Материальный баланс производства

Производительность q_исх=40 т/мес

1.Находим суточный выход продукта в кг:

q₀= q_исх*1000/(24*30)=55,56 кг/ч

2. Количество стадий производства с потерями приведены в таблице 4.

 

Таблица 4 – Потери по стадиям

№ п/п	Стадия	Потери, %
1	Охлаждение	2
2	Выпечка	2
3	Формовка теста	0,7
4	Разделка теста	0,5
5	Приготовление теста	5
6	Приготовление опары	0,2

 

3. Охлаждение

С учетом потерь на стадии охлаждения находим количество пришедшего на стадию горячего хлеба:

a(количество воды)= (q₀*0,1)/99,7=0,0557 кг/ч

b(потери)= (q₀*0,2)/99,7=0,1115 кг/ч

q₆=q₀+a+b=55,56+0,0557+0,1115=55,7272кг/ч   

 

4. Выпечка

С учетом потерь на стадии выпечки находим количество пришедших на стадию сформированных заготовок:

c(количество воды)= ( q₆*10)/85=6,556 кг/ч

d(потери)= (q₆*5)/85=3,278 кг/ч

q₅= q₆+c+d =55,7272+6,556+3,278=65,5612 кг/ ч

 

5. Формовка теста

С учетом потерь на стадии формовки теста, находим количество поступившего разделанного теста:

е(потери)= ( q₅*0,5)/99,5=0,329 кг/ч

q₄= q₅+е= 65,5612 +0,329=65,8902 кг/ ч

6. Разделка теста

С учетом потерь на стадии разделки теста находим количество поступившего на стадию готового теста:

f(потери)= (q₄*0,5)/99,5=0,331 кг/ч

q₃= q₄+f= 65,8902 +0,331=66,2212 кг/ ч

 

7. Приготовление теста

 С учетом потерь на стадии приготовления теста и исходя из соотношения, добавляемых по рецептуре компонентов, находим количество всех компонентов, поступивших на эту стадию:

g(потери)= (q₃*2)/98=1,3515 кг/ч

q₂* = q₃+g= 66,2212 +1,3515 =67,5727 кг/ ч

Исходя из рецептуры, рассчитываем количество опары, поступившей на эту стадию:

h(количество маргарина)= q₂* *2,5=168,93/100=1,689 кг/ч

i(количество сахара)= q₂* *2,9=195,96/100=1,96 кг/ч

k(количество соли)= q₂* *0,36=24,33/100=0,243 кг/ч

l(количество воды)= q₂* *10,7=723,03/100=7,23 кг/ч

m(количество муки вторичной)= q₂* *39,27=2653,58/100=26,536 кг/ч

q₂ = q₂*-(h+i+k+l+m)/100=

=67,5727 -(1,689+1,96+0,243+7,23+26,536)=29,9147кг/ ч

 

8. Приготовление опары

С учетом потерь на стадии приготовления опары, находим количество всех компонентов, поступивших на эту стадию:

p(потери)= ( q₂*2)/98=0,611кг/ч

q₁* = q₂+p= 29,9147+0,611=30,5257кг/ ч

Исходя из рецептуры, рассчитываем количество первичной муки, поступившей на эту стадию:

r(количество соли)= (q₁* *1,1)/100=0,336 кг/ч

s(количество воды)=( q₁* *0,7)/100=0,235 кг/ч

t(количество муки первичной)= (q₁* *21,4)/100=7,174 кг/ч

q₁ = q₁*-(r+s+t)/100 = 30,5257-(0,336+0,235+7,174)=22,7807 кг/ ч

Общее количество муки:

9. q_муки=q_муки1+q_муки2=49,3167 кг/ч

10. Сводная таблица 6 материального баланса:

 

Таблица 6 – Сводная таблица материального баланса

Компоненты	Приход				Компоненты		Расход
	V	%	m	%			V		%		m		%
Приготовление опары
Мука первичная			22,7807	76,8	Опара						29,9147		98
Вода			7,174	21,4
Дрожжи			0,235	0,7
Соль			0,336	1,1
Итого			30,5257	100	Потери						0,611		2
					Итого						30,5257		100
Приготовление теста
Опара			29,9147	55,73		Готовое тесто						66,2212	98
Мука вторичная			26,536	39,27
Вода			7,23	10,7		Потери						1,3515	2
Соль			0,243	0,36
Сахар			1,96	2,9
Маргарин			1,689	2,5
Итого			67,5727	100
						Итого						67,5727	100
Разделка теста
Готовое тесто			66,2212	100	Разделанное тесто						65,8902		99,3
Итого			66,2212	100	Потери						0,331		0,7
					Итого						66,2212		100
Формовка теста
Разделанное тесто			65,8902	100	Сформированные заготовки						65,5612		99,5
Итого			65,8902	100	Потери						0,329		0,5
					Итого						65,8902		100
Выпечка
Сформированные заготовки			65,5612	100	Горячий хлеб						55,7272		85
Итого			65,5612	100	Вода						6,556		10
					Потери						3,278		5
					Итого						65,5612		100
Охлаждение
Горячий хлеб			55,7272	100	Готовый хлеб						55,56		99,7
					Вода						0,0557		0,1
Итого			55,7272	100	Потери						0,1115		0,2
					Итого						55,7272		100

 

Тепловой баланс

 

Уравнение теплого баланса пекарной камеры составляется на 1кг горячих изделий, так как масса их изменяется при остывании. Уравнение теплового баланса имеет следующий вид (1) :

                             q_п.к = q₁+q₂+q₃ +q₄+q₅+q₆+q₇+q₈ ,                         (1)

где q_п.к - количество тепла, которое передается в пекарную камеру , на 1 кг горячей продукции, Дж/кг;

q₁ - расход тепла на выпечку теоретический, то есть полезно используемое тепло, Дж/кг;

q₂ - потери на перегрев пара, Дж/кг;

q₃ - потери тепла с вентиляционным воздухом, Дж/кг;

q₄ - потери тепла в окружающую среду транспортными устройствами и приспособлениями, Дж/кг;

q₅ - потери тепла в окружающую среду через ограждения пекарной камеры, Дж/кг;

q₆ - потери тепла фундаментом, Дж/кг;

q₇ - потери тепла излучением через отверстия пекарной камеры в окружающую среду, Дж/кг ;

q₈ - тепло, затрачиваемое на аккумуляцию или получаемое вследствие аккумуляции в печах, Дж/кг (q₈=0).

Далее приводятся расчетные формулы для определения составляющих уравнения теплового баланса:

а) Теоретический расход тепла на выпечку.

Это тепло расходуется для нагрева теста до оптимальной температуры, на перегрев ее пара до температуры камерной смеси при выходе из пекарной камеры и на испарение влаги из теста. Рассчитывается по формуле (2):

 

   q₁=g_уп * (i₁-i₂) +g₁c₁*(i₁-i₂) +(g₂c₂+w₂c₃)(i₃-i₂) Дж/кг                    (2)

 

где g_уп - упек относительно горячей батона в кг/кг (g_уп =0.09кг/кг);

i₁- энтальпия перегретого пара при температуре камерной смеси, которая принимается  в пределах 180-250 °С, и атмосферном давлении, в Дж/кг (no I-s-диаграмме для водяного пара i₁=2810*10³ при температуре 180°С при выходе);

i₂ - энтальпия воды в тесте в Дж/кг при температуре теста, поступающего в пекарную камеру, 30°C (i₂=1255*10³);

g₁ - содержание корки, принимаемой за абсолютно сухое вещество, кг/кг (g_l=0.2);

с₁ - теплоемкость корки в Дж/(кг.град) принимается в пределах 1255-1676 (примем 1300);

t₁ - температура корки, °С, вычисляется как среднеарифметическая между температурой поверхности корки и слоя, граничащего с мякишем; температура корки обычно равна 150 °С, а слоя, граничащего с мякишем, 105°С, тогда:

t₁=(150+105)/2=127,5 °С

где t₂ -температура теста, поступающего в пекарную камеру, °С (принимается, 40);

g₂ - содержание сухого вещества в мякише 1 кг горячего изделия кг/кг;

с₂ - теплоемкость сухого вещества мякиша, Дж/(кг.град) принимается с₂=с₁=1300Дж/(кг.град);

w₂ - содержание общей влаги в 1 кг изделия в момент выхода из пекарной камеры, определяемое анализом для данного сорта, в кг/кг (w₂=0.43кг/кг);

с₃ -теплоемкость влаги в изделиях, Дж/(кг.град) (с₃=4200дж/кг.град);

t₃ -средняя температура мякиша, °С (t₃=95-99); примем t₃ =97°С

Содержание сухого вещества в мякише 1 кг горячего изделия определяется по формуле :

g₂=1-(w₁+g₁)

где w₁ - влажность мякиша, кг/кг (w₁=47 % или 0,47 кг/кг);

g₁- содержание корки, принимаемой за абсолютно сухое вещество, кг/кг (g₁=0.18).

g₂ = 1-(0,47+0,18)=0,35 кг/кг

Определяем расход тепла:

q₁=0.09*(2810*10³-1255*10³)+0.18*1300(130-30)+(0.35*1300+0.43*4200)*(95-30)=445975 Дж/кг  или    q₁=445,975*10³ Дж/кг  

б) Потери тепла на перегрев пара. В печи увлажнение производится только паром, то расчет ведем по формуле (3):

 

                               q₂ = d(i₁-i₃) Дж/кг                                            (3)

 

где d - количество насыщенного пара, которое поступает в пекарную камеру, на 1 кг горячей продукции; расход пара на увлажнение пекарной камеры в печи при выпечке батонов развесом 0,4 кг из муки высшего сорта составляет 110 кг на 1 т изделий, следовательно, d = 0,13 кг/кг;

i₁ - энтальпия перегретого пара в Дж/кг при температуре пар увлажнительной зоны пекарной камеры 180°С и давление 980,7 кН/м²; из i-s-диаграммы i₁= 2810*10³ Дж/кг;

i₃ - энтальпия насыщенного пара в Дж/кг; давление насыщенного пара, подаваемого в пекарную камеру, равно 1175 кН/м² при степени сухости 0,85; по i-s - диаграмме находим i₃=2350*10³ Дж/кг.

Тогда q₂ = 0,13(2810*10³-2350*10³) = 59,8*10³ Дж/кг.

 

в) Потери тепла с вентиляционным воздухом. Тепло, которое расходуется на нагрев вентиляционного воздуха также относится к потерям и вычисляется приближенно по формуле (4):

 

                             q₃= c_p(t _вых – t_в) Дж/кг                            (4)

где w₁ - количество пара, поступающего в пекарную камеру в результате испарения влаги из выпекаемого изделия, кг/кг (w₁ = G_уп =0.07 кг/кг);

d - количество насыщенного пара, поступающего в пекарную камеру, на 1 кг горячей продукции; расход пара на увлажнение пекарной камеры в печи при выпечке батонов развесом 0,4 кг из муки высшего сорта составляет 110 кг на 1 т изделий, следовательно, d = 0,13 кг /кг;

х₁ -количество килограммов влаги, которое содержится в 1 кг сухого вентиляционного воздуха при выходе из пекарной камеры, которое определяется из I-s- диаграммы для влажного воздуха по заданным температуре среды пекарной камеры (t_k=175°С) и ее относительной влажности ( =43%), х₁=0.43 кг/кг;

х₂ - количество килограммов влаги, которое содержится в 1 кг сухого вентиляционного воздуха при входе его в пекарную камеру, которое определяется из I-s-диаграммы для влажного воздуха по заданным температуре воздуха пекарного зала (t_в =27°С) его относительной влажности (  =73-75 %); следовательно , при температуре воздуха цеха 27°С и относительной влажности 74%, x₂=0,152 кг/кг;

с_р -изобарная массовая теплоемкость воздуха, Дж/(кг.град) (с_р=1030);

t_k – температура выходящей из пекарной камеры паровоздушной смеси, °С (t_k=180-200);

t_e -температура входящего в пекарную камеру воздуха ,°C(t_в =20-25).

q3 = 1030(190-23) = 123748,2 = 123,748*10³ Дж/кг     или q₃=123,748 кДж/кг

г) Потери тепла q₄ транспортными приспособлениями. Они отсутствуют, поэтому принимаем q₄ = 0

д) Потери тепла в окружающую среду через ограждения пекарной камеры. При известных размерах и материале стенок пекарной камеры, площади теплопередающей поверхности (F_cm, м²) температуре среды пекарной камеры (t'_k° С) и температуре окружающего воздуха (t_в°C).

Потери тепла в окружающую среду определяются по формуле (5):

 

                         q5=  (t'_k - t_в) Дж/кг                        (5)

 

где K -коэффициент теплопередачи через стенку от среды пекарной камеры к окружающему воздуху, Вт/(м²,°С);

F_cm- площадь теплопередающей поверхности, м² (для печи F_сm=41.5 м; G_eп - часовая производительность печи), кг/ч ;

t'_k  - температура среды пекарной камеры, при выпечке батонов развесом 0.4 кг t'_k=260,°С;

t_e -температура окружающего воздуха, °С (t_в=27).

Определяем коэффициент теплопередачи:

K = Вт/(м² .град)                                            

где ₁ -коэффициент теплоотдачи от поверхности наружной стороны стенки печи в цех, Вт/(м².град), ₁= 10-15 принимаем ₁=13 Вт/м².град;);

₂ - коэффициент теплоотдачи от паро-воздушной смеси к стенке пекарной камеры, ₂ =20-35 Вт/(м².град); принимаем ₂=30 Вт/м².град;

 - суммарное термическое сопротивление ограждения пекарной камеры, если ограждение состоит из нескольких различных материалов;

- толщина слоя материала ограждения, м;  -коэффициент теплопроводности слоя, Вт/(м².град)

                                                    

где - толщина кирпичной кладки печи, м; для печи ХПА-40 ( =0.75);

-коэффициент теплопроводности кирпичной кладки, Вт/(м.град), =0.7-0.9; принимаем  =0,9 Вт/(м.град);

 -толщина теплоизоляционного слоя, м; ( =0,035),

-коэффициент теплопроводности теплоизоляционного слоя, чаще всего теплоизоляции применяется совелит, а для совелита  =0,075 Вт/(м.град).

Определяем коэффициент теплопередачи :

K  Вт/(м².град)

Часовую производительности печи определяем по формуле :

G_r.n. = кг/ч                                                  

где N- количество люлек в печи;

N = 225-100; n-количество изделий на люльке ; при выпечке батонов развесом 0,4 кг n=18;

g - масса одного изделия в кг ; из условия g = 0,4 кг;

 - время подооборота в мин (в данном случае время выпечки для батонов 0,4кг);  =55 мин .

G_гн=60*150*18*0,4/55=1178.18 кг/ч

q₅= (260 - 27) = 15718.334 Дж/кг

 

е) Потери тепла фундаментом. Принимаем q₆ =43 000 Дж/кг

 

ж) Потери тепла излучением через загрузочное отверстие пекарной камеры. Для большинства конструкций печей эти потери принимаются равными 8000÷47000 Дж/кг

 Примем q₇ =18000 дж/кг

       з) Потери тепла вследствие аккуляции q₈ для конвейерных печей работающих непрерывно равны 0. Следовательно q₈ = 0

Проведя все необходимые расчеты, количество тепла, передаваемого в пекарную камеру, на 1 кг горячей продукции, по формуле определяем как:

q_п.к. =q₁+ q₂+ q₃+ q₄ + q₅+ q₆ + q₇+ q₈

q_п.к=445975+59800+123748 +0+15718.334+43000+18000+0=706241Дж/кг.

Часовой расход тепла в пекарной камере, отнесенный к горячей продукций определяется:

q=q_п.к.*G_гп                                                 

q=706241 * 1178,18=832079,021*10 ³ Дж/ч

Коэффициент полезного действия пекарной камеры характеризует степень использования тепла, внесенного в пекарную камеру, и вычисляется по формулам (6):

                                   или  100%                           (6)             

                  

где q_nк - количество тепла, передаваемого в пекарную камеру, на 1 кг горячей продукции, Дж/кг, q_пк = 706241 Дж/кг;

q₁ - теоретический расход тепла на выпечку, т.е. полезно используемое тепло, Дж/кг, q₁= 445975 Дж/кг.

По формуле (13):

100%=445975/706241=63,14%

Тепловой баланс печи вычисляется по формуле (7):

 

                                      Дж/ч                       (7)

в полном виде запишется так :

В  Дж/ч                                        

где В - часовой расход топлива, кг/ч ;

-теплота сгорания Дж/кг ;

G_гн - часовая производительность печи, кг/ч;

q₁ - теоретический расход тепла на выпечку изделий, Дж/кг;

q_вп - тепло, переданное нагреваемому воздуху, Дж/ч (q_вп=2070*10³);

 - потери тепла во всех элементах печи.

Учитываются потери тепла в следующих элементах печи: топке q _п ^T; пекарной камере ; каналах и потери тепла с уходящими дымовыми газами . Следовательно:

 

Дж/ч

 

Потери тепла в топке  определяется по формуле (8):

 

                            Дж/кг                                  (8)

                                              

где В- часовой расход топлива, кг/ч;

-теплота сгорания Дж/кг (  =34000 кДж/кг);

-коэффициент полезного действия топки ( =0.87).

Потери пекарной камеры (9):

 

       (q₃+q₄+q₅+q₆+q₇)Дж/ч                                             (9)

 

где  - производительность печи, кг/ч ( =1178,18);

q₃- потери тепла с вентиляционным воздухом, Дж/кг;

q₄ - потери тепла в окружающую среду транспортными устройствами и приспособлениями, Дж/кг;

q₅ - потери тепла в окружающую среду через ограждения пекарной камеры, Дж/кг;

q₆- потери тепла фундаментом, Дж/кг;

q₇ - потери тепла излучением через отверстия пекарной камеры в окружающую среду, Дж/кг.

q₃=123748 Дж/кг

q₄=0

q₅=15718.334 Дж/кг

q₆=43000 Дж/кг

q₇=18000 Дж/кг

Поставим все значения и по формуле потери пекарной камеры равна:

=1178,18* (123748+0+15718,334+43000+18000)= 236185,425кДж/ч.

 

Потери тепла каналами(10):

 

                        Дж/кг                            (10)

 

где В -часовой расход топлива, кг/ч;

I₁-энтальпия дымовых газов при входе в канал, кг/ч(I₁=38000);

I₂ - энтальпия дымовых газов при выходе из канала, Дж/кг (I₂=10150);

 -коэффициент полезного действия канала, величина которого зависит от его конструкции и размещения в пекарной камере и колеблется в пределах 0,7-0,95. Потери тепла с уходящими дымовыми газами подробно рассматриваются во втором разделе. Если не учитывать подогрев топлива и воздуха, паровое дутье и рециркуляцию газов, величина этих потерь вычисляется по формуле(11):

 

                                      Дж/кг                           (11)

 

где I_вх - энтальпия воздуха, поступающего в топку(при 20°С и при влажности 73 % по диаграмме I-х, I_хв=51*10³ Дж/кг), Дж/кг;

I_ув - энтальпия дымовых газов при выходе из печи в боров, Дж/кг (I_ув=6730*10³).

По формуле суммарные потери тепла печью определяются суммой:

 

    

Уравнение описывается так :

        

               

По уравнению часовой расход топлива выражается формулой :

 

         
          Заключение

 

       В наши дни хлебопекарное производство приняло широкие промышленные масштабы. Большие хлебозаводы и маленькие пекарни в погоне за новыми идеями и технологиями. В поиске путей для поднятия прежних традиций выпечки хлеба, пекари обратили свое внимание на современное хлебопекарное оборудование.

Современное хлебопекарное производство характеризуется высоким уровнем механизации и автоматизации технологических процессов, внедрением новых технологий и постоянным расширением ассортимента хлебобулочных изделий, а также развитием предприятий малой мощности различных форм собственности. Для того, чтобы правильно организовать производство и выпускать конкурентоспособную продукцию необходимо учитывать современные тенденции в хлебопечении, вовремя модернизировать производство, расширять ассортимент.

В данной работе изучено технологическое оборудование, применяемое в хлебопекарном производстве, история развития хлебопечения, сырье для производства хлеба, а так же виды упаковки хлеба. Полностью рассмотрена технология приготовления хлеба, начиная с приготовления теста и заканчивая выпечкой хлеба. Рассчитаны материальный и тепловой балансы с учетом технологических потерь и затрат.

    Список использованной литературы:

 

 

1. Барабанова Е.Н. Справочник товароведа продовольственных товаров:/ Е.Н. Барабанова.-М.:  Экономика, 2004.

2. Гаммидулаев С.Н., Иванова Е.В., Николаева В.Н. Товароведение и экспертиза продовольственных товаров:/ С.Н. Гаммидулаев, Е.В. Иванова, В.Н. Николаева. –М.: Товароведение и Альфа, 2005.

3. Горощенко Л. Хлеб и хлебобулочные изделия:/ Л.Горошенко. –М.: Продовольственный бизнес, 2006.

4. Дремучева Г.Ф. Хлебопекарное и кондитерское производство:/ Г.Ф. Дремучаева. –М.: 2005.

5. Колмаков Ю.В., Капис В.М., Распутин В.М. Технология производства муки, крупы, макарон и хлеба на предприятиях разной мощности:/ Ю.В. Колмаков, В.М. Капис, В.М. Распутин. -М.: ОмГАУ, 2005.

6. Смирнова Н.А. и др. Товароведение зерномучных и кондитерских товаров:/ Н.А. Смирнова. –М.: Экономика, 2004.

7. Цыганова Т.Б. Технология и организация производства хлебобулочных изделий:/ Т.Б. Цыганова. –М.: Академия, 2006.

8. Цыганова Т.Б. Технология хлебопекарного производства:/ Т.Б. Цыганова. –М.: ПрофОбрИздат, 2001.

9. [Электронный ресурс]: - http://agfmpack.ru/interesting/detail/1611/

10. Немцова З.С. Основы хлебопечения:/ З.С. Немцова. – М.: Агропромиздат, 2000. – 287с

⇐ Предыдущая1234567

Поделиться: