Курсовая работа: Расчет двухкорпусной вакуум-выпарной установки с термокомпрессором для изготовления сгущенного молока с разработкой выпарного аппарата
Выполнил:
студент группы
Проверил:
доцент
Брянск – 2008
Содержание
Введение
1. Основы теории выпаривания
2. Особенности процессов многократного выпаривания
3. Технологическая схема производства сгущенного молока
4. Расчет двухкорпусной вакуум-выпарной установки
Список используемой литературы
Введение
Производство молочных консервов в России непрерывно растет. Стойкие и транспортабельные, они дают возможность потреблять молоко в тех регионах, в которых отсутствует молочное скотоводство. Для туристов и экипажей кораблей эти продукты просто незаменимы. Все более широкое применение они находят в домашнем применении. В дальнейшем потребление молочных консервов будет увеличиваться, так как расширяется их ассортимент.
За 2007 г. производство молочных консервов в целом по России выросло на 7,1% по сравнению с предыдущим 2006 г. и составило 581,0 туб [1]. Можно выделить округа, где произошло увеличение выработки молочных консервов по отношению к прошлому году: Центральный – объем производства вырос на 12%; Южный – на 31%; Сибирский – на 2%. Однако на фоне общего роста производства молочных консервов существуют округа, где объем их выпуска за данный период снизился. К ним относятся: Северо-Западный, Приволжский, Уральский.
В табл. 1 представлено соотношение объемов производства молочных консервов за 2007 г. по отношению к предыдущему году в разрезе федеральных округов.
Таблица 1.1. Производство молочных консервов за 2006, 2007 гг.
| Федеральный округ | Производство молочных консервов, туб | Изменение, % | |
| 2007г | 2006г | ||
| Россия (всего) | 581,0 | 542,4 | 107,1 |
| Центральный | 343,9 | 307,0 | 112,0 |
| Северо-Западный | 23,1 | 28,7 | 80,5 |
| Южный | 42,6 | 35,3 | 131,0 |
| Приволжский | 19,9 | 23,3 | 85,5 |
| Уральский | 71,8 | 73,5 | 97,7 |
| Уральский | 76,1 | 74,6 | 102,0 |
Анализ данных устанавливает, что на долю Центрального, Сибирского и Уральского федеральных округов приходится 84,5% от общероссийского производства молочных консервов. Долгое время многие специалисты считали данный рынок недостаточно перспективным, т.к. по оценкам некоторых экспертов, значительная доля (до 40%) приходилась на заказ со стороны силовых структур государства. На сегодняшний день к одним из основных потребителей сгущенного молока относят различных производителей других пищевых продуктов. Его используют в кондитерской промышленности для производства ириса, молочных (типа «Коровки»), сбивных, помадных и ликёрных конфет, ассорти, начинок для конфет; в производстве мороженого; в хлебопекарной промышленности – для производства тортов, пирожных, рулетов, кремов. Что же касается непосредственно населения, то по данным исследования, проверенного компанией «Эрконпродукт», сгущённое молоко как особый вид сладкого продукта потребляют около 45% россиян с периодичностью от одного до нескольких раз в месяц в зависимости от исследуемой местности.
Средняя российская цена на сгущённое молоко за банку массой 400 г в 2006г. колебалась в пределах 12 – 17 руб. (по данным системы ММЦ).
По оценкам различных экспертов 50 – 70% рынка сгущённого молока заняты консервами, изготовленными не по ГОСТу, а в соответствии с ТУ – с добавлением в продукт растительных жиров. Основных причин в производстве сгущённого молока с растительными жирами две: Первая – недостаток молочного сырья. Другая существенная причина – использование растительных ингредиентов ведёт к снижению себестоимости, что составляет по оценкам экспертов, не менее 35 – 40% [3].Резкое ухудшение экологической обстановки во всём мире, связанное с техническим прогрессом, а также недостаток или избыток отдельных компонентов пищи привели к появлению новых и резкому увеличению числа известных болезней, связанных с неправильным питанием.
Для сохранения здоровья человека продукты питания должны обеспечивать улучшение обмена веществ, повышение сопротивляемости организма к неблагоприятным воздействиям внешней среды. В связи с этим актуальной является разработка специализированных продуктов сбалансированного состава, обладающих лечебно-профилактическим действием с учётом физиологических потребностей различных возрастных групп населения. Создание продуктов «здорового» питания, имеющих сбалансированный состав, может быть реализовано за счёт их многокомпонентности, в частности путём комбинирования сырья животного растительного происхождения . Использование сухого молочного сырья и растительных жиров при производстве сгущённого молока с сахаром также решает такие проблемы, как дефицит молочного сырья и снижение себестоимости продукта Сухое молоко, жиры и специальные смеси, используемые в качестве ингредиентов при производстве рекомбинированных молочных консервов, должны быть хорошего качества и обладать необходимыми функциональными характеристиками, обеспечивающими готовый продукт определёнными свойствами.
Сгущенные молочные консервы вырабатывают по традиционной технологии в соответствии с ГОСТом 2903-78 и по различным ТУ.
Традиционная технология сгущенного молока с сахаром. Сгущенные молочные консервы вырабатывают двух видов: с сахаром и без него (стерилизованные). Сгущенные молочные консервы с сахаром имеют однородную по всей массе консистенцию без ощутимых органолептически кристаллов лактозы, белый с кремовым оттенком цвет (для нежирных консервов допускается голубоватый оттенок, а для консервов с наполнителем - темно-коричневый). Эти консервы обладают сладким вкусом с выраженным оттенком пастеризованного молока или сливок, а консервы с наполнителями - хорошо выраженными вкусом и запахом натурального кофе или какао. В настоящее время изготовляют большой ассортимент сгущенных консервов с сахаром, нежирных и с массовой долей влаги от 26 до 30 %, сухих веществ от 26 до 36, жира от 5 до 19 и сахарозы от 37 до 44 %, кислотностью от 37 до 60 Т. В готовых консервах общее количество бактерий в 1 г допускается не более 50 000 (для молока сгущенного с сахаром, нежирного и пахты) и 35 000 (для сгущенных консервов с сахаром, кофе и какао), бактерии группы кишечной палочки в 0,1 г продукта и патогенные микроорганизмы не допускаются. Предприятия отрасли выпускают следующие виды консервов: цельное сгущенное молоко с сахаром, сгущенные сливки с сахаром; нежирное сгущенное молоко с сахаром; сгущенную пахту с сахаром; натуральный кофе со сгущенным молоком и сахаром, какао со сгущенным молоком и сахаром, какао со сгущенными сливками и сахаром и другие с различными оригинальными названиями. Сгущенные молочные консервы с сахаром вырабатывают по одной технологической схеме. Режимные параметры зависят от конкретного вида консервов. Технологический процесс производства сгущенных консервов с сахаром состоит из следующих основных операций: приемка и подготовка сырья и компонентов, нормализация, пастеризация, гомогенизация, приготовление и добавление сахарного сиропа, сгущение, охлаждение сгущенного продукта, фасование, упаковывание (закатывание) и хранение.
1. Основы теории выпаривания
Выпариванием называется концентрирование растворов практически нелетучих или малолетучих веществ в жидких летучих растворителях.
Выпариванию подвергают растворы твердых веществ (водные растворы щелочей, солей и др.), а также высококипящие жидкости, обладающие при температуре выпаривания весьма малым давлением пара, - некоторые минеральные и органические кислоты, многоатомные спирты и др. Выпаривание иногда применяют также для выделения растворителя в чистом виде: при опреснении морской воды выпариванием образующийся из нее водяной пар конденсируют и воду используют для питьевых или технических целей.
При выпаривании обычно осуществляется частичное удаление растворителя из всего объема раствора при его температуре кипения. Поэтому выпаривание принципиально отличается от испарения, которое, как известно, происходит с поверхности раствора при любых температурах ниже температуры кипения. В ряде случаев выпаренный раствор подвергают последующей кристаллизации в выпарных аппаратах, специально приспособленных для этих целей. Получение высококонцентрированных растворов, практически сухих и кристаллических продуктов облегчает и удешевляет их перевозку и хранение. Тепло для выпаривания можно подводить любыми теплоносителями, применяемыми при нагревании. Однако в подавляющем большинстве случаев в качестве греющего агента при выпаривании используют водяной пар, который называют греющим или первичным.
Первичным служит либо пар, получаемый из парогенератора, либо отработанный пар, или пар промежуточного отбора паровых турбин. Пар, образующийся при выпаривании кипящего раствора, называется вторичным.
Тёпло необходимое для выпаривания раствора, обычно подводится через стенку, отделяющую теплоноситель от раствора. В некоторых производствах концентрирование растворов осуществляют при непосредственном соприкосновении выпариваемого раствора с топочными газами или другими газообразными теплоносителями.
Процессы выпаривания проводят под вакуумом, при повышенном и атмосферном давлениях.
Выбор давления, связан со свойствами выпариваемого раствора и возможностью использования тепла вторичного пара.
Выпаривание под вакуумом имеет определённые преимущества перед выпариванием при атмосферном давлении, несмотря на то, что теплота испарения раствора несколько возрастает с понижением: давления и соответственно увеличивается расход пара на выпаривание 1 кг растворителя (воды).
При выпаривании под вакуумом становится возможным проводить процесс при более низких температурах, что важно в случае концентрирования растворов веществ, склонных к разложению при повышенных температурах. Кроме того, при разрежении увеличивается полезная разность температур между греющим агентом и раствором, что позволяет уменьшить поверхность нагрева аппарата (при прочих равных условиях). В случае одинаковой полезной разности температур при выпаривании под вакуумом можно использовать греющий агент более низких pa6очих параметров (температура и давление). Вследствие этого выпаривание под вакуумом широко применяют для концентрирования высококипящих растворов, например растворов щелочей, а также для концентрирования растворов с использованием теплоносителя (пара) невысоких параметров.
Примёнение вакуума дает возможность использовать в качестве греющего агента, кроме первичного пара, вторичный пар самой выпарной установки, что снижает расход первичного греющего пара. Вместе с тем при применении вакуума удорожается выпарная установка, поскольку требуются дополнительные затраты на устройства для создания вакуума (конденсаторы, ловушки, вакуум- насосы), а также увеличиваются эксплуатационные расходы.
При выпаривании под давлением выше атмосферного также можно использовать вторичный пар, как для выпаривания, так и для других нужд, не связанных с процессом выпаривания.
Вторичный пар, отбираемый на сторону, называют экстрапаром. Отбор экстрапара при выпаривании под избыточным давлением позволяет лучше использовать тепло, чем при выпаривании под вакуумом. Однако выпаривание под избыточным давлением сопряжено с повышением температуры кипения раствора. Поэтому данный способ применяется лишь для выпаривания термически стойких веществ. Кроме того, для выпаривания под давлением необходимы греющие агенты с более высокой температурой.
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--