем что ц=0,8.

m=V*с*ц = 1,2*928*0,8 = 890,88 кг.

Таким образом, масса загружаемого сырья смесителя периодического действия составляет 890,88кг.

2.3 Расчет производительности смесителя периодического действия

При продолжительности полного цикла работы аппарата фц = 0,83 ч, массе загружаемого сырья m = 890,88 кг,производительность (кг/ч) определяют по формуле:

где m - масса загружаемого сырья = 890,88 кг;

время загрузки в смеситель, заг = 0,25 ч;

время смешивания, см = 0,25 ч;

время выгрузки из смесителя, выгр = 0,33 ч.

Таким образом, производительность смесителя периодического действия составляет кг/ч.

3. Конструктивный расчет

Под конструктивным расчетом понимается расчет основных конструктивных размеров машин и аппаратов (высоты и диаметра или ширины и высоты).

В начале конструктивного расчета определяем объем аппарата (м3) исходя из его загрузки по формуле; в нашем случае обьем аппарата дан в задании на курсовой проект Vапп = 1,2м3.

3.1 Расчет конструктивных размеров смесителя

Следующим этапом конструктивного расчета будет определение геометрического объема аппарата (м3) по формуле:

Vгеом. апп = Vц.+ Vу. ц.

где Vц. - объем цилиндра;

Vу. ц. - объем усеченного цилиндра.

D - диаметр аппарата, м;

hц. - высота цилиндра аппарата, м;

hу.ц. - высота усеченного цилиндра аппарата.

Приравниваем геометрический оббьем аппарата Vгеом. апп. к обьему аппарата исходя из его загрузки Vапп., т.к. они должны быть равными:

Подставим в равенство расчетные формулы для нахождения обьема аппарата и формулу(1), для нахождения геометрического обьема аппарата.

где б - угол наклона днища цилиндра; б должен быть в радиусе 35?,принимаем б=5?

Б - угол наклона, б = 5єC (по условию задания)

Так как в уравнении 2 содержится 3 неизвестных оно не решается. Поэтому мы выразим два неизвестных через третий. Для этого примем следующие соотношения:

Подставим значение в уравнение:

2,4рD3+0,15рD3=9,6

Примем D= 1,06м.

Из соотношения 3, находим высоту цилиндрической части аппрата:

hц. = 1,2D = 1,2Ч1,06 = 1,272 м.

Из соотношения 4, находим высоту усеченной цилиндрической части аппрата:

hу.ц = 0,15D = 0,15Ч1,06 = 0,159 м.

Общая высота аппарата: hц.+ hу.ц=1,272+0,159 = 1,431 м.

3.3 Расчет конструктивных размеров тепловой «рубашки» смесителя

«Рубашечная» поверхность теплопередачи

«Рубашечная» поверхность теплопередачи состоит из цилиндрического аппарата (1) и «рубашки» (2), охватывающая только часть цилиндрической поверхности аппарата и его днище.

3.4 Конструктивная схема «рубашки» аппарата

Вначале рассчитывается высота «рубашечной» поверхности нагрева из уравнения равенства поверхности теплообмена, найденной из теплового расчета, к геометрической поверхности «рубашечной» поверхности.

где F - поверхность теплообмена, найденная из теплового расчета, м2;

Fгеом.руб. - геометрическая поверхность «рубашки», м2.

Поскольку «рубашка» охватывает не только боковую поверхность аппарата, но и его днище, то формула примет вид:

где hр - высота «рубашки», м.

из формулы (5) выражаем высоту «рубашки»:

4. Тепловой расчет

4.1 Расчет расхода воды на нагрев эмульсии

Расчет расхода теплоносителя (воды) определяется из уравнения теплового баланса составляемого для данного теплового процесса.

Приходную часть данного уравнения (6) можно записать в следующем виде:

Qприхода= Q1продукта+ Q2воды+ Q3мет.апп

Q1продукта - тепло, приходящее с продуктом, Дж;

Q2воды - тепло, приходящее с водой, Дж;

Q3мет.апп. - тепло, приходящее с металлом аппарата, Дж.

W-расход объема воды; кг

С1воды - теплоемкость воды при t1воды; Дж/кг К.

температуры воды на входе в аппарат, С.

Расходную часть уравнения (6) можно представить в следующем виде:

Qрасхода = Q4+ Q5 + Q6 (8)

Q4 - тепло, уходящее с нагретой эмульсией, Дж;

Q5 - тепло, уходящее с водой, Дж;

Q6 - тепло, уходящее с нагретым металлом аппарата, Дж.

W-расход объема воды; кг

с2воды - теплоемкость воды приt2воды;Дж/кг К.

температуры воды на выходе из аппарата, кг.

Подставим значения в уравнение и получим:

Полезное тепло (Дж) можно определить по следующей формуле:

Подставим значения

Подставив в общем виде в уравнение теплового баланса операции нагрева растительного масла приходную и расходную части получим следующее уравнение:

Расчетные данные:

m пр. = 890,88 кг; (см. пункт 3.1.2.)

(принимается)

КДж/кг

t1воды = 80°С, t2воды = 50°С;

с1воды = 4,185 кДж/кг; с2воды = 4,18 кДж/кг.

Принимаем: W=150,58

где, ч. [см. подраздел 3.1.1.]

Принимается: Wуд. = 602,32 кг/ч.

Определить количество полезного тепла проходящего через поверхность теплопередачи можно по формуле:

Qполезное = Q4 - Q1

Qполезное = 890,88*0,39*40-890,88*0,6*20 = 13897,728-10690,56 = 3207,168

Принимаем: Qполезное = 3207,168

4.2 Расчет площади поверхности нагрева тепловой «рубашки» смесителя

Поверхность нагрева или охлаждения рассчитывается из основного уравнения теплопередачи, которое записывается следующим образом:

где Q - количество тепла, проходящего через поверхность теплопередачи (определяется из уравнения теплового баланса без учета тепловых потерь), Дж;

F - поверхность нагрева, м2;K - коэффициент теплопередачи, Дж/м2 град час; К=75 Дж/м2 град час ;

tср - средняя разность температур между продуктом и теплоагентом, град 0С;

ф - время операции нагрева, ф=0,5ч. (см. пункт 3.1.1.).

Среднюю разность температур между теплоносителем и продуктом можно определить графическим способом:

Расчетная схема к определению

По графику мы получили что:

Tб=60°C; ?tм=10°С.

где - большая разность температур между тепло или хладоносителем и продуктом на входе и выходе из аппарата;

Меньшая разность температур между теплоносителем на выходе и входе из аппарата;

Найдем среднюю разность температур по формуле:

Мы получили что: ?tср =45,4°С

Решая уравнение относительно нагрева (м2) получим формулу для ее определения:

5. Кинематический расчет

Электродвигатель с частотой вращения - 920 об/мин;

Частота вращения валов - 60 об/мин;

Мощность электродвигателя - 1,5 кВт

5.1 Расчет общего передаточного отношения привода

Принимаем:

5.2 Расчет передаточных отношений каждой передачи привода

Общее передаточное отношение складывается из произведения передач приводов.

зубчатой передачи.

Принимаем:=3

5.3 Расчет кинематических элементов для каждой передачи привода

Кинематическим элементом зубчатой передачи является число зубьев колеса.

Для первой передачи:

м колесе. Принимаем ;

Для второй передачи:

м колесе.

Принимаем ;

Принимаем:

5.4 Расчет частоты вращения каждого вала кинематической схемы

Расчет частоты вращения вала первой передачи:

Расчет частоты вращения вала второй передачи:

Принимаем:

Гомогенизатор (рис. 7) предназначен для диспергирования водно-жировой эмульсии с целью раздробления жировых включений на более мелкие жировые частицы в результате интенсивного механического воздействия на продукт. Состоит из станины 1, в которой находится поршневой насос и гомогенизирующая головка 12. Насос приводится в движение от электродвигателя 14 через горизонтальный вал 15, эксцентриковый вал 2, шатун 3 и поршень (скалка) 4.

Эмульсия поступает через подающий канал 5, всасывающий клапан 6 и направляется в нагнетательный клапан 7, гомогенизирующую головку 12 и выходит через выходной патрубок 8.

Работа гомогенизирующей головки происходит следующим образом. При движении поршня 4 слева направо в цилиндре образуется разрежение. Благодаря этому из подающего канала 5 через всасывающий клапан 6 в цилиндр поступает подготовленная в смесителе грубая водно-жировая эмульсия.

При последующем движении справа налево поршень выталкивает из цилиндра эмульсию через нагнетательный клапан 7 в гомогенизирующую головку 12. Здесь эмульсия продавливается через образованный вогнутым седлом и выпуклым золотником зазор, который составляет 0,5...0,8 мм. Регулируют этот зазор при помощи штока 11 и опирающейся на него пружины 9. Проворачивая маховичок 10 в ту или другую сторону в большей или меньшей степени, прижимают золотник к седлу клапана, увеличивая \ или уменьшая зазор. С уменьшением щели давление в гомогенизаторе повышается и соответственно усиливается диспергирование эмульсии.

Рис. 7 - Гомогенизатор

Техническая характеристика гомогенизатора

Производительность, кг/ч ………4000

Давление в гомогенизирующей головке, МПа 2...2,5

Давление в гомогенизаторе контролируется монометром. Если оно превышает заданное, срабатывает предохранительный клапан и избыток эмульсии выводится из головки. Из гомогенизатора эмульсия отводится через патрубок 8. Поршень и шток во избежание утечки эмульсии уплотняют при помощи сальникового устройства 13.

Эмулъсатор служит для получения высокодисперсной эмульсии маргарина так же, как и гомогенизатор. Состоит (рис. 8) из корпуса 7, крышки 3 с патрубками 4 для выхода эмульсии, двух подвижных дисков 2 и 8 и двух неподвижных дисков 5 и 7, гайки 5, приводного вала 9, полумуфты 10 привода электродвигателя, сальника 77 и входного патрубка 12.

Эмульсатор центробежного типа работает следующим образом. Эмульсия через патрубок 12 поступает в пространство между вращающимися 2, 8 и неподвижными 6, 7 дисками. За счет центробежных сил, возникающих при вращении дисков, эмульсия под действием создаваемого напора проходит в зазорах между дисками, где и подвергается интенсивному диспергированию.

Рис. 8 - Эмульгатор

Техническая характеристика эмулъсатора

Производительность, кг/ч До 5000

Частота вращения дисков, мин-1 1450

Зазор между дисками, мкм 6... 15

Напор эмульсии, МПа 0,05

Переохладитель (вотатор) предназначен для охлаждения маргариновой эмульсии в тонком слое для проведения процесса кристаллизации, т.е. постепенного перевода эмульсии из жидкого состояния в твердое. Состоит (рис. 9) из станины 4, на которой установлены рабочие цилиндры 2, электродвигатель привода 3, редуктор 5 и аммиачная система 7. Рабочие цилиндры изготовлены из углеродистой стали с хромированной внутренней поверхностью. Нержавеющую сталь для изготовления цилиндров не применяют вследствие того, что ее теплопроводность меньше, чем углеродистой стали. Корпус 8 рабочего цилиндра имеет аммиачную рубашку 7 и крышку выхода эмульсии 6. Внутри цилиндра вращается полый вал 9 за счет шестерен 11 редуктора 5 привода. На валу крепятся ножи 10.

Рис. 9 - Переохладитель (вотатор)

Работа переохладителя протекает следующим образом. Маргариновая эмульсия температурой 35...40°С последовательно прокачивается насосом высокого давления по всем цилиндрам переохладителя.

Рабочие цилиндры переохладителя охлаждаются испаряющимся аммиаком температурой 17 °С, который подается насосом от аммиачной системы в испарительные рубашки 7 рабочих цилиндров 2, имеющих разъемы. Нижняя часть рубашки имеет корыто для жидкого аммиака, который по специальным каналам переходит в испарительные камеры, активно охлаждая рабочий цилиндр.

Аммиак после охлаждения цилиндра отводится в жидкостный отделитель по аммиачной системе машины. Поверхность наружной трубы покрывается слоем теплоизоляции, защищенной снаружи кожухом из стального листа. За счет охлаждения аммиаком происходит переохлаждение маргариновой эмульсии и, как следствие, начинается процесс ее кристаллизации.

Для предотвращения прилипания маргариновой эмульсии к стенкам цилиндра из-за низкой температуры хладагента на валу рабочих цилиндров по всей длине укреплены ножи 10 из термически обработанной нержавеющей стали. Ножи по конструкции несколько различаются между собой направлением скоса лезвий по концам. Каждый нож крепится к валу тремя шпильками, концевые ножи -- четырьмя. Крепление ножей жесткое. В нерабочем положении они могут смещаться в горизонтальном и вертикальном направлениях.

В рабочем состоянии под действием центробежной силы, развиваемой при вращении вала, лезвие ножа плотно прилегает к внутренней поверхности цилиндра и равномерно снимает с нее охлажденную эмульсию. Для предотвращения прилипания маргариновой эмульсии к валу в него по внутренней трубке вводят горячую воду температурой 36...40°С. Охлажденная вода из внутренней полости вала отводится через специальное устройство. Заканчивается вал шлицевой частью для соединения его с шестернями 11 редуктора 5 привода переохладителя.

Техническая характеристика переохладителя

Частота вращения ножей, мин"1 500...700

Время пребывания маргариновой эмульсии, с 14... 16

Мощность электродвигателя привода валов, кВт 22...93

Кристаллизатор (рис. 10) предназначен для окончательного формирования структуры маргарина, в результате чего он приобретает необходимую консистенцию. Представляет собой горизонтальный аппарат, состоящий из трех секций 2. При входе маргарина в секции кристаллизатора установлен фильтр-гомогенизатор 1, служащий для улавливания механических примесей и дополнительной обработки маргариновой эмульсии.

Три секции аппарата имеют обогреваемую рубашку, где циркулирует вода температурой 24... 30°С. Температура маргарина на выходе кристаллизатора должна быть 10... 12°С. На входном конце кристаллизатора имеется компенсирующее устройство (на рис. 10 не показано) для поддержания в системе постоянного давления.

Кристаллизатор выполнен из нержавеющей стали, устанавливают его на передвижной опоре 3.

Рис. 10 - Кристаллизатор

Декристаллизатор (рис. 11) состоит из трех горизонтальных цилиндров 2, смонтированных на опорной раме 6. Внутри корпуса цилиндра 2 крепится неподвижно била 3, на валу 7 внутри цилиндра укреплена била 8. Между билами маргариновая продукция тщательно перемешивается. Продукт, поступающий через патрубок 4, последовательно проходит три цилиндра, соединенных патрубками 1. Валы приводятся в движение приводом 5.

Интенсивная механическая обработка переохлажденной маргариновой эмульсии способствует равномерному повышению температуры во всем ее объеме, что, в свою очередь, приводит к частичной декристаллизации ее структуры. Такая обработка необходима при выработке фасованного маргарина в крупную тару и наливного маргарина. Частичная декристаллизация позволяет по лучить продукт, обладающий хорошей подвижностью, однородной консистенцией и высокой пластичностью.

Техническая характеристика декристаллизатора

Производительность, кг/ч 2500...6000

Частота вращения валов, мин"1 100...300

Автомат для фасовки и упаковки в пачки (рис. 12) предназначен для фасовки и завертки твердого маргарина и кулинарных жиров отечественного и зарубежного производства. Аппараты выпускают роторного типа с горизонтальной или вертикальной осью вращения ротора. На рис. 12изображен автомат с горизонтальной осью вращения ротора.

Автомат состоит из патрубка 5 для подачи маргарина из кристаллизатора, корпуса 4, пульта управления 3, бобины 2, переключателя 1, формовочной и оберточной секций; ротора с четырьмя камерами, каждая из которых имеет поршень.

Принцип действия автомата заключается в следующем. Упаковочный материал поступает на ротор из бобины 2 и проходит через прижимной, компенсационный и направляющий валки. Затем при помощи регулируемых секторов он перемещается между ножами, режется на нужную длину и поступает на формующую матрицу, расположенную на роторе, под пуансон, посредством которого упаковочному материалу (развертке) придают форму пачки.

Рис. 12 - Автомат для фасовки и упаковки маргарина в пачки

После этого при помощи дозатора пачку заполняют нужной порцией маргарина и заворачивают на механизме заделки. Далее на механизме подпрессовки ей придают окончательную форму и направляют на упаковку в короба и на обандероливание.

Техническая характеристика автомата для фасовки и упаковки маргарина в пачки

Производительность, шт./мин 70...250

Масса пачки, г 200...250

Точность дозирования, % ±1,5

Автомат для фасовки в короба (рис. 13) предназначен для взвешивания и фасовки маргарина, кулинарных жиров в крупную тару. Состоит из двух циферблатных весов 2, распределительной панели 4, двух электронных блоков /, двух электромагнитных клапанов 3 соленоидного типа, при помощи которых автоматически производится заполнение маргарином короба, установленного на пластинчатый конвейер 5. Весы снабжены пневматическим держателем 6и маховиком 7ручной регулировки. Одним из основных узлов автомата является разливочное устройство 8.

Рис. 13 - Автомат для фасовки в короба

Работа автомата происходит следующим образом. Сформированные короба с вложенной пластиковой упаковкой поступают на подающий ленточный конвейер, откуда с помощью специального устройства попадают на пластинчатый конвейер, установленный на автоматических циферблатных весах 2. В это время с помощью электромагнитного клапана 3 начинается фасовка продукта через разливочное устройство 8. По завершении фасовки автоматические весы дают команду на закрытие разливочного устройства и заполненные короба поступают на отводящий конвейер для передачи их на автомат в целях закрытия и обандероливания.

Техническая характеристика автомата для фасовки в короба

Производительность, т/ч 2,5

Масса фасованного продукта, кг 10; 15; 20

Точность дозирования, % 1,5

Заключение

В данном курсовом проекте была изучена технология, а также рассмотрено оборудование использующееся для производства маргарина.

В ходе курсового проекта был произведен технологический, конструктивный, тепловой и кинематический расчеты, а также выполнены чертежи: машино-аппаратурная схема производства маргарина и сборный чертеж смесителя.

В результате был спроектирован цех по производству маргариновой продукции заданной мощности.

Список литературы

маргарин производство технология

1.Машины и аппараты пищевых производств. В 2 кн.: Учеб. для вузов/ С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков и др.; Под ред. акад. РАСХН

В.А. Панфилова. - М.: Высш. шк., 2001.

2. Технология переработки жиров. Арутюнян Н.С., Аришева Е.А., Янова Л. И., Захарова И.И., Меламуд Н.Л. - М.: Агропромиздат, 1985 - 368 с.

3.Производство маргариновой продукции./ Товбин И.М., Фаниев Г.Г., Гореславская В.Б. - М.: Пищевая пром - сть, 1979 - 240 с.

4. Технология и оборудование масложировых предприятий. Учебник для нач. проф. Образования / Юрий Аркадьевич Калошин. - М.: Издательский центр «Академия»,2002. - 363 с.

5.Товбин И.М., Файнберг Е.Е. Технологическое проектирование жироперерабатывающих предприятий. Расщепление жиров, М., пищевая промышленность. 1965. - 513с.

6. Чернилевский Д.В. Детали машин. Проектирование приводов технологического оборудования, М., Машиностроение. 2002. - 560 с.

7. Молчанов И.В. Технологическое оборудование жироперерабатывающих производств, М., Пищевая промышленность. 1965. - 510 с.

8. Товбин И.М., Фаниев Г.Г., Гореславская В.Б. Производство маргариновой продукции. М.: Пищевая промышленность, 1979. -236 с.

9.Г. Н. Попов, Б. А. Иванов «Условные и графические обозначения в схемах», издательство «Машиностроение» Ленинград, 1976г.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Составление функциональной схемы и описание основных узлов автоматической системы управления. Исследование показателей надежности технологического процесса приготовления и фасовки маргарина. Расчет среднего времени реакции на получение входного сигнала.

курсовая работа , добавлен 05.11.2012


Предварительный расчет привода. Выбор двигателя. Определение передаточного числа привода и его ступеней. Определение силовых и кинематических параметров привода. Расчет червячной передачи. Конструирование корпуса. Посадки основных деталей.

курсовая работа , добавлен 18.04.2006


Автоматизация производства как фактор ускорения научно-технического прогресса в народном хозяйстве. Функциональная схема, технологический процесс, автоматизация процесса дозирования. Выбор приборов и средств автоматизации, расчет регулирующего органа.

контрольная работа , добавлен 27.07.2010


Основные данные и строение привода, характеристика режима работы. Выбор электродвигателя, расчет цилиндрической зубчатой передачи (тихоходной и быстроходной ступеней), клиноременной, цепной передачи. Проектирование и проектный расчет, проверочные расчеты.

контрольная работа , добавлен 05.10.2009


Расчет общего КПД и требуемой мощности электродвигателя. Определение кинематических и силовых параметров привода. Расчет зубной передачи. Определение допускаемой недогрузки передачи. Эскизная компоновка редуктора. Проверка подшипников на долговечность.

курсовая работа , добавлен 08.01.2012


Принцип действия привода шнекового питателя. Подбор электродвигателя, расчет цилиндрического редуктора. Алгоритм расчета клиноременной, цепной передачи. Рекомендации по выбору масла и смазки узлов привода. Сборка и обслуживание основных элементов привода.

контрольная работа , добавлен 04.11.2012


Составление принципиальной гидравлической схемы привода. Разработка циклограммы работы гидропривода. Расчет временных, силовых и кинематических параметров цикла. Определение типа насосной установки. Нахождение потребного давления в напорной гидролинии.

контрольная работа , добавлен 23.12.2014


Энерго-кинематический расчет привода, выбор схемы привода, редуктора и электродвигателя. Расчет значения номинальной частоты вращения вала двигателя. Выбор параметров передач и элементов привода. Определение тихоходной цилиндрической зубчатой передачи.

курсовая работа , добавлен 28.09.2012


Кинематическая схема привода ленточного конвейера. Кинематический расчет электродвигателя. Определение требуемуй мощности электродвигателя, результатов кинематических расчетов на валах, угловой скорости вала двигателя. Расчет зубчатых колес редуктора.

курсовая работа , добавлен 26.01.2010


Кинематический расчет привода. Выбор типа и определение требуемой мощности электродвигателя. Расчет силовых и кинематических характеристик на валах привода. Расчет клиноременной передачи и межосевого расстояния. Окружная скорость и скорость скольжения.

Промышленное производство маргарина было организовано в 1870 году. Французский химик Меж-Мурье предложил эмульгировать легкоплавкую часть топленого говяжьего жира с молоком в присутствии сычужной вытяжки из желудка коров. Полученную смесь охлаждали в ледяной воде и при этом образовывались полутвердые шарики, которые имели перламутровый блеск. Меж-Мурье назвал их маргарином (>фр. margjaret – жемчуг).

Маргарин представляет собой, подобно сливочному маслу, эмульсию, состоящую из жиров и молока или воды. Маргарин является ценным пищевым продуктом. По усвояемости, которая достигает 93…98 %, он не уступает жирам цельного молока (сливочному маслу), а по энергетической ценности даже превосходит его: в среднем 40,1 кДж/100 г против 38,6 кДж/100 г.

Маргарины в зависимости от назначения и состава подразделяются на следующие группы:

• столовы и марочные (бутербродные);
• для промышленной переработки и сети общественного питания;
• с вкусовыми добавками.

Ассортимент маргариновой продукции, которая выпускается отечественной масложировой промышленностью, насчитывает более 50 наименований.

Назначение маргаринов определяет их товарную форму: они могут быть твердыми, мягкими (наливными) и жидкими. Мягкие маргарины сохраняют пластические свойства при низких положительных температурах, что позволяет использовать их как бутербродные жиры. Жидкие маргарины применяют в хлебопечении, при производстве мучных кондитерских изделий.

Столовые маргарины применяют в качестве бутербродного продукта, а также для приготовления кондитерских и кулинарных изделий. Столовые и марочные маргарины содержат не менее 82 % жира. К ним относятся маргарины молочный, сливочный, «Новый», «Эра», «Экстра» и др. Низкокалорийные маргарины («Столовый», «Радуга», «Солнечный») содержат от 40 до 75 % жира.

Одним из основных направлений улучшения ассортимента и качества маргаринов является расширение возможности их использования в качестве бутербродного жира. Решение этой задачи может быть достигнуто, в частности, за счет расширения выпуска наливных (мягких) маргаринов.

Характеристика сырья

Основным сырьем для производства маргариновой продукции являются жиры и молоко. Структура и вкус маргарина в основном определяются набором жиров, которые входят в его состав. Присутствие различных примесей в исходных жирах не позволяет получить продукцию высокого качества, поэтому все жиры должны быть очищены по полной схеме рафинации, включая отбелку и дезодорацию, и иметь кислотное число не более 0,3 мг КОН/г.

Главным жировым компонентом в рецептуре маргариновой продукции являются гидрированные растительные масла. Наиболее широко применяют саломасы на основе подсолнечного, хлопкового, соевого и низкоэрукового рапсового масел. Переэтерифицированные жиры, которые изготовливаются из смесей растительных масел и животных жиров, используют наравне с саломасами. С их помощью очень удобно варьировать консистенцию маргаринов от мазеобразной до твёрдой. Из животных жиров применяют сливочное коровье и топлёное масло, говяжий, бараний и свиной топленые жиры.

Для производства маргарина используют свежее пастеризованное молоко, предварительно сквашенное специальными молочнокислыми заквасками или коагулированное раствором лимонной кислоты. Соотношение между различными видами молока определяется рецептурой того или иного вида маргарина.

Сквашенное молоко не только обогащает вкус маргарина, но и обеспечивает его стойкость при хранении. Водно-молочная фаза маргарина должна иметь величину рН, равную 3,0…5,5. В такой слабокислой среде замедляет развитие нежелательных микробиологических процессов во время хранения маргарина.

Поскольку маргарин представляет собой застывшую водно-жировую эмульсию, то немаловажную роль в его рецептуре играют поверхностно-активные вещества – эмульгаторы. Кроме своего основного назначения – стабилизировать эмульсию – эмульгаторы улучшают пластичность маргарина, а в производстве пищевых жиров для хлебопечения обеспечивают увеличение пористости мякиша и объёма готового изделия. Наиболее перспективно использование эмульгаторов на основе моно- и диглицеридов.

Кроме того, для придания маргарину естественного цвета сливочного масла в него вводят пищевые красители, а также вкусовые добавки, ароматизаторы, витамины, соль, сахар и другие необходимые по рецептуре компоненты.

Технология производства

В основе производства маргариновой продукции лежат процессы переохлаждения маргариновой эмульсии с ее одновременной механической обработкой. Технологическая схема производства зависит от того, в какой товарной форме будет выпускаться готовая продукция.

Технологический процесс получения маргарина, например, в твердой товарной форме включает следующие операции:

• дозирование, смешение и эмульгирование исходных компонентов;
• переохлаждение и кристаллизация эмульсии;
• фасовка готового продукта.

При получении жидких маргаринов исключаются операции кристаллизации и фасовки: продукт в переохлажденном текучем состоянии отгружается в автоцистернах.

При рассмотрении технологического процесса необходимо представлять особенность построения рецептур маргаринов. Она заключается в том, что в состав маргаринов входят два укрупненных рецептурных компонента:

• жировая основа;
• водно-молочная фаза.

Жировая основа представляет собой смесь жидких и твердых жиров различной пластичности. Она в значительной степени определяет товарный вид, вкусовые качества и технологические свойства маргариновой продукции.

Водно-молочная фаза представляет собой раствор в смеси молока и воды различных водорастворимых компонентов маргарина. Она должна обеспечивать достижение органолептических показателей маргарина, которые приближаются к сливочному маслу.

На долю жировой основы приходится 60…80 % от массы маргарина, на долю водно-молочной фазы – 20…40 %. Таким образом, маргарины, выпускаемые отечественной промышленностью, относятся к эмульсиям прямого типа.

Дозирование, смешение и эмульгирование

Жировая основа и водно-молочная фаза готовятся отдельно друг от друга, поэтому они должны быть хорошо смешены. Для смешения используют смесители с винтовой мешалкой, которая вращается со скоростью около 1 об/с. Водно-молочная смесь вводится в смеситель при температуре 15…20 о С, а жиры – при температуре на 4…5 о С выше их температуры плавления. Далее смешение и эмульгирование проводится при температуре 38…40 о С.

Переохлаждение и кристаллизация. Эти операции являются основными в технологии производства маргарина. Их сущность состоит в том, что жидкую маргариновую эмульсию охлаждают и кристаллизуют в строго контролируемых условиях, а полученной таким образом пластичной массе придают необходимую товарную форму. Причем формирующаяся при этом кристаллическая структура жировой основы определяет важнейшие качественные показатели готового маргарина: его консистенцию, диапазон пластичности, температуру полного расплавления.

При охлаждении маргариновая эмульсия претерпевает ряд полиморфных превращений, которые связаны с переходом менее устойчивых, метастабильных кристаллических форм через промежуточные к устойчивым, стабильным кристаллическим модификациям. Наиболее низкоплавкая, метастабильная кристаллическая структура обозначается как α-форма, переходная, средняя структура – как β′-форма и наиболее высокоплавкая, стабильная структура – как β-форма.

На формирование кристаллической структуры маргарина оказывают влияние следующие факторы:

• скорость охлаждения – при значительной скорости охлаждения образуется неустойчивая кристаллическая модификация;
• скорость перемешивания – при быстром перемешивании образуется более гомогенная смесь с мелкокристаллической структурой;
• содержание насыщенных и ненасыщенных глицеридов – чем больше в жировой фазе маргарина глицеридов ненасыщенных жирных кислот, тем выше доля неустойчивых кристаллических модификаций.

При медленном охлаждении маргариновой эмульсии происходит последовательная кристаллизация глицеридов в соответствии с их температурой застывания. В результате образуются крупные кристаллы, характерные для наиболее высокоплавкой устойчивой кристаллической β-формы. Наличие в маргарине β-формы обуславливает неоднородность его структуры, придает готовому продукту грубый вкус, «мучнистость», «мраморность» и т.д. В процессе хранения такой маргарин приобретает хрупкость.

При быстром охлаждении наблюдается переохлаждение системы, и образование кристаллов начинается при температуре более низкой, чем температура застывания жиров. В этом случае становится возможным образование более низкоплавких, менее устойчивых кристаллических форм.

Кристаллы жира в маргарине обычно присутствуют в β′-форме; переход же в β-форму отрицательно влияет на консистенцию маргарина из-за образования более крупных кристаллов. Такой переход может произойти, в частности, при хранении маргарина при повышенной температуре.

Для достижения однородной структуры маргарина после глубокого охлаждения необходимо интенсивное перемешивание и относительно длительная механическая обработка. При этом мелкодиспергированные
кристаллы твердой фазы образуют в жидкой фазе коагуляционные структуры (рисунок 1).

Рисунок 1 — Коагуляционные структуры маргарина

Благодаря наличию подобных структур маргарин при хранении менее подвержен образованию твёрдых кристаллических модификаций.

Основным аппаратом при производстве маргарина методом переохлаждения является переохладитель, который обеспечивает тонкое эмульгирование, охлаждение и механическую обработку маргариновой эмульсии. Переохладитель состоит из нескольких трубчатых теплообменников, соединенных последовательно. Температура эмульсии при прохождении через переохладитель сравнительно быстро понижается (за счет использования жидкого аммиака) с 38…40 о С до 10… 12 о С. Завершение формирования необходимой кристаллической структуры происходит в кристаллизаторе, представляющем собой цилиндрический аппарат, который снабжен фильтром-гомогенизатором. В кристаллизаторе маргарин доводится до требуемой твердости, однородности и пластичности.

Готовый маргарин фасуется в соответствующую тару фасовочными автоматами.

Производство пищевых жиров

К пищевым жирам относятся кондитерские, хлебопекарные и кулинарные жиры. Эти жиры не содержат водно-молочной фазы и целиком состоят из смеси растительных масел, гидрированных и переэтерифицированных жиров, а также животных жиров. В зависимости от назначения они могут содержать такие добавки, как эмульгатор, краситель, витамины и ароматизаторы.

Технология изготовления пищевых жиров существенно проще технологии маргарина, т.к. в ней отсутствуют операции, связанные с подготовкой водно-молочной фазы. В остальном технологический процесс и производственные линии сходны с технологией и линиями по производству маргарина.

Особенностью получения пищевых жиров является необходимость соблюдать такие технологические режимы, которые бы обеспечили хорошую подвижность и дозируемость продукта при его фасовке в крупную тару (10…20 кг). Кроме того, необходимо, чтобы продукт быстро принимал в таре необходимую форму и при этом сохранял однородную консистенцию. Для этого после операции переохлаждения производят дополнительную механическую обработку с целью декристаллизации структуры получаемого продукта.

Такой интенсивной механической обработке пищевые жиры подвергаются в декристаллизаторах.

Они представляют собой три последовательно соединенных между собой горизонтальных цилиндра, которые снабжены валами с установленными на них билами (рисунок 2). Частота вращения валов около 100 оборотов в минуту.

Рисунок 2 — Элемент декристаллизатора

После декристаллизатора продукт не теряет текучести при наливе даже в крупную тару, например, короба. Готовые пищевые жиры приобретают пластичную консистенцию, которая сохраняется длительное время при пониженных температурах.

Производство майонеза

Майонез является пищевым продуктом, который используется в качестве приправы к различным кулинарным блюдам для повышения их питательности и придания характерного вкуса. В настоящее время отчественная масложировая промышленность выпускает майонезы, которые представляют собой микрогетерогенную систему – эмульсию типа «вода в масле». В них дисперсионной средой является вода с растворёнными в ней компонентами, а дисперсной фазой – растительное масло. Принципиальное отличие заключается в том, что дисперсная фаза в маргарине представлена жиром, находящимся в твёрдом или пластичном состоянии, а в майонезе дисперсная фаза жидкая.

Ассортимент

Майонезы в зависимости от их состава и назначения подразделяют на столовые, диетические, с пряностями, с вкусовыми и желирующими добавками, для детского питания. Наибольшее распространение имеют столовые майонезы («Провансаль», «Любительский») и майонезы с пряностями («Весна»).

Основное сырье

К основному сырью, которое используется для производства майонезов, относятся:

• рафинированные дезодорированные растительные масла;
• сухое молоко;
• яичный порошок;
• сахар, соль, уксусная кислота, горчица;
• пищевые и вкусовые добавки.

Из растительных масел используют в основном подсолнечное, реже соевое и хлопковое. К растительным маслам предъявляются высокие требования по их чистоте и органолептическим характеристикам. В частности, они не должны содержать даже незначительных примесей саломаса, т.к. его присутствие приводит к разрушению майонезной эмульсии.

Сухое молоко и яичный порошок, кроме собственно пищевой функции, играют роль эмульгаторов. Кроме того, сухое молоко является одновременно и структурообразователем, поскольку белки молока в присутствии влаги способны набухать. Это помогает удерживать влагу и обеспечивает структурирующее действие в отношении всех компонентов майонеза.

Соль придает вкус продукту и оказывает консервирующее действие.

Сахар, уксусная кислота и горчица выполняют, в основном, роль вкусовых добавок.

В качестве примера можно привести базовую рецептуру широко распространённого в нашей стране столового майонеза «Провансаль» (в %%):

Технология

Технологический процесс производства майонеза на автоматизированной линии состоит из следующих операций:

1. подготовка, дозировка, смешение компонентов и получение грубой майонезной эмульсии;
2. фильтрация, деаэрация и механическая обработка грубой майонезной эмульсии;
3. розлив майонеза.

В отдельной емкости готовят водно-уксусный раствор с концентрацией, которая соответствует рецептурному содержанию воды и уксусной кислоты в вырабатываемом виде майонеза. Приготовленный раствор уксусной кислоты перекачивают в смеситель. Туда же дозируются сыпучие компоненты в такой последовательности: яичный порошок, затем – через некоторое время – сухое молоко, горчичный порошок, сахар, соль, сода и растительное масло. Последовательность загрузки компонентов имеет в данном случае принципиальное значение. В результате перемешивания получают грубую майонезную эмульсию.

Грубую майонезную эмульсию перекачивают насосами через фильтры в деаэратор. Здесь под вакуумом из эмульсии удаляется воздух и частично легколетучие ароматические вещества горчицы. Далее эмульсия направляется в специальный аппарат (вотатор), где она обрабатывается при температуре 53…55 о С и быстро охлаждается ледяной водой. После чего эмульсия поступает в двухступенчатый высокоскоростной гомогенизатор, откуда уже тонкодисперсная майонезная эмульсия подаётся в приёмный бак готовой продукции.

Фасовка майонеза проводится на автоматизированных поточных линиях в различную тару: стеклянные и пластмассовые банки, пластиковые пакеты.

Маргарин — неоднородная система, состоящая из дисперсной фазы (вода) и дисперсионной фазы (масло). Другими словами, это эмульсия (вода в масле). В состав маргарина входят пищевые жиры, молоко, соль, сахар, эмульгаторы, красители, ароматизаторы, витамины и другие компоненты.

Существуют две технологические схемы производства маргарина : периодического действия и непрерывного действия. Независимо от технологической схемы производство маргарина состоит из ряда операций:

Основой маргарина служат рафинированные, дезодорированные растительные масла, животные жиры, пищевые саломасы и переэтерифицированные жиры. Для вкуса и аромата сливочного масла в маргарин вводят молоко в натуральном или сквашенном виде. С этой же целью вводят ароматизаторы, а для получения стойкой эмульсии – эмульгаторы. Соль и сахар придают полноту вкусу. Подготовка сырья включает обязательную рафинацию растительных масел и саломасов, пастеризацию и сквашивание молока, зачистку сливочного масла.

Составление рецептуры маргарина проводят в соответствии с его назначением и наименованием. В жировой основе маргарина используют от 30 до 70% растительного саломаса, от 15 до 35% китового саломаса, от 10 до 25% жидких растительных масел, иногда 10–25% кокосового масла.

В подогретую до 32–38 °С (на 4–5 °С выше температуры плавления) жировую основу вводят витамины и жирорастворимые пищевые красители в виде масляных растворов. Готовая смесь используется для получения молочно-жировой эмульсии.

Молоко нормализуется или восстанавливается, очищается, пастеризуется. Оно сквашивается молочнокислыми бактериями, охлаждается. До сквашивания молока в него вводится свекловичный сахар. Водно-молочную смесь приготавливают из сквашенного молока, свекловичного сахара и поваренной соли. Поваренная соль поступает в виде раствора.

Для усиления аромата и улучшения вкуса маргарина в жировую или водно-молочную смесь добавляют коровье топленое масло или синтетические ароматизаторы. Эмульгаторы растворяются в масле, ароматизаторы – в масле или воде. Сырье дозируется.

При выработке маргарина со структурой сливочного масла используют сухое молоко (цельное или обезжиренное), которое содержит белок казеин, служащий в качестве эмульгатора для получения эмульсии типа «масло в воде». Маргарин со структурой сливочного масла отличается легкоплавкостью, улучшенной консистенцией, хорошим молочнокислым вкусом и ароматом.

Схема периодического действия основана на принципе «холодильный барабан – вакуум-комплектор» . Смесь компонентов по рецептуре из смесителя направляют в эмульсатор, где получают высокодисперсную эмульсию. Затем эмульсию подают на холодильные барабаны, температура поверхности которых – –18…–20 °С, для охлаждения и кристаллизации. Эмульсия подается на поверхность барабана в виде тонкой пленки и в таком виде застывает. Застывшую эмульсию снимают с поверхности барабана специальным ножом.

При этом образуется стружка, которая попадает в бункер и направляется в вакуум-комплектор для пластической обработки. Вакуум-комплектор – это шнекосмесительная машина, в которой маргарин уплотняется при перемешивании сначала верхними, а затем нижними шнеками. В процессе механической обработки из стружки под вакуумом при некотором тепловом воздействии удаляется избыток воздуха и влаги. Стружка гомогенизируется и приобретает консистенцию сливочного масла.

Из вакуум-комплектора маргарин выходит при температуре + 12… 16 °С, его упаковывают и отправляют на хранение и выдержку.

В состав линии фирмы «Джонсон» входят емкости для жировой смеси и добавок, автоматические весы, насос-дозатор, три смесителя, насос-эмульсатор, двойной фильтр, уравнительный бак, переохладитель, структуратор и фасовочно-упаковочные автоматы.

Подготовленные жиры, раствор эмульгатора, жирорастворимые добавки подают в общую емкость автоматических весов и взвешивают. Затем компоненты жировой и водно-молочной фаз перекачивают насосами в смесители, где происходит эмульгирование мешалками с частотой вращения 46 об/мин и температурой +38…40 °С.

Эмульсию пропускают через насос-эмульсатор в течение 5 мин и направляют в третий смеситель, где она тщательно перемешивается и подается на двойной фильтр, а затем – в уравнительный бак с пароводной рубашкой и поплавковым клапаном.

После этого эмульсия температурой +38…40 °С поступает в четырехцилиндровый переохладитель (вотатор) и охлаждается до +10… 13 °С.

При упаковке в пачки маргариновую эмульсию через распределительное устройство и фильтры-структураторы подают в кристаллизатор и фасовочно-упаковочные автоматы. При упаковке в монолит маргариновую эмульсию из вотатора подают на аппарат декристаллизатор и далее – в двухузловую жиро-наполнительную машину типа «Роберте».

В состав линии фирмы «Шредер» входят две емкости, два смесителя, насос-эмульсатор, насос высокого давления, пастеризатор, комбинатор, кристаллизатор, фасовочно-упаковочные автоматы. Дозирование компонентов рецептуры производится с помощью микропроцессорной техники в автоматическом режиме. Каждый компонент отвешивается в количествах согласно рецептуре и перекачивается в смеситель, в котором они перемешиваются с помощью мешалок с частотой вращения 30–35 об/мин при температуре +39…43 °С.

Из смесителя эмульсия насосом-эмульсатором перекачивается в расходный смеситель, откуда стойкая эмульсия поступает в трехцилиндровый насос высокого давления и под давлением 1–5 мПа подается в пастеризатор, в котором она при температуре +80…85 °С и охлаждается до +39…43 °С.

Из пастеризатора маргариновая эмульсия по трубопроводу поступает в комбинатор, состоящий из трех охлаждающих цилиндров и одного цилиндра для дополнительной механической обработки. В комбинаторе эмульсия охлаждается до + 10…13 °С за счет испарения жидкого аммиака. В цилиндре для дополнительной обработки происходит перекристаллизация маргарина с выделением скрытой теплоты кристаллизации, температура повышается на 2–3 °С. Далее через кристаллизатор маргарин поступает на фасовочные автоматы, где фасуется в стаканчики из поливинилхлорида. Стаканчики транспортируют по наполнительному конвейеру и направляют на упаковочные автоматы.

При охлаждении маргариновой эмульсии происходит процесс кристаллизации и рекристаллизации с переходом менее устойчивых кристаллических (метастабильных) через промежуточные к устойчивым (стабильным) кристаллическим модификациям, что составляет суть явления полиморфизма.

При медленном охлаждении маргариновой эмульсии происходит последовательная кристаллизация глицеридов в соответствии с их температурой застывания. В результате образуются крупные кристаллы, характерные для наиболее высокоплавкой устойчивой кристаллической формы, которая обусловливает неоднородность структуры готового продукта, что придает маргарину грубость вкуса, мучнистость и мраморность консистенции.

В процессе хранения такой маргарин становится хрупким. При быстром охлаждении образование кристаллов начинается при температуре ниже температуры застывания. При этом образуются более низкоплавкие, менее устойчивые кристаллические формы.

Используя способность маргарина к переохлаждению, можно получить мелкокристаллическую структуру, обладающую высокой пластичностью, легкоплавкостью, необходимой консистенцией и другими органолептическими свойствами.

Маргарин представляет собой физико-химическую систему, один из основных компонентов которой - вода (дисперсная фаза) - распределяется в другом - масле (дисперсионная среда) - в виде мельчайших частичек, образуя эмульсию типа «вода в масле».

По составу, свойствам и питательной ценности маргарин представляет собой высококачественный пищевой продукт, равноценный сливочному маслу. В его составе гидрированные растительные масла и гидрированный китовый жир, молоко, соль, сахар, фосфолипиды и эмульгаторы. Стойкость маргарина в процессе обработки, хранения и потребления обусловлена присутствием эмульгаторов - веществ с поверхностно-активными свойствами, стабилизирующих эмульсию «вода в масле».

Маргарин применяют в хлебопекарной и кондитерской промышленности, кулинарии, в производстве пищеконцентратов, а также для непосредственного употребления в пищу.

В состав жировой основы, например, молочного маргарина входят кроме растительного саломаса твердые при комнатной ттемпературекокосовое или пальмоядровое масло, китовый саломас и жидкое растительное масло. Жировая основа маргарина должна иметь температуру плавления 27-33° С, твердость от 8 до 18 кПа и содержать твердых глицеридов при 20° С от 18 до 22%. , Кроме маргарина промышленность выпускает жиры кондитерские: для шоколадных изделий, конфет, для ванильных и прохладительных начинок; жиры кулинарные: гидрожир кулинарный, комбижир растительный, комбижир животный, комбижир свиной и маргагуселин; жиры для пищеконцентратов: гидрожир легкоплавкий с повышенной твердостью; жир порошкообразный; жир для булочных изделий (хлебопекарный жир с фосфолипидами), заменитель какао-масла.

Сырье для производства маргарина подразделяют на жировое и нежировое.

Жиры и масла, применяемые при производстве маргарина, не должны иметь запаха и вкуса, должны иметь светлую окраску и низкую кислотность. Широко применяют в производстве маргарина подсолнечное и хлопковое масла, а также соевое, кокосовое, арахисное и некоторые другие. Животные жиры - говяжий, бараний, костное сало - входят в состав кулинарных жиров. Гидрированные жиры - главный компонент в рецептуре жировой основы маргарина (до 85%). Гидрированные жиры должны иметь белый цвет, чистый вкус и низкое кислотное число.

Нежировое сырье предназначено для улучшения вкуса и аромата маргарина и его биологической ценности. Основным компонентом нежировой части маргарина является коровье молоко. Оно придает маргарину вкус и аромат. Необходимо молоко цельное, без посторонних привкусов и запаха, с содержанием сухого остатка не менее 8%. Применяют также сухое цельное молоко.

Поваренная соль вводится для улучшения вкуса и в качестве консервируемого средства.

Сахар-песок улучшает вкус и способствует образованию бурой пленки на обжариваемых продуктах.

Для придания маргарину светло-желтого цвета, как у сливочного масла, в него вводят жирорастворимые пищевые природные красители (синтетические красители не допускаются). С этой целью используют масляный раствор каротина, а также красители, получаемые из томатов, семян аннато и из шиповника. Расход красителя 1,6 кг на 100 кг маргарина.

Для повышения биологической ценности маргарин обогащают жирорастворимыми витаминами А и D. В качестве ароматизаторов применяют соединения,. имеющие в своем составе диацетил.

Наконец, для повышения стойкости при хранении и снижении окислительных процессов в маргарин добавляются консерванты - аскорбиновая, лимонная и бензойная кислоты.

Все применяемое сырье должно отвечать требованиям соответствующих государственных стандартов.

Молоко подвергают пастеризации при температуре 80-85° С. После пастеризации часть молока направляется в емкость (танк), откуда его расходуют на производство маргарина. Другая часть пастеризованного молока подвергается сквашиванию, для чего его направляют в ванны для сквашивания. Здесь молоко выдерживают в горячем состоянии, а затем охлаждают до температуры заквашивания (24-28°С). В ванну вводят 2-5% технической закваски, представляющей культуру молочнокислых бактерий. В результате их жизнедеятельности вырабатывается молочная кислота, при накоплении которой молоко свертывается. Наряду с молочной кислотой при заквашивании молока образуется небольшое количество летучих продуктов брожения, в частности диацетила, которые сообщают молоку, а затем и маргарину специфический молочнокислый аромат.

На заводы культуры молочнокислых бактерий поступают в виде сухой или жидкой закваски или на твердой основе. Из этих заквасок на заводе путем пересева бактерий готовят техническую закваску для сквашивания молока. Процесс сквашивания длится 9-12 ч. После образования так называемого сгустка, определяемого наличием заплывающего следа на поверхности молока при взятии пробы шпателем, молоко охлаждают и выдерживают для вызревания 1-2 ч без перемешивания. После вызревания молоко охлаждается при перемешивании.

^Ванны для сквашивания изготавливают из нержавеющей стали вместимостью от 800 до 2000 л. Они снабжены мешалкой маятникового типа. Сквашивание молока ведут также в емкостях других типов - цилиндрических, вертикальных, снабженных мешалками.

Для обеспечения устойчивости маргарина, предохранения его от расслаивания на исходные компоненты - воду и жировую часть - при достаточно интенсивных тепловых и механических воздействиях в него, добавляют пищевые эмульгаторы - органические соединения из класса сложных эфиров, молекулы которых состоят из полярной (гидрофильной) части и неполярной (липофильной или гидрофобной). Адсорбируясь на границе раздела фаз масло - вода, они образуют мостики, соединяющие эти два вещества, не способные взаимно растворяться или смешиваться в однородную смесь.

В маргариновой промышленности нашей страны применяют эмульгаторы Т-1, Т-2, фосфолипиды (фосфатиды) и Т-Ф. Основу эмульгатора Т-1 составляют моноглицериды. Недостатком его является слабая связывающая способность по отношению к воде при повышенных температурах.

Эмульгатор Т-Ф является смесью эмульгатора Т-1 и фосфолипидов в соотношении 1:3. Это улучшает качество эмульгатора, так как фосфолипиды способны более прочно удерживать воду.

Эмульгатор Т-2 представляет собой сложный эфир жирной кислоты и тримера Глицерина. Его молекула имеет две дополнительные (по сравнению с Т-1) гидроксильные группы, и поэтому он способен более прочно удерживать влагу.

Технологический процесс получения маргарина методом переохлаждения складывается из следующих операций: хранение и темперирование дезодорированных жиров; подготовка молока; подготовка воды, соли, сахара, эмульгатора, красителя и витаминов; приготовление эмульсии маргарина сначала в смесителе турбинного, винтового, пропеллерного или обычного типа, представляющем собой емкость с лопастными мешалками, где образуется грубая эмульсия, а затем в гомогенизаторе, где она обрабатывается в зависимости от рецептурного набора под давлением до 0,125 МПа и выходит в виде тонкодисперсной эмульсии; охлаждение (переохлаждение) эмульсии в вытеснительном охладителем кристаллизаторе, представляющем собой полую трубу диаметром 100-150 мм; фасовка маргарина.

Гомогенизатор представляет собой плунжерный насос высокого давления со специальным гомогенизирующим вентилем. В нем имеется очень малое отверстие, через которое проталкивается грубая эмульсия маргарина, поступающая из смесителя под давлением до 0,125 МПа, шарики эмульсии дробятся - эмульсия гомогенизируется. Давление гомогенизации регулируют, меняя нажим пружины, винтовым регулятором.

Вытеснительный охладитель служит для охлаждения и механической обработки маргарина. Он состоит из нескольких одинановых секций (чаще трех) в зависимости от производительности установки. Каждая секция состоит из цилиндра из хромированной стали, окруженного рубашкой для хладагента (жидкого аммиака). Внутри цилиндра находится вращающийся барабан (частота вращения около 500 об/мин), на поверхности которого установлены ножи-скребки. Во время вращения ножи-скребки снимают и перемешивают застывающий слой эмульсии, которая под давлением 1,5-2,0 МПа из гомогенизатора подается в зазор между стенками цилиндра и барабана. Пройдя последовательно через цилиндры, эмульсия при температуре 10-16° С поступает в кристаллизатор, образуя уплотненную пластичную массу маргарина.

Из кристаллизатора маргарин поступает на формовочно-упаковочные автоматы, фасующие его в пачки по 200 или 250 г, а затем в укладочные автоматы для укладки в картонные короба.

Хранение маргарина, кондитерских и кулинарных жиров ведут в холодильных камерах при температуре 0-2° С и относительной влажности воздуха не более 80%.

Транспортирование маргарина, кондитерских и кулинарных жиров при температуре наружного воздуха выше 12° С разрешается только в рефрижераторах.

Качество маргарина должно соответствовать действующим ГОСТам. Все столовые и молочные маргарины должны содержать жира не менее 82%. Маргарины шоколадный и кофейный должны содержать жира не менее 62-65%. Содержание воды не более 17%. Маргарин должен иметь чистый вкус и аромат, сходные с вкусом и ароматом сливочного масла. Консистенция его должна быть однородной и пластичной, цвет - однородным по всей массе- светло-желтым для окрашенного и белым для неокрашенного. При жарении маргарин не должен разбрызгиваться.

Внутренний рынок маргариновой продукции

В 21 году выручка в отрасли от продажи маргарина выросла на 12% к предыдущему году. В 211 году показатель выручки от продажи маргариновой продукции сократился к 21 году на 35,9%, в частности снижение в сегменте маргарина составило 41,7%, в сегменте жиров - 14,3%. В оптовой продаже маргарина наблюдается также сокращение показателей, на 12,5% к 21 году. При этом вырос объем розничной реализации маргариновой продукции, увеличение составило 7,9%.

В первом полугодии 212 года в соотношении с январем-июнем 211 года объем выручки от продажи маргариновой продукции вырос на 32,2%, оптовые продажи маргарина увеличились на 2,7%, показатели розничной продажи на 5,4%. Наибольший рост розничных продаж зафиксирован в Республике Хакасия - на 77% и Калужской области -на 66,4%.

В производстве маргариновой продукции львиная доля выручки принадлежит маргарину, при этом доля комбинированных жиров в 211 году увеличилась до 28,5%. Однако по результатам первой половины 212 года в сравнении с январем-июнем 211 года показатель сократился с 32% до 26%.

При рассмотрении структуры производства маргарина по видам стоит отметить, что в первом полугодии 212 года увеличилась доля твердого маргарина в сравнении с первым полугодием 211 года. Данный вид маргарина занимает более 65% в структуре производства. Также отмечено снижение доли маргарина для промышленной переработки.

Производство основного объема масложировой отрасли по сегментам сосредоточено на базе крупнейших отраслевых холдингов, которые обладают мощностями как по производству спецжиров и маргаринов, так и традиционного продукта масложировых заводов - майонеза. Производством маргариновой продукции в России занимается около 2 заводов, причем половина из них выпускает фасованную продукцию. Ведущими производителями маргариновой продукции на российском рынке выступают компании «ЭФКО», «СолПро» и «Каргилл».

Экспорт маргарина и специальных жиров

В структуре экспортных потоков, основную часть занимают поставки маргарина. Однако в 211 году его доля продолжила снижаться, в то время как продажа кондитерского жира за рубеж наоборот увеличилась с 2% до 24% от общего объема экспорта. Стоит отметить, что в 21 году также наблюдался 5%-ый рост доли продаж на экспорт кондитерского жира. Доля ЗМЖ в экспорте практически неизменна и составляет одну пятую всего объема продаж за рубеж маргариновой продукции. В первой половине 212 года экспорт маргарина вырос на 14,5%, ЗМЖ на 37,5%, кондитерского жира менее чем на 1%.

Анализ внешнеторгового рынка представлен без учета торговли с Республикой Беларусь и Республикой Казахстан.

Основной объем экспорта маргарина и специальных жиров направляется в страны СНГ. В 211 году поставки в Украину выросли на 1,8%, в Узбекистан сократились на 4,4%. По итогам первой половины 212 года увеличились объемы поставок маргариновой продукции в Азербайджан более чем в два раза.

Импорт маргарина и специальных жиров

Больше половины российского импорта в 211 году представлено жировой продукцией для кондитерской отрасли. Пятая часть общего объема поставок маргариновой продукции в РФ приходилась на заменители молочного жира. В первой половине 212 года объемы импорта кондитерского жира снизились на 17,7%, также произошло сокращение поставок и в других сегментах.

В 211 году существенного изменения структуры импорта по сравнению с 29-21 годами не произошло. Можно отметить рост кондитерского жира при одновременном сокращении удельного веса маргарина и универсальных жиров. Основу кондитерского жира составляют заменители и эквиваленты масла какао. Ввоз в Россию данных продуктов в 211 году вырос соответственно на 5,8% и 29,9%.

В сегменте маргарина ведущей страной-производителем в импорте в Россию является Украина. Ее доля в 211 году составила 81%. В сегменте кондитерского жира лидируют Малайзия и Индонезия, с долями 32,7% и 17,4% соответственно. В сегменте ЗМЖ - Италия (18,7%) и Дания (13,5%). Лидерство данных стран сохраняется и по результатам первой половины 212 года.

Основными конкурентами российских производителей среди иностранных компаний в импорте маргарина являются украинские холдинги «Агрокосм» и ГК «Креатив». В поставках спецжиров и ЗМЖ в лидерах Aarhuskarlshamn (AAK), IOI GROUP Loders Croklaan, Intercontinental Specialty Fats Sdn. Bhd.,Pt. Musim Mas, Fuji Oil Europe.

По-прежнему актуальными направлениями импортозамещения выступают сегменты заменителей и эквивалентов масла какао.

Предыдущая статья: Правила маринования шампиньонов Следующая статья: Чем отличается борщ от щей: особенности приготовления, состав и отзывы Борщ чье блюдо