Виробнича програма роботи цеху

Асортимент	Продуктивність, т/год	Вироблено, т
за зміну	По місяцях	За сезон
серпень	вересень

Після цього з технологічних інструкцій вибирають необхідні рецептури, де вказані показники втрат, відходів, норми витрат сировини і матеріалів.[25, 26, 27], які оформлюють у вигляді таблиць.

Норми витрати сировини і матеріалів для консервованої продукції розраховують у кілограмах на 1 тонну продукту (кг/т).

Якщо втрати і відходи по операціях подано у відсотках до маси вихідної сировини, їх величини підсумовують і норму витрати сировини НВ визначають за формулою

(1)

де М – маса обробленого продукту за рецептурою, кг/т; x – сумарні втрати і відходи, % до маси вихідної сировини.

Якщо втрати і відходи по операціях задані у відсотках до маси сировини, що надходить на кожну операцію, їх величини підсумовувати не можна, оскільки це складні відсотки.

Тоді норму витрати визначають за формулою

(2)

де n – кількість технологічних операцій; x₁ , x₂, x_n – втрати і відходи по операціях, %.

Норму витрат солі або цукру НВ_с, що входять до складу соусу або сиропу, визначають за формулою

(3)

де М_с – маса сиропу або соусу, кг/т; m – вміст цукру в сиропі або сухих речовин в соусі, %; x_с – втрати сиропу або соусу, %.

Для томат-пасти і томат-пюре норма витрати сировини НВ_т визначається з врахуванням вмісту сухих речовин у сировині (томатах) за такою формулою

НВ_т = , (4)

де x₁ – сумарні втрати сухих речовин сировини у виробництві (4–7%); x₂ – відходи при протиранні (4–6 %); СР₁ – вміст сухих речовин у сировині (4–7%); СР₂ – в продукті (12 %).Базовий вміст сухих речовин наведено у додатку 12.

Норму витрати сировини на 1 тонну продукції, увареної з цукром або сиропом, визначають за такою методикою.

Спочатку знаходять вихід продукту В ,кг, за формулою

, (5)

де М₁, М₂, ..., М_n – маса компонентів (плодів, пюре, соку, цукру), взятих за рецептурою, кг; СР₁, СР₂, …, СР_n –вміст сухих речовин у відповідних компонентах, %; СР_г.пр.. – вміст сухих речовин у готовому продукті, %.

Визначають масу окремого компонента за рецептурою S, кг/т:

; (6)

. (7)

На основі даних про продуктивність, норми витрати і програми роботи цеху складають табл. 4 потреби у сировині та матеріалах.

Таблиця 4

Потреба у сировині та матеріалах

Сировина і матеріали	Продуктивність, т/год	Норми витрати, кг/т	Витрата сировини
кг/год	кг/зміну	т/сезон
за розра-хунком	за інструк-цією

 

Витрату сировини за годину в табл. 5 отримують множенням продуктивності на норму витрати, потім масу витрати сировини за 1 год. множать на тривалість зміни в годинах і отримують потребу за зміну. Потребу сировини за сезон отримують множенням потреби за зміну на кількість змін у сезоні (з графіка роботи цеху).

На основі даних табл. 5 за годину, а також втрат і відходів по операціях виконують розрахунок руху сировини і напівфабрикатів (табл. 5).

Таблиця 5

Рух сировини і напівфабрикатів по технологічним операціям

Рух компонентів по операціям	Надходження сировини і матеріалів, кг/год
Морква	Цукор	Лимонна кислота	Аскорбінова кислота
Надійшло на зберігання				2,3
Втрати
%
кг
Надійшло на сортування
Втрати і відходи:
%
кг
Надійшло на миття
Втрати:
%	0,5
кг
Надійшло на інспекцію				2,3
Втрати:
%
кг		4,5	0,3	0,02
Надійшло на протирання
Втрати:
%
кг
Надійшло на фасування		442,5	13,7	2,08
Втрати:
		Продовження таблиці 5
%	0,5	0,5	0,5	0,5
кг		2,3	0,07	0,01
Надійшло в банку		440,2	13,6	2,07
Перевірка	5,16	5,16	5,16	5,16
Вироблено фізичних банок	86 банок/хв 5,16 14,6
Вироблено тонн
Вироблено тоб

 

Розрахунки ведуть залежно від вихідних даних – за простими чи складними відсотками.

Вихід сировини по процесах (операціях) визначають, віднімаючи від погодинної витрати сировини втрати і відходи на окремих операціях.

Розрахунок виходу напівфабрикату по окремих процесах закінчують перевірочним визначенням кількості продукції, в т/год. Для цього погодинну кількість виготовленого продукту ділять на рецептурну кількість продукту в 1тонні. Відповідність отриманих результатів заданій погодинній продуктивності цеху свідчить про правильність зробленого розрахунку.

Для обрахунку кількості продукту в облікових банках користуються коефіцієнтами перерахунку в масові чи об’ємні облікові банки. Таблиця перевідних коефіцієнтів для об’ємних облікових банок наведена у додатку 13.

Приклади продуктових розрахунків наведено у додатку 14.

У виробництві концентрованих томат-продуктів, продукції, увареної з цукром, або сушених плодів і овочів, розраховуючи рух сировини, визначають масу видаленої вологи W, кг/год, під час уварювання або висушування за такою формулою

W = М_н , (8)

де – маса напівфабрикату, який надходить на уварювання або висушування, кг/год, СР_поч – вміст сухих речовин у сировині чи напівфабрикаті до уварювання або висушування, %; СР_кін – вміст сухих речовин у готовому продукті, %.

6.8. Підбір та розрахунки технологічного обладнання

6.8.1.Підбір обладнання

Підбір і розрахунок технологічногообладнання виконують на основі вибраних технологічних схем і даних продуктового розрахунку з переробки сировини і виготовлення готової продукції (за 1 год.).

У виборі основного обладнання слід керуватись такими принципами:

- машини і апарати мають відповідати виду сировини, яка переробляється, і сучасному рівню техніки;

- у виборі обладнання треба враховувати його продуктивність, зручність обслуговування, забезпечення мало- і безвідходної технологій;

- обладнання має бути високопродуктивним, малогабаритним з урахуванням його максимального завантаження;

- перевагу слід віддавати безперервно діючим машинам і апаратам, обладнанню вітчизняного виробництва із системами автоматичного контролю і регулювання процесу.

Передбачають використання імпортного обладнання, якщо воно з тих чи інших показників переважає вітчизняне або якщо подібне обладнання в Україні не виготовляється.

Безперервно діюче обладнання (машини для миття сировини і тари, очищення і подрібнення сировини, преси, екстрактори, сепаратори, протиральні машини, гомогенізатори, теплообмінники, апарати для фасування і закупорювання, швидкозаморожувальні апарати) підбирають за годинною продуктивністю процесу. У разі невідповідності паспортної продуктивності вибирають найближчу більшу.

Технічну характеристику обладнання вибирають із довідкової літератури, обов’язково відзначаючи висоту завантаження і розвантаження, і зводять у таблицю за виробничими лініями.

Оскільки продуктивність більшої частини обладнання для початкової переробки сировини (конвеєри, мийні машини) розрахована на яблука і томати, то для інших видів сировини роблять відповідні перерахунки. При цьому враховують насипну масу сировини.

Перерахунок продуктивності обладнання по сировині, яка підлягає переробленню, проводять за формулою:

(9)

де ПР₁ – продуктивність за довідковою літературою, (яка задана по томатам чи яблукам при підборі обладнання); НМ₁ – насипна маса сировини (томатів чи яблук); НМ₂ – насипна маса заданої сировини.

Обладнання підбирають за довідковою літературою таким чином, щоб коефіцієнт його використання складав 0,75…0,9.

Комплексні імпортні лінії з виробництва консервів „Зелений горошок”, „Томатна паста”, „Огірки консервовані”, „Соки з м’якоттю” встановлюють за паспортними даними.

Допоміжне обладнання (насоси, котли тощо) вибирають після підбору основного і обов’язково наводять його характеристику.

Приклад оформлення таблиці підбору обладнання наведено у додатку 15.

У разі реконструкції цеху складають дві таблиці: у першій розраховують залишене обладнання після реконструкції, в другій – нове обладнання.

Періодично діюче обладнання і транспортери необхідно розраховувати. До періодично діючих апаратів відносять варильні котли, вакуум-випарні апарати, автоклави, бланшувальні машини, мішалки, ферментатори тощо.

6.8.2.Розрахунок транспортерів.

Розрахунок технологічного (інспекційного) транспортера

Для розрахунку транспортера необхідні такі вихідні дані:

- кількість сировини, яка поступає на транспортер – кг/год,

- норма виробітку на одного робітника - кг/год;

Довжину інспекційного транспортера м, розраховують за формулою:

, (10)

де а – ширина робочого місця, м, а = 0,8…1,2 м; G – кількість сировини, що надходить на інспекцію, кг/год; N – норма виробітку на одного робітника, кг/год; – довжина установки для ополіскування, м, = 1,5 м; - невикористана довжина стрічки конвеєра, м. Насипна маса продукту наведена у додатку 16, а усереднені норми виробітку на одного робітника надані у додатку 17.

Після розрахунку довжини транспортера із каталогу обладнання підбирають необхідний транспортер з більшими параметрами, найближчими до заданої продуктивності, вказуючи його тип, продуктивність і довжину. У випадку, коли необхідний транспортер у каталозі підібрати неможливо, то залишають розрахунковий.

Ширину стрічки транспортера В, м, розраховують за формулою

, (11)

де W – швидкість руху стрічки конвеєра, м/с (W_m=0,1-0,12 м/с для інспекційних транспортерів і W_m=0,16 м/с – для фасувальних); m – маса сировини, що знаходиться на 1 м² площі стрічки конвеєра, кг/м², m = 14...18 кг/м².

Враховуючи, що коефіцієнт заповнення стрічки 0,9, розраховують її повну ширину з наступним підбором ширини стрічки за стандартом. Ширина приймається згідно стандартних розмірів, які вибирають з відповідних каталогів обладнання.

 

6.8.3.Розрахунок варильних котлів.

Для розрахунку кількості котлів необхідні такі вихідні дані:

- необхідна кількість сиропу чи заливи, кг/год;

- тип та місткість (робочий об'єм) котла, м³ ;

- режим приготування сиропу (заливи), хв.

З технічної характеристики виписують місткість котла V, м³, і визначають максимальну величину завантаження сировини за масою m, кг:

m = V r, (12)

де r – густина продукту, що визначається за формулою:

, (19)

де m – вміст сухих речовин у сиропі (заливі), %.

На основі досвіду підприємства розраховують тривалість циклу роботи котла, що включає в себе передбачені технологічним процесом операції. Приміром, для варильного котла загальна тривалість циклу роботи t_ц, хв, при варінні сиропу складається з тривалості процесів: завантаження – 5, підігрівання – 10, кип'ятіння – 15, розвантаження – 5 хв. Тоді t_ц = 35 хв.

Кількість котлів n, шт, розраховують за формулою

, (14)

де G – потреба в сировині (заливці, соусі), кг/год.

Якщо кількість котлів за розрахунком не перевищує одного, в лінії встановлюють один діючий котел і один запасний, якщо більше одного – розраховують інтервал між завантаженням двох котлів Dt, хв.

(15)

Графік роботи котлів складають з урахуванням тривалості циклу роботи і інтервалу завантаження за формою, наведеною в табл. 6.

Таблиця 6

Графік роботи варильних котлів

Тривалість циклу роботи апарата	Номер апарата
Початок завантаження
…............................... ………………………..
Початок розвантаження
Кінець розвантаження

 

6.8.4. Розрахунок вакуум-випарних апаратів

Для розрахунку кількості вакуум-випарних апаратів необхідні такі вихідні дані:

- кількість напівфабрикату, яка поступає на уварювання, кг/год;

- тип та ємність (робочий об’єм) вакуум-випарного апарата, м³,

- режим уварювання, хв.

Кількість вакуум-апаратів розраховують у такому порядку:

1. Виписують технічну характеристику апарата.

2. Із продуктового розрахунку визначають кількість сировини і сиропу, що надходить на уварювання, кг/год.

3. Визначають масову частку сухих речовин в початковій суміші, %; за формулою:

(16)

де S₁ , S_2... S_п – вміст складових компонентів за рецептурою; СР₁ , СР₂ ,... СР_п – вміст сухих речовин у складових компонентах, %.

4. Визначають робочу місткість апарата (кг) за формулою (18);

5. Визначають кількість випареної вологи в процесі уварювання за формулою (8), приймаючи розмірність величин W і G не в кг/год, а в кг;

6. Визначають питому випарювальну здатність апарата W_n, кг/год (із технічної характеристики)

W_n = F U, (17)

де F – площа поверхні нагріву апарата, м²; U – напруження поверхні нагріву, кг/(м² × год). У розрахунку можна прийняти U = 90...130 кг/м² × год;

7. Необхідну кількість вакуум-апаратів та інтервал між завантаженням двох апаратів визначають за формулами (20) і (21) і округлюють до більшого значення. При цьому визначають тривалість циклу роботи вакуум-випарного апарату, який включає в себе завантаження, підігрівання, уварювання, підігрівання, розвантаження (охолодження між циклами уварювання для варення займає 10 хв). (Тривалість уварювання не повинна перевищувати часу, вказаного у технологічних інструкціях).

Якщо вакуум-випарний апарат використовується тільки для змішування, підігрівання і деаерації продукту( наприклад, для виробництва соків з м’якоттю), то цикл його роботи становить:

(18)

Час завантаження , хв. розраховують за формулою:

(19)

де G_н/ф – кількість напівфабрикату за год, яка поступає на змішування у вакуум випарний апарат (беруть з продуктового розрахунку).

Час підігріву, деаерації та гомогенізації продукту залежить від густини продукту і складає 20-25 хв.

Якщо в лінії встановлено накопичувальну дозувальну ємність, то час завантаження визначають за продуктивністю насосу, яким сировина подається на змішування, а час завантаження сиропу приймається 5 хв.

Час розвантаження вакуум-випарного апарату , хв.. розраховують за формулою:

(20)

де: М – максимальна кількість завантаження сировини, кг; G_нап – продуктивність наповнювача чи закупорювальної машини (якщо вони різні, то вибирають меншу), шт./хв.; n – кількість агрегатів (наповнювач і закупорювальна машина), поставлених на лінії; m_нетто – маса нетто однієї банки продукту, кг.

У випадку, якщо під вакуум-апаратом встановлено додаткову ємність, час розвантаження приймають 5 хв., а якщо проміжну ємність встановлюють перед наповнювачами, то час розвантаження буде залежати від продуктивності вибраного насосу.

Тривалість уварювання t_в, хв., в одному вакуум-апараті визначають за формулою:

, (21)

де W – кількість випареної вологи в одному вакуум-апараті, кг .

Кількість випареної вологи W визначають за формулою (8)

8. Складають графік роботи вакуум-апаратів аналогічно графіку роботи варильних котлів.

6.8.5.Розрахунок кількості автоклавів.

Для розрахунку кількості автоклавів необхідні такі вихідні дані:

- продуктивність лінії – бан/хв,

- тип та габаритні розміри тари,

- режим стерилізації продукту.

Кількість автоклавів розраховують у такому порядку:

1. Спочатку згідно додатків 18 і 19 визначають кількість банок в одній корзині n _к. Якщо банки мають нестандартну форму (чи об’єм), то кількість банок в одній корзині розраховують за формулою:

(22)

де а – відношення висоти корзини до висоти банки ( приймають менше ціле число); d_к і d_б – діаметри відповідно корзини і банки, м. Необхідні дані вибирають, користуючись додатками 18 та 19.

2. Потім розраховують час наповнення однієї корзини (в хв.):

τ = (23)

де G – продуктивність лінії, бан/хв., п_а – кількість банок в автоклаві (залежить від кількості корзин в автоклаві).

3. Вибирають автоклав з таким розрахунком, щоб тривалість його завантаження не перевищувала 30 хв. Кількість корзин в автоклаві зазвичай приймають 2...4.

4. Визначають кількість банок, що одночасно завантажуються в автоклав; для двохкорзинчастого автоклаву визначається за формулою:

п_а =2´п_к (24)

де п_к – кількість банок в одній корзині.

5. Визначають час повного циклу роботи (хв.) автоклава:

(25)

де і – тривалість завантаження і вивантаження автоклава (5...10 хв. для двохкорзинчастого і 10...15 хв для чотирьохкорзинчастого, хв.); _п – тривалість підвищення температури в автоклаві, хв.; _ст., _ох – тривалість стерилізації і охолодження, хв..

Величини _{п , ст.} , _ох приймають відповідно до режиму стерилізації консервів у данній тарі.

6. Далі визначають продуктивність автоклава, бан/хв. за формулою:

ПР_{а =} (26)

7. Розраховують необхідну кількість автоклавів:

N_а = (27)

8. Знаходять інтервал завантаження автоклавів і складають графік їх роботи.

∆Т = (28)

9. Складають графік роботи автоклавів аналогічно графіку роботи варильних котлів.