Кондитерских изделий. Подбор и расчет оборудования

Разработка технологической схемы производства

При разработке технологической схемы необходимо уяснить, что технологическая схема отображает технологический процесс производства пищевого продукта в рамках производственного процесса. Технологическая схема может быть представлена различными способами: текстовым в виде описания технологической схемы; иллюстративным - в виде машинно-аппаратурных (технологических) или структурных (функциональных) схем.

В проекте на основании анализа производства заданной и принятой группы и вида кондитерских изделий, а также с учетом проведенных технологических расчетов вначале составляется функциональная технологическая схема.

Функциональная технологическая схема отражает последовательность технологических стадий производственного процесса и используется в дальнейшем для выбора и расчета технологического оборудования, способа транспортирования и вида транспортных средств, является базовым элементом в теории технологического потока и основой для разработки машинно-аппаратурной схемы.

В схеме должны быть четко разграничены стадии, связанные с основными изменениями продукта. Технологический процесс необходимо рассматривать в рамках трех основных производственных этапов: подготовительного, основного и заключительного. Подготовительный этап отражает стадии, связанные с приемом на предприятие, хранением и подготовкой к производству сырья, вспомогательных материалов, тары и упаковочных материалов. Основной этап отражает стадии, связанные с приготовлением полуфабрикатов и, непосредственно, готовой продукции. На заключительном этапе готовой продукции придается статус товарной продукции на таких стадиях, как завертка, фасовка, упаковка, хранение (на складе готовой продукции предприятия). Для технологических схем производства пищевых продуктов и, в частности, кондитерских изделий перечень стадий подготовительного и заключительного этапов практически одинаков, но связан с особенностями сырьевого состава и видом фасовки и упаковки. Основной этап характерен существенными отличительными стадиями конкретной группы, вида и даже наименования кондитерского изделия.

Например, в схеме производства шоколада можно выделить стадии приготовления какао тертого (первичная переработка какао-бобов), получения шоколадных масс и формования шоколада с заверткой и упаковкой.

Первая стадия основного этапа производства карамели - приготовление са-харо-паточного сиропа, вторая - карамельной массы, третья - приготовление начинок, четвертая - обработка карамельной массы и далее - формование карамели, завертка и упаковка.

При производстве помадных конфет первая стадия - приготовление сахаро-паточного сиропа, вторая - помадного сиропа, третья - помады, четвертая - помадной конфетной массы, пятая - формование корпусов конфет, шестая - глазирование конфет и далее - завертка (или расфасовка) и упаковка.

Деление каждой технологической схемы производства на стадии можно считать стабильным, но внутри стадии возможны различные варианты, связанные с существованием различных способов их осуществления согласно типовым технологическим инструкциям. При выполнении задания нужно выбрать какой-либо один способ, увязав его с ранее принятыми технологическими решениями, и отразить его в функциональной схеме.

К примеру, приготовление какао тертого можно осуществить, используя различное оборудование для первичной переработки какао-бобов (разные сортировочные, обжарочные аппараты, различные измельчающие мельницы); карамельный сироп можно получить периодическим или непрерывным способом, путем растворения сахара в патоке или в воде с последующим добавлением патоки и т.д.

В технологической схеме направление производственных потоков показывается слева направо или сверху вниз, начиная с отображения технологических стадий подготовительного этапа по каждому сырьевому компоненту и далее последовательно отражая все стадии технологического процесса с указанием образующихся полуфабрикатов.

В качестве примера приведены функциональные технологические схемы производства восточных сладостей «Сахарной ваты» и карамели (рис. 4, 5).

В соответствии с функциональной схемой и результатами расчета подбирается и рассчитывается технологическое оборудование последовательно на все стадии производства. Исходными данными для этого является сменный расход сырья и полуфабрикатов, полученный в продуктовом расчете.

Подбор и расчет оборудования ведут по каждому виду изделий, при этом необходимо учитывать следующие основные требования:

- максимально возможную загрузку ведущего оборудования;

- максимально возможную автоматизацию и механизацию производства;

- применение специального или универсального оборудования для выработки разнообразного ассортимента кондитерских изделий.

Рис. 4. Функциональная схема производства восточных сладостей «Сахарная вата»

Рис. 5. Функциональная схема производства карамели леденцовой и с фруктово-ягодной начинкой

Для универсальной фабрики необходимо учитывать возможность устройства общих отделений для подготовки сырья и приготовления различных полуфабрикатов для разных цехов - сиропная, начиночная станции, машины для просеивания, размола сахара и т.д.

Все технологическое оборудование делится на 3 группы:

1) заводского изготовления;

2) нестандартизированное;

3) транспортирующее.

Оборудование 1-й группы не рассчитывается, а подбирается по каталогам с учетом технической характеристики, например, глазировочные агрегаты (приложение 8). При определении потребного количества оборудования необходимо учитывать его техническую мощность и коэффициент использования (0,85-0,90).

Во 2-ю группу входят емкости для промежуточного хранения сырья и полуфабрикатов (расходные баки, бункера, диссуторы, замочные чаны и т.д.), которые, как правило, изготавливаются на фабрике.

Потребность в таком оборудовании и его вместимость рассчитываются по объемной или насыпной массе продукта и нормам его хранения согласно приложениям 3, 11. Коэффициент заполнения емкостей можно принять 0,85.

К 3-й группе относятся нории, шнеки, ленточные и цепные транспортеры, укладочные конвейеры, пневмотранспорт и другое транспортирующее оборудование, используемое для передачи сырья, полуфабрикатов и готовой продукции.

В соответствии с принятой технологической схемой и рассчитанными нормативными запасами выбирают бункера, силоса и вычисляют необходимое их количество для хранения сыпучего (сахара, муки, какао-бобов и др.) и жидкого (фруктового пюре, патоки, сгущенного молока, жира и др.) сырья.

Способ доставки и хранения основного сырья, как правило, должен приниматься бестарный или контейнерный. При отсутствии бестарной или контейнерной доставки сырья на предприятие, а также при экономической нецелесообразности его бестарного хранения допускается тарное хранение.

Большое внимание следует уделить максимальной механизации погрузочно-разгрузочных и транспортно-складских (ПРТС) работ по всему производственному процессу - от доставки сырья до отгрузки готовой продукции.

Для кондитерской промышленности разработаны типовые схемы механизации ПРТС-работ. Решаются вопросы бестарной перевозки и хранения основных видов сырья. Для таких видов сырья, как мука, патока, молоко, жиры, эти вопросы решены на большинстве фабрик. Осуществляется бестарная перевозка и хранение сахара, фруктово-ягодного сырья. На крупных, специализированных фабриках бестарно хранятся какао-бобы. Повысить уровень механизации ПРТС-работ с готовой продукцией позволит широкое внедрение пакетных и контейнерных перевозок. Однако в целом по отрасли еще остается высокий процент рабочих, занятых в работах по перемещению грузов, укладчиков, подносчиков тары, продукции.

Механизация ПРТС-работ должна проектироваться с учетом общих требований безопасности погрузочно-разгрузочных работ и с соблюдением требований санитарных норм проектирования промышленных предприятий.

Способ транспортировки и хранения сырья (тарный или бестарный) зависит от возможности поставки необходимых объемов и свойств сырья.

Перемещение и складирование сырья (при тарном хранении), тароупаковочных материалов и готовой продукции должны производиться электрифицированным напольным транспортом (аккумуляторные вилочные электропогрузчики, электротягачи, электроштабелеры) в виде укрупненных единиц (контейнеры, пакеты). Для вертикального перемещения грузов используются грузовые лифты разной грузоподъемности и другие специальные подъемники.

Перемещение сыпучих и мелкокусковых грузов может производиться механическим, аэрозольным и пневматическим транспортом в зависимости от технической и экономической целесообразности. Для внутрипроизводственного транспортирования сыпучих видов сырья целесообразно предусматривать прогрессивный механический способ с использованием транспортирующих устройств с гибким рабочим органом (марки Ш2-ХМЖ, разработчик НИИХП, Россия).

Для расчета нестандартизированных емкостей для бестарного или расходных емкостей для промежуточного хранения сырья вначале определяют их геометрический объем, а затем, с учетом объемной массы сырья (приложение 10), вместимость. Имея нормативные запасы сырья и вместимость бункеров, определяют необходимое их количество.

По рассчитанным количествам перерабатываемого в смену сырья и полуфабрикатов подбирают и вычисляют необходимое количество технологического оборудования для подготовки сырья к производству (просеивание сахара, муки, десульфитация, протирка пюре и т.д.), а также для получения полуфабрикатов (сиропов, конфетных, карамельных масс, начинок и др.).

Поточно-механизированные линии производства заданных групп кондитерских изделий выбраны в технологическом расчете, однако в них, как правило, не входит оборудование для завершающих стадий - заверточные, упаковочные автоматы, оклеечные машины, принимаемые согласно приложению 9.

Для расчета необходимого количества заверточных автоматов на линию нужно, прежде всего, определить их производительность (G, кг/час) по техническим характеристикам или по формуле:

, (12)

где n₁ - число рабочих циклов машины, шт/мин;

k₁ - коэффициент, учитывающий возвратные отходы при завертке (0,97-0,99);

k₂ - коэффициент использования производительности машины (0,9-0,95);

n - количество изделий в 1 кг, шт.

Если принять нормируемые остановки и перерывы в работе автоматов в течение 8-часовой смены равными 0,2 час, то сменная производительность одного заверточного автомата (G, кг/смену) будет:

. (13)

Количество заверточных автоматов (N, шт) для установки в линии соответственно составит:

, (14)

где G_см.лин. - производительность линии, кг/смену.

Результаты подбора и расчета технологического оборудования представляют в виде таблицы 18.

При заполнении таблицы для технологической стадии «хранение сырья» (сахара, патоки, фруктового пюре и т.д.) в графе 2 указываются нормативные запасы (например, для сахара - 15-суточный запас, т), а для последующих операций - количество перерабатываемого продукта в смену (кг).

Таблица 18

Перечень технологического оборудования по цеху (фабрике)

Технологическая стадия	Количество перерабатываемого продукта	Оборудование
Наименование, марка	Производственная мощность, кг/смену	Количество единиц, шт.	Габаритные размеры, мм
длина	ширина	Высота

Функциональная схема, проведенный подбор и расчет оборудования являются основанием для разработки машинно-аппаратурной, или собственно технологической, схемы.

На этой схеме изображается оборудование в последовательности осуществляемых на нем технологических операций с указанием вида и направления движения продуктов (сырья, полуфабрикатов), а также вспомогательных материалов, с учетом принятых способов транспортирования.

Изображение оборудования ведется с соблюдением соразмерности (пропорциональности). При выполнении чертежей технологических схем желательно придерживаться масштаба 1:50. При изображении оборудования придерживаются либо принятых обозначений, либо при отсутствии таковых - изображений в виде контуров с выделением функциональных элементов (емкости, воронки и т.д.).

Технологическая схема должна включать все операции, начиная с подачи и подготовки сырья и кончая отправкой готовых изделий на склад.

Технологические схемы рационально представлять по основным участкам производства: хранение и подготовка сырья (по видам); приготовление основных полуфабрикатов (если их приготовление не ведется в рамках поточно-механизиро-ванной линии); изготовление продукции на поточно-механизированной линии, включая завершающие стадии (завертка, фасовка, упаковка и др.). То есть если в проекте разрабатывается две и более технологических схемы (например, производство карамели с жидкими и переслоенными начинками), то общие стадии производства (хранение сахара, подготовка его, получение карамельного сиропа) изображаются на схеме один раз.

Глава 3. Компоновка кондитерского предприятия

Компоновка производственного корпуса предусматривает организацию всех производственных, подсобных и складских помещений в одном здании соблюдая принцип блокировки. Для ее выполнения необходимо иметь следующие материалы:

1. Генеральный план (хотя бы в предварительном варианте), на котором отмечено место для производственного корпуса с ориентацией его относительно магистральной улицы и нанесена роза ветров.

2. Технологические схемы по каждому виду изделий.

3. Расчет количества основного технологического оборудования по каждому производственному цеху.

4. Площади складских, вспомогательных, производственно-подсобных и других помещений, размещаемых в производственном корпусе.

Подготовительная работа к компоновке производственного корпуса заканчивается составлением списка подлежащих размещению в нем цехов (с указанием всех отделений), производственно-подсобных помещений и т.д. и их площадей.

Примерный перечень помещений кондитерских фабрик.

Производственные площади:

1. Отделение просеивательное (отдельное помещение).

2. Отделение мешковыбивальное (отдельное помещение).

3. Отделение мойки бочек (отдельное помещение).

4. Отделение протирочное (отдельное помещение).

5. Отделение обработки орехов (отдельное помещение).

6. Отделение подготовки яиц (отдельное помещение).

7. Отделение рецептурно-подготовительное (отдельное помещение).

8. Отделение переработки крошки (отдельное помещение).

9. Отделение дробильно-обжарочное (отдельное помещение).

10. Отделение варочное.

11. Отделение приготовления начинок (отдельное помещение).

12. Отделение тестомесильное.

13. Отделение выработки шоколадных масс.

14. Отделение формовочное для карамели, конфет, шоколада, пастило-мармеладных, мучных, кондитерских изделий.

15. Отделение заверточно-упаковочное.

16. Отделение выстойки полуфабрикатов (отдельное помещение).

17. Отделение сушки крахмала (отдельное помещение).

Помещения подсобно-производственные (в отдельных помещениях):

1. Водомерный узел.

2. Компрессорная.

3. Венткамеры.

4. Тепловой пункт.

5. Помещение установки кондиционеров.

6. Трансформаторная подстанция.

7. Помещение для мойки инвентаря.

8. Помещение дежурных слесарей.

9. Лаборатория.

10. Машинное отделение подъемников.

11. Загрузочные площадки у подъемников.

12. Щитовая.

13. Котельная.

14. Центральная распределительная подстанция.

15. Градирня.

16. Машинное отделение холодильной станции.

17. Отделение зарядное, агрегатное, электролитное.

18. Ремонтное отделение электропогрузчиков.

19. Ремонтно-механическая мастерская.

20. Картонажный цех.

21. Кладовая производств инвентаря.

Помещения вспомогательной площади:

1. Бытовые помещения.

2. Помещение общественного питания.

3. Здравпункт.

4. Помещение культурного обслуживания.

5. Помещения управления, конструкторских бюро, для учебных занятий, кабинет по ТБ, и общественных организаций.

6. Помещение охраны предприятия.

Помещения складской площади:

1. Отделение приема и хранения жира, молока, патоки, тары, бумаги.

2. Склад сырья.

3. Склад фруктово-ягодного сырья.

4. Склад бестарного хранения муки, сахара.

5. Сливная паточная станция.

6. Склад готовой продукции.

7. Экспедиция.

8. Склад горюче-смазочных материалов.

9. Материальный склад.

10. Склад упаковочных материалов.

11. Холодная камера.

12. Цеховые кладовые.

В зависимости от объемно-планировочных решений возможно объединение следующих помещений (производств) и размещение их на общих площадях:

- карамельное, дражейное и ирисное производства (отделение варки карамельной и ирисной масс, формовочное, охлаждение, завертка, фасовка);

- конфетное производство с варочным, формовочным, глазировочным и заверточно-упаковочным отделениями;

- отделение выработки шоколадных масс, конфетных масс.

При производственном корпусе должны быть обязательно предусмотрены подсобные помещения согласно таблице 19.

Таблица 19

Состав и площадь подсобных помещений

Помещения

Карамельный цех, м^2

Конфетный цех, м^2

Шоколадный цех, м^2

Цех мучных изделий, м^2

Пастило-мармеладный цех, м^2

Хал- вичный цех, м^2

Мощность, т/смену

до 6

от 6 и выше

до 6

от 6 и выше

от 5 до 8

свыше 8

до 5

от 5 и выше

до 2

от 2 и выше

Кладовая для ценного сырья

Кладовые для хранения этикеток, бумаги и картонажных изделий (высечки)

Помещение для переработки производственного брака

-

-

-

-

-

Помещение для мойки инвентаря

Помещение для мойки оборотной тары (лотков, бочек, фляг)

Помещение для хранения и мойки уборочного инвентаря

Окончание табл. 19

Помещения

Карамельный цех, м^2

Конфетный цех, м^2

Шоколадный цех, м^2

Цех мучных изделий, м^2

Пастило-мармеладный цех, м^2

Халвичный цех, м^2

Мощность, т/смену

до 6

от 6 и выше

до 6

от 6 и выше

от 5 до 8

свыше 8

до 5

от 5 и выше

до 2

от 2 и выше

Помещение механика цеха

-

-

-

-

-

-

Цеховая лаборатория

Кабинет начальника цеха

Помещение дежурных слесарей

4 м^2 на 1 человека, работающего в максимальной смене, не менее 18 м^2

Компоновку вначале выполняют на миллиметровой бумаге в масштабе 1:100.

Основой чертежа является сетка колонн, образуемая продольными и поперечными осями. Расстояние между осями колонн 6 м. Здание лучше выбирать прямоугольной, Г- или П-образной формы. Производственный корпус кондитерской фабрики проектируется в многоэтажном здании шириной 18-24 м (с учетом нормального естественного освещения). Количество этажей зависит от количества цехов (производственного профиля) и мощности фабрики, длину этажа принимают исходя из возможности установки наиболее длинной производственной линии и кратности 6 м.

Возможно проектирование и строительство кондитерской фабрики в одноэтажном здании из легких металлоконструкций.

Дата добавления: 2017-02-01