Проект цеха по производству плодово-овощных соков производительностью 10 т/сутки

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВВАНИЯ

«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет пищевых производств Кафедра пищевой биотехнологии

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Проект цеха по производству плодово-овощных соков производительностью 10 т/сутки Пояснительная записка ГОУ ОГУ 260 505.1 2 09.09 ПЗ

Зав. кафедрой Попов В.П.

Руководитель Чеботарева А.В.

Дипломник Чупракова Т.А.

Оренбург 2009

Аннотация

Пояснительная записка содержит 100 страниц, 1 рисунок, 57 таблиц, 24 источника, 2 приложения. Графическая часть выполнена на 9 листах формата А1.

В данной работе изложены основные технологические процессы производства яблочного, яблочно-морковного и яблочно-морковно-свекольного соков, подробно описаны принципиальная и машинно-аппаратурная схемы, а также план производственного корпуса, разрезы помещений, генеральный план объекта, технико-экономические показатели проектируемого цеха, показатели качества производимой продукции и сырья.

1. Технико-экономическое обоснование

2. Технологическая часть

2.1 Требования, предъявляемые продукту нормативными документами

2.2 Характеристика и виды сырья

2.2.1 Яблоки

2.2.2 Морковь

2.2.3 Свекла

2.3 Принципиальная схема производства

2.3.1 Подготовка сырья

2.3.2 Смешивание

2.3.3 Сепарирование

2.3.4 Гомогенизация

2.3.5 Деаэрация

2.3.6 Фасование и укупоривание

2.3.7 Стерилизация, этикетирование, хранение

2.4 Продуктовый расчет

2.4.1 План производства готовой продукции

2.4.2 Расчет нормы расходов сырья и материалов

2.4.3 Расчет технологических отходов сырья в производстве

2.4.4 Расчет купажной смеси и плановая потребность в сырье и материалах

2.5 Подбор и расчет технологического оборудования

2.5.1 Подбор технологического оборудования

2.5.2 Расчет технологического оборудования

2.6 Описание машинно-аппаратурной схемы

2.6.1 Подготовка яблок

2.6.2 Подготовка моркови и свеклы

2.6.3 Смешивание

2.6.4 Сепарирование и гомогенизация

2.6.5 Деаэрация .

2.6.6 Фасование, укупорка, стерилизация, этикетирование

2.6.7 Хранение

3. Строительная часть

3.1 Генеральный план предприятия

3.2 Строительные конструкции

4. Энергетическая часть

5. Экология и ООС

5.1 Характеристика сточных вод

5.2 Характеристика источников шума и вибрации в цехе

5.3 Загрязнение атмосферного воздуха

5.4 Оценка производственных процессов цеха по степени безотходности

6. Безопасность труда

6.1 Анализ опасных и вредных факторов и обеспечение безопасности труда

6.2 Мероприятия по безопасности труда

6.3 Расчет искусственного освещения для цеха по производству плодоовощных соков

6.4 Возможные чрезвычайные ситуации

7. Экономическая часть

7.1 Расчет стоимости капитальных вложений

7.1.1 Расчет стоимости здания

7.1.2 Расчет капитальных затрат на оборудование

7.2 Расчет рабочих дней цеха в год

7.3 Расчет годового фонда оплаты труда

7.4 Составление сметы затрат на сырье и материалы

7.5 Расчет расхода энергии и воды, и стоимость затрат

7.6 Расчет расходов на содержание и эксплуатацию оборудования

7.7 Расчет затрат на цеховые расходы

7.8 Расчет элементов, входящих в себестоимость продукции

7.9 Выбор метода ценообразования

7.10 Технико-экономическое обоснование

Заключение

Список использованных источников

На протяжении практически всего периода существования человеческой цивилизации пища, преимущественно, рассматривалась как средство, предназначенная для удовлетворения чувства голода, аппетита и вкусовых потребностей.

В последние десятилетия ввиду роста числа хронических заболеваний и установления их причинной связи с несбалансированным питанием, к пищевым продуктам стали относиться и как к эффективному средству поддержания физического и психического здоровья и снижения риска возникновения многих заболеваний.

Концепция «Функциональное питание» как самостоятельное научно-прикладное направление в области здорового питания в современном терминологическом плане сложилась в начале 90-х годов. С современных позиций под термином «функциональные пищевые продукты» понимают такие продукты питания, которые предназначены для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения с целью снижения риска развития заболеваний, связанных с питанием, сохранения и улучшения здоровье за счет наличия в их составе физиологически функциональных пищевых ингредиентов.

В категорию ФПП следует включать:

— продукты питания, естественно содержащие требуемые количества функционального ингредиента или группы их;

— натуральные продукты, дополнительно обогащенные каким-либо функциональным ингредиентом или группой их;

— натуральные продукты, из которых удален компонент, препятствующий проявлению физиологической активности присутствующих в них функциональных ингредиентов;

— натуральные продукты, в которых исходные потенциальные функциональные ингредиенты модифицированы таким образом, что они начинают проявлять свою физиологическую активность или эта активность усиливается;

— натуральные пищевые продукты, в которых в результате тех или иных модификаций биоусвояемость входящих в них функциональных ингредиентов увеличивается;

— натуральные или искусственные продукты, которые в результате применения комбинации вышеуказанных технологических приемов, приобретают способность сохранять и улучшать физическое и психическое здоровье человека и/или снижать риск возникновения заболеваний.

Суммарное количество поступающих в организм биоусвояемых в пищеварительном тракте функциональных нутриентов не должно превышать суточные физиологические потребности в них здорового человека, поскольку это может сопровождаться возникновением нежелательных побочных эффектов.

Согласно «Научной концепции Функционального питания в Европе» (Scientific Concepts of Functional Food in Europe), разработанной в 1995;1998 гг., продукты питания лишь в том случае могут быть отнесены к функциональным, если имеется возможность продемонстрировать их позитивный эффект на ту или иную ключевую функцию (функции) человека (помимо традиционных питательных эффектов) и получить веские объективные доказательства, подтверждающие эти взаимоотношения.

Улучшение физического и психического здоровья, также как и предотвращение или уменьшение частоты возникновения заболеваний, являются главными критериями, позволяющими относить существующие или создаваемые вновь продукты питания в категорию ФПП.

Ключевые функции и некоторые состояния организма человека, позитивное воздействие на которые позволяет относить продукты к категории продуктов функционального питания:

— рост, развитие и дифференциация;

— защита против соединений, обладающих оксидантной активностью;

— сердечно-сосудистая система;

— сахарный диабет и ожирение (вес тела, состав и распределение жирового слоя; сохранение энергетического баланса);

— состояние костной ткани (плотность костной ткани, кинетика ионов кальция, фосфора, магния);

— физиология желудочно-кишечного тракта;

— состояние нормальной микрофлоры;

— состояние иммунной системы;

— поведенческие реакции и состояние психического здоровья (аппетит, чувство сытости, познавательные способности, настроение и жизнестойкость, способность справляться со стрессом).

Хотя в настоящее время продукты функционального питания составляют не более 5% всех известных пищевых продуктов, судя по прогнозам, в ближайшие 15 лет их доля достигнет 30% всего продуктового рынка. При этом они на 35−50% вытеснят многие традиционные лекарственные препараты из арсенала средств сохранения здоровья, профилактической и восстановительной медицины.

Если 15−20 лет назад ни одна из 250 самых крупных фармацевтических фирм мира не занималась БАДами и продуктами функционального питания, то в 1993 году 66% из них имели отделы подобного направления. Схожие тенденции наблюдаются и в крупнейших фирмах — производителях традиционных пищевых продуктов.

Участники Международного симпозиума «Functional Foods: Scientific and Global Perspectives», который проходил 17−19 октября 2001 г. в Париже, несмотря на определенные терминологические разногласия, единогласно поддержали мнение Dr. Jonh Milner, что ФПП обеспечивают «беспрецедентную возможность расширенного использования пищевых продуктов для улучшения здоровья, снижения риска заболеваний и повышения продуктивности».

Однако реальное развития концепции «Функциональное питание» возможно лишь при государственной поддержке этого направления, опережающего развития научных исследований в области нутрициологии и связанных с нею научных дисциплин, информации населения о преимуществах регулярного употребления индивидуально подобранных продуктов данного сектора пищевого рынка, интереса, доверия и понимания широкими массами покупателей значимости ФПП для сохранения их здоровья и уменьшения риска возникновения заболеваний, технологических возможностей пищевой промышленности по созданию продуктов с гарантированным содержанием биологически активных функциональных ингредиентов, лишенных побочных эффектов и сохраняющих все привлекательные для покупателя потребительские характеристики традиционных пищевых продуктов.

Объем производства сбалансированных по составу продуктов для детского и функционального питания не удовлетворяет спроса на них. В то же время выпуск многокомпонентных консервированных продуктов на промышленной основе позволяет применять современную щадящую технологию переработки сырья, обеспечивающую сохранение пищевой и биологической ценности продукта, использовать высококачественное сырье и материалы. Консервированные продукты дают возможность сглаживать сезонные колебания в потреблении плодов и овощей, обеспечивать население полноценным питанием в северных и отдаленных районах страны.

В последние годы в России осуществляется ряд мер по расширению объема производства продуктов функционального назначения. Их состав соответствует специфике метаболизма человека.

В стране успешно выполняется комплексная программа по созданию биологически полноценных высококачественных продуктов для здоровых и больных детей разных возрастных групп, с привлечением к новым разработкам сотрудников академических и отраслевых научно-исследовательских институтов.

В государственной научно-технической программе России «Перспективные процессы в отраслях АПК» имеется специальный раздел, посвященный созданию продуктов детского питания. Программа предусматривает организацию специализированной сырьевой базы для изготовления продуктов детского питания и создания системы экологического и технического мониторинга по выпуску экологически безопасной продукции: разработку специальных агроприемов и технологий переработки экологически чистого сырья.

Для координации и финансирования научных разработок по детскому питанию в 1996;2000 гг. выполнялась Федеральная научно-техническая программа «Создать теоретическую, методологическую, нормативно-документационную информационную базу, необходимую для становления и эффективного функционирования межотраслевой индустрии производства продуктов для детского питания». За этот период выполнен комплекс фундаментальных и междисциплинарных прикладных исследований, связанных с общетехнологическими и медицинскими аспектами проблем обеспечения детей продуктами адекватного питания.

1. Технико-экономическое обоснование

Плодовая и овощная промышленность — является немаловажной отраслью агропромышленного комплекса России, а овощи и овощепродукты — незаменимые источники витаминов, минеральных веществ и других жизненно важных нутриентов.

Производство продуктов питания для детей различных возрастных групп, а также продуктов функционального назначения представляет отдельную подотрасль, отличающуюся от производства обычных продуктов специфическими требованиями к сырью, технологии, оборудованию, санитарному режиму, экологическому и химико-технологическому контролю.

Последние годы в области гигиены и физиологии детского питания создаются многокомпонентные рецептуры продуктов, сбалансированные по химическому составу.

В мировой технологической практике большое внимание уделяется совершенствованию производства продуктов питания.

После сложного переходного периода к рыночным отношениям (1991;1999 гг.), начиная с 2000 г. объемы производства детского питания в России вновь стали возрастать. Правительство Московской области приняло Постановление «О создании индустрии детского питания и организации производства, переработки и реализации экологически чистой продукции детского и лечебного питания в Московской области».

Научно-исследовательские работы по функциональному питанию детей на период 2005 г. включены в целую комплексную научно-техническую программу, утвержденную Российской академией сельскохозяйственных наук и Минсельхозом РФ, в соответствии с «Концепцией государственной политики в области здорового питания населения России на период 2005 г.».

В Российской Федерации выпуск продуктов для детского питания организован на 28 перерабатывающих заводах и цехах. Однако потребность в специализированных продуктах для детей удовлетворяется на 25−40%. Качество импортной продукции не всегда соответствует требованиям, а объемы этих поставок не решает проблему в долгосрочной перспективе.

Учитывая сложившуюся ситуацию, в последнее годы в России уделяется большое внимание реконструкции и строительству новых высокомеханизированных заводов по производству консервов для детского питания. Такие заводы функционируют в с. Кулешовка Азовского района Ростовской области, в г. Тихорецке Краснодарского края, новые заводы по выпуску консервов на плодоовощной основе в Московской области (поселке Фаустово и Лыткарино).

Повышение объемов производства продуктов для детского и функционального питания осуществляется на основе внедрения новых технологических способов и техники, повышения качества продукции в соответствии с Федеральным законом РФ № 29 «О качестве и безопасности пищевых продуктов».

Конечной целью деятельности данного направления является создание в Российской Федерации высокоэффективной межотраслевой индустрии производства продуктов здорового питания для детей различных возрастных групп. безотходность смесь сепарирование яблоко В зимний и весенний периоды, когда не у всех есть возможность употреблять в пищу достаточное количество овощей и фруктов, альтернативой становятся соки. В Оренбургской области на данный момент нет предприятий по производству плодоовощных консервов. Главное достоинство соков, разрабатываемых в этом проекте, заключается в том, что они выпускаются без добавления сахара, так как подбирается такое сырье, которое содержит достаточное количество сахаров в своем составе, придающих необходимую сладость продукту. Данные соки несут функциональное назначение, могут использоваться в различных диетах, а также могут применяться в питании детей от 3 лет.

2. Технологическая часть

2.1 Требования, предъявляемые продукту нормативными документами

Увеличение объемов производства, расширение ассортимента, улучшение качества плодоовощной продукции в основном зависит от темпов научно-технического прогресса.

Питание обеспечивает основные жизненные функции организма. С пищей детский и взрослый организм получает все энергетически ценные компоненты, необходимые для протекания всех процессов внутри организма, а также для внешней работы и передвижения.

Для осуществления данных функций организму должны доставляться с пищей питательные вещества определенного качества и количества соответственно его потребностям в процессе роста.

Производство консервов для детского и функционального питания организованно на основании потребностей организма, с использованием сырья и материалов, соответствующих этим потребностям, и применением щадящей технологии переработки, при которой сохраняются биологически активные вещества сырья.

Одним из важнейших факторов, обеспечивших выпуск продукции высокого качества, соответствие ее требованиям действующих стандартов на продукцию детского и функционального питания. Качество готовой продукции характеризуется органолептическим и физико-химическим показателем в соответствии с ГОСТ 16 440–89. К органолептическим показателем относятся внешний вид, консистенцию, вкус, запах и цвет, которые могут быть определены при помощи органов чувств человека. Физико-химические показатели характеризуют состав. К показателям безопасности относится содержание токсичных элементов, пестицидов, нитратов, микотоксинов, радионуклидов, а также микробиологические показатели. Токсичные элементы включают: свинец, мышьяк, кадмий, ртуть, олово, хром.

Минздравом России утверждены «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» (СанПин 2.3.2.1078−01), в которых установленных допустимые уровни содержания перечисленных вредных веществ в консервах для детского питания. Их превышение не допускается.

Для соблюдения показателей безопасности консервов необходимо тщательно контролировать качество поступающего сырья и материалов. Каждая партия сырья должна сопровождаться сертификатом с указанием вида пестицидов, которыми его обрабатывали, и датой последней обработки.

2.2 Характеристика и виды сырья

При производстве консервов для детского питания применяют более 50 видов разнообразного сырья и материалов. Основное место занимает растительное сырье: плоды и овощи, богатые углеводами, органическими кислотами, витаминами, минеральными солями и другими ценными питательными и биологическими активными веществами. Одно из главных условий выработки высококачественных плодоовощных соков — это высокое качество сырья, как в отношении физико-химического состава и органолептических свойств, так и по показателям безопасности. Сырье, идущее на изготовление консервов для детского и функционального питания, следует выращивать в экологически чистых зонах, с тщательным контролем содержания ядохимикатов, радионуклидов и солей тяжелых металлов, для чего необходимо создание специальных сырьевых зон. Технология переработки растительного сырья, качество, пищевая и биологическая ценность получаемых из него консервов в значительной степени зависят от структурных особенностей, химического состава и вкусовых свойств овощей. Поэтому при производстве консервов для детского питания большое внимание уделяется подбору ботанических сортов и степени съемной зрелости плодов и овощей для обеспечения надлежащего качества готового продукта.

2.2.1 Яблоки

Яблоки должны быть однородными по зрелости, иметь плоды однотипные по форме и размеру, предпочтительны среднего размера, массой не менее 80 г. Более мелкие плоды дают большие отходы при протирании и отжиме сока. Плоды нужно убирать и перерабатывать в стадии зрелости, близкой к потребительской, когда они имеют наиболее интенсивный аромат и хороший гармоничный вкус.

Для производства пюреобразных консервов и соков с мякотью предпочтительны сорта яблок с крупными или средними по величине плодами.

Содержание сухих растворимых веществ должно быть не менее 12%, сахаров — не менее 8, кислот — 0,5−1%, отношение сахара к кислоте — 10: 20.

Рекомендуемые сорта: Антоновка обыкновенная, Анис полосатый, Анис Кубанский, Бойкен, Вагнер, Джонатан, Кальвиль снежный, Пепин Лондонский, Пар-мен зимний золотой, Ренет Симиренко, Ренет шампанский, Осеннее полосатое, Пепин шафранный, Коричное полосатое, Мельба, Папировка (белый налив).

Яблоки должны соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице 2.1.

Таблица 2.1 — Требования, предъявляемые к качеству яблок

Техническая зрелость яблок — степень зрелости, при которой они достигают оптимальных технологических свойств для переработки из определенные продукты.

Потребительская зрелость яблок — степень зрелости, при которой они достигают наиболее высокого качества по внешнему виду, вкусу и консистенции мякоти.

Яблоки должны быть рассортированы по товарным сортам. По согласованию с потребителем яблоки, за исключением предназначенных для переработки на продукты детского питания, допускается не рассортировывать на товарные сорта.

Остаточные количества пестицидов в яблоках не должны превышать максимально допустимых уровней, утвержденных Минздравом РФ.

2.2.2 Морковь

Морковь имеет много сортов, различающихся между собой по форме, строению корня и химическому составу. В производстве консервов для детского питания используют сорта с выравненными по форме и размеру корнеплодами (диаметр 30−50 мм), гладкой поверхностью, без разветвлений и трещин. Лучшими являются корнеплоды цилиндрической или усеченно-конической формы с маленькой головкой, хорошо развитым толстым слоем коры и тонкой сердцевиной, мало отличающейся по цвету от коры. Кора должна быть нежной консистенции, без волокон, красного или оранжево-красного цвета, без зеленоватой или фиолетовой окраски, мякоть корнеплода — сочной, иметь приятный аромат и сладкий вкус без привкуса горечи. Содержание сахаров — не менее 7%, сухих веществ — 10%, каротина — 14 мг в 100 г.

Рекомендуемые сорта: Витаминная 6, Консервная, Лосиноостровская 13, Московская зимняя, Нантская.

Морковь по качеству должна соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице 2.2.

Излишняя внешняя влажность — наличие на корнеплодах влаги от дождя или полива. Конденсат на корнеплодах, вызванный разницей температур, не считают излишней внешней влажностью.

Остаточное количество пестицидов и содержание нитратов в моркови не должны превышать норм, утвержденных Министерством здравоохранения РФ.

Таблица 2.2 — Требования, предъявляемые к качеству моркови

2.2.3 Свекла

Свекла столовая отбирается свежая, здоровая, целая, без трещин. При разрезе мякоть должна быть сочной, темно-бордового цвета разных оттенков. Размер корнеплодов круглых и плоских форм по наибольшему измерению — не более 120 мм и удлиненных форм — не более 100 мм. Допускаются большие размеры при условии соответствия всем другим требованиям. Свекла вялая, слабоокрашенная и с наличием белых колод в производство не допускается.

Рекомендуемые сорта: Бордо 237, Несравненная А-463, Эрфуртская, Горийская, Подзимняя А-474.

Свекла по качеству должна соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице 2.3.

Таблица 2.3 — Требования, предъявляемые к качеству свеклы

Содержание токсичных элементов, пестицидов и нитратов в свекле не должно превышать допустимые уровни, установленные медико-биологическими требованиями и санитарными нормами качества продовольственного сырья и пищевых продуктов Минздрава РФ.

Свекла имеет широкий спектр применения в народной медицине, благодаря своим полезным и целебным свойствам. Полезные свойства свеклы обусловлены наличием в корнеплодах различных витаминов (группы В, РР, и др.), бетаина, минеральных веществ (йода, магния, калия, кальция, железа, и др.), биофлавоноидов. Употребляется как общеукрепляющее, улучшающее пищеварение и обмен веществ, средство.

Свекла хороший источник витамина C, меди и фосфора. Свекла устраняет токсины в организме. Листья свеклы содержат много витамина А, а корни витамин С. Прием в пищу свеклы предотвращает появление или рост злокачественных опухолей.

Содержание витамина В₉ в свекле идеально подходит для предотвращения болезней сердца. Прием в пищу этого витамина существенен для производства гемоглобина, или предотвращения анемии, лейкемии. Свекла имеет омолаживающие свойства. Эти свойства вступают в силу благодаря наличию в свекле фолиевой кислоты, которая способствует созданию новых клеток.

Другой из важных элементов омолаживания свеклы — это кварц, очень важный для хорошего здоровья костей, артерий и кожи. Несмотря на все его достоинства, необходимо знать, что красная свекла не очень полезна для тех, кто обладает слабым желудком или для тех, у кого повышенная кислотность. Свекла полезна для людей страдающих задержкой жидкости в организме, и для людей которые страдают от ожирения. Свекла очищает не только почки, но также и кровь, уменьшая кислотность нашего организма, и способствует очищению печени. Этот овощ стимулирует наш мозг и устраняет токсины, которые могут накопиться в нашем организме, поддерживая хорошее психологическое здоровье и предотвращая преждевременное старение.

Свекла помогает организму усваивать витамины группы В, и сама содержит много витаминов. Вареная свекла, свекольный отвар — хорошее слабительное и мочегонное средство. Сок сырой свеклы полезен при гипертонии.

О лекарственных свойствах столовой свеклы можно говорить бесконечно. Свекла полезна и при заболеваниях печени. Свекла способствуют укреплению стенок капилляров. Вещества, содержащиеся в корнеплодах, оказывают сосудорасширяющее, противосклеротическое и успокаивающее действие. Они способствуют выделению избыточной жидкости из организма и необходимы для нормальной Работы сердца. Свекла рекомендуется для профилактики и лечения гипертонии, атеросклероза и других заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Корнеплоды свеклы содержат много пектиновых веществ, благодаря чему обладают хорошими защитными свойствами от воздействия радиоактивных и тяжелых металлов, пектиновые вещества также способствует выведению холестерина и задерживают развитие вредных микроорганизмов в кишечнике.

Свекла имеет также кроветворные свойства, благодаря высокому содержанию в корнеплодах железа и меди. Свекла применяется при различных степенях анемии и при состояниях, связанных с пониженной прочностью стенок кровеносных сосудов.

Полезна свекла при истощении организма и упадке сил после перенесенных заболеваний. Рекомендуется пить свежий свекольный сок не менее трех раз в день до еды.

Вареная свекла, в отличие от многих других овощей, способна сохранять главные свои полезные свойства. Дело в том, что витамины группы В и минеральные соли не очень-то чутки к нагреванию. Минеральные вещества свеклы в основном щелочной природы, что при нашем в основном кислотном питании — немалое благо. В свекле присутствует группа биологически активных веществ, называемых бетаинами, это метилиpованные производные аминокислот. Одно из таких веществ называется просто бетаином; поскольку свекла по-латыни Beta, нетрудно догадаться, откуда взялось название и где впервые нашли такое вещество. Свекольный бетаин способствует усвоению белков и снижению артериального давления, он тормозит атеросклероз и что особенно важно — регулирует жировой обмен, препятствует ожирению (особенно ожирению печени). Словом — вещество полезное во всех отношениях; оно присутствует и в корнеплоде, и в листьях свеклы, при нагревании практически не разрушается.

Людям, страдающим мочекаменной болезнью и другими нарушениями обмена веществ (при различных заболеваниях почек и мочевого пузыря), следует ограничить употребление свеклы из-за содержания в ней щавелевой кислоты.

2.3 Принципиальная схема производства

Сохранение питательной и биологической ценности, а так же вкусовых свойств продуктов для детей в значительной степени зависят от качества сырья, технологии его переработки и условии хранения готового продукта. Современные методы производства консервов позволяют создавать продукты, в значительной степени, сохраняющие свои свойства и питательную ценность, а в ряде случаев и обогащенные биологически активными веществами. Однако в зависимости от применяемых способов и режимов технологическая обработка может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на биохимический состав и пищевую ценность готового продукта. Это влияние следует особо точно оценивать и прогнозировать при производстве соков для функционального питания.

При переработке плодов и овощей важными, влияющими на количество продукта, операциями являются: сортировка по качеству и размерам (калибровка), мойка, очистка от несъедобных частей, бланширование, измельчение, смешивание компонентов, гомогенизация, деаэрация и подогрев, фасование, стерилизация, хранение.

Правильно подобранные режимы проведения этих операций должны обеспечить безопасность продукта максимальное сохранение его природных свойств, пищевой и биологические ценности. Любой технологический процесс представляет с собой переход из одного качественного состояния в другое: из состояния сырья в состояние готового продукта. Используемое сырье имеет определенный химический состав, характеризуется комплексом свойств, который определяется его структурой. Для получения функционального питания с заранее заданными свойствами, составом, структурой, необходимо подобрать минимальное количество и вид воздействий, которое способствует этому переходу. Наиболее эффективно осуществлять технологический процесс при использовании как можно меньшего числа щадящих действий. Применять наиболее перспективные технические средства, обеспечивающие комплекс воздействий.

2.3.1 Подготовка сырья

В данной технологии производства плодоовощных соков как основное сырье используются: яблоки, морковь, свекла.

Опрокидывание необходимо для удаления мелких примесей (песка, земли, камней) у корнеплодов.

Мойка сырья необходима для удаления загрязнений, ядохимикатов, посторонних примесей, микроорганизмов. Она должна проводиться в чистой проточной воде питьевого качества. Качество мойки контролируется по обсемененности микроорганизмами мытого сырья, которое не должно превышать предельно допустимой нормы — 5*10⁴ микробных клеток на 1 г массы овощей. Расход воды составляет 1 м³ на 1 т сырья.

Инспекция. Вымытое сырье подвергают инспекции, которая включает операции сортировки по качеству и размерам. Сортировка по качеству проводиться особенно тщательно. Удаляют плоды с поврежденной поверхностью, незрелые, загнившие, с плесенью, посторонние примеси, концы моркови и свеклы. Сортировка по размерам (калибровка) способствует рациональному проведению технологического процесса, а так же позволяет регулировать интенсивность тепловой обработки применительно к размеру плодов и снижает процент отходов при очистке.

Очистке подвергаются морковь и свекла, в результате чего они освобождаются от несъедобных и мало ценных частей. Очистку от кожицы проводят паротермическим способом, при этом на ткань корнеплода действуют насыщенным водяным паром под давлением 0,6 МПа и температурой 150−169 °С, что вызывает изменение пектиновых веществ в поверхностных слоях ткани, прилегающей к кожице. Протопектин при этом гидролизуется, переходя в растворимый пектин, срединные пластинки поверхностного слоя клеточной ткани частично разрушается, в результате чего кожица отслаивается. Очищенное сырье моют в лопастных моечных машинах, для полного удаления кожицы. Отходы растительного сырья идут на кормовые цели с/х животным.

Бланширование. При бланшировании сырье подвергается кратковременной обработке острым паром, в результате чего инактивируются ферменты и прекращаются биохимические процессы, ведущие к потере ценных химических веществ. Яблоки бланшируют при температуре 98 °C в течение 15−20 минут, морковь — при температуре 110 °C в течении 20−30 минут, свеклу — при той же температуре в течении 30−40 мин, это способствует размягчению тканей сырья, облегчая последующие процессы технологии.

Дробление проводят для того, чтобы разрушить структуру ткани сырья, приобретающего определенную консистенцию и структуру, и удалить семена. Измельчение проводят в атмосфере пара до кусочков 3−5 мм, что бы предотвратить окисление и разрушение биохимически активных и питательных веществ, т. к. из-за разрыва клеточных стенок и контакта с воздухом активируются деятельность окислительных ферментов, присутствующих в сырье.

Протирание плодов ведут после дробления, когда ткань достаточно размягчена и пригодна для тонкого измельчения, а также большая часть окислительных ферментов инактивирована. Протирание обеспечивает получение однородной массы с частицами размером 0,5−0,8 мм.

2.3.2 Смешивание

Яблочный сок, морковное и свекольное пюре, лимонная кислота дозируются на смешивание в соответствии с видом сока и его рецептурой. Процесс проводится при температуре 55−60 °С, частоте оборотов 950 мин^-1, в течение 10 мин.

2.3.3 Сепарирование

Его проводят для удаления более крупных частиц, раздробленных семян из полученного сока. В результате сепарирования отделяется шлам.

2.3.4 Гомогенизация

Назначение гомогенизации — тонкое измельчение частиц до размеров 10−30 мкм, при давлении 10−15 МПа, в течение 8−10 мин. Гомогенизация изготавливаемого продукта способствует хорошему усвоению организмом ребенка в раннем возрасте. В овощном пюре благодаря гомогенизации обеспечивается гомогенная консистенция продукта, предупреждается его расслаивание.

2.3.5 Деаэрация

После дробления и протирания полученный продукт содержит много воздуха, который вызывает разрушение аскорбиновой кислоты, окисляет полифенолы и красящие вещества, что приводит к изменению цвета и ухудшению органолептических показателей. Поэтому в производстве соков необходимой операцией является деаэрация — удаление воздуха из продукта, чтобы удалить оставшееся в сырье и попавший из вне воздух, продукт нагревают и отсасывают его, создав вакуум в течении 8-10 мин. При остаточном давлении 86,5-93,1 КПа. После подают пар давлением 30 КПа, в результате чего удаляется от 65 до 93% содержащегося в продукте воздуха.

2.3.6 Фасование и укупоривание

Соки фасуют в стеклянные бутылки вместимостью 1 дм³, которые укупоривают металлическими крышками. После фасования и укупоривания в таре обычно остается незаполненное продуктом верхнее пространство, в котором имеется воздух, вызывающий в процессе хранения разрушение витаминов и других лабильных веществ продукта. Эксгаустирования тары с продуктом при помощи нагревания, наряду с удалением воздуха, дополнительно стерилизуется крышка, которая предварительно слегка подкатывается на банке. После эксгаустирования банки герметически укупоривают.

2.3.7 Стерилизация, этикетирование, хранение

Процесс стерилизации является способом консервирования пищевых продуктов температурой 120 °C в течении 20−25 мин. Она должна обеспечить выработку соков, имеющих соответствующие органолептические свойства, физико-химические показатели и отвечающие требованиям промышленной стерильности. Промышленно стерильными считаются продукты, в которых отсутствуют возбудители порчи пищевых продуктов и патогенные токсичные формы, а так же другие виды микроорганизмов, способные развиваться при обычных условиях хранения и вызывать порчу консервов или образовывать опасные для здоровья ребенка и взрослого продукты своей жизнедеятельности.

Далее проводится наклейка этикеток, которые содержат все необходимые данные о продукте.

Охлажденный стерильный сок идет на склад, на хранение, при температуре 15 °C. Срок хранения готового продукта не более 1,5 лет.

2.4 Продуктовый расчет

2.4.1 План производства готовой продукции

Производство плодоовощных консервов возможно при наличии сырья (яблоки, морковь, свекла) и материалов (лимонная кислота). Производительность данного цеха равна 10 тонн в сутки. Рассчитаем количество производимой продукции в час П_ч, т/ч, по формуле:

(2.1)

где — число часов работы цеха в сутки, ч;

_i — коэффициент использования i-го оборудования, принимаем 0,9.

.

Рассчитаем количество производимой продукции в месяц П_м, т/мес, по формуле:

(2.2)

где Т_м — максимальный рабочий период в месяц, дн;

П_с — суточная производительность продукции, т.

Максимальный рабочий период в месяц П_м, т/мес, определим по формуле:

(2.3)

где О_вых — количество выходных дней в месяц.

Рассчитаем количество производимой продукции в год П_г, т/год по формуле:

(2.4)

где Т_г — количество рабочих дней в год;

П_с — количество производимой продукции в сутки.

Количество рабочих дней в год Т_г, дн, определим по формуле:

(2.5)

где О_вых — количество выходных дней в год;

О_п — количество праздничных дней в год;

О_к.р. — простой производства на капитальный ремонт, принимаем 21 день.

Найдена общая производительность цеха, сделаем пересчет для каждого сока. Результаты проведенных расчетов сводим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 — Общегодовая производительность продукции

2.4.2 Расчет нормы расходов сырья и материалов

Рецептура продукции показывает соотношение составных частей (компонентов) готового продукта в массовых долях (%). Она определяет также нормы закладки подготовленных сырья и материалов, определяющих пищевую, питательную и биологическую ценность готового продукта.

Норма расходов материальных ресурсов — это максимально допустимое количество сырья и материалов для производства единицы продукции (тонны) установленного качества с учетом планируемого уровня техники, технологии и организации производства.

Норма расхода сырья и материалов включает:

— чистый (полезный) расход сырья и материалов, непосредственно входящих в готовую продукцию;

— технологические отходы (часть сырья и материалов, которая не может быть использована в производстве данного вида изделия), подразделяющиеся на используемые и неиспользуемые;

— технологические потери сырья на производстве — безвозвратная часть утраченного сырья, полуфабрикатов и материалов, обусловленная данным уровнем техники.

В норму расхода сырья при изготовлении соков не включаются потери сырья при хранении на складах до поступления его на сырьевую площадку цеха, а также потери, возникающие от неисправной работы оборудования и нарушения технологического процесса.

Нормы потерь и отходов сырья, полуфабрикатов и материалов для производства плодоовощных соков устанавливаются на основании результатов опытных замеров на отдельных стадиях технологического процесса и выражаются в процентах к количеству сырья, полуфабриката и материала, поступившего на данную технологическую операцию. Определение потерь и отходов производится на кондиционном сырье по каждой операции согласно технологической инструкции как при хранении сырья на сырьевой площадке, так при его переработке при производстве. В зависимости от применяемого оборудования допускается объединение нескольких операций при определении норм отходов и потерь.

2.4.3 Расчет технологических отходов сырья в производстве

Рассчитаем выход яблочного полуфабриката из 1 тыс. кг исходного сырья. Норма расхода яблок из рецептурной закладки подготовленного сырья при последовательных операциях:

— операция мойки:

(2.6)

где К_я.нач. — рецептурная закладка яблок, кг;

К_отх.м. — потери сырья при данной операции, кг.

(2.7)

где ПО_м. — процент отходов яблок при мойке, принимаем 0,3%.

— операция удаления плодоножек:

(2.8)

где К_я.м. — количество яблок после операции мойки, кг;

К_{отх.у.п.} — потери сырья при данной операции, кг.

(2.9)

где ПО_у.п. — процент отходов яблок при удалении плодоножек, принимаем 0,5%.

— операция инспекции:

(2.10)

где К_я.у.п. — количество яблок после удаления плодоножек, кг;

К_отх.и. — потери сырья при данной операции, кг.

(2.11)

где ПО_и. — процент отходов яблок при инспекции, принимаем 2%.

— операция дробления:

(2.12)

где К_я.и. — количество яблок после инспекции, кг;

К_отх.д. — потери сырья при данной операции, кг.

(2.13)

где ПО_д. — процент отходов яблок при дроблении, принимаем 1%.

— операция подогревания:

(2.14)

где К_я.д. — количество яблок после дробления, кг;

К_отх.п. — потери сырья при данной операции, кг.

(2.15)

где ПО_п. — процент отходов яблок при подогревании, принимаем 0,5%.

— операция отжима:

(2.16)

где К_я.п. — количество яблок после прогревания, кг;

К_отх.о. — потери сырья при данной операции, кг.

(2.17)

где ПО_о. — процент отходов яблок при отжиме, принимаем 33%.

Рассчитаем выход морковного полуфабриката из 1 тыс. кг исходного сырья. Норма расхода моркови из рецептурной закладки подготовленного сырья при последовательных операциях:

— операция опрокидывания:

(2.20)

где К_м.нач. — рецептурная закладка моркови, кг;

К_отх.о. — потери сырья при данной операции, кг.

(2.21)

где ПО_о. — процент отходов моркови при опрокидывании, принимаем 0,5%.

— операция мойки:

(2.22)

где К_м.о. — количество моркови после опрокидывания, кг;

К_отх.м. — потери сырья при данной операции, кг.

(2.23)

где ПО_м. — процент отходов моркови при мойке, принимаем 2,5%.

— операция инспекции и обрезки концов:

(2.24)

где К_м.м. — количество моркови после мойки, кг;

К_отх.и. — потери сырья при данной операции, кг.

(2.25)

где ПО_и. — процент отходов моркови при инспекции и обрезке концов, принимаем 5%.

— операция бланширования:

(2.26)

где К_м.и. — количество моркови после инспекции и обрезки концов, кг;

К_отх.б. — потери сырья при данной операции, кг.

(2.27)

где ПО_б. — процент отходов моркови при бланшировании, принимаем 0,1%.

— операция мойки:

(2.28)

где К_м.б. — количество моркови после бланширования, кг;

К_отх.м. — потери сырья при данной операции, кг.

(2.29)

где ПО_п. — процент отходов моркови при мойке, принимаем 2%.

— операция инспекции:

(2.30)

где К_м.м. — количество моркови после мойки, кг;

К_отх.и. — потери сырья при данной операции, кг.

(2.31)

где ПО_и. — процент отходов моркови при инспекции, принимаем 0,2%.

— операция разваривания:

(2.32)

где К_м.и. — количество моркови после инспекции, кг;

К_отх.р. — потери сырья при данной операции, кг.

(2.33)

где ПО_р. — процент отходов моркови при разваривании, принимаем 0,3%.

— операция дробления и протирания:

(2.34)

где К_м.р. — количество моркови после разваривания, кг;

К_{отх.д/п.} — потери сырья при данной операции, кг.

(2.35)

где ПО_д/п. — процент отходов моркови при дроблении и протирании, принимаем 0,2%.

Рассчитаем выход свекольного полуфабриката из 1000 кг исходного сырья.

Норма расхода свеклы из рецептурной закладки подготовленного сырья при последовательных операциях:

— операция опрокидывания:

(2.36)

где К_с.нач. — рецептурная закладка свеклы, кг;

К_отх.о. — потери сырья при данной операции, кг.

(2.37)

где ПО_о. — процент отходов свеклы при опрокидывании, принимаем 2%.

— операция мойки:

(2.38)

где К_с.о. — количество свеклы после калибровки, кг;

К_отх.м. — потери сырья при данной операции, кг.

(2.39)

где ПО_м. — процент отходов свеклы при мойке, принимаем 3%.

— операция инспекции и обрезки концов:

(2.40)

где К_с.м. — количество свеклы после мойки, кг;

К_отх.и. — потери сырья при данной операции, кг.

(2.41)

где ПО_и. — процент отходов свеклы при инспекции и обрезке концов, принимаем 3%.

— операция бланширования:

(2.42)

где К_с.и. — количество свеклы после инспекции и обрезки концов, кг;

К_отх.б. — потери сырья при данной операции, кг.

(2.43)

где ПО_б. — процент отходов свеклы при очистке, принимаем 0,2%.

— операция мойки:

(2.42)

где К_с.б. — количество свеклы после бланширования, кг;

К_отх.м. — потери сырья при данной операции, кг.

(2.43)

где ПО_м. — процент отходов свеклы при очистке, принимаем 1,8%.

Исходный свекольный полуфабрикат содержит 10% растворимых веществ, при финишных операциях существенных изменений влажности не наблюдается и составляет 90% и 0,5% потерь.

— операция инспекции, бланширования, дробления и протирания:

(2.44)

где К_с.о. — количество свеклы после очистки, кг;

К_отх.ф. — потери сырья при данной операции, кг.

(2.45)

где ПО_ф. — процент отходов свеклы при финишных операциях, принимаем 0,5%.

Совершенствование технологических процессов производства консервов, внедрение рациональных режимов переработки сырья и применение более совершенного технологического оборудования способствуют снижению потерь и отходов в производстве.

2.4.4 Расчет купажной смеси и плановая потребность в сырье и материалах

Расчет количества полуфабриката после операций:

— смешивания:

(2.46)

где К_исх. — количество исходного купажа, кг;

К_отх.см. — количество отходов купажа при операции смешивания, кг.

(2.47)

где ПО_см. — процент отходов при операции смешивания, принимаем 0,1%.

— сепарирования:

(2.48)

где К_куп.см. — количество купажа после смешивания, кг;

К_{отх.сеп.} — количество отходов при операции сепарирования, кг.

(2.49)

где ПО_сеп. — процент отходов при операции сепарирования, принимаем 0,2%.

— гомогенизации:

(2.50)

где К_{куп.сеп.} — количество купажа после сепарирования, кг;

К_{отх.гом.} — количество отходов купажа при гомогенизации.

(2.51)

где ПО_гом. — процент отходов при гомогенизации, принимаем 0,2%.

— деаэрации:

(2.52)

где К_{куп.гом.} — количество купажа после гомогенизации, кг;

К_отх.д. — количество отходов купажа при деаэрации.

(2.53)

где ПО_д. — процент отходов при деаэрации, принимаем 0,5%.

— фасования:

(2.54)

где К_куп.д. — количество купажа после деаэрации, кг;

К_{отх.фас.} — количество отходов купажа при фасовании.

(2.55)

где ПО_фас. — процент отходов при фасовании, принимаем 0,5%.

— финишных операций (укупорки, стерилизации, этикетировании):

(2.56)

где К_{куп.фас.} — количество купажа после фасования, кг;

К_{отх.фин.} — количество отходов купажа при финишных операциях, кг.

(2.57)

где ПО_фин. — процент отходов при финишных операциях, принимаем 2%.

Таблица 2.2 — Процентное содержание сырья в соках

Найдем плановую потребность в сырье и результаты занесем в таблицу 2.3.

Количество сырья K_{i до куп.}, кг, необходимое для смешивания рассчитаем с учетом всех потерь при купаже по формуле:

(2.58)

где Q_i — производительность данного вида сока, кг;

ПС_i — процентное содержание i-го компонента в соке, кг.

Найдем необходимое количество сырья для производства различных видов сока K_i, кг, с учетом всех потерь при купаже рассчитаем по формуле:

. (2.59)

Найдем общее количество, необходимое в сутки. Лимонная кислота добавляется в соотношении 0,75 кг на 1 т готового продукта.

Таблица 2.3 — Плановая потребность в сырье и материалах

Плодоовощная промышленность относится к материалоемкой отрасли. Затраты на сырье и материалы в этой отрасли составляют 80−85% общих затрат. В связи с этим снижение материалоемкости продукции приобретает особенно важное значение. Правильный подбор оборудования обеспечит рациональное использование сырья, сокращение отходов, а это, в свою очередь, повлечет снижение материалоемкости продукции.

2.5 Подбор и расчет технологического оборудования.

2.5.1 Подбор технологического оборудования

Подбор машин и аппаратов, для производства плодоовощных соков, представлен в таблице 2.4.

Таблица 2.4 — Подбор машин и аппаратов

2.5.2 Расчет технологического оборудования

Расчет вентиляторной моечной машины А9-КМБ-8, предназначенной для мойки яблок. Её техническая характеристика представлена в таблице 2.5.

Таблица 2.5 — Техническая характеристика вентиляторной моечной машины А9-КМБ-8

.

Т.к. N < 1, следовательно, применяем одну единицу данной барабанной моечной машины, для мойки яблок, на каждой необходимой операции.

Расчет машины М8-КЗП, предназначенной для удаления плодоножек у яблок. Её техническая характеристика представлена в таблице 2.6.

Таблица 2.6 — Техническая характеристика машины М8-КЗП

.

Т.к. N < 1, следовательно, применяем одну единицу данной машины.

Расчет ленточного инспекционного конвейера А9-КТФ, предназначенного для инспекции и сортировки яблок. Его техническая характеристика представлена в таблице 2.7.

Таблица 2.7 — Техническая характеристика ленточного инспекционного конвейера А9-КТФ

.

Т.к. N < 1, следовательно, применяем одну единицу данного ленточного конвейера.

Расчет бланширователя А9-КБЕ, предназначенного для размягчения консистенции яблок, для лучшего извлечения сока. Его техническая характеристика представлена в таблице 2.8.

Таблица 2.8 — Техническая характеристика бланширователя А9-КБЕ

.

Т.к. N < 1, следовательно, применяем одну единицу бланширователя.

Расчет дробилки Д1−7,5, предназначенной для предварительной подготовки яблок перед протиранием. Её техническая характеристика представлена в таблице 2.9.

Таблица 2.9 — Техническая характеристика дробилки Д1−7,5

.

Т.к. N < 1, следовательно, применяем одну единицу дробилки.

Расчет протирочной машины Т1-КП2У, предназначенной для протирания яблок, для лучшего извлечения сока. Её техническая характеристика представлена в таблице 2.10.

Таблица 2.10 — Техническая характеристика протирочной машины Т1-КП2У

.

Т.к. N < 1, следовательно, применяем одну единицу протирочной машины.

Расчет шнекового пресса РЗ-ВПЦ2, предназначенного для получения яблочного сока. Его техническая характеристика представлена в таблице 2.11.

Таблица 2.11 — Техническая характеристика шнекового пресса РЗ-ВПЦ2

.

Т.к. N < 1, следовательно, применяем одну единицу шнекового пресса.

Расчет контейнероопрокидывателя КУП-1000П, предназначенного для опрокидывания моркови и свеклы, при котором происходит отделение мелких примесей. Его техническая характеристика представлена в таблице 2.12.

Таблица 2.12 — Техническая характеристика контейнероопрокидывателя КУП-1000П

.

Т.к. N < 1, следовательно, применяем одну единицу данного типа контейнероопрокидывателя.

Расчет барабанной моечной машины А9-КМ-2, предназначенной для мойки моркови и свеклы. Её техническая характеристика представлена в таблице 2.13.

Таблица 2.13 — Техническая характеристика барабанной моечной машины А9-КМ-2

.

Т.к. N < 1, следовательно, применяем одну единицу данной барабанной моечной машины. Расчет агрегата А9-КЛШ/30, предназначенного для паротермической очистки от кожуры моркови и свеклы. Его техническая характеристика представлена в таблице 2.14.

Таблица 2.14 — Техническая характеристика агрегата А9-КЛШ/30

.

Т.к. N < 1, следовательно, применяем одну единицу агрегата А9-КЛШ/30.

Расчет лопастной моечной машины А9-КЛА/1, предназначенной для окончательной очистки от кожуры моркови и свеклы. Её техническая характеристика представлена в таблице 2.15.

Таблица 2.15 — Техническая характеристика лопастной моечной машины А9-КЛА/1

.

Т.к. N < 1, следовательно, применяем одну единицу данной лопастной моечной машины.

Расчет конвейера КИД-16, предназначенного для транспортировки и обрезки концов моркови и свеклы. Его техническая характеристика представлена в таблице 2.16.

Таблица 2.16 — Техническая характеристика конвейера КИД-16

.

Т.к. N < 1, следовательно, применяем одну единицу конвейера на каждой необходимой операции.

Расчет элеватора «Гусиная шея» Р9-КТ2-Э-03, предназначенного для подъема на определенную высоту моркови и свеклы. Его техническая характеристика представлена в таблице 2.17.

Таблица 2.17 — Техническая характеристика элеватора «Гусиная шея» Р9-КТ2-Э-03

.

Т.к. N < 1, следовательно, применяем одну единицу элеватора.

Расчет ковшового бланширователя БК, предназначенного для бланширования моркови и свеклы. Его техническая характеристика представлена в таблице 2.18.

Таблица 2.18 — Техническая характеристика ковшового бланширователя БК

.

Т.к. N < 1, следовательно, применяем одну единицу бланширователя.

Расчет дробилки Д1−7,5, предназначенной для измельчения моркови и свеклы. Её техническая характеристика представлена в таблице 2.8.

.

Т.к. N < 1, следовательно, применяем одну единицу дробилки.

Расчет машины А9-КИГ-3,5, предназначенной для протирания моркови и свеклы. Её техническая характеристика представлена в таблице 2.19.

Таблица 2.19 — Техническая характеристика машины А9-КИГ-3,5

.

Т.к. N < 1, следовательно, применяем одну единицу протирочной машины.

Расчет насоса А9-КНА, предназначенного для перекачивания полуфабрикатов из одного оборудования в другое. Его техническая характеристика представлена в таблице 2.20.

Таблица 2.20 — Техническая характеристика насоса А9-КНА

.

Т.к. N < 1, следовательно, применяем один насос для каждой необходимой операции.

Расчет сборника-мерника МЗ-2С-414, предназначенного для смешивания полуфабрикатов и вспомогательных материалов. Его техническая характеристика представлена в таблице 2.21.

Таблица 2.21 — Техническая характеристика сборника-мерника МЗ-2С-414

.

Т.к. N < 1, следовательно, применяем один сборник-мерник для каждой необходимой операции.

Расчет сепаратора Г9-КОВ, предназначенного для очистки плодовых соков. Его техническая характеристика представлена в таблице 2.22.

Таблица 2.22 — Техническая характеристика сепаратора Г9-КОВ

.

Т.к. N < 1, следовательно, применяем один сепаратор.

Расчет гомогенизатора А1-ОГМ, предназначенного для очистки плодовых соков. Его техническая характеристика представлена в таблице 2.23.

Таблица 2.23 — Техническая характеристика сепаратора Г9-КОВ

.

Т.к. N < 1, следовательно, применяем один гомогенизатор.

Расчет выпарного аппарата МЗС-320, предназначенного для удаления воздуха из сока. Его техническая характеристика представлена в таблице 2.24.

Таблица 2.24 — Техническая характеристика выпарного аппарата МЗС-320

.

Т.к. N > 1, следовательно, применяем два выпарных аппарата.

Расчет наполнительного автомата ДН1−1-160, предназначенного для заполнения соком бутылок вместимостью 1 л. Его техническая характеристика представлена в таблице 2.25.

Таблица 2.25 — Техническая характеристика наполнительного автомата ДН1−1-160

Применяем одну единицу наполнительного автомата.

Расчет закаточной машины ЗК1−1-125, предназначенной для закатывания стеклянной тары. Её техническая характеристика представлена в таблице 2.26.

Таблица 2.26 — Техническая характеристика закаточной машины ЗК1−1-125

Применяем одну единицу закаточной машины.

Расчет автоклава Б6-КАВ-4, предназначенного для стерилизации герметически укупоренных банок. Его техническая характеристика представлена в таблице 2.27.

Таблица 2.27 — Техническая характеристика автоклава Б6-КАВ-4

.

Т.к. N < 1, следовательно, применяем один автоклав.

Расчет автомата ВЭМ, предназначенного для наклеивания этикеток на цилиндрическую часть бутылок. Его техническая характеристика представлена в таблице 2.28.

Таблица 2.28 — Техническая характеристика автомата ВЭМ

Применяем один автомат ВЭМ.

2.6 Описание машинно-аппаратурной схемы

Уровень механизации производственных процессов в консервной промышленности весьма различен. Такие операции как сортировка, калибровка, доочистка, укладка плодов, до сих пор не механизированы и выполняются в ручную. Затрудняют обеспечение полной механизации и автоматизации технологических процессов консервов многокомпонентность рецептуры и трудоемкость выполнения отдельных операций. Подбор оборудования, используемого на предприятиях, обуславливается технологическими процессами переработки различных видов плодоовощного сырья, ассортиментом готовой продукции, производственной мощностью предприятия. При комплектовании технологических линий и участков машины должны быть примерно одинаковой производительности, соответствующей подаче сырья или полуфабрикатов на переработку, что бы расходования топливно-энергетических ресурсов было рациональным, а коэффициент интенсивной нагрузки оборудования оптимальным. Современное технологическое оборудование консервных заводов можно разделить на следующие основные группы: транспортные средства, оборудование для подготовки и обработки сырья, для фасования продукции и укупоривания тары. Оборудование для стерилизации и пастеризации консервов, для оформления готовой продукции. Машиностроительной промышленностью технологического оборудования выпускается как отдельными машинами, так и в комплекте технологических линий. Предпочтение должно отдаваться машинам и аппаратам непрерывного действия, простым по конструкции, с малыми габаритными размерами и возможно меньшими расходами воды, пара и электроэнергии.

2.6.1 Подготовка яблок

Яблоки моют в вентиляторной моечной машине А9-КМБ (1), далее они подаются в машину для удаления плодоножек М8-КЗП (2), где происходит отрыв плодоножек. Яблоки поступают на инспекционный конвейер А9-КТФ (3) где производиться их инспекция, удаляются несъедобные части (оставшиеся плодоножки) и дефектные плоды, в результате чего повышается пищевая ценность готового продукта. Далее вся масса перемещается в бланширователь А9-КБЕ (4) для предания плодам более мягкой структуры, что обеспечит более легкое их измельчение, из которого попадает в шнековый питатель дробилки Д1−7,5 (5.1) на измельчение, необходимое в подготовки яблок к протиранию, основанное на приложении внешних сил, превышающих молекулярные силы сцепления. Измельченные плоды протираются в протирочной универсальной машине Т1-КП2У (7) с диаметром отверстий сдвоенных сит 1,2 — 1,5 и 0,7 — 0,8 мм, состоящей из ситчатого барабана, внутри которого помещен четырех бичевой ротор, бункера, сварной станины и электрооборудования. Сырье поступает в протирку через бункер и попадает на бичи, вращающиеся с большой скоростью. Бичи измельчают плоды и отбрасывают их под действием центробежной силы на стенки барабана. Далее масса подается в шнековый пресс РЗ-ВПЦ2 (8) для отжима сока. Полученный сок шестеренчатым насосом А9-КНА (6.3) транспортируется к смесителю МЗС-320 (18.1)

2.6.2 Подготовка моркови и свеклы

Контейнеры с корнеплодами устанавливают на раму контейнероопрокидывателя КУП-1000П (9), где одновременно с опрокидыванием отделяются мелкие примеси, камни, песок, комья земли. Морковь и свекла поступают в барабанную моечную машину А9-КМ-2 (10) имеющий горизонтальный барабан, который состоит из трех частей, установленных на общем валу. Две первые части, одинаковые по диаметру и длине, находятся в ванне, заполненной водой и раздельной перегородкой пополам. Третья часть, меньшая по диаметру и длине, служит для ополаскивания моркови с помощью расположенного внутри нее душевого устройства. Вымытые плоды поступают на ленточный конвейер КИД-16 (11), где производиться инспекция моркови удаляются несъедобные части (концы моркови) и дефектные плоды, в результате чего повышается пищевая ценность готового продукта. Далее сырье подается в паротермический агрегат А9-КЛШ/30 (12), в котором под действием насыщенного водяного пара кожица начинает отслаиваться. Из паротермического агрегата морковь и свекла попадают в лопастную моечную машину А9-КЛА/1 (13), где осуществляется их окончательная очистка от кожицы. Затем сырье поступает на ленточный конвейер, КИД-16 (14) где идет доочистка корнеплодов от кожицы. Далее по элеватору «Гусиная шея» Р2-КТ2-Э-03 (15), очень удобному в том, что конструкции применяемых машин, в которых загрузочные и выходные отверстия находятся на разных уровнях, преодоление разности уровней входа и выхода установленных в ряд машин достигается с помощью вертикальных подъемников данного транспортера, высоту которого можно регулировать, транспортируется в ковшовый бланширователь БК (16) для предания плодам более мягкой структуры, что обеспечит более легкое их измельчение, из которого попадает в шнековый питатель дробилки Д1−7,5 (5.2) на измельчение, необходимое в подготовки моркови и свеклы к протиранию, основанное на приложении внешних сил, превышающих молекулярные силы сцепления. Измельченные плоды протираются в протирочной универсальной машине А9-КИГ-3,5 (17) с диаметром отверстий сдвоенных сит 1,2 — 1,5 и 0,7 — 0,8 мм, состоящей из ситчатого барабана, внутри которого помещен четырех бичевой ротор, бункера, сварной станины и электрооборудования. Сырье поступает в протирку через бункер и попадает на бичи, вращающиеся с большой скоростью. Бичи измельчают плоды и отбрасывают их под действием центробежной силы на стенки барабана. Протертая масса насосом шестеренчатым А9-КНА (6.10) предназначенного для перекачивания смеси повышенной вязкости, транспортируется к смесителю МЗС-320 (18.1).

2.6.3 Смешивание

Отдельно подготовленные компоненты смешивают согласно имеющейся рецептуре данного вида сока. Дозировку компонентов осуществляют в закрытом аппарате с подогревом МЗС-320 (18.1). Он представляет собой цилиндрический корпус с приваренным днищем, который сверху закрыт сферической крышкой. На крышке смонтирован привод, состоящий из электродвигателя и редуктора. Снаружи аппарата к крышке прикреплена ловушка для частиц продукта и пара с ароматическими веществами. Внутри корпуса, в нижней его части, вращается якорная мешалка. Паровая камера расположена снаружи в нижней части аппарата, которая должна быть покрыта полностью продуктом во время работы аппарата и выгружается снизу через спускной патрубок с пробковым краном.

2.6.4 Сепарирование и гомогенизация

Сок поступает в сепаратор Г9-КОВ (19), в котором удаляются слишком крупные частицы, далее все перекачивается в гомогенизатор А1-ОГМ (20), в котором подвергается тонкому измельчению (10−30 мкм) с помощью механического воздействия. Нагнетаемый плунжер создает зазор между тарелкой и седлом клапана, в котором продукт проходит с большой скоростью и частицы мякоти при этом измельчаются. Полученную гомогенную смесь направляют на деаэрацию.

2.6.5 Деаэрация

Процесс деаэрации — необходимая операция в производстве пюреобразных консервов для детского питания. После измельчения и протирания полученный продукт содержит много воздуха который ухудшает органолептические показатели. Для удаления воздуха используют механическое отсасывание при помощи вакуума специализированного аппарата — деаэратора МЗС-320М (26).

2.6.6 Фасование, укупорка, стерилизация, этикетирование

Соки фасуют в стеклянные бутылки вместимостью 1 дм³ в автоматическом наполнителе ДН1−1-160 (22), далее укупоривают металлическими крышками в закаточной машине ЗК1−1-125 (23). После чего бутылки подаются в автоклав Б6;

КАВ-4 (24) для стерилизации. Далее проводится наклейка этикеток на автомате ВЭМ (25), которые содержат все необходимые данные о продукте.

2.6.7 Хранение

Охлажденный до 40 °C готовый продукт поступает на склад готовой продукции, где храниться при температуре 15 °C, относительной влажности воздуха 85%, откуда идет в оптово розничную сеть. Срок годности продукта не более 1,5 лет.

3. Строительная часть

3.1 Генеральный план предприятия

Генеральный план представляет собой план земельного участка — благоустроенной и озелененной территории со всеми основными, вспомогательными, проектируемыми и реконструированными зданиями и сооружениями, селитебными зонами и объектами охраны окружающей среды. Разрабатывать генеральные планы предприятия необходимо в строгом соответствии с «Инструкцией по разработке схем генеральных планов», требованиями действующих СНиП и санитарных норм и других нормативных документов для промышленных предприятий.

Предприятие по переработке овощей является безвредным в санитарном отношении и относится к промышленным предприятиям, расположенным в городах, поселках и т. д.

Ориентировочная площадь участка 1,5 га, длина участка по фасадной стороне — около 100 м.

Территория предприятия по всему периметру окружена забором и санитарно-защитной зоной шириной 50 м.

Въезд и выезд, вход и выход на территории предприятия предусматривается в одном месте, где также располагаются проходная будка, ворота и накопительная площадка для средств транспорта.

Кроме главных ворот на территории предусмотрены запасные ворота.

Вокруг производственного корпуса устраивается асфальтированный тротуар шириной не менее 1,2 м, а в местах людских потоков не менее 2,5 м.

Вокруг цеха основного производства обеспечен проезд для пожарных машин с радиусом поворота не менее 12 м.

Для строительства предприятия спроектирован одноэтажный производственный корпус. Ширина — 30 м, длина — 66 м, высота — 7,2 м. Одноэтажное здание с сеткой 6×6 м.

3.2 Строительные конструкции

Строительными конструкциями промышленных зданий с железобетонным каркасом являются: фундаменты под стены и колонны, колонны, балки, ригели, плиты, наружные и внутренние стены, а также конструкции покрытий и кровли, полы, перегородки, рамы, двери, лестницы.

В данном проекте под стены устраиваются столбчатые фундаменты. Они состоят из сборных башмаков под крайние колонны и сборных железобетонных балок.

При строительстве пищевых предприятий с жестким каркасом здания применяются сборные железобетонные колонны прямоугольного сечения (400×400 мм). В одноэтажных зданиях колонны крайних рядов устанавливаются одной консолью, а средних рядов — с двумя консолями.

В проекте используются ригели типа 1 с полками для опора на них плит перекрытий. В зданиях с сеткой колонн 6×6м применяются ригели длиной 5300 мм, которые укладываются между крайними пролётами на колонны сечением 400×400 мм, и ригели длиной 5500 мм, которые укладываются между средними пролётами на колонны сечением 400×400 мм.

Для покрытий используются ригели междуэтажных перекрытий. Кровля — плоская с внутренним или наружным водостоком.

Плиты являются элементами междуэтажных перекрытий и покрытий (перекрытий над верхними этажами). Сборные железобетонные плиты междуэтажных перекрытий по ширине изготовления шириной 1,5 м и доборная плита шириной 0,75 м. Высота плит 400 мм, толщина полки 550 мм плиты укладываются по осям колонн и служат в качестве распорок.

Стены здания предназначены для защиты помещений от атмосферных влияний и поддерживания в помещениях необходимого температурно-влажностного режима. Самонесущие стены крепятся посредством анкеров, привариваемых к закладным частям крайних колонн.

Покрытия устраиваются бесчердачные (совмещённые), плоские (имеющие уклон от 0 до 2,5%), как с наружным, так и с внутренним отводом воды.

Кровля состоит из пароизоляционного слоя, слоя утеплителя, выравнивающего слоя (цементной стяжки) и водоизоляционного ковра.

Перегородки в помещениях (душевые, санузлы и т. п.), где относительная влажность воздуха превышает 70%, необходимо делать из железобетонных или керамзитовых панелей толщиной 80 — 100 мм, или кирпичные толщиной 12,5 или 25 см. в помещениях (склады, вентиляционные камеры, административно-конторские помещения и т. п.), где относительная влажность воздуха ниже 70%, перегородки могут быть из гипсобетонных плит толщиной 80 — 100 мм.

Для заполнения световых проёмов применяются переплёты из дерева, металла. Дверные проёмы заполняются дверными блоками, состоящими из коробок и дверей. Двери бывают однопольные (одностворчатые) и двухпольные (двухстворчатые).

4. Энергетическая часть

Установленная мощность силовых токоприемников Р_ст, кВт, рассчитывается по формуле:

(4.1)

где Р_н — установленная мощность электродвигателя, кВт;

N_дв — количество двигателей, шт.

Данные расчетов сводятся в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 — Силовые токоприемники

Установленная мощность осветительных токоприемников Р_осв, кВт, рассчитывается по формуле:

(4.2)

где Р_уд — удельная мощность освещения, Вт/м²;

S_осв — освещаемая площадь помещения, м².

Данные расчетов сводятся в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 — Установленная мощность освещения

Потребная мощность силовых осветительных токоприемников Р_потр, кВт, рассчитывается по формуле:

(4.3)

где К_сил; К_осв — коэффициенты спроса силовой и осветительной нагрузок (К_сил = 0,45−0,65; К_осв = 0,85).

.

Потребная мощность трансформатора N_т.р., кВт, рассчитывается по формуле:

(4.4)

Необходимо оставить один трансформатор ТМ-160.

5. Экология и ООС

Экология является теоретической основой рационального природопользования, ей принадлежит ведущая роль в разработке стратегии взаимоотношений природы и человеческого общества.

Промышленная экология рассматривает взаимосвязь материального, в первую очередь промышленного, производства, человека и других живых организмов со средой их обитания, т. е. предметом изучения промышленной экологии являются эколого-экономические системы. Главной задачей промышленной экологии является нахождение путей для рационального использования природных ресурсов, предотвращения их исчерпания, деградации и загрязнения окружающей среды, а в конечном итоге — совмещение техногенного и биогеохимического круговоротов веществ.

5.1 Характеристика сточных вод

Важнейшей причиной загрязнения окружающей среды данным предприятием является содержание в сточных водах в большом количестве органических и неорганических загрязнителей. К ним относятся: нитриты, моющие вещества, глина, песок, камни. Исследования сточных вод по различным показателям (бактериологическим, физико-химическим) проводят в специальных санитарных лабораториях. В сточные воды также входит поток вод из бытовых помещений и других цехов.

На сегодняшний день представлено очень большой ассортимент всевозможных дезинфектантов разного спектра антимикробной активности. Предпочтение отдается тем, которые соответствуют следующим требованиям:

— высокая антимикробная активность;

— простота и удобство применения;

— возможность многократного применения рабочих растворов;

— экологическая безопасность;

— наличие моющих средств;

— экономичный расход;

— невысокая стоимость.

Одно из таких средств «Ника-2», оно отвечает всем вышеперечисленным требованиям. В нем нет токсичных хлорсодержащих соединений, которые приносят значительный ущерб здоровью человека и окружающей среде. На предприятиях для мойки основного и вспомогательного оборудования применяются 2%-ные растворы, после чего обильно ополаскиваются чистой водой, до полного удаления средства.

Методы и степень очистки сточных вод должны подбираться в зависимости от местных условий с учетом возможного использования очищенных сточных вод для промышленных и сельскохозяйственных нужд.

Очистка сточных вод перед спуском в водоем должна осуществляться строго в соответствии с «ГОСТ 17.1.3.07−82. Санитарные нормы и правила охраны поверхностных вод от загрязнителей». Концентрации различных загрязнителей в воде не должны превышать предельно допустимых.

5.2 Характеристика источников шума и вибрации в цехе

Шумы относятся к числу вредных для человека загрязнений атмосферы. А шум и вибрация часто взаимосвязаны между собой. Их возникновение связано с:

— конструктивными недостатками оборудования, при эксплуатации которого наступает деформация звеньев, в результате чего возникают резонансные явления;

— наличием неуравновешенных масс в механизмах, что представляет большую опасность в быстро движущихся узлах;

— повышенным износом узлов;

— ударными процессами, происходящими в машинах и др.

Допустимому уровню виброскорости, согласно СН 2.2.4/2.1.8566−96, соответствует уровень вибрации равный 92 дБ.

Раздражающее действие шума на человека зависит от его интенсивности, спектрального состава и продолжительности воздействия. Наибольшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000−5000 Гц.

Работа при повышенном шумовом уровне изначально вызывает быструю утомляемость, обострение слуха на высоких частотах. Затем человек адаптируется к шуму, чувствительность к высоким частотам резко падает, слух ухудшается, что при длительном воздействии приводит к тугоухости и глухоте. При интенсивности шума 140−145 дБ возникают вибрации в мягких тк5анях носа и горла, а также в костях черепа и зубах; если интенсивность превышает 140 дБ, то начинает вибрировать грудная клетка, мышцы ног и рук, появляется боль в ушах и голове, крайняя усталость и раздражительность; при уровне шума свыше 160 дБ может произойти разрыв барабанных перепонок.

Шум губительно действует на нервную систему, работу сердца, служит причиной многих заболеваний. Источниками шума в данном цехе являются: машина для удаления плодоножек М8-КЗП, дробилка Д1−7,5, протирочные машины Т1-КП2У и А9-КИГ-3,5, контейнероопрокидыватель КУП-1000П, сепаратор Г9-КОВ, гомогенизатор А1-ОГМ, наполнительный автомат ДН1−1-160, закаточная машина ЗК1−1-125 и автомат ВЭМ.

5.3 Загрязнение атмосферного воздуха

При производстве соков одним из компонентов является лимонная кислота, которая хранится в специальной таре, при повреждении которой может произойти распыление, что создаст неблагоприятные условия для дыхания.

При работе контейнероопрокидывателя КУП-1000П, предназначенного для предварительной очистки корнеплодов от мелких примесей, при опрокидывании сырья также образуется пыль, поэтому цех необходимо оснастить вытяжными устройствами удаляющими пыль из производственной зоны.

Также при хранении отходов образуются различные газы, поэтому необходимо их утилизировать не реже, чем 1 раз в 3 дня.

5.4 Оценка производственных процессов цеха по степени безотходности

Одним из важнейших принципов устойчивого экологического развития является рациональное использование природных ресурсов и уменьшение отходов.

Отходами называются продукты деятельности человека в быту, на транспорте, в промышленности, не используемые непосредственно в местах своего образования и которые могут быть реально или потенциально использованы как сырьё в других отраслях хозяйства или в ходе регенерации.

Отходы производства — это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся в ходе производства и частично или полностью потерявшие свои потребительские свойства.

Безотходная технология — это такой способ производства продукции, при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле сырьевые ресурсы — производство — потребление — вторичные сырьевые ресурсы таким образом, что любые взаимодействия на окружающую среду не нарушают её нормального функционирования.

Под малоотходным понимается такой способ производства продукции, при котором вредное воздействие на окружающую среду не превышает уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормами. При этом по техническим, организационным, экономическим или другим причинам часть сырья и материалов переходит в отходы и направляется на длительное хранение или захоронение.

Чистое производство — это производство, которое характеризуется непрерывным и полным применением к процессам и продуктам природоохранной стратегии, предотвращающей загрязнение окружающей среды таким образом, чтобы понизить риск для человечества и окружающей среды.

Состояние окружающей среды является одним из наиболее существенных факторов, формирующих здоровье людей.

Отходы в зависимости от токсичности химических веществ, содержащихся в них, проявляют различную степень воздействия на окружающую среду и могут быть чрезвычайно опасными, высоко опасными, умеренно опасными и малоопасными.

Требования современного рынка диктуют необходимость создания и внедрения в производство технологий с низкой энерго-, ресурсои капиталоемкостью, позволяющей выпускать качественную и конкурентно способную продукцию. Малоотходные и безотходные технологии позволяют, с одной стороны, максимально и комплексно извлекать все ценные компоненты сырья, превращая их в полезные продукты, а с другой — исключать или уменьшать ущерб, наносимый окружающей среде в результате выбросов отходов производства. Перевод производства на замкнутые циклы рассматривается как одно из фундаментальных направлений в решении вопросов рационального использования природно-сырьевых ресурсов и охраны окружающей среды.

Внедрение безотходных технологий вызывает необходимость проведения их количественной эколого-экономической оценки. Количественным критерием в методике служит коэффициент (уровень) безотходности К_б — интегральный показатель, характеризующий производство, процесс, технологию с точки зрения их соответствия современным требованиям рационального природопользования.

Он формируется из следующих элементарных составляющих — коэффициента полноты использования материально-сырьевых ресурсов, характеризующего степень замкнутости технологического процесса на «входе» и «выходе» по отношению к окружающей среде, и коэффициента экологичности, характеризующего интенсивность воздействия процесса на окружающую среду.

Степень замкнутости процесса (производства) по отношению к окружающей среде определяется отношением массы произведенной продукции к израсходованной на её получение массе материально-сырьевых ресурсов. К произведенной относится основная продукция, побочная продукция, изготавливаемая на предприятии из отходов, а также масса отходов, реализуемая на другие производства или отрасли, где они служат либо исходным сырьем для получения продукции, либо готовой продукцией (корм).

Коэффициент полноты использования материально-сырьевых ресурсов К_м рассчитывается по формуле:

(5.1)

где H_q — фактический расход сырья, на единицу производимой продукции;

V_n — объем производства продукции;

V_H — годовой объем неиспользуемых отходов.

Коэффициент экологичности К_э характеризует степень безопасности производства по отношению к окружающей среде и рассчитывается по формуле:

(5.2)

где К_о — коэффициент отходоемкости, определяемый как отношение массы неиспользуемых побочных вспомогательных продуктов и твердых, жидких и газообразных отходов, поступающих в окружающую среду с учетом относительной опасности каждого вида, к единице перерабатываемой продукции (перерабатываемого сырья):

(5.3)

где V_Hi — годовой объем неиспользуемого отхода i-го вида, размещаемого в окружающей среде;

P_i — показатель относительной опасности i-го вида.

На основе рассчитанных коэффициентов полноты использования материальных ресурсов и экологичности определяют интегральный коэффициент безотходности процесса:

(5.4)

Данный метод оценки предприятия используется для ранжирования технологий и производств, применяемых в пищевой промышленности, по степени малои безотходности, а также для определения тех из них, которые подлежат замене или выводу из процесса.

Технологии (производства), имеющие значения К_б от 0,9 до 1,0, относятся к категории условно-безотходных (абсолютно безотходные технологии должны иметь К_б = 1).

Технологии с коэффициентом безотходности, попадающим в область значений от 0,7 до 0,9 — к категории малоотходных.

Технологии с К_б < 0,7 относятся к категории рядовых.

При подготовке яблок, моркови и свеклы отделение отходов наблюдается на следующих стадиях технологического процесса:

— на стадии мойки с яблок, моркови и свеклы удаляются вместе с водой минеральные примеси, загрязнения и микроорганизмы;

— на стадии удаления плодоножек, которой подвергаются яблоки, удаляются плодоножки;

— на стадии инспекции вымытое сырье сортируется по качеству и размерам, удаляются плоды с поврежденной поверхностью, незрелые, загнившие, с плесенью, концы моркови и свеклы;

— на стадии пароочистки, которой подвергается морковь и свекла, наблюдается отслоение кожицы под действием пара;

— на стадии прессования яблочного сока идет отделение сока и образование мезги.

Нормативное количество образования отходов яблок, моркови и свеклы представлено соответственно в таблицах 5.1, 5.2, 5.3.

Таблица 5.1 — Нормативное количество образования отходов яблок

Таблица 5.2 — Нормативное количество образования отходов моркови

Таблица 5.3 — Нормативное количество образования отходов свеклы

Исходные данные для производства яблочного, яблочно-морковного и яблочно-морковно-свекольного соков представлены соответственно в таблицах 5.4, 5.5, 5.6.

Таблица 5.4 — Исходные данные для производства яблочного сока

Таблица 5.5 — Исходные данные для производства яблочно-морковного сока

Таблица 5.6 — Исходные данные для производства яблочно-морковно-свекольного сока

Коэффициент полноты использования материально-сырьевых ресурсов рассчитывается по формуле (5.1):

Коэффициент отходоемкости рассчитывается по формуле (5.3):

Коэффициент экологичности рассчитывается по формуле (5.2):

Интегральный коэффициент безотходности процесса рассчитывается по формуле (5.4):

Полученные данные сводим в таблицу 5.7.

Таблица 5.7 — Полученные данные

Полученные данные говорят о том, что данная технология производства относится к категории условно-безотходных. Возможные пути утилизации отходов представлены на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 — Варианты обращения с отходами

Главное в малоотходном и безотходном или чистом производстве — не переработка отходов, а организация технологических процессов по переработке сырья таким образом, чтобы отходы не образовывались на самом производстве. Ведь отходы производства — это часть по тем или иным причинам неиспользованного или недоиспользованного сырья, полуфабрикаты, бракованная продукция. Неутилизируемые на данный период времени и поступающие в окружающую среду, однако в большинстве случаев отходы являются сырьем для других производств и отраслей.

К утилизируемым отходам относятся кожура моркови и свеклы, концы моркови, свеклы, мезга яблок, брак моркови, свеклы и яблок, они направлены по договору в животноводческие хозяйства в качестве корма сельскохозяйственным животным.

Конечной целью безотходного или чистого производства является максимально возможное удовлетворение потребностей людей без ухудшения среды обитания.

6. Безопасность труда

6.1 Анализ опасных и вредных факторов и обеспечение безопасности труда

Разработанные дипломным проектом линии по производству плодоовощных соков, мощностью 10 т/сут будут обслуживать: начальник цеха, технолог, операторы установок, лаборант, упаковщик, механик.

Общее количество работников — 67 человек. Площадь, занимаемая цехом, составляет 2170 м². Общее количество оборудования: 36 штук (моечные машины, бланширователи, дробилки, протирочные машины и другие).

Одним из важнейших элементов условий труда является микроклимат. Требования к метеорологическим условиям регламентируются санитарными нормами (ГОСТ 12.1.005−88 ССБТ). Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны, устанавливающими оптимальные и допустимые показатели микроклимата для рабочей зоны закрытых производственных помещений с учетом тяжести выполняемой работы и периодов года, которые не распространяются на помещения для хранения сельскохозяйственной продукции, холодильников, солодовен, складов и других помещений.

Оптимальными микроклиматическими условиями считаются такие, сочетание которых при длительном и систематическом воздействии на человека сохраняют его нормальное тепловое состояние без напряжения механизма терморегуляции.

Значения показателей оптимальных и допустимых норм установлены в зависимости от периода года (холодный, теплый) и категории работ по тяжести (легкие, средние, тяжелые).

Оптимальные величины температуры (22−24 °С), относительной влажности (60−40%) и скорости движения воздуха (< 0,1 м/c) соблюдаются в кабинах, на пультах, постах управления технологическими процессами, в залах вычислительной техники, а также других помещениях при выполнении работ операторского типа, связанных с нервно-эмоциональным напряжением, и в помещениях, определяемых отраслевой документацией.

Наиболее эффективным средством улучшения метеорологических условий является автоматизация и механизация всех процессов, связанных с нагревом изделий. Значительно уменьшает теплоизлучение и поступление лучистой и конвекционной теплоты в рабочую зону теплоизоляция, отражательные экраны, водяные завесы, вентиляция.

Существенным фактором повышения работоспособности рабочих горячих цехов является соблюдение обоснованного режима труда и отдыха, сокращенный рабочий день, дополнительные перерывы, комнаты отдыха, гидропроцедуры.

Интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования, осветительных приборов, инсоляции на постоянных и непостоянных рабочих местах не превышает 35 Вт/м² при облучении 50% и более поверхности тела, 70 Вт/м² при величине облучаемой поверхности от 25 до 50% и 100 Вт/м² - при облучении 25% поверхности тела. Интенсивность теплового облучения работающих от открытых источников (открытое пламя) не превышает 140 Вт/м² при облучении не более 25% поверхности тела. В экстренных чрезвычайных ситуациях необходимо обязательно использовать средства индивидуальной защиты, в том числе лица и глаз.

Одним из факторов, оказывающих наибольшее влияние на организм работающих на открытом воздухе в зимний период года (грузчики), является низкая температура. Предельные температуры, ниже которых не могут производиться работы на открытом воздухе, обусловлены возможностями механизма терморегуляции человека.

Для создания нормальных условий труда необходимо обеспечить не только комфортные метеорологические условия, но и необходимую чистоту воздуха. Вследствие производственной деятельности в воздушную среду могут поступать разнообразные вредные вещества, которые используются в технологических операциях.

На предприятии одним из видов сырья является лимонная кислота, хранение порошка осуществляется в специальных влагонепроницаемых пакетах по 100 кг, на складе хранения. В случае повреждения или некачественной упаковки продукт может распылиться в воздухе складской зоны, создав неблагоприятные для дыхания условия.

Пыль также может образовываться в контейнероопрокидевателях КУП-1000П, на которых осуществляется опрокидывание свеклы и моркови, для отделения мелких примесей.

Неблагоприятное воздействие пыли проявляется не только в загрязнении промышленных помещений, оборудования, влиянии на его износ. Кроме этого, в пищевых производствах пыль следует главным образом рассматривать как профессиональную вредность и причину возможных взрывов. Осевшая на осветительных установках, обогревательных устройствах и нагретых поверхностях оборудования пыль и накопившийся аэрогель могут явиться причиной пожара, так как органическая пыль обладает способностью тлеть.

Поэтому помещения, в которых монтируются контейнероопрокидыватели, должны быть оборудованы аспирацией.

Для предупреждения воздействия вредных веществ (газ, пыль, пар) на человека на пищевых предприятиях применяются следующие мероприятия:

— применяется замкнутая и безотходная технология;

— герметизация, направленная на сокращение или ликвидацию вредных выделений в помещения;

— вентиляция, являющаяся средством защиты работающих от неблагоприятного воздействия поступивших в помещение вредных веществ, в основу которой положен принцип их разжижения чистым воздухом до ПДК;

— местные отсосы, предупреждающие поступление вредных веществ в помещение путем их отсоса фильтровентиляционными или вентиляционными агрегатами непосредственно от мест выделения вредных примесей с последующей очисткой до ПДК и выбросом в помещение или в вентиляционную систему;

— дистанционное управление, направленное на удаление работающего из загрязненной вредными веществами зоны.

Естественная вытяжная вентиляция применяется в помещениях, имеющих значительные выделения теплоты и осуществляется с помощью аэрационных фонарей, специальных вентиляционных каналов. Искусственная вентиляция осуществляется с помощью средств механического побуждения движения воздуха (вентиляторы).

В складских помещениях общеобменная вентиляция не обеспечивает ПДК, поэтому дополнительно к ней применяется местная вентиляция.

В случае возникновения экстренных ситуаций рабочие, находящиеся в производственных помещениях должны при себе иметь средства защиты от пыли — это противопылевые респираторы (одноразового, например, ШБ-1 и многоразового использования), а также противогазовые респираторы, которые делятся на шланговые, фильтрующие и изолирующие. В случае утечки химически активных вредных веществ, проникающих в организм через кожу, находиться в таких помещениях следует только в изолирующих костюмах или пневмокостюмах типа ЛГ-5.

Основной величиной для расчета и нормирования естественного освещения внутри помещений является КЕО, значение которого зависит от пояса светового климата, характера и разряда зрительной работы, а также разновидности естественного освещения производственных помещений.

Также одним из важнейших элементов условий труда является освещение. Правильно выполненная система освещения играет существенную роль в снижении производственного травматизма, уменьшая потенциальную опасность многих производственных факторов, создает нормальные условия работы, повышает общую работоспособность. По данным НИИ труда, освещенность от 100 до 1000 лк (в зависимости от напряженности зрительной работы, может способствовать повышению производительности на 10−20%, уменьшению брака на 20%, снижению количества несчастных случаев на 30%.

При проектировании естественного освещения помещения вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений различного назначения нормативы освещенности приняты в соответствии со СНиП 23−05−95 «Естественное и искусственное освещение».

В данном производственном цехе естественная освещенность практически отсутствует, следовательно, необходимо применять искусственное освещение. Оно создается искусственными источниками света и делится на рабочее, аварийное, эвакуационное (аварийное освещение для эвакуации), охранное. При необходимости часть светильников того или иного вида освещения может использоваться для дежурного освещения.

Рабочее освещение делится на общее и комбинированное. При общем освещении светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее рабочее равномерное освещение).

Комбинированное освещение — это сочетание общего освещения с местным. Местное освещение позволяет получить концентрирующий световой поток непосредственно на рабочей поверхности. При этом создаваемая на ней освещенность светильниками общего освещения должна составлять не менее 10% нормируемой для комбинированного освещения. Данный вид освещения применяется в лабораториях.

Аварийное освещение, применяемое на предприятии, предназначено для обеспечения работы при аварийном отключении рабочего, если связанное с ним нарушение нормального обслуживания оборудования и механизмов может вызвать взрыв, пожар или отравление людей; длительное нарушение технологического процесса; нарушение работы диспетчерских пунктов, насосных установок водоснабжения, канализации, теплофикации, вентиляции, кондиционирования воздуха. Наименьшая освещенность при аварийном режиме в соответствии с отраслевыми нормами составляет не менее 5% освещенности, нормируемой для рабочего общего освещения, при этом не менее 2 лк внутри здании и 1 лк на территории предприятий.

Эвакуационное освещение предназначенное для эвакуации людей из помещения при аварийном отключении рабочего освещения. Оно предусматривается в местах, опасных для прохода людей; в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей; при числе эвакуирующихся более 50 человек; по основным проходам производственных помещений, в которых работают более 50 человек; в производственных помещениях с постоянно работающими в них людьми, где выход людей при аварийном отключении рабочего освещения связан с опасностью нанесения травм работающим оборудованием.

Эвакуационное освещение обеспечивает на полу проходов и ступенях лестниц освещенность не менее 0,5 лк в помещениях и не менее 0,2 лк на открытых территориях.

В нерабочее время, совпадающее с темным временем суток, во многих случаях необходимо обеспечить минимальное, искусственное освещение для несения дежурств охраны. Для охранного освещения площадок предприятий и дежурного освещения помещений выделяется часть светильников рабочего и аварийного освещения.

Для освещения помещений используются газоразрядные лампы низкого и высокого давления (люминесцентные).

Лампы накаливания хотя и просты в изготовлении, удобны в эксплуатации, не требуют дополнительных устройств для включения в сеть, имеют ряд существенных недостатков. К ним относятся малая световая отдача (7−20 лм/Вт), низкий КПД (10−13%), малый срок службы (800−1000 ч). Кроме того, спектр излучения отличается от дневного света преобладанием желтых и красных лучей, что ведет к недостаточному восприятию человеком цветов окружающих предметов. А самое главное лампы накаливания пожароопасные.

Люминесцентные лампы в 2,5−3 раза экономичнее ламп накаливания, имеют увеличенный до 12 000;14000 ч срок службы и до 85 лм/Вт светоотдачу.

Низкая температура поверхности, на 5 °C превышающая температуру воздуха в помещении, обеспечивает повышенную пожаробезопасность. Для этих ламп характерны более низкие яркость и слепящее действие. К недостаткам относятся пульсации светового потока; стробоскопический эффект, вследствие чего одновременно видно изображение нескольких предметов, искажается представление о направлении и скорости движения, вращающиеся части машин могут казаться неподвижными; дорогостоящая и относительно сложная схема включения; значительная отраженная блесткость, снижающая видимость из-за чрезмерного увеличения яркости рабочей поверхности и вуализирующего действия, снижающего контраст между объектом и фоном; чувствительность к колебаниям окружающей температуры (оптимальная температура 20−25 °С), изменение которой сопровождается уменьшением светового потока. В связи с этим в цеху измельчения пектинового порошка, в цеху розлива газированных напитков дополнительно обеспечивается локальное освещение оборудования при помощи ламп накаливания.

При выборе источника света учитывается, что разные типы газоразрядных ламп характеризуются разными коэффициентами пульсации. Например, для люминесцентных ламп ЛД этот коэффициент в среднем составляет 50%, а для ДРЛ — 65%. Для сравнения коэффициент пульсации ламп накаливания 7%.

Для люминесцентных ламп применяются преимущественно многоламповые светильники, что дает возможность использовать специальные схемы включения для уменьшения пульсации светового потока и исключающие стробоскопический эффект.

Вышедшие из строя люминесцентные и другие ртутные лампы не выбрасываются, они подлежат утилизации. В каждой такой лампе имеется то или иное количество металлической ртути, которая при механическом разрушении лампы загрязняет окружающую среду (воздух, почву), что чрезвычайно опасно для здоровья людей. Поэтому до утилизации неисправные лампы хранятся на складах. Перед вывозом ламп на свалку ртуть из них изымается и нейтрализуется.

Источники искусственного света располагаются в осветительной арматуре. Их совокупность называют светильником. Светильники обеспечивают требуемое направление светового потока на рабочие поверхности, защиту глаз от слепящего действия ламп, их предохранение от загрязнений, механических повреждений и неблагоприятного воздействия внешней среды.

Светильники в зависимости от распределения светового потока в пространстве подразделяются на светильники прямого, рассеянного и отраженного света. Первые направляют вниз не менее 90% всего светового потока, вторые — 40 — 60% в обе стороны, а третьи — не менее 90% вверх.

Большое значение для ограничения ослепленности, создаваемой светильниками, имеет защитный угол, создаваемый отражателем, а в светильниках с люминесцентными лампами — планками экранирующей решетки. Защитный угол не должен превышать 30°.

В зависимости от конструктивного исполнения различают светильники от крытые, защищенные, закрытые, пыленепроницаемые, влагозащитные, взрывозащитные, взрывобезопасные.

Внедрение новых технологических процессов на пищевых предприятиях, рост мощности технологического оборудования, механизация производственных процессов привели к тому, что человек стал постоянно подвергаться воздействию вредных физических производственных факторов — шума и вибрации. Практически все технологическое оборудование является источником шума и вибрации различной интенсивности, а именно: насосы, вентиляционные установки, транспортеры, дробилки, протирочные машины, разливочные автоматы, электродвигатели и другое. Шум и вибрация являются раздражителями общебиологического действия, вызывающими общее заболевание организма человека. Длительное воздействие шума не только снижает остроту слуха, но расшатывает периферическую и центральную нервные системы и нарушает деятельность сердечно-сосудистой системы, обостряет другие, казалось бы, совсем не связанные со слуховым аппаратом заболевания, такие, как ухудшение зрения, нарушение нормальной функции желудка, координации движения, изменение кровяного давления. Такой комплекс изменений в организме, носящий общий характер, рассматривается как «шумовая болезнь».

Аналогичные функциональные расстройства вызывает вибрация. Они, прежде всего, проявляются в изменениях в периферической и центральной нервных системах, сердечно-сосудистой системе и опорно-двигательном аппарате. Их тяжелые и необратимые изменения, вызванные длительным воздействием вибраций, превышающих допустимые уровни, являются признаком виброболезни, запущенные и тяжелые формы которой ведут к частичной или полной потере трудоспособности.

Производственные шумы делятся на низкочастотные до 300 Гц, среднечастотные до 800 Гц и высокочастотные свыше 800 Гц. Наиболее неблагоприятным для органа слуха является высокочастотный шум.

Нормативы уровней шума регламентируются СН 2.2.4./2.1.8.562−96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки». На постоянных рабочих местах допустимый уровень звука составляет 80 дБА.

Методы гигиенической оценки вибрации рабочих мест, нормируемые параметры и их допустимые величины установлены СН 2.2.4./2.1.8.566−96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий».

Мероприятиями по борьбе с шумом и вибрациями являются:

— исключение из технологической схемы виброакустически активного оборудования;

— использование оборудования с минимальными динамическими нагрузками, правильный его монтаж;

— правильная эксплуатация оборудования, своевременное его освидетельствование и проведение профилактических ремонтов;

— размещение шумящего оборудования в отдельных помещениях, отделение его звукоизолирующими перегородками;

— расположение шумных цехов в отдалении от других производственных помещений;

— дистанционное управление виброакустическим оборудованием из кабин;

— проведение санитарно-профилактических мероприятий (рациональные режимы труда и отдыха, профосмотры и т. п.) для работающих на виброакустическом оборудовании;

— использование оснований и фундаментов для виброактивного оборудования, соответствующих их динамическим нагрузкам;

— звукоизоляция приводов с помощью кожухов.

Для предупреждения распространения шума его источник изолируется (частично или полностью) с помощью ограждений (стен, перегородок, перекрытий, кожухов и экранов), отражающих звуковую энергию. К средствам индивидуальной защиты от шума относят вкладыши, заглушки, наушники и противошумные каски (шлемы).

Для защиты от ультразвука, передающегося контактным путем, используют резиновые перчатки.

Для обеспечения пожарной безопасности большое значение имеет правильный монтаж и эксплуатация осветительных установок, старая проводка, халатное отношение персонала на своих рабочих местах. Неправильный выбор мощности источника света и типа светильника может стать причиной пожаров и взрывов. Пожарная опасность светильников вызывается наличием в них источников света, контактных элементов и пускорегулирующей аппаратуры. Колбы ламп накаливания, запыленные пылью, нагреваются до температуры 250−300 °С, и возможно их воспламенение.

Тепловое воздействие люминесцентных ламп значительно слабее, чем ламп накаливания. Однако при неисправностях пускорегулирующей аппаратуры (залипание стартера и др.) нагрев ламп может достигать температуры 200 °C, а обмоток дросселей 100−120 °С, что вызывает воспламенение краски, монтажных проводов и других горючих деталей.

В результате пожара на производстве человек может получить многочисленные ожоги и травмы, задохнуться угарным газом и умереть.

Система пожарной защиты на предприятии включает мероприятия и средства, направленные на применение конструкций с регламентированным пределом огнестойкости; предотвращение распространения пожара, обеспечение эвакуации работающих на предприятии при возникновении пожара; организацию пожарной охраны; ограничение применения горючих веществ в технологическом процессе; изоляцию горючей среды; использование средств пожарной сигнализации, извещения и тушения пожара («Правила пожарной безопасности в Российской Федерации» ППБ-01−93). Подъездные пути ко всем частям предприятия должны быть свободны.

Меры пожарной безопасности определены в ГОСТ 12.1.004−91.

Персонал допускается к работе только после прохождения инструктажа по безопасности труда и пожарной безопасности в целом и на каждом рабочем месте, также должен знать последовательность действий в случае пожара и уметь пользоваться ручными средствами пожаротушения.

Помещения, в которых происходят технологические процессы, должны удовлетворять требованиям по предотвращению и тушению пожара по ГОСТ 12.1.004−91. Обязательно наличие телефонной связи и пожарной сигнализации.

Материалы, применяемые для ограждающих конструкций и отделки рабочих помещений должны быть огнестойкими. Для предотвращения возгорания обычных горючих материалов (бумага) и электрооборудования, необходимо принять следующие меры:

— в машинном зале должны быть размещены углекислотные огнетушители типов ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8. Согласно типовым правилам пожарной безопасности на каждые 100 кв. метров площади помещения ВЦ должен приходиться один огнетушитель;

— в качестве вспомогательного средства тушения пожара могут использоваться гидрант или устройства с гибкими шлангами;

— для непрерывного контроля машинного зала необходимо установить систему обнаружения пожаров, для этого можно использовать комбинированные извещатели типа КИ-1 из расчета один извещатель на 10 м² помещения.

6.2 Мероприятия по безопасности труда

Медико-профилактические мероприятия заключаются в систематическом наблюдении за состоянием здоровья рабочих, прохождении ими периодических медицинских осмотров, санитарно-профилактическом обслуживании, проведения ингаляций лечебными веществами.

Инженерно-строительные мероприятия включают: применение конструкций зданий с соответствующей теплоизоляцией, средств снижения солнечной инсоляции, средств вентиляции, и кондиционирования, отопления.

К индивидуальным мерам защиты от неблагоприятных метеорологических условий относятся: спецодежда, спецобувь; рациональные режимы труда и отдыха; питьевой солевой режим; воздушно-тепловые души; дистанционное управление.

Согласно ГОСТ 121 005–88 за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны должен устанавливаться контроль: автоматический с сигнализацией о превышении ПДК (1) — для веществ остронаправленного действия, периодический (2) — для токсичных веществ и пыли.

Периодичность контроля: для веществ I класса опасности — не реже 1 раза в 10 дней, II класса — в месяц, 3-го и 4-го классов — 1 раз в квартал.

Основным мероприятием по освещенности является чистка не реже 2 раз в год стекол и 1 раз в год побелка стен и потолка.

Для защиты от слепящего действия солнечных лучей используются жалюзи и солнцезащитные козырьки, устанавливаемые в световых проемах.

Источники искусственного света должны обязательно располагаться в осветительной арматуре. Светильники обеспечивают требуемое направление светового потока на рабочие поверхности, защиту глаз от слепящего действия ламп, их предохранение от загрязнений, механических повреждений и неблагоприятного воздействия внешней среды. Вышедшие из строя люминесцентные и другие ртутные лампы подлежат утилизации. В каждой такой лампе имеется то или иное количество металлической ртути, которая при механическом разрушении лампы загрязняет окружающую среду (воздух, почву), что чрезвычайно опасно для здоровья людей. Поэтому до утилизации неисправные лампы хранят на складах. Пред вывозом ламп на свалку ртуть содержащаяся в лампах нейтрализуется.

6.3 Расчет искусственного освещения для цеха по производству плодоовощных соков

Освещенность, создаваемая искусственным освещением, нормируется СНиП 2−4-79 в зависимости от характеристики зрительной работы, яркости фона, контраста объекта и фона, типа источника света и системы освещения.

Для обеспечения требуемой освещенности необходимо выбрать систему освещения, тип источника света, светильника, схему расположения светильников и выполнить светотехнический расчет.

Рассчитать искусственное освещение для отделения производства плодоовощных соков. Помещение имеет размеры L = 57,3 м, B = 16,4 м.

(6.1)

м Определяем необходимое число ламп, шт:

(6.2)

где Е — заданная минимальная освещённость, лк;

К_з — коэффициент запаса (принимается К_З = 1,3);

S — освещаемая площадь (S = 939,7 м²);

Z — коэффициент неравномерности освещения, принимается (Z = 1,1−1,2);

? — световой поток лампы, лм;

? — коэффициент использования светового потока.

Согласно СниП 23−05−95 для разряда зрительных работ искусственная освещенность должна составлять Е = 100 лк.

Принимаем люминесцентные лампы мощностью Р = 80 Вт и светильники типа ПВЛМ.

.

Вывод: так как в каждом светильнике ПВЛМ располагается 2 люминесцентные лампы, требуемое количество светильников будет равно 75. Светильники располагаем в шахматном порядке по помещению.

6.4 Возможные чрезвычайные ситуации

1 июня 2008 г. В районе железнодорожной станции Сакмарская перевернулась цистерна, содержащая 10 тонн аммиака.

Авария произошла утром в ясную погоду, местность открытая, равнинная, площадка обвалованная. Скорость ветра 2 м/с, химическое облако распространяется в юго-западном направлении.

Степень вертикальной устойчивости воздуха — инверсия.

Для 10 тонн аммиака находим глубину распространения зараженного воздуха Г, км, при скорости ветра 1 м/с, при инверсии она будет составлять 4,5 км. Для скорости ветра 2 м/с находим поправочный коэффициент, распространения облака зараженного воздуха с поражающей концентрацией.

Ширина зоны химического поражения Ш, км, зависит от степени вертикальной устойчивости воздуха и определяется по формуле:

(6.3)

Площадь зоны химического заражения S, км², рассчитывают по формуле:

(6.4)

Определение времени подхода зараженного облака к объекту t, мин, находим по формуле:

(6.5)

где X — расстояние от источника заражения до заданного объекта, км (Х = 4 км);

V — скорость переноса переднего фронта зараженного облака, км/ч.

.

Вывод: на эвакуацию людей с завода необходимо не более 40 минут. Оповестить людей, собрать их в одном месте и вывезти в безопасное место на двух автобусах ПАЗ.

По физиологическому воздействию на организм человека аммиак относится к веществам ухудшающего и нейротропного действия, способных при ингаляционном поражении вызвать токсический отек легких и тяжелое поражение нервной системы. Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз и органов дыхания, а также кожные покровы. Вызывают при этом обильное слезотечение, боль в глазах, химический ожог конъюктивы и роговицы, потерю зрения, приступы кашля, покраснение и зуд кожи. При соприкосновении сжиженного аммиака и его растворов с кожей возникает жжение, возможен химический ожог с пузырями, изъязвлениями. Сжиженный аммиак при испарении поглощает тепло, и при соприкосновении с кожей возникает обморожение различной степени. Кроме того, аммиак взрывоопасен, что может привести к взрывам на предприятии.

В качестве мероприятий по предупреждению чрезвычайной ситуации, связанной с выбросом аммиака на самом производстве, проводят герметизацию оборудования, используют системы вентиляции, автоматизируют производство.

Действия населения в зоне химического поражения:

— использовать противогазы ГП-5, ГП-7 с ДПГ-3, патрон защитный универсальный или ватно-марлевые повязки, смоченные 2% раствором лимонной кислоты;

— использовать убежище в режиме полной изоляции;

— применить антидоты и средства обработки кожи;

— своевременно покинуть зону заражения, двигаясь перпендикулярно направлению ветра;

— после выхода из зоны заражения снять одежду и провести санитарную обработку.

Для дегазации предприятия от аммиака используют установку водяной завесы на пути движения облака ОХВ. Нейтрализацию аммиака проводят водой.

При отравлении персонала ОХВ пострадавших необходимо вынести на свежий воздух, расстегнуть мешающую одежду, на голову наложить холодный компресс, приподнять ноги, сделать искусственное дыхание при потере сознания, а при отсутствии пульса — закрытый массаж сердца.

7. Экономическая часть

Технико-экономическое обоснование цеха по производству яблочного, яблочно-морковного и яблочно-морковно-свекольного соков, общей производительностью 10 т/сут.

В зимний и весенний периоды, когда не у всех есть возможность употреблять в пищу достаточного количества овощей и фруктов, альтернативой становятся соки. В Оренбургской области на данный момент нет предприятий по производству плодоовощных консервов. Главное достоинство соков, разрабатываемых в этом проекте, заключается в том, что они выпускаются без добавления сахара, так как подбирается такое сырье, которое содержит достаточное количество сахаров в своем составе, придающих необходимую сладость продукту. Данные соки несут функциональное назначение, могут использоваться в различных диетах, а также могут применяться в питании детей от 3 лет.

7.1 Расчет стоимости капитальных вложений

7.1.1 Расчет стоимости здания

Стоимость здания С_зд — включает затраты на капитальное строительство здания. В том числе на все коммуникации, монтаж и транспортировку материалов. Стоимость здания С_зд, руб, рассчитывается по формуле:

(7.1)

где V_зд — объем здания, м³;

С₁ — стоимость 1 м³ здания (1 м³ = 8000 руб).

(7.2)

где S — площадь здания, м²;

h — высота здания, м.

7.1.2 Расчет капитальных затрат на оборудование

Капитальные затраты на оборудование включают стоимость оборудования, транспортировки, установки, подключения, а также амортизационные отчисления. Расчет капитальных затрат указан в таблице 7.1.

Таблица 7.1 — Расчет капитальных затрат и амортизационных отчислений на оборудование

Ценный производственный инвентарь составляет 40% от ценного производственного оборудования, что составляет 3 797 400 руб.

Стоимость малоценного оборудования рассчитана в таблице 7.2.

Таблица 7.2 — Стоимость малоценного оборудования

Малоценный производительный инвентарь и инструменты составляют 60% от стоимости малоценного оборудования, что составляет 49 800 руб. Стоимость капитальных вложений представлена в таблице 7.3.

Таблица 7.3 — Стоимость капитальных вложений

7.2 Расчет рабочих дней цеха в год

Данное предприятие работает по шестидневному рабочему графику, в одну смену. Количество рабочих дней рассчитано в таблице 7.4.

Таблица 7.4 — Количество рабочих дней

Номинальный фонд времени работы оборудования Т_ном, ч, рассчитывается по формуле:

(7.3)

где h — количество часов работы предприятия в день, ч;

n — количество рабочих дней предприятия, день.

.

Эффективный фонд времени работы оборудования Т_эф, ч, рассчитывается по формуле:

(7.4)

где ?_{кап.рем.} — время капитального ремонта (?_{кап.рем.} = 21 день = 168 часов).

.

7.3 Расчет годового фонда оплаты труда

Среднее количество дней и часов, подлежащих отработке в год одним рабочим определяется на основе баланса рабочего времени, приведенного в таблице 7.5.

Расчет годового фонда оплаты труда администрации, ИТР и служащих представлен в таблице 7.6.

Таблица 7.5 — Баланс рабочего времени одного рабочего

Таблица 7.6 — Расчет годового фонда оплаты труда администрации, ИТР и служащих

Расчет годового фонда оплаты труда основных производственных рабочих показан в таблице 7.7.

Сводный план по труду и заработной плате приведен в таблице 7.8.

Таблица 7.7 — Расчет годового фонда оплаты труда основных производственных рабочих

Таблица 7.8 — Сводный план по труду и заработной плате

7.4 Составление сметы затрат на сырье и материалы

Потребность предприятия в сырье и материалах на 1 тонну продукции для данного ассортимента представлена в таблице 7.9.

Таблица 7.9 — Потребность предприятия в сырье и материалах на 1 тонну продукции для данного ассортимента

Суточная потребность предприятия в сырье и материалах, в натуральном и стоимостном выражении на выпуск продукции приведены в таблице 7.10.

Годовой объем затрат на сырье и материалы представлен в таблице 7.11.

Таблица 7.10 — Суточная потребность предприятия в сырье и материалах

Таблица 7.11 — Годовой объем затрат на сырье и материалы

7.5 Расчет расхода энергии и воды, и стоимость затрат

Расчет расхода энергии и воды, и стоимость затрат представлен в таблице 7.12.

Таблица 7.12 — Расчет расхода энергии и воды, и стоимость затрат

7.6 Расчет расходов на содержание и эксплуатацию оборудования

Расчет расходов на содержание и эксплуатацию оборудования приведен в таблице 7.13.

Таблица 7.13 — Расчет расходов на содержание и эксплуатацию оборудования

7.7 Расчет затрат на цеховые расходы

Цеховые расходы представлены в таблице 7.14.

Таблица 7.14 — Цеховые расходы

7.8 Расчет элементов, входящих в себестоимость продукции

Себестоимость, рассчитанная по элементам затрат, дает возможность отразить в стоимостном измерении общий объем потребленных ресурсов для выполнения производственной программы.

Начисление заработной платы рабочих на один вид продукции Н_ЗП, руб, будет составлять:

(7.5)

где ЗП — сумма заработной платы всех рабочих, руб;

Q_сока — производительность каждого вида сока, т/сут;

Q_общ. — общая производительность цеха, т/сут.

Производительность яблочного и яблочно-морковного сока равна 4 т/сут, а яблочно-морковно-свекольного 2 т/сут.

Расходы на социальные нужды Н_ЕСН, руб, находят по формуле:

(7.6)

где ЕСН — сумма отчислений ЕСН от заработной платы всех рабочих, руб.

Расходы на содержание оборудования Н_Р, руб, находят по формуле:

(7.7)

где Расходы — сумма расходов на содержание оборудования, руб.

Цеховые расходы Н_ЦР, руб, находят по формуле:

(7.8)

где ЦР — сумма цеховых расходов, руб.

Смета затрат на готовую продукцию представлена в таблице 7.15.

Таблица 7.15 — Смета затрат на готовую продукцию

7.9 Выбор метода ценообразования

Цены на продукцию устанавливаются на основе издержек производства. Оптовая цена О_Ц, руб, рассчитывается по формуле:

(7.9)

где Р_Н — начисление цеховых расходов, %;

С — полная себестоимость, руб.

Смета затрат и калькуляция себестоимости продукции представлена в таблице 7.16.

Таблица 7.16 — Смета затрат и калькуляция себестоимости продукции

7.10 Технико-экономическое обоснование

Прибыль предприятия П, руб, определяется по формуле:

(7.10)

где О_Ц — оптовая цена, руб;

S — полная себестоимость, руб.

Чистая прибыль предприятия ЧП, руб, определяется по формуле:

(7.11)

где НП — налог с прибыли (24% от прибыли), руб.

Рентабельность, %, определяется по формуле:

(7.12)

Срок окупаемости СО, год, рассчитывается по формуле:

(7.13)

Экономическая эффективность производства ЭЭ рассчитывается по формуле:

(7.14)

Технико-экономические показатели цеха сведены в таблицу 7.17.

Таблица 7.17 — Технико-экономические показатели цеха

Вывод: при разработке цеха по производству плодоовощных соков были определены основные показатели. Данный проект считается экономически эффективным и целесообразным, так как фактический срок окупаемости равен 4,4 года, что ниже нормативного срока окупаемости, который равен 6,6 лет. Фактический коэффициент экономической эффективности равен 0,23, что выше нормативного, который равен 0,15. Рентабельность составляет 30%.

Заключение

Изменение структуры ассортимента плодоовощных консервов за счет увеличения выработки продукции пользующейся повышенным спросом, требует коренного повышения технического уровня их производства. Плодоовощная промышленность относится к материалоемкой отрасли. Затраты на сырье и материалы в ней составляют 80−85% общих затрат. В связи с этим снижение материалоемкости продукции приобретает особенно важное значение. Правильный подбор оборудования обеспечит рациональное использование сырья в сокращении отходов, а это, в свою очередь повлечет к снижению материалоемкости продукции.

Структура питания населения России существенно отличается от формулы сбалансированного питания, прежде всего по уровню содержания незаменимых аминокислот, витаминов и провитаминов, микроэлементов, пищевых волокон, многих органических соединений растительного происхождения, имеющих важное значение в регуляции обмена веществ и функций отдельных органов и систем. Ухудшение экологического состояния окружающей среды снижает сопротивляемость организма ребенка вредным воздействием, поэтому возрастает роль профилактического питания, направленного на укрепление защитных систем организма.

Обычный пищевой рацион для детей различных возрастных групп, даже при условии его соответствия нормам, не обеспечивает ребенка необходимыми количествами питательных веществ. Для здоровья детей стала чрезвычайно важна не только полноценность питания, но и его профилактическая и детоксицирующая способность. Это в большей степени определяет современные требования технологии продуктов для детского питания.

Разработка новых видов продуктов предусматривает так же максимальное вовлечение в технологический процесс различных видов растительного сырья, используя при этом местные не традиционные ресурсы, способствующие ликвидации белкового дефицита в питании детей, так как именно белку принадлежит ведущая роль в формировании растущего организма.

В данном проекте были разработаны линии по производству яблочного, яблочно-морковного и яблочно-морковно-свекольного соков. Они используются как для функционального питания, так и для питания детей от 3 лет. В их состав входят только натуральные компоненты, без добавления консервантов, красителей, ароматизаторов и др.

Список используемой литературы

1 Азаров Б. М., Аурих Х. К., Дичев С. А. и др. Технологическое оборудование пищевых производств. — М.: Агропромиздат, 1988. — 463 с.

2 Гореньков Э. С., Бибеогал В. Л. Оборудование консервного производства: переработка плодов и овощей. — М.: Агропромиздат, 1989. — 256 с.

3 Гельфанд С. Ю. и др. Справочник работника лаборатории консервного производства. — М.: Агропромиздат, 1990. — 176 с.

4 Гаева А. Ф., Усик С. Л. Курсовое и дипломное проектирование. Промышленные и гражданские здания. — Подольск.: Полиграфия, 2004. — 264 с.

5 Драгилев А. И., Дроздов В. С. Технологическое оборудование предприятий перерабатывающих отраслей АПК. — М.: Колос, 2001. — 352 с.

6 Касьянов Г. И. Технология продуктов детского питания. — Ростов-на-Дону: МарТ, 2001. — 253 с.

7 Касьянов Г. И. Технология продуктов детского питания. — М.: Академия, 2003. — 224 с.

8 Крашенина П. Ф. Производство продуктов детского питания. — М.: Агропромиздат, 1989. — 336 с.

9 Куницына М. Справочник технолога плодоовощного производства. — СПб.: ПрофиКС, 2003. — 480 с.

10 Момот В. Н. Механизация процессов хранения и переработки плодов и овощей. — М.: Агропромиздат, 1988. — 268 с.

11 Полищук В. Ю., Коротков В. Г., Касперович В. Л. Основы проектирования технологического оборудования предприятий пищевых производств. — Оренбург.: Оренбургский Государственный Университет, 1998. — 136 с.

12 Панфилов В. А. и др. Машины и аппараты пищевых производств. — М.: Высшая школа, 2001. — 703 с.

13 Рудольф В. В. и др. Производство безалкогольных напитков. — СПб.: Профессия, 2000. — 360 с.

14 Хученройтер Г. Проектирование и строительство предприятий пищевой промышленности. — Н.: Стройиздат, 1987. — 256 с.

15 Ковальская Л. П. Технология пищевых производств. — М.: Агропромиздат, 1988. -286 с.

16 ГОСТ 12.1.003−83 «Шум, общие требования безопасности» (изменение I.III.89).

17 СанПиН 2.1.4.559−96 «Вода питьевая».

18 ГОСТ 12.1.005−88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».

19 СН 4088−86 «Санитарные нормы микроклимата производственных помещений».

20 Самгин Э. Б., Освещение рабочих мест. Текст лекций. Москва, МИРЭА, 1989 г. — 345 с.: ил.

22 Розанов В. С., Рязанов А. В. Обеспечение оптимальных параметров воздушной среды в рабочей зоне. Учебное пособие. Москва, МИРЭА, 1989 г. — 230 с.: ил.

22 Розанов В. С. Методика определения валовых выбросов вредных веществ в атмосферу основным технологическим оборудованием предприятий автомобильного и сельскохозяйственного профиля. Москва, 1991 г. — 327 с.: ил.

23 Под ред. к.т.н. Павлова Н. Н. и инж. Шиллера Ю. И., Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 1. Москва, Стройиздат, 1992 г. — 79 с.

24 Под ред. к.т.н. Павлова Н. Н. и инж. Шиллера Ю. И., Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 2. Москва, Стройиздат, 1992 г. — 204 с.