Лекция 9-13

Лекция 9-13
3. Физико-химические и химические основы технологии.
Физико-химические методы извлечения сахарозы из свекловичного
сырья,
плодово-ягодных соков, крахмала, растительного масла. Хим. способы получения
пищевых продуктов. Получение спиртов и пищевых кислот химическим путем.
Гидрогенизация и переэтерификация жиров. Ф-х основы производства кондитерских
изделий.
4. Теплофизические основы технологии
Пищевые продукты как объекты термической обработки. Тепловые и
массообменные процессы в технологии пищевых продуктов – гидротермическая
обработка сушка, выпечка… др. Теплофизические характеристики пищевых продуктов и
изменение их в процессе обработки.
III – часть курса – Технология отдельных пищевых производств.
Технологические процессы пищевых производств очень разнообразны.
Целесообразно поэтому подразделять их на группы по общности основных методов
обработки сырья и полуфабрикатов. Она условна. Можно выделить 4 группы:
1. бродильные производства
2. ф-х пр-ва
3. механико-теплофизические пр-ва
4. химические пр-ва
Бродильные пр-ва. К этой группе относятся пр-ва, в которых ведущим процессом
является брожение: приготовление хлеба и хлебопекарных дрожжей, пр-во пива,
виноградного вина, спирта и т.д. Отличительной особенностью этой группы предприятий
является использование в технологии – микроорганизмов, вызывающих сбраживание
углеводов.
Ф-х пр-ва. К этой группе относится производство сахара, крахмала, растительного
масла. Общим для них является физические способы извлечения из сырья полезных
веществ и химические методы их дальнейшей обработки.
Механико-теплофизические пр-ва. Это наиболее обширная группа пищевых
предприятий, включающая мукомольно-крупяное, макаронное, кондитерское, консервное
и т.д. пр-ва. В основе технологии этой группы производств лежат механические
процессы: смешивание, разделение, сепарирование, дробление, измельчение и обработка
под давлением и различные теплофизические процессы(кондиционирование, выпечка,
сушка, обжарка, стерилизация и тд.)
Химические пр-ва. Здесь ведущим звеном являются химические реакции. К этой
группе относится ряд очень важных производств: получение жировых продуктов методом
гидрогенизации и переэтерификации, получение этилового спирта путем гидратации
природного газа этилена и т.д.
По организационно-административному признаку все предприятия пищевой
промышленности подразделяются на 3 группы:
- мясную и молочную;
- рыбную;
- п. промышленность, перерабатывающую в основном растительное сырье;
Процессы переработки или обработки сырья, полуфабрикатов и изделий в
предметы
потребления
и
средства
производства,
характеризующихся
качественными изменениями исходного сырья называются технологическими.
Технологический процесс – это часть производственного процесса, который включает:
1. Подготовку орудий труда
2. получение и хранение исходного сырья и готовой продукции
3. обработка и переработка исходного сырья
4. транспортирование исходного сырья и готовой продукции
5. Технофизичекий и ф-х анализ за процессом
6. Упаковка и реализация готовой продукции
Каждый технологический процесс осуществляется при определенном сочетании
основных параметров, которые влияют на скорость, выход и качество готовой продукции.
Определенное, обычно заданное сочетание параметров технологического процесса
называют технологическим режимом. Подробное описание правил, определяющих
технологический режим называют технологическим регламентом.
Производство любого продукта представляет собой последовательное течение
технологических процессов и операций в соотв. аппаратах и машинах.
Наглядное графическое представление о последовательности этих процессов
называют технологической схемой. Различают:
1. принципиальную технологическую схему
2. аппаратурно-технологическую схему
На принципиальной схеме приводят название основных операций, а их
направление и последовательность изображается векторами с указанием полученных
продуктов и выходов. Такая схема не дает представления, в каких аппаратах протекают
процессы, какие транспортные средства используются.
Аппаратурно-техническая
схема
характеризуется
изображением
в
последовательном порядке аппаратов, в которых протекают процессы и других
взаимосвязанных с ними видах заводского оборудования. Каждая машина должна
соблюдать свой контур(форму) и пропорциональность между единицами оборудования.
Одним из основных путей улучшения 1) организации производства и 2) полного
использования его внутренних резервов является развитие 1) специализации
2)кооперирования и 3) комбинирования в пищевой промышленности.
Специализация – это процесс сосредоточения производства однородной
продукции, выполняемых функций, технологических процессов на отдельном
предприятии, в цехе, в отрасли. В связи с этим необходимо различать следующие этапы
специализации производства:
- отраслевая специализация
- специализация предприятий
- внутризаводская специализация.
Для пищевых отраслей характерны 2 формы:
- предметная (продуктовая)
- технологическая (стадийная).
Примером стадийной или продуктовой специализации могут служить: сахаропесочный
завод, вырабатывающий сахар-песок; рафинадный завод, завод плавленых сыров. В
данном случае каждое из указанных предприятий вырабатывает один или несколько
однородных видов готовых продуктов и может специализироваться на ограниченном
числе отдельных видов изделий или однородных групп изделий.
Примером технологической или стадийной специализации служит процесс
производства мяса и продуктов его переработки. Завод первичной переработки,
специализированный на убое скота, осуществляет лишь первую фазу или стадию
производства: забивает скот и выпускает мясо в тушах. Консервный завод, колбасный или
завод полуфабрикатов, получив от завода первичной обработки мясо в тушах,
перерабатывает его в колбасные изделия, консервы или полуфабрикаты, т.е. осуществляет
вторую фазу производства. Маргариновое производство, которое проходит 3 стадии –
производство растительного масла и получение маргарина из саломаса на маргариновом
заводе.
Специализация производства, как правило, повышает его экономическую
эффективность. На специализированных предприятиях расширяются возможности
внедрения: 1) механизации и автоматизации за счет повышения однородности
выполняемых операций. Наличие специализированного оборудования позволяет
сократить время простоев его при обслуживании, лучше организовать производственный
и технологический процесс, исключить время простоев при переходе с одного вида
продукции на другой. Специализированные производства имеют, как правило, более
квалифицированные кадры. Таким образом, специализация производства обеспечивает:
1) лучшее использование основных фондов
2) повышает производительность труда
3) снижает себестоимость продукции.
В тоже время чрезмерно узкая специализация может привести к сокращению размера
предприятия или к увеличению транспортных расходов.
Процессы технологической специализации и комбинирования тесно связаны между
собой. Комбинирование не исключает, а предполагает специализацию, поэтому нельзя
противопоставлять специализацию комбинированию и наоборот. Специализация
производства является предпосылкой процессов комбинирования. В тоже время на основе
комбинирования возникают новые специализированные предприятия, т.к. процесс
разделения труда непрерывно углубляется. Комбинирования способствуют внедрению
новой техники, усиливая концентрацию производства.
Три основные формы комбинирования характерны и для пищевых отраслей:
1. Комбинирование на основе сочетания последовательных стадий обработки
продукта. Пример – маслобойно-жировое производство, в котором объединены
производство растительного масла и маргарина.
2. Комбинирование на основе комплексного использования сырья
3. Комбинирование на основе использования отходов.
Две последние формы комбинирования широко распространены в мясной, молочной,
зерноперерабатывающей промышленности.
Задачами, стоящими перед пищевой технологии с целью защиты окружающей
среды является:
- создание технологических процессов и оборудования, обеспечивающих охрану
окружающей среды
- рациональное использование водных ресурсов, уменьшение расхода свежей воды,
экономию техн. воды, снижение объемов и загрязненности сточных вод
- извлечение и концентрирование из них продуктов очистки с помощью
мембранных, биотехнологических и др. методов
- разработка ресурсосберегающих технологий, обеспечивающих снижение расхода сырья,
увеличение выхода продукции из единицы сырья.
Осуществлению техн процессов способствует достижения научных методов организации
производства например, так называемому бутылочному методу получения шампанского
материал созревал до кондиции шампанского 3х лет в самой бутылке. Современные
ученые ввели в производство непрерывно-поточный метод шампанизации. Ими решена
очень сложная технологическая задача. На протяжении всего потока виноматериала без
доступа кислорода поддерживаются оптимальные параметры режима жизни каждой
дрожжевой клетки, чтобы непрерывно, в каждую единицу времени, от начала процесса до
стадии готовности шампанского в бродящей массе клетка вырабатывала необходимые и в
определенном соотношении компоненты, формулирующие вкус и аромат шампанского.
По старому способу Московский завод шампанского получал 250т. бутылок
шампанского в год силами коллектива в 450 человек. В результате внедрения новой
технологии на тех же производственных площадях 174 человека вырабатывают теперь 4.5
миллиона бутылок в год. Срок созревания шампанского сократился в десятки раз.
Исходя из тенденции специализации, кооперирования, комбинирования и
типизации производства пищевой промышленности вытекает необходимость в выпуске
специалистов широкого профиля. Делу подготовки таких специалистов служит курс
общей технологии.
Основные направления в развитии пищевой техники
1. Интенсификация работы оборудования
Производительность – количество переработанного сырья или количество
выпущенного готового продукта в единицу времени. При рациональных технологических
условиях: П=y/‫ ;ح‬П= V/‫ح‬
Производительность в оптимальных условиях называется мощностью.
Интенсивность работы аппарата U называется – производительность, отнесенная к
какой-либо величине, характеризующей размеры аппарата (к площади, объему):
U=П/V=y/‫ح‬V; U=П/S=y/‫ح‬S
Интенсивность определяется в конечном счете скоростью процесса и достигается
двумя путями увеличения скорости:
- улучшением конструкции**
- совершенствованием технологических процессов ( Первый – конструктивный путь состоит в
основном в улучшении перемешивания реагентов (ликвидации застойных зон), в увеличении поверхности
соприкосновения взаимодействующих реагентов.)
2. Механизация трудоемких процессов
Механизация трудоемких процессов – это замена человеческого физического труда
работой машины, что приводит к интенсификации работ аппаратуры или к сокращению
обслуживающего персонала, и в конечном счете – к увеличению производительности
труда. В механике нуждаются загрузка сырья, выгрузка продукции и их транспортировка.
3. Автоматизация
4. Замена периодических процессов на непрерывные, а следовательно использование
оборудования непрерывного действия.
Автоматизация осуществляется путем применения трех основных приборов: измеритель
(датчик), регулятор, исполнительный механизм.
Автоматизация повышает производительность труда за счет более строгого, чем
при ручном управлении, соблюдении оптимальных условий.
Периодическим называют процесс, в котором порция сырья загружается в аппарат,
проходит ряд стадий обработки и затем выгружаются все образовавшиеся вещества.
При периодическом процессе механизация загрузки и выгрузки затруднена. За
время рабочего цикла резко меняются параметры, во время загрузи и выгрузки аппарат
простаивает.
Непрерывными называются процессы, в которых поступление сырья в аппарат и
выпуск продукции происходят непрерывно(или систематическими порциями) в течение
длительного времени.
При непрерывном процессе вспомогательные операции протекают одновременно с
основным технологическим процессом, поэтому нет простоев и выше интенсивность
работы.
Нет резких изменений параметров, поэтому такой процесс легче автоматизировать,
вследствие чего повышается качество продукции. Непрерывные процессы также легче
механизировать.
В движении к более совершенному машиностроительные заводы руководствуются
следующими правилами:
- создавать высокопроизводительные машины в цельнометаллическом исполнении
- стремиться к универсализации оборудования
- вводить в группы конструирования дизайнеров
Создание минилиний по производству пищевых продуктов(малогабаритного
оборудования).
Требования, предъявляемые к конструктивным материалам при
изготовлении оборудования
При выборе материала руководствуются сведениями, которые характеризуют:
1. Прочность материала в условиях высоких напряжений и температур
2. Пластичность материалов, определяющую возможность работы его при
знакопеременных и ударных нагрузках;
3. Склонность материала к старению для определения долговечности
оборудования в процессе эксплуатации;
4. Стабильность структуры материала при воздействии термических и
механических нагрузок;
5. Стойкость материала к действию тепловых ударов и резких смен температур в
процессе нагрева или охлаждения реакционной массы;
6. Однородность материала, определяющую отсутствие внутренних дефектов
(расслоение, раковины, трещины, включение инородных тел и т.д.)
7. Степень чистоты поверхности.
Понятие о себестоимости продукции и пути ее снижения
Себестоимость – это показатель, характеризующий качественную сторону всей
производительной и хозяйственной деятельности предприятия. Различают две формы
себестоимости:
- производственная(затраты на производство)
- полная (или коммерческая) – затраты на производство и сбыт продукции
Себестоимость включает:
1. Сырье и основные материалы
2. Вспомогательные материалы
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Топливо
Энергия
Зарплата основная и дополнительная
Отчисления на социальное страхование
Амортизация основных фондов
Прочие расходы
Техно -экономическая эффективность производства:
1.
2.
3.
4.
5.
Интенсивность процесса
Выход и качество продукции
Расход сырья и энергии на производство единицы готовой продукции
Кап затраты на оборудование
Себестоимость