Технология производства сухого молока

 

     Вихідні данні.

     Масова  частка жиру молока коров’ячого незбираного – 3,6%, густина молока коров’ячого незбираного – 1027 кг/м³, густина молока знежиреного – 1030 кг/м³.

     Фізикохімічні данні готового продукту (молоко коров’яче  незбиране): масова частка жиру – 121,1%, масова частка сухих знежирених речовин – 74,9%, масова частка вологи – 4%.

     Розрахунок  сухого незбираного  молока.

1. За формулою Ферінгтона визначаємо сухий молочний залишок молока коров’ячого незбираного за формулою 1

 

(1)  

     СМЗм – сухий молочний залишок молока коров’ячого незбираного, %;

     Жм  – масова частка жиру молока коров’ячого  незбираного, %;

     Д – густина молока коров’ячого  незбираного, ^оА. 

       

     

2. Визначаємо сухий знежирений молочний залишок молока коров’ячого незбираного за формулою 2.

 

     (2)  

     СЗМЗм – сухий знежирений молочний залишок  молока коров’ячого незбираного, %. 

       

     

3. Визначаємо  сухий молочний залишок в молоці знежиреному за формулою 3.

     (3)  

     СМЗм – сухий молочний залишок молока знежиреного, %;

     Дм.н  – густина молока знежиреного, ^оА;

     Жм.н  – масова частка жиру молока знежиреного, %.

 

       

     

5. Визначаємо  сухий знежирений молочний залишок  молока знежиреного за формулою 2.

 

       

     

6. Визначаємо  кількість молока знежиреного незбираного, що потрібно для нормалізації молока коров’ячого незбираного за формулою 4.

 

     (4)  

     Км.н  – кількість молока коров’ячого  знежиреного, кг;

     Км  – кількість молока коров’ячого  незбираного, кг;

     Qпр – відношення масової частки жиру продукту , % до масової частки сухих знежирених речовин продукту, %. 

     

     (5)

     (6)  

     Згідно  з наказом № 286 від 16.12.81 норми  втрат слідуючі:

     Пж  – 0,44%;

     Псмз  – 0,69%.

 

     

     

       

     

7. Визначаємо  масу суміші за формулою 7.

 

     (7)  

     Ксум  – кількість суміші, кг.

     

8. Визначаємо  масову частку жиру в суміші по рівнянню жиро балансу.

 

     

     (8)

       

     

9. Визначаємо  сухий знежирений молочний залишок  суміші за формулою 8.

 

       

     

10. Визначаємо  сухий молочний залишок суміші.

 

     

11. Визначаємо  норму втрат нормалізованої суміші на 1000 кг сухого незбираного молока.

     Згідно з наказом №286 від 16.12.81 норми витрат слідуючі: 

     (9)  

     Нвит  – норма витрат нормалізованої суміші на 1т сухого незбираного молока;

     Км.с  – кількість молока сухого незбираного (1т), кг;

     СРм.с – масова частка сухих речовин в молоці сухому незбираному, %. 

       

     

12. Визначаємо  кількість нормалізованої суміші яка  необхідна для виготовлення 3000 кг сухого незбираного молока за формулою 10.

 

     (10)

       

     

13. Визначаємо  кількість молока коров’ячого незбираного  жирністю 3,6%, яка необхідна для  нормалізації суміші на молоко сухе незбиране  жирністю 2,64% за пропорцією:

     16063 – 10000

• Х = 28074 * 10000 / 16063 = 17477 кг

     28074 – х 

15. Визначаємо кількість знежиреного молока за формулою 11.

 

(11)

       

     Розрахунок  сухого знежиреного  молока.

1. Визначаємо норму витрат молока нежирного на виробництво 5000кг сухого знежиреного молока за формулою 9.

 

       

     Виробничі втрати, згідно вимог наказу № 286 від 16.12.81 – П=3,4%.

2. Визначаємо кількість молока знежиреного, що потрібно для виробництва 5000 кг молока сухого знежиреного склавши пропорцію:

 

     1000 – 12156

• Х = 5000 * 12156 / 1000 = 60780 кг

     5000 – х  

     

3. Визначаємо  загальну кількість молока знежиреного:

 

       

     

4. Визначаємо, яку кількість молока коров’ячого  незбираного необхідно просепарувати, щоб отримати 68047 кг молока знежиреного  за формулою 12.

 

     (12)  

     П – згідно з наказом №1025 від 31.12.87р. втрати при сепаруванні 0,4%.

       

     

5. Визначаємо  втрати при сепаруванні:

 

       

     

6. Визначаємо  загальну кількість молока коров’ячого  незбираного:

 

       

     

7. Визначаємо  кількість вершків на залишку  за формулою 13:

     (13)

       

     Данні розрахунку зводимо в таблицю 3.1. 

     Таблиця 3.1.

     Зведена таблиця продуктового розрахунку.

 

3.2 Розрахунки процесу сущіння молочних виробів в розпилювальних та з киплячим шаром сушарок 

     I. Показники сушіння сухого незбираного молока.

     Вхідні  дані : Км – 3000 кг / зміну. Жсух – 21,1 %:- К мол. сум. - 28074 кг / зміну;

     Виготовлено сухих речовин у суміші – 10, 68%; Кінцева вологість W2- 1,13%.

     Для сушіння використовуються розпилювальна сушарка О1-ОР2Ч Температурний режим tвх. – 160 ˚С;tвих. – 30 ˚C[14].Напруження в сушильній башті 5 кг вологи /м³[14].

     1.Сушіння  молока в розпилювальній башті  без попереднього випарювання  вологи.

     1.1. Кількість вологи випарюваної  в процесі сушіння за зміну:

     Wзн. = Gп.W1-W2/100- W2 = 28074 84.32-1.13/100-1.13= 25027.85 кг/зміну

     Кількість вологи випарюваної за 1 годину: 

     Wгод. =25027.85/ 6 = 4171.2 кг/год. 

     1.2.Об’єм сушильної камери при напрузі 5кг вологи /м³/год.: 

     Vсуш. = 4171,2/5=834,2 м³  

     1.3. Витрати пари для випарювання  вологи при середніх витратах 3 кг пари на 1 кг. вологи [14]. 

     D =4171,2*3=12513,6 кг /год.  

     1.4. Витрати тепла . Питомі витрати:

     q пари =r*3= 2500*3 = 7500 кДж/год.

     Загальні витрати тепла: 

     Q = W * q =4171.2 * 7500 = 106284000 кДж/ год. 

     Теплове навантаження на 1 кг. повітря: 

     q пов. = Св ( t2 – t1 )= 1 кДж./ кг (160 – 80) = 80 кДж / кг. 

     Св  – 1кдж./кг. – теплоємність повітря 

     1.5. Питомі витрати повітря на сушіння 1 кг. вологи: 

     L = qпари / qпов. = 7500/80= 93,75 кг пов./кг вол. 

     Загальні витрати повітря за годину: 

     LG = l * Wгод = 94 * 4171.2 = 392013 кг /год. 

     При густині ρ 20 ˚С кількість повітря , яке входить в сушарку : 

     Wпов. = LG /44= 342043/44 = 324043,64 м³ / год. 

     2. Для зниження витрат тепла і повітря а також об’ємів сушильних камер, молоко перед сушінням випаровують приблизно до вологості 50% (W1).

     2.1 Кількість суміші і витраченої вологи скоротиться до : 

     Gкг = Gкг 100-W1/100 – W1 = 28074 * 100 – 81.32 / 100 – 50 = 5974.76 кг / зміну.

 

      Кількість випареної вологи : 

     Wзн. G кг W1- W2 /100 – W2 = 5474.76 * 50 – 1.13 /100 – 1.13 = 2995.7 кг вологи /зміну. 

     Годинна кількість випареної вологи : 

     Wгод. = Wзм./6 = 2995,7 / 6 = 442,62 кг /год. 

     2.2. Об’єм камери ,витрати тепла і  повітря .

     При навантаженні 5 кг вологи / м³ год. обєм сушильної камери складатиме : 

     Wсуш. = 492,62 /5 = 98,523 м³ 

     При втратах 3 кг. пари на 1 кг. вологи, витрати вологи складуть: 

     D = 492.3 * 3 = 1477.86 кг./ год. 

     Витрати тепла на випаровування 1 кг вологи : 

     Wтеп. = r * 3 = 2500 * 3 = 7500кДж/кг.вол. 

     Загальні  витрати тепла в годину : 

     Q = Wгод. * qтеп. = 492,62* 7500 = 3644650 кДж /год. 

     Теплове навантаження на 1 кг повітря: q = 80 кДж./кг.

     Питомі  витрати повітря : l = 7500 / 80 = 94 кг. пов./кг. вол.

     Загальні  витрати повітря :

     LG = l Wгод. = 94 * 492,62 = 46183 кг пов. / год. 

     Об’ємні витрати повітря : 

     W = LG / ρ = 46183/1.4 = 38183 =38168 м³/ год. 

     2.3.Зниження  об’єму капітальних витрат за  рахунок попереднього випаровування  вологи у випарних апаратах :

     Wсуш. без випарювання /W суш. з випарюванням = 834,2 м³/98,523 м³ = 8,5раз.

     ІІІ. Розрахунки процесу сушіння в  сушарках з киплячим шаром інертного  носія.

     Вхідні  дані:

• Кількість вологи випарюваної за зміну 2995,2кг / зміну.
• Кількість вологи випарюваної за годину 492,62 кг./ год.

     3.1. У відповідності до експериментальних  досліджень питома продуктвість по волозі з 1 м³ сушарки киплячого шару інертного носія складає 58.6 кг вологи / м³ год.[15].Тоді обєм сушарки складатиме :