Маргарин, как и сливочное масло, является дисперсной си­стемой типа «вода в масле», которая включает жировую фазу, содержащую мельчайшие частицы жидкости. В связи с этим для производства маргарина используют жировое и нежировое сырье.

Жировое сырье. К жировому сырью, используемому для вы­работки маргарина, относятся пищевые растительные масла, жи­вотные жиры, гидрированные жиры. Из растительных масел в основном применяют подсолнечное, хлопковое, соевое и арахи­совое масла, а в ряде случаев твердые - кокосовое, пальмояд - ровое. Из животных жиров преимущественно используют топ­леные говяжий, свиной и бараний, а также сливочное и топленое коровье масло. Основным сырьем маргаринового являются гидрированные жиры-саломасы, которые в значи­тельной степени влияют на качество получаемого продукта. Большое значение имеет температура плавления и твердость ис­пользуемых пищевых саломасов.

Все жировое сырье маргаринового производства должно быть очищено от примесей, в том числе от красящих и ароматиче­ских веществ, свободных жирных кислот. С этой целью масла и жиры рафинируют с отбеливанием и дезодорацией. Состав жировой основы готового маргарина определяет его пластич - ность, твердость, температуру плавления и консистенцию. Тем­пература плавления жиров не должна превышать 35-36 °С. В жировом наборе маргарина сочетаются несколько жировых компонентов; содержание саломаса может составить от 33 до 75% в зависимости от вида продукции. Для получения маргари­на с хорошими пластическими свойствами жировая основа долж­на содержать при температуре 20 °С от 16 до 21% твердых гли - церидов. При необходимости для снижения твердости и темпе­ратуры плавления жировой основы вносят растительное масло. Добавление твердых кокосового, пальмоядрового, сливочного ма­сел, содержащих легкоплавкие ацилглицерины низкомолекуляр­ных кислот, улучшает свойства маргарина.

Нежировое сырье. При производстве маргарина применяют молоко, эмульгаторы, вкусовые и ароматические вещества, кра­сители, витамины и консерванты.

ЛАолоко является одним из основных компонентов маргари­на, который придает ему вкус и аромат сливочного масла, по­вышает питательную ценность. Используется натуральное цель­ное пли обезжиренное молоко, а также сухое (цельное и обез­жиренное). Для лучшей ароматизации маргарина молоко пред­варительно сквашивают.

Эмульгаторы служат для создания высокодисперсной жиро - водной эмульсии, обладающей стойкостью в процессе получения и хранения маргарина. Эмульгаторы - это вещества, препятст­вующие расслаиванию эмульсии и выделению из нее жира. Эмульгаторы улучшают пластические свойства продукта и пре­пятствуют разбрызгиванию жира при жарении. В производстве маргарина в качестве эмульгаторов используют фосфолипиды, эмульгаторы Т-1, Т-2, Т-Ф, ДА Д. Фосфолипиды являются основ­ным компонентом пищевых фосфатидных концентратов, получае­мых при выработке растительных масел. Эмульгатор Т-1 пред­ставляет собой смесь моно - и диглннеридов жирных кислот; эмульгатор Т-2 состоит из эфиров полиглицерина с жирными кислотами, эмульгатор Т-Ф - это смесь эмульгатора Т-1 и фос - фатидного концентрата в соотношении 3:1. Эмульгатор МД аналогичен по составу эмульгатору Т-1, но содержит больше моноглицеридов.

В качестве вкусовых добавок используют поваренную соль (0,2-1,2%), сахар (0,3-0,7%). Для придания маргарину аро­мата сливочного масла в него вводят синтетические ароматиза­торы, представляющие собой композиции из диацетила, уксус­ной кислоты, этилового спирта и других веществ.

Красители используют для придания маргарину светло-жел­того цвета. С этой целью добавляют пищевые жирорастворимые красители: масляный раствор каротина, пищевой краситель ан - нато.

Витамины добавляют при выработке маргариновой продук­ции для повышения ее биологической ценности. В основном это жирорастворимые витамина A, D, Е.

Консерванты вносят в маргарин для предотвращения разви­тия микроорганизмов в водно-молочной фазе. С этой целью применяются бензойная кислота, бензойнокислый натрий, сорби - новая кислота и сорбат натрия в количестве 0,05-0,12%.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ МАРГАРИНА

Процесс приготовления маргарина (рис. 9.6) начинают с под­готовки жировой и водно-молочной фазы. Жировую смесь гото­вят по рецептуре жировой основы, доводят ее температуру до
40-50 °С, вводят эмульгатор р. ы, красители, витамины, жщ рорастворимые ароматизатор ры. Отдельно готовят водно* молочную фазу, для чего мої локо пастеризуют при темпе, ратуре 80-85 °С, затем скваї шивают с помощью молочной кислых бактерий при 28-< 30 °С в течение 9-12 ч. В воді но-молочпую фазу добавляю! соль, сахар, водорастворимы^ ароматизаторы, консерванты. ;

Жировая и водно-молочная фазы подаются в смеситель. Рис. 9.6. Принципиальная технологи - гДе образуется грубая жиро - ческая схема производства маргарина водная эмульсия. Подготов - .

Ленная эмульсия температуро* 38-40°С подается под давлением в вытеснительный охладим тель, где происходят процессы эмульгирования, охлаждения щЖ пластической обработки. При интенсивном перемешивании и™ охлаждении под давлением образуется тонкодисперсная пере­охлажденная эмульсия маргарина с температурой 10-14 °С. Затем эмульсия направляется в кристаллизаторы, где затвер­девает и в виде однородной пластичной массы поступает на фа­совку и упаковку.

Требования к составу и качеству маргариновой продукции определяются действующими ГОСТами. Содержание жира в - большинстве видов маргарина должно быть не менее 82%. в без­молочном маргарине - не более 82,5%, в жидком маргарине для хлебопекарной промышленности - не менее 83%. Содержанш влаги в маргаринах «Сливочный», «Эра», кондитерском, жид* ком для хлебопекарной промышленности не более 17%. Марга< рин обладает чистым вкусом и ароматом (молочнокислым, ели - вочного или топленого масла). Консистенция всех видов мар­гарина при 16-18 °С однородная, пластичная, плотная. Цвет окрашенных маргаринов однородный, светло-желтый.

Маргариновую продукцию следует хранить при температуре от минус 2 до плюс 2 °С и относительной влажности воздуха не выше 80%.

Описание

Технология производства маргарина и спреда на данном оборудовании: Компоненты жировой и водной фазы в соответствии с рецептурой смешиваются в соответствующих вертикальных цилиндрических смесителях, в которых происходит также предварительное эмульгирование. Сухие компоненты и ингредиенты взвешиваются на автоматических весах и перекачиваются насосами в соответствующий смеситель. Необходимые жиры подаются блоками в жиротопку, где растапливаются и перекачиваются насосом частично в смеситель жировой фазы и частично (согласно рецептуре) в танки для эмульгирования. Температура внутри жиротопки поддерживается благодаря циркуляции воды через водяную рубашку и внутреннюю решетку. Узел темперирования обеспечивает нагрев воды до заданной температуры через теплообменник вода/пар (подача пара обеспечивается Заказчиком). Внутри смесителей жировой и водной фазы находятся винтовые мешалки пропеллерного типа с частотой вращения согласно заданной рецептуре. Смеситель снабжен водяной рубашкой для теплоизоляции. Заданная рецептурой температура смесей в смесителях жировой и водной фазы поддерживается благодаря циркуляции смеси через пластинчатые теплообменники. Теплообмен происходит с внешней водой (обеспечивается заказчиком). Грубая эмульсия из смесителей жировой и водной фазы поступают в танк для эмульгирования (получения стабильной гомогенной эмульсии молочно-растительной смеси. В данном танке эмульсия в течение заданного рецептом времени циркулирует через насос эмульсатор, и подогревается за счет подачи в водяную рубашку горячей воды, за счет чего обеспечивается интенсивное диспергирование эмульсии. Узел темперирования обеспечивает нагрев воды в водяной рубашке до заданной температуры через теплообменник вода/пар (подача пара обеспечивается Заказчиком). Для обеспечения непрерывной работы в описываемой технологической линии предусмотрены два танка для эмульгирования работающие поочередно. Далее готовая эмульсия поступает в трубчатый пастеризатор, где происходит термическая обработка эмульсии. Пастеризатор представляет собой теплообменник типа «труба в трубе» с теплоизоляцией. Средняя труба является рабочей камерой, во внутреннюю и внешнюю трубу подается горячая вода. Узел темперирования обеспечивает нагрев воды до заданной температуры через теплообменник вода/пар (подача пара обеспечивается Заказчиком). Охлаждение эмульсии после термической обработки происходит в охладителе конструкции, подобной пастеризатору. Средняя труба является рабочей камерой, во внутреннюю и внешнюю трубу подается холодная вода (обеспечивается Заказчиком). После охладителя маргариновая эмульсия, пройдя через уравнительный бак с насосом высокого давления, подается в переохладитель, который обеспечивает эмульгирование, охлаждение и механическую обработку эмульсии. Переохладитель состоит из трех одинаковых цилиндров - теплообменников, работающих последовательно. Каждый из цилиндров представляет собой теплообменник типа «труба в трубе» с теплоизоляцией. Первая внутренняя труба является рабочей камерой, в которой расположен полый вал. На валу закреплены ножи, которые, непрерывно вращаясь, счищают продукт с охлаждаемых поверхностей и одновременно перемешивают продукт. Пространство между второй и первой трубой и внутри полого вала занимают испарительные камеры для хладагента (фреон или аммиак, по запросу). Эмульсия, охлаждаясь, кристаллизуется на поверхности и снимается ножами. Для обеспечения однородной пластичной структуры эмульсию после глубокого охлаждения подвергают интенсивной механической обработке в линейном смесителе с помощью расположенных на центральном вращающемся валу и стенках смесителя стержнях. Затем эмульсия поступает в кристаллизатор, где ей придаются кристаллическая структура, требуемая твердость, однородность и пластичность, необходимые для фасовки продукта. Основными узлами кристаллизатора являются три секции - две конические и одна цилиндрическая, а также размещенные в центральной секции два тройных сетчатых экрана, при прохождении через которые продукту придается однородность. Полученный таким образом продукт подается в уравнительные емкости или бункеры с внутренним шнеком фасовочно-упаковочных машин, которые дозирует и расфасовывает маргарин в картонные короба, блоки или брикеты. При остановке упаковочной машины, продукт, во избежание остановки работы линии, по отводной трубе попадает в станцию переплавления, где растапливается и возвращается в танк для эмульгирования.  Состав оборудования для производства маргарина и спреда: 01. Станция для подготовки ингредиентов Материал: Нержавеющая сталь Конструкция: В соответствии со всеми требованиями к оборудованию, используемому в пищевой промышленности. Состав: Столы с автоматическими весами для взвешивания ингредиентов для жировой фазы и водной основы. 02. Жиротопка Материал: Нержавеющая сталь и другие материалы, пригодные для использования в пищевой промышленности. Размер: Требует уточнения. Размер жиротопки зависит от размеров используемых блоков продукта Конструкция: Двойная рубашка в стенках и дне плавителя. Двойная система циркуляции горячей воды, через двойную рубашку и через центральную решетку.Центральная решетка может быть извлечена из плавителя для чистки. Лопастной перемешиватель.Регулируемая рабочая высота машины. Контроль температуры и уровня продукта Назначение: Жиротопка предназначена для растопления твердых или замороженных блоков жира животного и растительного происхождения (масло сливочное, маргарин, какао-масло, шоколад, шоколадная глазурь и др.), и поддержания в расплавленном состоянии при заданной температуре. Мойка: CIP, распылительные моющие головки 02.1 Шкаф управления Материал: Нержавеющая сталь. Состав: Необходимые электрические компоненты и внутренняя система электропроводки 02.2 Система нагрева воды для двойной рубашки и центральной решетки Материал: Нержавеющая сталь. Состав: Два независимых трубчатых теплообменника (вода/пар). Насос для циркуляции воды. Система регулировки давления водяного пара (макс. 2бара). Трубопровод между теплообменником и плавителем. 03. Смеситель для жировой фазы Материал: Нержавеющая сталь Назначение: Смесительный танк предназначен для смешения сухих ингредиентов и компонентов с жировой основой. Конструкция и состав: Танк. Вертикальное расположение. Объем 100 литров. Танк в двойной рубашке с теплоизоляцией.Коническое дно. На дне размещены: выводное соединение продукта с соединительным фланцем типа DRD, датчик температуры, датчик нижнего уровня продукта, регулируемые по высоте опоры. Верхняя часть танка сферической формы. В верхней части танка размещены: вводные соединения для подачи продукта и CIP, распылительные моющие головки, датчик верхнего уровня продукта, фланец перемешивателя, смотровой лючок с датчиком контроля открытия, проушины для транспортировки танка. Средняя часть танка цилиндрической формы с размещенными на ней вводным CIP соединением и распылительными моющими головками. Перемешиватель специальной формы пропеллерного типа. 04. Система темперирования для смесителя жировой фазы Материал: Нержавеющая сталь. Конструкция: Платинчатый теплообменник. Нагрев до 20°С. Нагрев происходит за счет циркуляции продукта через теплообменник и теплообмена с горячей водой. Подача воды обеспечивается Заказчиком. Состав: Теплообменник. Все необходимые клапана и трубопровод. Управление: Интегрировано в центральный PLC 05. Насос для жировой фазы Материал: Нержавеющая сталь Назначение: Данный насос используется для перекачки жировой фазы из смесителя в танки для эмульгирования 1 и 2. Конструкция: Выполнен в соответствии с требованиями к оборудованию, применяемому в пищевой промышленности. 06. Смеситель для водной фазы Материал: Нержавеющая сталь Назначение: Смесительный танк предназначен для смешения сухих ингредиентов и компонентов с водной основой. Конструкция и состав: Танк. Вертикальное расположение. Объем 500 литров. Танк в двойной рубашке с теплоизоляцией. Коническое дно. На дне размещены: выводное соединение продукта с соединительным фланцем типа DRD, датчик температуры, датчик нижнего уровня продукта, регулируемые по высоте опоры. Верхняя часть танка сферической формы. В верхней части танка размещены: вводные соединения для подачи продукта и CIP, распылительные моющие головки, датчик верхнего уровня продукта, фланец перемешивателя, смотровой лючок с датчиком контроля открытия, проушины для транспортировки танка. Средняя часть танка цилиндрической формы с размещенными на ней вводным CIP соединением и распылительными моющими головками. Перемешиватель специальной формы пропеллерного типа. 07. Система темперирования для смесителя водной фазы Материал: Нержавеющая сталь. Конструкция: Платинчатый теплообменник. Нагрев до 20°С. Нагрев происходит за счет циркуляции продукта через теплообменник и теплообмена с горячей водой. Подача воды обеспечивается Заказчиком. Состав: Теплообменник. Все необходимые клапана и трубопровод. Управление: Интегрировано в центральный PLC 08. Насос для водной фазы Материал: Назначение: Нержавеющая сталь.Данный насос используется для перекачки водной фазы из смесителя в танки для эмульгирования 1 и 2. Конструкция: Выполнен в соответствии с требованиями к оборудованию, применяемому в пищевой промышленности. 09. Танк для приготовления эмульсии: Материал: Нержавеющая сталь Назначение: Два смесительных танка предназначенные в совокупности с насосом эмульсатором для приготовления эмульсий из жировой и водной фазы. Танки работают поочередно, т.е. в каждый момент времени один танк используется для приготовления эмульсии второй для подачи продукта далее по технологической линии. Конструкция и состав: Танк. Вертикальное расположение. Объем 2000 литров Танк в двойной рубашке с теплоизоляцией. Коническое дно. На дне размещены: выводное соединение продукта с соединительным фланцем типа DRD, датчик температуры, датчик нижнего уровня продукта, регулируемые по высоте опоры. Верхняя часть танка сферической формы. В верхней части танка размещены: вводные соединения для подачи продукта и CIP, распылительные моющие головки, датчик верхнего уровня продукта, фланец перемешивателя, смотровой лючок с датчиком контроля открытия, загрузочный люк для подачи стабилизаторов и эмульгаторов, проушины для транспортировки танка. Средняя часть танка цилиндрической формы с размещенными на ней вводным CIP соединением и распылительными моющими головками. Перемешиватель специальной формы пропеллерного типа. 10. Насос - эмульсатор Материал:Нержавеющая сталь Назначение: Насосом эмульсатор предназначен в совокупности с танками для приготовления эмульсий из жировой и водной фазы При приготовлении эмульсии продукт циркулирует через танк 1 или 2 и насос эмульсатор. Конструкция: Выполнен в соответствии с требованиями к оборудованию, применяемому в пищевой промышленности. 11. Насос для эмульсии Материал: Нержавеющая сталь Назначение: Данный насос используется для перекачивания полученной эмульсии далее по технологической линии на пстеризатор. Конструкция: Выполнен в соответствии с требованиями к оборудованию, применяемому в пищевой промышленности. 12. Пастеризатор Материал: Нержавеющая сталь Конструкция: Система тройных труб. Три трубы вложены друг в друга. Внутренняя и внешняя тубы используются для циркуляции горячей воды (темперирования), средняя труба для прохождения продукта. Температура продукта контролируется температурными датчиками. Назначение: Пастеризация полученной эмульсии – термическая обработка продукта. 12.1 Шкаф управления пастеризатора Материал: Нержавеющая сталь Состав: PLC и панель оператора, частотные преобразователи, электропроводка пневмоклапана и т.д. Управление пастеризатором может производиться вручную с панели оператора или автоматически от центрального PLC. Параметры: Регулировка скорости, температура, работы клапанов, CIP 12.2 Система темперирования воды для пастеризатора Материал: Нержавеющая сталь. Состав: Трубчатый теплообменник (вода/пар). Насос для циркуляции воды. Система регулировки давления водяного пара (макс. 2 бара). Трубопровод между теплообменником и пастеризатором. 13. Охладитель: Материал: Нержавеющая сталь Конструкция: Система тройных труб. Три трубы вложены друг в друга. Внутренняя и внешняя тубы используются для циркуляции холодной воды (темперирования), средняя труба для прохождения продукта. Температура продукта контролируется температурными датчиками. Подача холодной воды обеспечивается Заказчиком. 14. Уравнительный танк Материал: Нержавеющая сталь Конструкция: Объем 100 л. Танк цилиндрической формы. Верхняя часть и дно танка – конической формы. В верхней части танка размещены: вводные соединения для подачи продукта и CIP, распылительные моющие головки, смотровой лючок с датчиком контроля открытия. На дне размещены: выводное соединение продукта, регулируемые по высоте опоры. 15. Насос высокого давления насос высокого давления 1.jpg насос высокого давления 2.jpg Материал: Все части, находящиеся в контакте с продуктом и внешняя обшивка выполнены из нержавеющей стали. Конструкция и состав: Плунжерный насос высокого давления Производительность регулируется через задание скорости вращения мотора (частотный преобразователь) Мотор имеет систему охлаждения (вентиляции) с автономным электроприводом. Температура мотора контролируется. Узел оборудован демпфер пульсаций, предохранительным клапаном и входным фильтром. Давление продукта на выходе контролируется. Назначение: Насос используется для перекачки эмульсии в кристаллизатор. 16. Переохладитель Материал: Цилиндры выполнены из закаленной стали. Все части, находящиеся в контакте с продуктом – из нержавеющей стали. Конструкция: Теплообменник типа «труба в трубе». На внутреннем полом валу размещены ножи. Пространство между первой и второй трубой и внутренний вал являются испарительными камерами для хладагента (фреон или аммиак, по запросу). Специально конструкция ножей позволяет эффективно снимать продукт со стенок цилиндра. За счет специальной системы изоляции, потери энергии системы практически равны нулю. Все уплотнители предотвращают утечку продукта и рассчитаны на высокое давление. Подключение к центральной системе CIP переохладитель 2.jpg 16.1 Шкаф управления Материал: Нержавеющая сталь Состав: PLC и панель оператора Частотные преобразователи Внутренняя система электропроводки Пневматика Включение/выключение машины, регулировка скорости работы, работа пневмоклапанов могут быть выполнены как вручную, так и автоматически. Автоматизация: Скорости, температура, работа клапанов, CIP 17. Смеситель для механической обработки. Материал: Нержавеющая сталь. Конструкция: Вращающийся внутренний вал и стенки смесителя оснащены специальными стержнями для более плотной механической обработки продукта. Внешняя полая камера являются испарительными камерой для хладагента (фреон или аммиак, по запросу). CIP-мойка. Привод: электродвигатель с редуктором и предохранительной муфтой 18. Кристаллизатор кристаллизатор.jpg Материал: Нержавеющая сталь Конструкция: Труба, состоящая из трех секций. Входная и выходная секции конической формы, центральная секция цилиндрической формы. В центральной секции размещены два тройных сетчатых экрана. Водяной рубашка для теплоизоляции. 19. Станция переплавления Материал: Нержавеющая сталь Конструкция: Система тройных труб. Три трубы вложены друг в друга. Внутренняя и внешняя тубы используются для циркуляции горячей воды (темперирования), средняя труба для прохождения продукта. Температура продукта контролируется температурными датчиками. 19.1 Шкаф управления Материал: Нержавеющая сталь Состав: PLC и панель оператора Частотные преобразователи Внутренняя система электропроводки Пневматика Включение/выключение машины, регулировка скорости работы, работа пневмоклапанов могут быть выполнены как вручную, так и автоматически. Автоматизация: Скорости, температура, работа клапанов, CIP 19.2 Система поддерживания и контроля температуры в станции переплавления Материал: Нержавеющая сталь. Состав: Трубчатый теплообменник (вода/пар). Насос для циркуляции воды. Система регулировки давления водяного пара (макс. 2 бара). Трубопровод между теплообменником и пастеризатором. 20. Система трубопроводов и электропроводки Материал: Нержавеющая сталь Трубопровод CIP Отполирован снаружи Клапаны - в гигиеническом исполнении, управляются как вручную, так и автоматически Трубопровод для продукта: Отполирован снаружи Клапаны – в гигиеническом исполнении, управляются как вручную, так и автоматически Электропроводка и пневматика: Все кабели надежно изолированы, помещены в кабель-каналы из нержавеющей стали 21. Общая пневматика Исполнение: Все пневмотрубки надежно изолированы, помещены в кабель-каналы из нержавеющей стали 22. Общий шкаф управления технологической линии Материал: Нержавеющая сталь Состав: PLC и панель оператора Частотные преобразователи Внутренняя система электропроводки Пневматика Включение/выключение машины, регулировка скорости работы, работа пневмоклапанов могут быть выполнены как вручную, так и автоматически. Автоматизация: Скорости, температура, работа клапанов, CIP 23. Общая автоматизация Исполнение: Общий контроль работы технологической линии, включая все необходимые рецепты.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

хорошую работу на сайт">

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

• Введение

• 2. Технологический расчет
• 3. Конструктивный расчет
• 3.2 Расчет конструктивных размеров тепловой «рубашки» смесителя
• 3.3 Конструктивная схема «рубашки» аппарата
• 4. Тепловой расчет

5. Кинематический расчет

• Заключение
• Список литературы
• Введение
• Масложировая отрасль занимает около 13% от общего объема реализуемой продукции всей пищевой промышленности, является важнейшей и сложнейшей отраслью народного хозяйства. В структуре отрасли имеется: прессовые, экстракционные, маргариновые, мыловаренные предприятия и заводы по производству синтетических моющих средств.
• За последнее десятилетие произошло значительное техническое перевооружение предприятий масложировой промышленности. Большая часть предприятий оснащена комплексными линиями и установками, в которых достигнута непрерывность процессов. Внедрены новые технологические операции, более совершенное оборудование, осуществляется комплексная механизация и автоматизация процессов.
• Маргариновая промышленность - одна из отраслей масложировой промышленности, призванная организовать выработку твердых пищевых жиров в основном из растительных масел с добавкой некоторого количества животных жиров. Она по составу и свойствам во многом превосходит сливочное масло, например по содержанию полиненасыщенных жирных кислот, также называемых эссенциальными (не заменимыми) которые являются важным компонентом и оказывают лечебное профилактическое действие для организма человека.
• В настоящее время маргариновую продукцию вырабатывают и потребляют почти во всех странах мира. Годовой обьем производства этой продукции превышает 7 млн. т.
• Промышленное производство маргарина было организованно в 1870 году французским химиком Меж - Мурье который предложил эмульгировать часть говяжьего жира с молоком, полученная охлажденная смесь была названа маргарином, что означает жемчуг. Маргарин -- это высококачественный жир на основе растительных масел и животных жиров в натуральном и переработанном виде с добавлением различных компонентов.
• С середины 60-х годов проводится техническое перевооружение маргаринового производства с внедрением новейших автоматических линий непрерывного действия, в которых весь процесс - от приготовления эмульсии до фасовки готовой продукции - проводится в системе закрытых аппаратов. Этот период характеризуется интенсификацией производства, увеличением мощности предприятий на тех же производительных площадях, улучшением качества выпускаемой продукции и ростом производительности труда.
• Технологический процесс производства маргарина складывается из следующих операций:
• 1. Подготовка жирового сырья. Хранение и темперирование рафинированных, дезодорированных жиров и масел.
• 2. Подготовка молока. Нормализация или восстановление молока. Очистка. Пастеризация молока. Сквашивание молока молочно - кислыми бактериями. Охлаждение молока.

3. Подготовка эмульгаторов и др. не жировых компонентов. Растворение эмульгаторов в масле, ароматизаторов в масле или воде. Очистка воды. Подготовка лимонной кислоты, сахара, витаминов, консервантов, красителей.

4. Приготовление эмульсии. Дозирование и смешивание компонентов. Тщательное перемешивание. Эмульгирование.

5. Получение маргарина. Переохлаждение. Кристаллизация. Механическая (пластическая) обработка маргарина.

Маргариновая продукция - типичный представитель пищевых жиров, употребление которых является обязательным для организма человека. Маргариновая продукция - это маргарин и жиры специально назначения. Модифицированные жиры - основа для производства вышесказанной продукции. Маргарин - наиболее распространенная водно-жировая эмульсия. Его делят на бутербродный, столовый, для промышленной переработки; высший и первый сорта; высокожирный, с пониженной жирностью, низкокалорийный. По консистенции разделяют твердый брусковый, мягкий наливной, взбивной. В РФ поступают также различные партии импортного маргарина. ГОСТ 240-85 определяет требования к качеству продукции, упаковке, маркировке, транспортировке и хранению маргарина.

1. Технология приготовления маргарина

1.1 Технология приготовления маргарина и кулинарных жиров

Производство маргарина и кулинарных жиров осуществляют в линиях непрерывного действия производительностью от 2,5 до 5 т/ч.

На рисунке 1 приведена MAC производства фасованного маргарина. Принцип работы заключается в следующем. Предварительно подготовленные рецептурные компоненты водно-молочной (со-j левой раствор, молоко, вода, ароматизаторы и витамины) и жировой (дезодорированное масло, саломас, эмульгатор, краситель (и др.) фаз из расходных резервуаров 7 -- 6насосами-дозаторами 7 ? и дозирующей станцией 8 подаются на автоматические тензометрические весы 9, где осуществляется взвешивание набора рецептурных компонентов.

Далее водно-молочная и жировая фазы поступают в смеситель 10. Здесь образуется водно-молочная и жировая эмульсии, которые затем насосом-эмульсатором 77 направляются в следующий смеситель 10, где формируется маргариновая эмульсия. Маргариновую эмульсию пропускают через фильтры 12 и направляют в бак 13, в котором поддерживается постоянный уро-(вень. Далее насосом высокого давления 14 она последовательно (Прокачивается через все установленное оборудование.

Вначале эмульсия поступает на переохладитель 15, т. е. переходит из жидкого состояния в вязкопластичное. Затем в зависимости от вида фасовки ее направляют на линию фасовки в крупную; тару массой 10, 15 и 20 кг либо в пачки массой 200 и 250 г.

На линии фасовки маргарина в пачки переохлажденная маргариновая эмульсия делителем потока 16 делится на две равные части, фильтруется в фильтрах 77 и поступает в кристаллизаторы 18, где происходит окончательная кристаллизация эмульсии. На кристаллизаторах расположены компенсирующие устройства 19, которые поддерживают постоянное давление системе. При повышенном давлении маргарин сбрасывается в бак возврата маргариновой эмульсии 22, где она полностью декристаллизуется и возвращается в смеситель 10.

Маргарин фасуется в пачки на роторных автоматах 20, затем пачки передаются в автомат 21 для укладки в короба, закрытия и бандероливания их. После этого короба штабелируют и передают на склад.

В линии фасовки маргарина в крупную тару после переохлаждения эмульсия поступает в декристаллизатор 23, в котором происходит уменьшение вязкости маргарина с целью облегчения его фасовки. Далее маргарин фасуется на автомате 24 в короб и отправляется на склад, где происходит декристаллизация маргарина.

Рис. 1 - MAC производства фасованного маргарина непрерывным способом

1.2 Производственная программа

Среднесуточная производительность завода равно 10 т хозяйственного мыла

Рабочий день 16 часов в две восьмичасовые смены.

Для расчетов принята непрерывная рабочая неделя. Число рабочих суток 355 дней в году. Раз в неделю происходит очистка оборудования.

1.3 Оборудование для приготовления маргарина

Вертикальная емкость (рис. 2) предназначена для приемки и хранения молока на маргариновых заводах. Состоит из патрубка 1 для наполнения молоком, мотор-редуктора и вертикального вала 2, внутреннего резервуара 3, водяной охлаждающей рубашки 4, термоизоляции 5, мешалки 6, упорного подшипника 7, крана для слива молока 8, опор 9, крана охлаждающей воды 10 и патрубка для слива молока 11.

Рис. 2 - Вертикальная емкость для хранения молока

Техническая характеристика вертикальной емкости для молока

Вместимость, л 2000 (6000; 10000)

Частота вращения мешалки, мин-1 29

Пластинчатый пастеризатор молока служит для уничтожения микроорганизмов с помощью нагрева молока, его устанавливают в схеме подготовки молока к производству маргарина (рис. 3). Состоит из секций регенерации 3, пастеризации 4, водного охладителя 5 и рассольного охладителя 6.

Работа пастеризатора происходит следующим образом. Молоко поступает в уравнительный бак 10, откуда насосом 12 подается в секцию регенерации 3, в которой нагревается до температуры 61...62°С. Регулятор 11 обеспечивает постоянство потока холодного молока. Подогретое и регенерированное молоко направляется в центробежный сепаратор-очиститель 9, конструкция которого аналогична конструкции сепаратора, изображенного на рис. 60. После очистки от механических загрязнений молоко возвращается из очистителя в секцию пастеризации 4 и здесь нагревается горячей водой до температуры 74 °С.

Рис. 3 - Схема подготовки молока

Техническая характеристика пластинчатого пастеризатора молока

Производительность, л/ч 3000

Расход пара, кг/ч, 350

Расход артезианской воды, м3/ч 9

Расход рассола, м3/ч 9

Площадь поверхности теплообмена секций, м2:

пастеризации 4,5

регенерации 1,3

охлаждения холодной водой 2,65

охлаждения рассолом 2,65

Габаритные размеры, мм 1600x1650x2200

Из секции пастеризации молоко поступает в выдерживатель 8, из которого возвращается в секцию регенерации, где охлаждается холодным молоком до температуры 20 °С. Из секции регенерации молоко последовательно проходит секции водяного и рассольного охлаждения. При рассольном охлаждении молоко выходит температурой 4°С.

Горячая вода из бойлера 2 подается в секцию пастеризации насосом 7. Установка работает автоматически. В начале работы недогретое молоко возвращается в бак 10 через автоматический клапан 7.

Ванна для сквашивания молока (рис. 4) предназначена для проведения биохимического процесса с помощью молочнокислых бактерий (закваски). В молоке происходит сбраживание молочного сахара с превращением его в молочную и другие органические кислоты. При этом молоко свертывается, образуя однородную вязкую массу.

Ванна представляет собой овальный корытообразный резервуар 1 с прямыми торцевыми стенками, имеющими пароводяную рубашку 2. Внутри ванны помещена плоская трубчатая пустотелая мешалка 9, совершающая маятниковое движение, которое она получает от электродвигателя 13 через приводной механизм 7.

Температуру молока в ванне поддерживают при помощи воды, рассола и пара, подаваемых в пароводяную рубашку. Пропуская через рубашку проточную охлаждающую воду, снижают температуру молока до 20... 30°С. Если молоко нужно охладить до 6... 8 °С, то через трубы мешалки пропускают охлаждающий рассол, который поступает через парубок 77 и возвращается в холодильную установку через патрубок 8.

Для нагревания острый водяной пар пускают через дырчатый змеевик 6, уложенный по дну рубашки. Пар нагревает воду, а она, в свою очередь, нагревает молоко. Сквашенное молоко спускают из ванны через кран 3.

Ванна имеет шатровую крышку 10, которая поднимается и опускается при помощи механизма вращения рукоятки 12. Для спуска воды из рубашки служит патрубок 4. Ванну устанавливают на фундамент при помощи стоек 5.

Техническая характеристика ванны для сквашивания молока

Вместимость, л 800 (1500; 2000)

Частота колебаний мешалки, мин-1 12

Мощность электродвигателя, кВт 1,0

Цилиндрический смеситель служит для тщательного перемешивания компонентов маргариновой эмульсии и обеспечения стабильного температурного режима перемешивания.

Техническая характеристика цилиндрического смесителя

Вместимость, л 2380

Частота вращения мешалки, мин-1 60

Габаритные размеры (длинахвысота), мм 1250x2025

Рис. 4 - Ванна для сквашивания молока

Корпус 10 цилиндрического смесителя (рис. 5) цилиндрической формы установлен на четыре опоры 13, его дно 7 имеет уклон к спускному патрубку 12. Верхняя плоская крышка 5 открывается с двух противоположных сторон. В крышке находится патрон 8 для термостата. Внутри смесителя смонтированы винтовая мешалка 2 и вертикальные отбойные планки 9, обеспечивающие хорошее перемешивание. Мешалка приводится в движение электродвигателем 7через редуктор 6, который установлен на специальной траверсе, помещенной над крышкой аппарата.

Смеситель снабжен пароводяной рубашкой 3, благодаря чему температура эмульсии поддерживается на определенном уровне. Вода в рубашку поступает по патрубку 14, а из рубашки переливается через патрубок 4. Готовая эмульсия сливается через патрубок 12. Уровень в аппарате контролируется датчиком 11.

Все части смесителя, соприкасающиеся с компонентами, выполнены из нержавеющей стали.

Рис. 5 - Цилиндрический смеситель

Овальный смеситель (рис. 6) имеет то же назначение, что и цилиндрический. Он выполнен в виде овального корпуса 7 с плотно закрытой крышкой 11. Для обогрева и охлаждения смесителя служит пароводяная рубашка 2, в которую (в зависимости от условий) пускают через патрубок 3 острый водяной пар или через трубу 6 холодную зоду.

Внутри корпуса помещены под углом 90° друг к другу две многополостные мешалки 5, приводимые в движение от помещенного на траверсе 10 электродвигателя 9 через редуктор 8.

Сливки и жировую смесь подают в смеситель через патрубки со стеклянными фонарями 7. Полученную эмульсию выводят через патрубок, расположенный в самой низкой точке наклонного днища аппарата 4.

Техническая характеристика овального смесителя

Рабочая вместимость, л 1500

Частота вращения мешалок, мин"1 70...80

Мощность электродвигателя, кВт... 1,5

Рис. 6 - Овальный смеситель

2. Технологический расчет

2.1 Расчет цикла работы смесителя периодического действия

Цикл работы аппарата называется оборотом. Время полного оборота складывается из затрат времени на продолжительность операции.

Время оборота (цикла) для вертикального цилиндрического смесителя будет складываться следующим образом.

Операция Время, мин

1. Заполнение…………………………………………………………15

2. Перемешивание……………………………………………………15

3.Опорожнение……………………………………………………….20

Таким образом, время полного оборота для смесителя периодического действия составляет:

ц= заг+ см + выгр,где

ц - время полного оборота (цикла)смесителя, мин.;

заг, см, выгр - время одной операции, соответственно, мин.

ц = 15+15+20 = 50 мин.

ц = 50 мин. = 0,8 ч

2.2 Расчет массы загружаемого сырья

Массу загружаемого сырья мы рассчитываем из формулы расчета объёма аппарата.

где Vапп - обьем аппарата; Vапп=1,2 м3 (по условию задания);

с- плотность загружаемого сырья, (табличная величина); плотность сливочного масла с = 928 кг/м3 .

ц - коэффициент заполнения аппарата сырьем, который определяется опытным путем. Для основной технологической аппаратуры (смесителя)

ц = 0,7-0,8. Принимаем что ц=0,8.

m=V*с*ц = 1,2*928*0,8 = 890,88 кг.

Таким образом, масса загружаемого сырья смесителя периодического действия составляет 890,88кг.

2.3 Расчет производительности смесителя периодического действия

При продолжительности полного цикла работы аппарата фц = 0,83 ч, массе загружаемого сырья m = 890,88 кг,производительность (кг/ч) определяют по формуле:

где m - масса загружаемого сырья = 890,88 кг;

время загрузки в смеситель, заг = 0,25 ч;

время смешивания, см = 0,25 ч;

время выгрузки из смесителя, выгр = 0,33 ч.

Таким образом, производительность смесителя периодического действия составляет кг/ч.

3. Конструктивный расчет

Под конструктивным расчетом понимается расчет основных конструктивных размеров машин и аппаратов (высоты и диаметра или ширины и высоты).

В начале конструктивного расчета определяем объем аппарата (м3) исходя из его загрузки по формуле; в нашем случае обьем аппарата дан в задании на курсовой проект Vапп = 1,2м3.

3.1 Расчет конструктивных размеров смесителя

Следующим этапом конструктивного расчета будет определение геометрического объема аппарата (м3) по формуле:

Vгеом. апп = Vц.+ Vу. ц.

где Vц. - объем цилиндра;

Vу. ц. - объем усеченного цилиндра.

D - диаметр аппарата, м;

hц. - высота цилиндра аппарата, м;

hу.ц. - высота усеченного цилиндра аппарата.

Приравниваем геометрический оббьем аппарата Vгеом. апп. к обьему аппарата исходя из его загрузки Vапп., т.к. они должны быть равными:

Подставим в равенство расчетные формулы для нахождения обьема аппарата и формулу(1), для нахождения геометрического обьема аппарата.

где б - угол наклона днища цилиндра; б должен быть в радиусе 35?,принимаем б=5?

Б - угол наклона, б = 5єC (по условию задания)

Так как в уравнении 2 содержится 3 неизвестных оно не решается. Поэтому мы выразим два неизвестных через третий. Для этого примем следующие соотношения:

Подставим значение в уравнение:

2,4рD3+0,15рD3=9,6

Примем D= 1,06м.

Из соотношения 3, находим высоту цилиндрической части аппрата:

hц. = 1,2D = 1,2Ч1,06 = 1,272 м.

Из соотношения 4, находим высоту усеченной цилиндрической части аппрата:

hу.ц = 0,15D = 0,15Ч1,06 = 0,159 м.

Общая высота аппарата: hц.+ hу.ц=1,272+0,159 = 1,431 м.

3.3 Расчет конструктивных размеров тепловой «рубашки» смесителя

«Рубашечная» поверхность теплопередачи

«Рубашечная» поверхность теплопередачи состоит из цилиндрического аппарата (1) и «рубашки» (2), охватывающая только часть цилиндрической поверхности аппарата и его днище.

3.4 Конструктивная схема «рубашки» аппарата

Вначале рассчитывается высота «рубашечной» поверхности нагрева из уравнения равенства поверхности теплообмена, найденной из теплового расчета, к геометрической поверхности «рубашечной» поверхности.

где F - поверхность теплообмена, найденная из теплового расчета, м2;

Fгеом.руб. - геометрическая поверхность «рубашки», м2.

Поскольку «рубашка» охватывает не только боковую поверхность аппарата, но и его днище, то формула примет вид:

где hр - высота «рубашки», м.

из формулы (5) выражаем высоту «рубашки»:

4. Тепловой расчет

4.1 Расчет расхода воды на нагрев эмульсии

Расчет расхода теплоносителя (воды) определяется из уравнения теплового баланса составляемого для данного теплового процесса.

Приходную часть данного уравнения (6) можно записать в следующем виде:

Qприхода= Q1продукта+ Q2воды+ Q3мет.апп

Q1продукта - тепло, приходящее с продуктом, Дж;

Q2воды - тепло, приходящее с водой, Дж;

Q3мет.апп. - тепло, приходящее с металлом аппарата, Дж.

W-расход объема воды; кг

С1воды - теплоемкость воды при t1воды; Дж/кг К.

температуры воды на входе в аппарат, С.

Расходную часть уравнения (6) можно представить в следующем виде:

Qрасхода = Q4+ Q5 + Q6 (8)

Q4 - тепло, уходящее с нагретой эмульсией, Дж;

Q5 - тепло, уходящее с водой, Дж;

Q6 - тепло, уходящее с нагретым металлом аппарата, Дж.

W-расход объема воды; кг

с2воды - теплоемкость воды приt2воды;Дж/кг К.

температуры воды на выходе из аппарата, кг.

Подставим значения в уравнение и получим:

Полезное тепло (Дж) можно определить по следующей формуле:

Подставим значения

Подставив в общем виде в уравнение теплового баланса операции нагрева растительного масла приходную и расходную части получим следующее уравнение:

Расчетные данные:

m пр. = 890,88 кг; (см. пункт 3.1.2.)

(принимается)

КДж/кг

t1воды = 80°С, t2воды = 50°С;

с1воды = 4,185 кДж/кг; с2воды = 4,18 кДж/кг.

Принимаем: W=150,58

где, ч. [см. подраздел 3.1.1.]

Принимается: Wуд. = 602,32 кг/ч.

Определить количество полезного тепла проходящего через поверхность теплопередачи можно по формуле:

Qполезное = Q4 - Q1

Qполезное = 890,88*0,39*40-890,88*0,6*20 = 13897,728-10690,56 = 3207,168

Принимаем: Qполезное = 3207,168

4.2 Расчет площади поверхности нагрева тепловой «рубашки» смесителя

Поверхность нагрева или охлаждения рассчитывается из основного уравнения теплопередачи, которое записывается следующим образом:

где Q - количество тепла, проходящего через поверхность теплопередачи (определяется из уравнения теплового баланса без учета тепловых потерь), Дж;

F - поверхность нагрева, м2;K - коэффициент теплопередачи, Дж/м2 град час; К=75 Дж/м2 град час ;

tср - средняя разность температур между продуктом и теплоагентом, град 0С;

ф - время операции нагрева, ф=0,5ч. (см. пункт 3.1.1.).

Среднюю разность температур между теплоносителем и продуктом можно определить графическим способом:

Расчетная схема к определению

По графику мы получили что:

Tб=60°C; ?tм=10°С.

где - большая разность температур между тепло или хладоносителем и продуктом на входе и выходе из аппарата;

Меньшая разность температур между теплоносителем на выходе и входе из аппарата;

Найдем среднюю разность температур по формуле:

Мы получили что: ?tср =45,4°С

Решая уравнение относительно нагрева (м2) получим формулу для ее определения:

5. Кинематический расчет

Электродвигатель с частотой вращения - 920 об/мин;

Частота вращения валов - 60 об/мин;

Мощность электродвигателя - 1,5 кВт

5.1 Расчет общего передаточного отношения привода

Принимаем:

5.2 Расчет передаточных отношений каждой передачи привода

Общее передаточное отношение складывается из произведения передач приводов.

зубчатой передачи.

Принимаем:=3

5.3 Расчет кинематических элементов для каждой передачи привода

Кинематическим элементом зубчатой передачи является число зубьев колеса.

Для первой передачи:

м колесе. Принимаем ;

Для второй передачи:

м колесе.

Принимаем ;

Принимаем:

5.4 Расчет частоты вращения каждого вала кинематической схемы

Расчет частоты вращения вала первой передачи:

Расчет частоты вращения вала второй передачи:

Принимаем:

Гомогенизатор (рис. 7) предназначен для диспергирования водно-жировой эмульсии с целью раздробления жировых включений на более мелкие жировые частицы в результате интенсивного механического воздействия на продукт. Состоит из станины 1, в которой находится поршневой насос и гомогенизирующая головка 12. Насос приводится в движение от электродвигателя 14 через горизонтальный вал 15, эксцентриковый вал 2, шатун 3 и поршень (скалка) 4.

Эмульсия поступает через подающий канал 5, всасывающий клапан 6 и направляется в нагнетательный клапан 7, гомогенизирующую головку 12 и выходит через выходной патрубок 8.

Работа гомогенизирующей головки происходит следующим образом. При движении поршня 4 слева направо в цилиндре образуется разрежение. Благодаря этому из подающего канала 5 через всасывающий клапан 6 в цилиндр поступает подготовленная в смесителе грубая водно-жировая эмульсия.

При последующем движении справа налево поршень выталкивает из цилиндра эмульсию через нагнетательный клапан 7 в гомогенизирующую головку 12. Здесь эмульсия продавливается через образованный вогнутым седлом и выпуклым золотником зазор, который составляет 0,5...0,8 мм. Регулируют этот зазор при помощи штока 11 и опирающейся на него пружины 9. Проворачивая маховичок 10 в ту или другую сторону в большей или меньшей степени, прижимают золотник к седлу клапана, увеличивая \ или уменьшая зазор. С уменьшением щели давление в гомогенизаторе повышается и соответственно усиливается диспергирование эмульсии.

Рис. 7 - Гомогенизатор

Техническая характеристика гомогенизатора

Производительность, кг/ч ………4000

Давление в гомогенизирующей головке, МПа 2...2,5

Давление в гомогенизаторе контролируется монометром. Если оно превышает заданное, срабатывает предохранительный клапан и избыток эмульсии выводится из головки. Из гомогенизатора эмульсия отводится через патрубок 8. Поршень и шток во избежание утечки эмульсии уплотняют при помощи сальникового устройства 13.

Эмулъсатор служит для получения высокодисперсной эмульсии маргарина так же, как и гомогенизатор. Состоит (рис. 8) из корпуса 7, крышки 3 с патрубками 4 для выхода эмульсии, двух подвижных дисков 2 и 8 и двух неподвижных дисков 5 и 7, гайки 5, приводного вала 9, полумуфты 10 привода электродвигателя, сальника 77 и входного патрубка 12.

Эмульсатор центробежного типа работает следующим образом. Эмульсия через патрубок 12 поступает в пространство между вращающимися 2, 8 и неподвижными 6, 7 дисками. За счет центробежных сил, возникающих при вращении дисков, эмульсия под действием создаваемого напора проходит в зазорах между дисками, где и подвергается интенсивному диспергированию.

Рис. 8 - Эмульгатор

Техническая характеристика эмулъсатора

Производительность, кг/ч До 5000

Частота вращения дисков, мин-1 1450

Зазор между дисками, мкм 6... 15

Напор эмульсии, МПа 0,05

Переохладитель (вотатор) предназначен для охлаждения маргариновой эмульсии в тонком слое для проведения процесса кристаллизации, т.е. постепенного перевода эмульсии из жидкого состояния в твердое. Состоит (рис. 9) из станины 4, на которой установлены рабочие цилиндры 2, электродвигатель привода 3, редуктор 5 и аммиачная система 7. Рабочие цилиндры изготовлены из углеродистой стали с хромированной внутренней поверхностью. Нержавеющую сталь для изготовления цилиндров не применяют вследствие того, что ее теплопроводность меньше, чем углеродистой стали. Корпус 8 рабочего цилиндра имеет аммиачную рубашку 7 и крышку выхода эмульсии 6. Внутри цилиндра вращается полый вал 9 за счет шестерен 11 редуктора 5 привода. На валу крепятся ножи 10.

Рис. 9 - Переохладитель (вотатор)

Работа переохладителя протекает следующим образом. Маргариновая эмульсия температурой 35...40°С последовательно прокачивается насосом высокого давления по всем цилиндрам переохладителя.

Рабочие цилиндры переохладителя охлаждаются испаряющимся аммиаком температурой 17 °С, который подается насосом от аммиачной системы в испарительные рубашки 7 рабочих цилиндров 2, имеющих разъемы. Нижняя часть рубашки имеет корыто для жидкого аммиака, который по специальным каналам переходит в испарительные камеры, активно охлаждая рабочий цилиндр.

Аммиак после охлаждения цилиндра отводится в жидкостный отделитель по аммиачной системе машины. Поверхность наружной трубы покрывается слоем теплоизоляции, защищенной снаружи кожухом из стального листа. За счет охлаждения аммиаком происходит переохлаждение маргариновой эмульсии и, как следствие, начинается процесс ее кристаллизации.

Для предотвращения прилипания маргариновой эмульсии к стенкам цилиндра из-за низкой температуры хладагента на валу рабочих цилиндров по всей длине укреплены ножи 10 из термически обработанной нержавеющей стали. Ножи по конструкции несколько различаются между собой направлением скоса лезвий по концам. Каждый нож крепится к валу тремя шпильками, концевые ножи -- четырьмя. Крепление ножей жесткое. В нерабочем положении они могут смещаться в горизонтальном и вертикальном направлениях.

В рабочем состоянии под действием центробежной силы, развиваемой при вращении вала, лезвие ножа плотно прилегает к внутренней поверхности цилиндра и равномерно снимает с нее охлажденную эмульсию. Для предотвращения прилипания маргариновой эмульсии к валу в него по внутренней трубке вводят горячую воду температурой 36...40°С. Охлажденная вода из внутренней полости вала отводится через специальное устройство. Заканчивается вал шлицевой частью для соединения его с шестернями 11 редуктора 5 привода переохладителя.

Техническая характеристика переохладителя

Частота вращения ножей, мин"1 500...700

Время пребывания маргариновой эмульсии, с 14... 16

Мощность электродвигателя привода валов, кВт 22...93

Кристаллизатор (рис. 10) предназначен для окончательного формирования структуры маргарина, в результате чего он приобретает необходимую консистенцию. Представляет собой горизонтальный аппарат, состоящий из трех секций 2. При входе маргарина в секции кристаллизатора установлен фильтр-гомогенизатор 1, служащий для улавливания механических примесей и дополнительной обработки маргариновой эмульсии.

Три секции аппарата имеют обогреваемую рубашку, где циркулирует вода температурой 24... 30°С. Температура маргарина на выходе кристаллизатора должна быть 10... 12°С. На входном конце кристаллизатора имеется компенсирующее устройство (на рис. 10 не показано) для поддержания в системе постоянного давления.

Кристаллизатор выполнен из нержавеющей стали, устанавливают его на передвижной опоре 3.

Рис. 10 - Кристаллизатор

Декристаллизатор (рис. 11) состоит из трех горизонтальных цилиндров 2, смонтированных на опорной раме 6. Внутри корпуса цилиндра 2 крепится неподвижно била 3, на валу 7 внутри цилиндра укреплена била 8. Между билами маргариновая продукция тщательно перемешивается. Продукт, поступающий через патрубок 4, последовательно проходит три цилиндра, соединенных патрубками 1. Валы приводятся в движение приводом 5.

Интенсивная механическая обработка переохлажденной маргариновой эмульсии способствует равномерному повышению температуры во всем ее объеме, что, в свою очередь, приводит к частичной декристаллизации ее структуры. Такая обработка необходима при выработке фасованного маргарина в крупную тару и наливного маргарина. Частичная декристаллизация позволяет по лучить продукт, обладающий хорошей подвижностью, однородной консистенцией и высокой пластичностью.

Техническая характеристика декристаллизатора

Производительность, кг/ч 2500...6000

Частота вращения валов, мин"1 100...300

Автомат для фасовки и упаковки в пачки (рис. 12) предназначен для фасовки и завертки твердого маргарина и кулинарных жиров отечественного и зарубежного производства. Аппараты выпускают роторного типа с горизонтальной или вертикальной осью вращения ротора. На рис. 12изображен автомат с горизонтальной осью вращения ротора.

Автомат состоит из патрубка 5 для подачи маргарина из кристаллизатора, корпуса 4, пульта управления 3, бобины 2, переключателя 1, формовочной и оберточной секций; ротора с четырьмя камерами, каждая из которых имеет поршень.

Принцип действия автомата заключается в следующем. Упаковочный материал поступает на ротор из бобины 2 и проходит через прижимной, компенсационный и направляющий валки. Затем при помощи регулируемых секторов он перемещается между ножами, режется на нужную длину и поступает на формующую матрицу, расположенную на роторе, под пуансон, посредством которого упаковочному материалу (развертке) придают форму пачки.

Рис. 12 - Автомат для фасовки и упаковки маргарина в пачки

После этого при помощи дозатора пачку заполняют нужной порцией маргарина и заворачивают на механизме заделки. Далее на механизме подпрессовки ей придают окончательную форму и направляют на упаковку в короба и на обандероливание.

Техническая характеристика автомата для фасовки и упаковки маргарина в пачки

Производительность, шт./мин 70...250

Масса пачки, г 200...250

Точность дозирования, % ±1,5

Автомат для фасовки в короба (рис. 13) предназначен для взвешивания и фасовки маргарина, кулинарных жиров в крупную тару. Состоит из двух циферблатных весов 2, распределительной панели 4, двух электронных блоков /, двух электромагнитных клапанов 3 соленоидного типа, при помощи которых автоматически производится заполнение маргарином короба, установленного на пластинчатый конвейер 5. Весы снабжены пневматическим держателем 6и маховиком 7ручной регулировки. Одним из основных узлов автомата является разливочное устройство 8.

Рис. 13 - Автомат для фасовки в короба

Работа автомата происходит следующим образом. Сформированные короба с вложенной пластиковой упаковкой поступают на подающий ленточный конвейер, откуда с помощью специального устройства попадают на пластинчатый конвейер, установленный на автоматических циферблатных весах 2. В это время с помощью электромагнитного клапана 3 начинается фасовка продукта через разливочное устройство 8. По завершении фасовки автоматические весы дают команду на закрытие разливочного устройства и заполненные короба поступают на отводящий конвейер для передачи их на автомат в целях закрытия и обандероливания.

Техническая характеристика автомата для фасовки в короба

Производительность, т/ч 2,5

Масса фасованного продукта, кг 10; 15; 20

Точность дозирования, % 1,5

Заключение

В данном курсовом проекте была изучена технология, а также рассмотрено оборудование использующееся для производства маргарина.

В ходе курсового проекта был произведен технологический, конструктивный, тепловой и кинематический расчеты, а также выполнены чертежи: машино-аппаратурная схема производства маргарина и сборный чертеж смесителя.

В результате был спроектирован цех по производству маргариновой продукции заданной мощности.

Список литературы

маргарин производство технология

1.Машины и аппараты пищевых производств. В 2 кн.: Учеб. для вузов/ С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков и др.; Под ред. акад. РАСХН

В.А. Панфилова. - М.: Высш. шк., 2001.

2. Технология переработки жиров. Арутюнян Н.С., Аришева Е.А., Янова Л. И., Захарова И.И., Меламуд Н.Л. - М.: Агропромиздат, 1985 - 368 с.

3.Производство маргариновой продукции./ Товбин И.М., Фаниев Г.Г., Гореславская В.Б. - М.: Пищевая пром - сть, 1979 - 240 с.

4. Технология и оборудование масложировых предприятий. Учебник для нач. проф. Образования / Юрий Аркадьевич Калошин. - М.: Издательский центр «Академия»,2002. - 363 с.

5.Товбин И.М., Файнберг Е.Е. Технологическое проектирование жироперерабатывающих предприятий. Расщепление жиров, М., пищевая промышленность. 1965. - 513с.

6. Чернилевский Д.В. Детали машин. Проектирование приводов технологического оборудования, М., Машиностроение. 2002. - 560 с.

7. Молчанов И.В. Технологическое оборудование жироперерабатывающих производств, М., Пищевая промышленность. 1965. - 510 с.

8. Товбин И.М., Фаниев Г.Г., Гореславская В.Б. Производство маргариновой продукции. М.: Пищевая промышленность, 1979. -236 с.

9.Г. Н. Попов, Б. А. Иванов «Условные и графические обозначения в схемах», издательство «Машиностроение» Ленинград, 1976г.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Составление функциональной схемы и описание основных узлов автоматической системы управления. Исследование показателей надежности технологического процесса приготовления и фасовки маргарина. Расчет среднего времени реакции на получение входного сигнала.

курсовая работа , добавлен 05.11.2012


Предварительный расчет привода. Выбор двигателя. Определение передаточного числа привода и его ступеней. Определение силовых и кинематических параметров привода. Расчет червячной передачи. Конструирование корпуса. Посадки основных деталей.

курсовая работа , добавлен 18.04.2006


Автоматизация производства как фактор ускорения научно-технического прогресса в народном хозяйстве. Функциональная схема, технологический процесс, автоматизация процесса дозирования. Выбор приборов и средств автоматизации, расчет регулирующего органа.

контрольная работа , добавлен 27.07.2010


Основные данные и строение привода, характеристика режима работы. Выбор электродвигателя, расчет цилиндрической зубчатой передачи (тихоходной и быстроходной ступеней), клиноременной, цепной передачи. Проектирование и проектный расчет, проверочные расчеты.

контрольная работа , добавлен 05.10.2009


Расчет общего КПД и требуемой мощности электродвигателя. Определение кинематических и силовых параметров привода. Расчет зубной передачи. Определение допускаемой недогрузки передачи. Эскизная компоновка редуктора. Проверка подшипников на долговечность.

курсовая работа , добавлен 08.01.2012


Принцип действия привода шнекового питателя. Подбор электродвигателя, расчет цилиндрического редуктора. Алгоритм расчета клиноременной, цепной передачи. Рекомендации по выбору масла и смазки узлов привода. Сборка и обслуживание основных элементов привода.

контрольная работа , добавлен 04.11.2012


Составление принципиальной гидравлической схемы привода. Разработка циклограммы работы гидропривода. Расчет временных, силовых и кинематических параметров цикла. Определение типа насосной установки. Нахождение потребного давления в напорной гидролинии.

контрольная работа , добавлен 23.12.2014


Энерго-кинематический расчет привода, выбор схемы привода, редуктора и электродвигателя. Расчет значения номинальной частоты вращения вала двигателя. Выбор параметров передач и элементов привода. Определение тихоходной цилиндрической зубчатой передачи.

курсовая работа , добавлен 28.09.2012


Кинематическая схема привода ленточного конвейера. Кинематический расчет электродвигателя. Определение требуемуй мощности электродвигателя, результатов кинематических расчетов на валах, угловой скорости вала двигателя. Расчет зубчатых колес редуктора.

курсовая работа , добавлен 26.01.2010


Кинематический расчет привода. Выбор типа и определение требуемой мощности электродвигателя. Расчет силовых и кинематических характеристик на валах привода. Расчет клиноременной передачи и межосевого расстояния. Окружная скорость и скорость скольжения.

Маргарин - это продукт из растительного и животного сырья. Он по внешнему виду и запаху очень похож на сливочное масло, вот только состав у него комбинированный. В нашей стране производство маргарина довольно востребованная отрасль.

Данный продукт используется широко в кондитерской промышленности как один из составляющих, а также используется в качестве отдельной единицы. Спрос на маргарин есть всегда, и он остается стабильно высоким. Вот только высокий уровень конкуренции заставляет задуматься, как наиболее выгодно представить свой продукт.
Маргарин на рынке можно встретить в нескольких вариациях, а именно столовый, бутербродный и для промышленной переработки.

Также данный продукт может включать в себе различные добавки в виде шоколада, орехов и других составляющих. Также маргарин изготовляется как жидкая, твердая и полутвердая масса. Поэтому, прежде чем начать данный бизнес стоит определиться с видом производимого сырья, оценить конкуренцию и тщательно продумать бизнес-план.

Помещение для изготовления маргарина.

Арендовать помещение для изготовления маргарина лучше всего в промышленной зоне. Стоит отметить, что к нему, как к пищевому производству будут предъявлены высокие требование. Пренебрежение таковыми может грозить штрафами и частыми проверками различными службами.

Помещение должно в полной мере отвечать всем санитарно-гигиеническим требованиям и требованиям противопожарной безопасности. Оно должно быть грамотно организовано, содержаться в чистоте, иметь высокие требования к санитарии работников. Арендованная площадь может начинаться от 220 м2.

Именно на площади такого размера можно удачно разместить всю технику, выделить место для хранения сырья и конечного продукта. Важно, чтобы в обязательно порядке в помещении были свет, газ, вода, система отопления, водоотвод, налаженная система вентилирования, достаточное освещение.

Вся площадь будет разделена на производственную зону, часть для хранения сырья и конечного продукта, а также зона для контроля качество. Хорошо, если на территории будет организована небольшая лаборатория. В обратном случае будет необходимо постоянно сотрудничать и платить за работу сторонних центров анализа качества продукта.

Также нужна небольшая административная зона, где работники смогут употреблять пищу, купаться, переодевать и так далее. За аренду подобного помещения необходимо будет платить от 600 $ в месяц, но все будет зависеть от территориального месторасположения.

Производственное оборудование.

Для изготовления маргарина нужно будет закупить специальную автоматизированную линию:

1. Баки для хранения сырья - 1,5 тыс. $;
2. Емкости для выполнения таких технологических операций как темперирование и пастеризация - 7, 5 тыс. $;
3. Емкости для подготовки эмульгаторов - 900 $;
4. Камера с плавильным типом конуса - до 6 тыс. $;
5. Цилиндрический смеситель вертикального типа с диапазоном мощности от 100 кг до 3 тонн - 10,5 тыс. $;
6. Центробежный эмульгатор - около 3 тыс. $;
7. Уравнительная емкость - 1,5 тыс. $;
8. Насос - до 1 тыс. $;
9. Переохладитель - до 15 тыс. $;
10. Кристаллизатор - около 750 $;
11. Аппарат для дозировки - 12 тыс. $;
12. Агрегат для упаковки - 3,8 тыс. $;
13. Камеры для охлаждения (не менее 5 единиц) - от 1,5 тыс. $ за каждую;
14. Коллектор - 450 $;
15. Водонагреватель - 3 тыс. $.

Это минимальный набор оборудования. Стоимость его достаточно высока, поэтому вложения в приобретения устройств являются существенными. Всего необходимо будет выделить около 70 тыс. $. Можно, конечно рассматривать вариант экономии в виде приобретения устройств уже бывших в работе. Но, такая практика может оказаться плачевной в силу недостаточности знаний. Поэтому, лучше искать партнеров по бизнесу, если не хватает бюджета.

Закупка сырья.

В основе маргарина лежат следующие продукты, а именно:

1. Жир животного происхождения (чаще всего используется саломас);
2. Масло подсолнечное;
3. Масло кокосовое;
4. Молоко;
5. Вода очищенная;
6. Стабилизаторы;
7. Эмульгатор;
8. Сахар и соль;
9. Антиокислители в виде бутилокситолуола;
10. Кислота лимонная;
11. Кислота молочная;
12. Натуральный краситель.

Такие составляющие предусмотрены ГОСТом, поэтому и лежат в основе рецептуры приготовления маргарина. Выбирая качественные продукты в правильной пропорции можно получить продукт действительно конкурентоспособный (хоть и со стоимостью выше среднего) и вкусный. Все продукты находятся в свободной продажи и вполне доступны для покупателей.

Стоимость саломаса будет 0,8 $ за 1 кг, масло подсолнечное подойдет по 0,5 $ за литр, масло кокоса на промышленном рынке будет стоить 0,85 $ за 1 кг, а молоко придется покупать за 0,2 $ за каждый литр. Всего, чтобы приготовить маргарин необходимо закупит сырья на 5-8 тыс. $.

Персонал.

Количество персонал будет зависеть от площади помещения и мощности самой производственной линии. При площади 200 м2 и мощностью оборудования 400 кг продукта за каждый час работы необходимо нанять операторов на линию в количестве 5 человек. При увеличении мощности оборудования и производственных площадей необходимо увеличивать и количество персонала. Помимо операторов на линию необходимо пригласить на работу наладчика оборудования, технолога, лаборантов, бухгалтера, менеджера, секретаря и разнорабочих. На оплату труда таких сотрудников необходимо подготовить около 4,5 тыс. $.

Рекламировать продукт можно используя все возможности современного маркетинга. Это и создание собственного сайта, реклама в сети интернет (одним из интересных ходов будет являться сотрудничество с сайтами кулинарии, где будут расхваливать и широко применять ваш маргарин), реклама в журналах (здесь также необходимо будет проплатить страницу и предложить потребителям интересный рецепт), реклама на бордах города (лучше всего разместить вкусную выпечку из вашего маргарина или счастливую семью, которая с удовольствием есть бутерброд с ним на завтрак).

Отдельно можно сделать временную скидку на продукт, раздать потребителям флаеры (чтобы они не были выброшены за углом стоит там же разместить рецепты), а также сделать дегустационные мероприятия (для этого стоит намазать маргарин на крекер или тост). На рекламную деятельность придется выделить около 400 $.

Основные затраты для изготовления маргарина.

К группе наиболее затратных моментов можно отнести:

1. Аренда помещения - 600 $;
2. Закупка оборудования - 70 тыс. $;
3. Сырьевая база - 5-8 тыс. $;
4. Персонал - 4,5 тыс. $;
5. Реклама - 400 $;
6. Дополнительные траты - 300 $.

Стартовым капиталом для изготовления маргарина станет сумма в размере 84 тыс. $.

Прибыль и период окупаемости вложений.

Оптовая стоимость маргарина на рынке составляет 0,8 $ за 1 кг. Себестоимость продукции составляет около 30 $. Небольшое предприятие может поднимать около 30 тыс. $ в месяц при налаженности сбыта. Работая в таком режиме можно окупить бизнес уже за один-два года.

Потребители и развитие компании.

Потребителями будут являться торгующие организации, а именно супермаркеты, магазины, оптовые фирмы, рынки. Также маргарин интересен кондитерской и пищевой промышленности. Развивать бизнес можно расширяя ассортимент. Можно приступить к изготовлению спреда или сливочного масла при желании.

Маргарин — это высококачественный жир на основе растительных масел и животных жиров в натуральном и переработанном виде с добавлением различных компонентов.

Маргарин представляет собой высокодисперсную эмульсию жира и воды, что наряду с высокой температурой плавления определяет его высокую усвояемость — 94%. Биологическая ценность обусловливается содержанием полиненасыщенных жирных кислот, фосфатидов, витаминов.

Сырье. В производстве маргарина используют основное и вспомогательное сырье.

К основному сырью относятся жировая основа (до 82%), которая во многом определяет качество готового продукта, а ее физико-химические показатели и реологические характеристики предопределяют эти свойства маргарина. Важнейшими показателями маргарина являются температура плавления, твердость, содержание твердой фазы.

Температура плавления маргарина зависит от состава жировой основы. Накопление однокислотных высокоплавких глицеридов придает повышенную твердость, а разноплавких — мягкость.

Для жировых основ маргарина важны легкоплавкость, пластичность, намазываемость.

Легкоплавкость характеризуется температурой полного расплавления, которая зависит от содержания и количественного соотношения твердой и жидкой фракций. Чем выше содержание твердой высокоплавкой фракции, тем ниже легкоплавкость.

Пластичность является свойством тела препятствовать деформации и зависит от соотношения твердых и жидких глицеридов. Установлено, что хорошей пластичностью и намазываемостью обладают жиры, в которых твердых глицеридов содержится 15—30%, и это соотношение не меняется в интервале температур от 10 до 30 "С.

Структурно-реологические характеристики маргарина определяются областью его использования и способом фасовки.

В качестве жидкой жировой фазы маргарина используют различные рафинированные растительные масла, обезличенные по вкусу и запаху. В нашей стране основным сырьем для производства маргарина служит подсолнечное масло, в Западной Европе — рапсовое, в США — соевое.

Рецептурный состав твердой жировой основы для маргарина значительно колеблется в зависимости от источников жирового сырья и традиций страны. В рецептурах низкокалорийного маргарина широко используют твердые растительные масла — кокосовое, пальмовое, пальмоядровое. В настоящее время производство пальмового масла занимает второе место в мире после соевого. При введении в рецептуру этих масел получают более пластичную консистенцию маргарина.

В Германии в настоящее время в некоторые сорта маргарина вводят смальц (свиной жир) с температурой Плавления 28—36 °С.

В брусковом твердом маргарине жировая основа содержит 80% саломаса и 20% жидкого жира, обычно растительного масла.

В наливном маргарине это соотношение иное: количество жидких жиров составляет 40—50% общего количества жировой основы.

К вспомогательному сырью относятся: сливочное масло, молоко, поваренная соль, сахар, ароматизаторы, эмульгаторы, витамины, консерванты, вода. Вспомогательное сырье (за исключением сливочного масла и эмульгаторов) образует водно-молочную фазу маргарина: Согласно действующих рецептур бутербродных и молочных маргаринов количество водно-молочной фазы составляет 17,75%, в шоколадном — до 37,8%. Низкокалорийный маргарин и пасты содержат 40—60% водно-молочной фазы, которая во многом Определяет органолептические свойства готового продукта. /

В настоящее время выпускают также безмолочный маргарин. Тем не менее в некоторые его виды вводят сквашенное молоко, сквашенные сливки или 1,0—1,5% сухого обезжиренного молока или казе-ината натрия. При использовании молочных белков в производстве низкокалорийного маргарина большое значение имеет применение консервантов. В нашей стране для этой цели разрешено использовать бензойную и сорбиновую кислоты в сочетании с лимонной. В Дании и Голландии используют сорбат калия и сорбиновую кислоту. В США и Великобритании разрешено использовать как бензойную и сорбиновую кислоту, так и их калийные и натриевые соли.

Для повышения микробиологической стойкости маргарина в водную фазу вводят лимонную и молочную кислоты в количестве, обеспечивающем рН продукта 4,5—6,0. Для повышения стойкости твердых жиров к окислению в маргарин вводят антиокислители — бутилокситолуол и бутилоксианизол — в количестве 0,02%. Для усиления действия антиокислители добавляют в смеси с лецитином, токоферолом и лимонной кислотой.

В водную фазу вводят также поваренную соль, количество которой колеблется в разных странах от 0,15 до 2,0%. Соль цридает маргарину солоноватый вкус, уменьшает разбрызгивание при использовании его для обжаривания пищи.

Поскольку маргарин является эмульсией, то для ее стабилизации используют эмульгаторы, которые распределяются на поверхности диспергированной жидкости в виде тонкой пленки и препятствуют слиянию двух подсистем эмульсии.

Эмульгаторы, используемые в маргариновом производстве, должны отвечать следующим требованиям: быть физически безвредными; стабилизировать высокодисперсную и устойчивую эмульсию; способствовать удержанию влаги в маргарине при механической обработке и в процессе производства; обладать антиразбрызгивающими свойствами; обеспечивать стойкость маргарина при хранении.

В нашей стране для производства маргарина используют эмульгаторы МГД (моноглицериды дистиллированные) и MFM (мойогли-цериды мягкие). Обычно эмульгаторы вносят в количестве 0,6%.

В Дании фирма «Grinsted» выпускает большой ассортимент эмульгаторов для маргарина различной жирности, которые широко используют во всем мире. Наиболее распространены эмульгаторы Димодан (дистиллированные моноглицериды), Эмульдан (смесь различных моноглицеридов), Амидан (эфиры моноглицеридов с молочной кислотой), Лецидан (смесь моноглицеридов и лецитина), Лактодан (эфиры моноглицеридов с молочной кислотой), Промодан (эфиры пропиленгликоля). Применение эфиров моноглицеридов с органическими кислотами обеспечивает минимальное разбрызгивание при использовании маргарина для обжаривания пищевых продуктов.

В США и Великобритании выпускают эмульгатор на основе жирных кислот растительного масла и животного жира. Во Франции в качестве эмульгатора применяют обезжиренный лецитин в смеси с фосфодитилхолином, фосфодитилэтаколамином, фосфодитили-нозитом.

В качестве стабилизаторов структуры низкокалорийного маргарина используют желатин, пектин, агар, альгинаты, пектиновые кислоты.

Для повышения биологической ценности маргарина в него вводят витамины A, D 2 , D 3 . В некоторые виды маргарина в водную фазу вносят витамин С, оказывающий синергическое действие на антиокислители и консерванты.

В состав всех видов маргарина вводят вкусовые и ароматические добавки. Одним из крупнейших поставщиков ароматизаторов является фирма «Naarden» (Нидерланды). В России в маргариновом производстве используют как ароматизаторы Naarden, так и отечественные ароматизаторы ВНИИЖ. Так, для бутербродного и наливного маргарина разработана композиция, состоящая из жирорастворимого ароматизатора ВННИЖ-17 и водорастворимого ВНИИЖ-43М, придающая маргарину вкус и аромат сливочного масла. Для придания маргарину пикантного вкуса используют вкусовые добавки, придающие продукту аромат лимона, земляники, персика, шоколада.

Наибольшим спросом пользуется маргарин бутербродный слабожелтого цвета, при производстве которого в качестве красителей были применены каротин и аннато. В настоящее время выпускают также маргарин розового, коричневого (шоколадного) и других цветов.

Производство маргарина. Существуют две технологические схемы: периодического и непрерывного действия. Независимо от технологической схемы производство маргарина состоит из следующих операций: приемки и подготовки сырья; составления рецептуры маргарина; темперирования и смешивания жировой основы, молока и добавок; эмульгирования; охлаждения и кристаллизации; пластической обработки, фасовки и упаковки.

Приемка сырья заключается в оценке его качества по установленным показателям.

Подготовка сырья включает обязательную рафинацию растительных масел и саломасов, пастеризацию и сквашивание молока, зачистку сливочного масла.

Составление рецептуры маргарина проводят в соответствии с его назначением и наименованием.

Темперирование — это доведение до определенной температуры всех компонентов рецептурной смеси: жировой основы — на 4—5 "С выше температуры плавления; молока — до 15—20 °С.

Эмульгирование — распределение одной жидкости в другой в виде капель в специальных смесителях (эмульгаторах) при энергичном перемешивании. Для производства низкокалорийного маргарина, необходимо более сильное эмульгирование, которое обычно достигается путем рециркуляции эмульсии.

При охлаждении маргариновой эмульсии происходит процесс кристаллизации и рекристаллизации с переходом менее устойчивых кристаллических (метастабильных) через промежуточные к устойчивым (стабильным) кристаллическим модификациям, что составляет суть явления полиморфизма.

При медленном охлаждении маргариновой эмульсии происходит последовательная кристаллизация глицеридов в соответствии с их температурой застывания. В результате образуются крупные кристаллы, характерные для наиболее высокоплавкой устойчивой кристаллической формы, которая обусловливает неоднородность структуры готового продукта, что придает маргарину грубость вкуса, мучнистость И мраморность консистенции. В процессе хранения такой маргарин становится хрупким. При быстром охлаждении образование кристаллов начинается при температуре ниже температуры застывания. При этом образуются более низкоплавкие, менее устойчивые кристаллические формы.

Таким образом, используя способность маргарина к переохлаждению, можно получить мелкокристаллическую структуру, обладающую высокой пластичностью, легкоплавкостью, необходимыми консистенцией и другими органолептическими свойствами.

Схема периодического действия основана на принципе: холодильный барабан — вакуум-комплектор. Смесь компонентов по рецептуре из смесителя направляют в эмульсатор, где получают высокодисперсную эмульсию. Затем эмульсию подают на холодильные барабаны, температура поверхности которых от —18 до —20 "С, для охлаждения и кристаллизации. Эмульсия подается на поверхность барабана в виде тонкой пленки и в таком виде застывает. Застывшую эмульсию снимают с поверхности барабана специальным ножом. При этом образуется стружка, которая попадает в бункер и направляется в вакуум-комплектор для пластической обработки.

Вакуум-комплектор — это шнекосмесительная машина, в которой маргарин уплотняется при перемешивании сначала верхними, а затем нижними шнеками. В процессе механической обработки из стружки под вакуумом при некотором тепловом воздействии удаляется избыток воздуха и влаги. Стружка гомогенизируется и приобретает консистенцию сливочного масла.

Из вакуум-комплектора маргарин выходит при температуре 12— 16 °С, его упаковывают и отправляют на хранение и выдержку.

Непрерывные схемы производства. Производство маргарина па линии фирмы «Джонсон». В состав этой линии входят емкости для жировой смеси и добавок, автоматические весы, насос-дозатор, три смесителя, насос-эмульсатор, двойной фильтр, уравнительный бак, переохладитель, структуратор и фасовочно-упаковочные автоматы.

Подготовленные жиры, раствор эмульгатора, жирорастворимые добавки подают в общую емкость автоматических весов и взвешивают. Затем компоненты жировой и водно-молочной фаз перекачивают насосами в смесители, где происходит эмульгирование мешалками с частотой вращения 46 об./мин и температурой 38—40 °С.

Эмульсию пропускают через насос-эмульсатор в течение 5 мин и направляют в третий смеситель, где она тщательно перемешивается и подается на двойной фильтр, а затем в уравнительный бак с паро-водной рубашкой и поплавковым клапаном. Затем эмульсия температурой 38-40 °С поступает в четырехцилиндровый переохладитель (вотатор). После охлаждения эмульсия имеет температуру 10—13 "С.

При упаковке в пачки маргариновую эмульсию через распределительное устройство и фильтры структураторы подают в кристаллизатор и фасовочно-упаковочные автоматы. При упаковке в монолит маргариновую эмульсию из вотатора подают на аппарат декристаллизатор и далее — в двухузловую жиронаполнительную машину типа «Роберте».

Производство мягкого наливного маргарина на линии «Шредер». В состав этой линии входят: две емкости, два смесителя, насос-эмульсатор, насос высокого давления, пастеризатор, комбинатор, кристаллизатор, фасовочно-упаковочные автоматы.

Дозирование компонентов рецептуры производится с помощью микропроцессорной техники в автоматическом режиме. Каждый компонент отвешивается в количествах согласно рецептуры и перекачивается в смеситель, где они перемешиваются с помощью мешалок с частотой вращения 30—35 об./мин при температуре 39—43 °С.

Из смесителя эмульсия насосом-эмульсатором перекачивается в расходный смеситель, откуда стойкая эмульсия поступает в трехцилиндровый насос высокого давления и под давлением 1-5 мПа подается в пастеризатор, где пастеризуется при температуре 80—85 °С и охлаждается до 39—43 °С.

Из пастеризатора маргариновая эмульсия по трубопроводу поступает в комбинатор, состоящий из трех охлаждающих цилиндров и одного цилиндра для дополнительной механической обработки. В комбинаторе эмульсия охлаждается до 10—13 "С за счет испарения жидкого аммиака. В цилиндре для дополнительной обработке происходит перекристаллизация маргарина с выделением скрытой теплоты кристаллизации с повышением температуры на 2—3 "С. Далее через кристаллизатор маргарин поступает на фасовочные автоматы, где фасуется в стаканчики из поливинилхлорида. Стаканчики транспортируют по наполнительному конвейеру и направляют на упаковочные автоматы.

Технология производства маргаринов

Производство брусковых и мягких маргаринов осуществляют непрерывным или периодическим способом, включающим в себя следующие основные стадии:

Подготовка жирового сырья. Хранение и темперирование рафинированных дезодорированных масел и жиров;

Подготовка молока;

Подготовка эмульгаторов и других нежировых компонентов;

Приготовление эмульсии;

Получение маргарина, переохлаждение, кристаллизация маргариновой эмульсии. Механическая (пластическая) обработка маргарина;

Расфасовка, упаковка, штабелирование готовой продукции.

Процесс получения мягких маргаринов осуществляют на линиях фирмы «Джонсон», «Альфа-Лаваль», «Шредер» или «Корума».

Подготовка растительных масел, жиров и сливочного масла. Рафинированные дезодорированные жиры и масла хранят в баках жиро-хранилища раздельно по видам не более 24 ч. Температура хранения твердых жиров и масел должна быть на 5-10 °С выше их температуры плавления. Для предотвращения окисления рафинированных дезодорированных масел и жиров рекомендуется их хранить в атмосфере инертного газа — азота или диоксида углерода.

Сливочное масло освобождают от тары и загружают в камеру с плавильным конусом. Температура расплавленного сливочного масла должна быть в пределах 40-45 °С. Однородность консистенции расплавленного масла поддерживается с помощью мешалки или насоса путем рециркуляции.

Подготовка эмульгаторов. Для равномерного распределения и повышения эффективности действия эмульгаторов дистиллированные моноглицериды растворяют в рафинированном дезодорированном растительном масле в соотношении 1:10 при температуре 80-85 °С. В этот же раствор при температуре 55-60 °С добавляют мягкие моноглицериды, после чего при необходимости вводят фосфатидный концентрат в количестве, предусмотренном рецептурами. Комплексный эмульгатор, применяемый вместо композиции моноглицеридов, растворяют в рафинированном дезодорированном масле в соотношении 1:15 при температуре 65-75 °С. Если используют импортный эмульгатор, то его растворяют в рафинированном дезодорированном масле в соотношении 1: 10 при температуре 48-55 о С.

Подготовка красителей, витаминов, ароматизаторов. Для придания мягким маргаринам цвета применяют масляные растворы натурального бета-каротина, выделенного из моркови, тыквы, пальмового масла, микробиологического бета-каротина, красителей куркумы и семян аннато. Красители и витамины разводят в дезодорированном растительном масле. Ароматизаторы вводят непосредственно в жировую или водно-молочную фазы маргарина.

Подготовка молока и вторичных молочных продуктов. Молоко коровье цельное пастеризуют, а затем охлаждают до температуры 23-25 °С.

Сквашивание молока осуществляют биологическим путем или кислотной коагуляцией.

При использовании сухого молока его разбавляют водой из расчета получения не менее 8,5% обезжиренных сухих веществ в готовом растворе.

При использовании вторичных молочных продуктов их растворяют при перемешивании в воде в соотношении 1:3 — для сухой молочной сыворотки; 1:6 — для сывороточных белковых концентратов (КСБ). Полученные растворы нагревают до температуры 85-90 °С и 60-65 °С соответственно, выдерживают в течение 30 мин, охлаждают и подают в расходные емкости на производство.

Подготовка лимонной кислоты и водорастворимых ароматизаторов. Лимонную кислоту используют в виде 1-10%-ного водного раствора, в который одновременно вводят водорастворимые ароматизаторы.

Подготовка соли, сахара, консервантов и крахмала. Соль используют в виде насыщенного раствора 24-26%-ной концентрации.

Сахар или подсластители используют при производстве десертных мягких маргаринов в виде водного раствора 30%-ной концентрации.

Консерванты (бензойную, сорбиновую кислоты, бензоат натрия) используют в низкожирных мягких маргаринах при вводе молока, особенно в летний период и при повышенных температурах хранения. Консерванты растворяют в воде в соотношении 1: 2.

Крахмал сначала растворяют в холодной воде в соотношении 1: 2, затем заваривают горячей водой до соотношения 1: 20, выдерживают 30 мин, охлаждают и передают в расходную емкость.

Приготовление эмульсии. Компоненты маргарина в соответствии с рецептурой смешивают в вертикальном цилиндрическом смесителе, в котором происходит также предварительное эмульгирование. Внутри смесителя находится винтовая мешалка с частотой вращения 59,5 об./мин. К корпусу смесителя прикреплены отбойники, которые не позволяют смеси закручиваться по ходу вращения. Смеситель снабжен водяной рубашкой. Продукт поступает через штуцер и выходит через спускной патрубок. Грубая эмульсия из смесителя поступает затем в эмульгатор центробежного типа, рабочим органом которого являются два вращающихся и два неподвижных диска, в пространство между которыми поступает эмульсия. Диски вращаются со скоростью 1450 об./мин., обеспечивая интенсивное диспергирование эмульсии до размера частиц диаметром 6-15 мкм.

Получение маргарина.

После эмульгатора маргариновая эмульсия, пройдя через уравнительный бак с насосом высокого давления, подается в переохладитель, который является одним из основных аппаратов для получения маргариновой продукции и обеспечивает эмульгирование, охлаждение и механическую обработку эмульсии. Переохладитель состоит из нескольких одинаковых цилиндров — теплообменников, работающих последовательно.

Блок цилиндров трехсекционного переохладителя установлен в верхней части аппарата, каждый из цилиндров представляет собой теплообменник типа «труба в трубе» с теплоизоляцией. Первая внутренняя труба является рабочей камерой, в которой расположен полый вал, куда подается горячая вода для предотвращения налипания маргариновой эмульсии. На валу закреплены двенадцать ножей, вал вращается с частотой 500 об./мин. Пространство между второй и первой трубой занимает испарительная камера для охлаждающего агента — аммиака, который подается системой трубопроводов. Маргариновая эмульсия, охлаждаясь, кристаллизуется на поверхности внутренней трубы и снимается ножами. Температура эмульсии на выходе из третьего цилиндра 12-13 °С.

Затем эмульсия поступает в кристаллизатор, где ей придаются необходимые кристаллическая структура, требуемая твердость, однородность и пластичность, необходимые при фасовке маргарина. Основными узлами кристаллизатора являются фильтр-гомогенизатор и три секции — коническая и две цилиндрические, в которых маргарин медленно движется к конической насадке и затем в фасовочный автомат. Компенсирующее устройство обеспечивает прерывистую подачу маргарина на фасование. Температура при этом повышается до 16-20 °С за счет теплоты кристаллизации.

При охлаждении маргариновой эмульсии происходит сложный процесс кристаллизации и рекристаллизации триглицеридов жировой основы маргаринов, определяющий важнейшие качественные показатели готовой продукции — консистенцию, пластичность и температуру плавления.

При достаточно высоких температурах содержание твердой фазы в жировых основах мягких маргаринов невелико, и они представляют собой суспензию твердых триглицеридов в жидких. По мере снижения температуры наименее растворимые высокоплавкие триглицериды начинают выделяться из расплава в виде кристаллов и содержание твердой фазы увеличивается. При охлаждении маргариновой эмульсии протекает сложный процесс кристаллизации, в основе которого лежат явления полиморфизма, связанные с переходом менее устойчивых (метастабильных) низкоплавких кристаллических а-форм через промежуточные ромбические Р -формы к устойчивым (стабильным) высокоплавким кристаллическим модификациям. В мягких маргаринах кристаллы жира обычно присутствуют в Р -форме. Переход в Р-форму отрицательно влияет на структурно-реологические свойства мягких маргаринов из-за образования крупных кристаллов с более плотной упаковкой молекул, с высокими температурой плавления и плотностью. Для обеспечения однородной пластичной структуры мягких маргаринов эмульсию после глубокого охлаждения подвергают интенсивному перемешиванию и длительной механической обработке. Кристаллизация маргариновой эмульсии в сочетании с механической обработкой приводит к возникновению мелкодиспергированных кристаллов твердой фазы, которые образуют в жидкой фазе коагуляционные структуры. При этом твердая и жидкая фракции жировой основы мягких маргаринов распределяются равномерно, и готовый продукт не теряет текучести при наливе в коробочки из полимерных материалов, приобретает пластичную консистенцию, сохраняющуюся длительное время при температурах 5-7 °С. Нарушение режимов кристаллизации и охлаждения приводит к порокам маргаринов, которые невозможно устранить механической обработкой.

Полученный таким образом маргарин подается в балансовую емкость разливочно-упаковочного агрегата, который дозирует (150-500 г) и расфасовывает маргарин в стаканчики из полимерных материалов (полистирол, полипропилен), запаивает металлизированными крышечками.

Для производства низкожирных маргаринов необходимо более сильное эмульгирование, которое достигается путем рециркуляции эмульсии. Во время рециркуляции следует по возможности избегать попадания воздуха в эмульсию. При производстве молочных низкожирных маргаринов следует особое внимание уделить интенсивности перемешивания. В случае чрезмерного эмульгирования может произойти реверсия фазы и эмульсия будет разрушена. Кроме этого, особое внимание уделяется правильности подбора состава жировой и водно-молочной фаз, количеству и типу эмульгатора, строгому соблюдению технологического режима. Технология производства перед стадией фасовки предусматривает стадию декристаллизации, необходимую для того, чтобы низкожирный продукт на стадии фасовки при розливе имел полужидкую пастообразную консистенцию. Для этого применяют декристаллизаторы, разрушающие кристаллическую структуру продукта с целью образования мелкокристаллической структуры и блестящей поверхности продукта.

Одним из распространенных за рубежом способов производства низкожирных маргаринов является следующий: часть жира эмульгируют с водной фазой, оставшуюся часть перекристаллизовывают при механической обработке, охлаждают и смешивают с эмульсией, маргарин упаковывают. Соотношение эмульгированного и неэмульгированного жира 65: 35 или 35: 65. Эмульсия содержит 50-65% жира. При температуре 17-23 °С эмульсию с величиной рН 4,4 смешивают с жиром, предварительно 5-20% неэмульгированного жира выкристаллизовывают. Для этого жир охлаждают до 7-18 °С в тонком слое на переохладителе. Перед упаковкой продукт гомогенизируют.

В соответствии с требованиями физиологов суточное потребление жиров должно составлять 95—100 г. При этом должно быть следующее соотношение жирных кислот: полиненасыщенные — 20—30%, мононенасыщенные — 40—50%, насыщенные — 20—30%. Следует отметить, что ни один из природных жиров не соответствует указанным нормам. Так, это соотношение следующее (в %): в подсолнечном масле — 65: 25: 10; в сливочном масле — 5: 40: 55;. в свином жире — 10: 50: 40; в рыбьем жире — 30: 50: 20. Кроме того, в сливочном масле и животных жирах содержится холестерин, в растительных маслах отсутствуют витамины А и D, жиры рыб легко окисляются и нестойки при хранении.

Маргарин является продуктом с заданными свойствами. Технология производства маргарина позволяет изменить рецептуру в соответствии с требованиями физиологов. Для разных возрастных групп, профилактического и диетического питания могут быть подобраны различные составы маргарина с содержанием 40—60% линолевой кислоты, с введением биологически активных веществ и др.

Маргарин — это жировой продукт, который получают из высококачественных пищевых жиров, молока, сахара, соли, эмульгаторов и прочих компонентов.

Маргарин по запаху, вкусу, консистенции, цвету близок к сливочному маслу. Маргарин высококалорийный и легкоусвояемый продукт. Калорийность 100 г маргарина — 752 ккал (3123 кДж). Усвояемость маргарина — 97,5%.

В качестве жировой основы маргарина применяется саломас.

Саломас образуется в процессе гидрогенизации (жидкие жиры насыщаются водородом и переходят в твердое состояние). Саломас может быть растительным и китовым в зависимости от исходного сырья.

В производстве маргарина используются натуральные рафинированные масла, животные жиры высшего сорта.

В состав маргарина добавляют вкусовые, ароматические вещества, красители, эмульгаторы, консерванты. Для повышения биологической ценности добавляют витамины; молоко для облагораживания вкуса.

Подготовленная по рецептуре жировая смесь смешивается, подвергается эмульгированию. Эмульсия охлаждается, кристаллизируется, обрабатывается для придания однородной консистенции.

По назначению маргарины подразделяются на марки:

— мягкие (ММ) — для употребления в пищу, в домашней кулинарии, для общественного питания и в пищевой промышленности;

— жидкие (МЖК) — для выпечки и жарения, в домашней кулинарии и общественном питании;

(МЖП) — для хлебопекарного производства для выпечки булочных и кондитерских изделий;

— твердые (МТ) — в кондитерском, кулинарном и хлебом карном производстве;

(МТС) — для слоеного теста;

(МТК) — для изготовления кремов, суфле, начинок, конфет Птичье молоко и других кондитерских изделий.

Маргарины также подразделяют на бутербродные, столовые и для промышленной переработки.

Ассортимент: Домашний, Радуга, Чудесница, Хозяюшка, Пышка, Шоколадный, Сливочный, Столичный, Россиянка, Молочный и др.

Требования к качеству

Маргарин должен быть без посторонних запахов, консистенция однородная, пластичная, поверхность среза блестящая; вкус выраженный молочный или молочнокислый со сливочным оттенком.

Температура плавления жира для жидких — 17—38°С, мягких — 25—36°С; твердых — 27—38°С.

Дефекты маргарина: салистый, прогорклый привкус, резко выраженный вкус растительного масла, выступание капель воды (плохое эмульгирование), крошливая и мягкая консистенция (нарушение технологии производства), мучнистая или творожистая консистенция, плесневение.

Не допускается в маргарине содержание бактерий группы кишечной палочки и других патогенных микроорганизмов.

Упаковка. Маргарин упаковывают в картонные, фанерные ящики, в барабаны и бочки. Для розничной торговли маргарин расфасовывают брусками, заворачивают в пергамент, кашированную фольгу массой нетто от 200 до 500 г, в стаканчики и коробки полимерные массой нетто от 100 до 500 г.

Маркировка. На этикетке указывают товарный знак, наименование предприятия-изготовителя, его адрес, массу нетто, состав основных компонентов, пищевую ценность, дату выработки, срок хранения, номер стандарта.

Хранение. Маргарин хранится в холодильных камерах при температуре 0—4°С — 45 дней, при температуре от -10 до -20°С — 60 дней. Срок хранения зависит от вида упаковки и от температурного режима хранения. Импортный маргарин хранится более длительный срок (до 6 мес.), в его состав вводят консерванты и антиокислители.