СОДЕРЖАНИЕ

    Введение…………………………………………………………………………4
1. Обзор литературы по производству мороженого…………………………….7
2. Описание технологической схемы линии по производству мороженого….11
3. Технико-экономические показатели цеха по выработке мороженого……..20
3.1 Расчет сырья и готовой продукции…………………………………………..20
3.2 Расчет вспомогательных материалов и тары………………………………..25
3.3 Расчет технологического оборудования…………………………………….26
3.4 Расчет производственных площадей………………………………………...29
3.5 Расчет рабочей силы…………………………………………………………..31
3.6 Расчет расхода тепловой и электрической энергии ………………………..33
3.7 Расстановка оборудования……………………………………………………34
3.8 Технологическая карта………………………………………………………..36
4. Расчет экономической эффективности……………………………………….38
5. Охрана труда и природы……………………………………………………….41
    Заключение……………………………………………………………………..44
    Список использованных источников…………………………………………45

Введение

Основные задачи перерабатывающих отраслей АПК Российской Федерации — комплексная переработка сельскохозяйственного сырья, увеличение объемов вырабатываемой продукции, повышение ее качества, а также расширение ассортимента.
Решение указанных задач на крупных перерабатывающих предприятиях возможно при условии эксплуатации современного оборудования, в том числе и оснащенного автоматическими системами управления технологическими процессами. В то же время введение в эксплуатацию значительного числа перерабатывающих предприятий малой и средней мощности, обусловленное изменением структуры перерабатывающих отраслей АПК, вызывает необходимость значительного повышения технологического уровня оборудования, предназначенного для малотоннажной переработки сельскохозяйственной продукции. [1, с. 4]
Одной из таких задач промышленности для переработки продукции сельского хозяйства является перевооружение отрасли на новой технической основе, обеспечивающей повышение качества и надежности используемых машин и аппаратов. При техническом переоснащении перерабатывающей промышленности предусматривается использование высокопроизводительного технического оборудования, изготовление комплектов машин, аппаратов и поточно-механизированных линий, обеспечивающих повышение производительности труда, комплексную механизацию и автоматизацию производственных процессов на базе использования передовой технологии. Внедрение новых способов обработки и переработки продукции сельского хозяйства требует применение нового, прогрессивного технологического оборудования. При разработке и использовании такого оборудования важно добиться высокого качества получаемой продукции.
Строительство новых, увеличение мощности и реконструкция действующих предприятий, модернизация и обновление оборудования должны вестись с расчетом на возможно более мощную механизацию и автоматизацию производства, интенсификацию технологических процессов. Круг технических и экономических проблем, возникающих перед специалистами перерабатывающей промышленности, весьма широк, и не может быть однозначного решения того или иного производственного вопроса, что требует от специалистов не только глубоких теоретических знаний, но и умений эффективного их использования в практической деятельности. [2, с. 4]
Объектом исследования данной курсовой работы является цех по производству мороженого.
Целью работы выступает проект эффективного цеха по производству мороженого для ООО «ДАВАЙС» в г. Кстово Нижегородской области.
Поскольку мороженое является излюбленным лакомством детей, и взрослых и его производство год от года увеличивается, выбранная тема является довольно актуальной.
Задачи, стоящие перед работой:
•    провести обзор литературы по изучаемому вопросу;
•    описать технологическую схему линии по производству мороженого;
•    произвести расчет экономической эффективности проектируемого цеха;
•    изучить необходимые меры по охране труда и окружающей среды при производстве мороженого.

1. Обзор литературы по производству мороженого

По определению академика Ю. А. Оленева «мороженое - это сладкий взбитый замороженный продукт, вырабаты¬ваемый из приготовляемых по специальным рецептурам жидких смесей, которые содержат в определенных соотношениях составные части молока, плодов, ягод, овощей, сахарозу, стабилизаторы, в некоторых рецептурах - яичные продукты, пищевкусовые продукты н ароматизаторы. Во многих рецептурах предусматривается одновременное использование молочного и растительного сырья. Замораживаются взбитые, то есть насыщенные пузырь¬ками воздуха, смеси. При изготовлении мороженого фруктовый, чайный, кофейный лед и других аналогичных разновидностей смеси для морожено¬го перед замораживанием не взбивают». [3, с. 3]
В соответствии с межгосударственным стандартом «Мороженое молоч-ное, сливочное пломбир. Технические условия» (ГОСТ 31457-2012 введенного с 01.07.2013 г.) принята приведенная ниже классификация мороже¬ного. [4, с. 14]
1. Мороженое в зависимости от массовой доли молочного жира
подразделяют:
•    на молочное;
•    сливочное;
•    пломбир.
2. Мороженое в зависимости от применения пищевкусовых продуктов и/или ароматизаторов подразделяют на следующие подвиды:
•    без пищевкусовых продуктов и ароматизаторов;
•    с пищевкусовыми продуктами (с кофе, цикорием, крем-брюле, шоколадное, чайное, яичное, орехами, арахисом, медом, фруктами, овощами, цукатами, изюмом, курагой, мармеладом, воздушным рисом, воздушной кукурузой,
бисквитом, печеньем, шоколадно-вафельной крошкой, шоколадом, шоколадной крошкой, шоколадной стружкой, кокосовой стружкой, джемом, мягкой карамелью, вареным сгущенным молоком, сиропом крем-брюле, топингом, фруктовым наполнителем, повидлом, вареньем);
•    с ароматом;
•    с пищевкусовыми продуктами и ароматом.
3. Мороженое по 4.2 в зависимости от оформления поверхности
подразделяют:
•    без оформления поверхности;
•    на декорированное;
•    глазированное, в том числе эскимо;
•    глазированное декорированное, в том числе эскимо;
•    в вафельных изделиях, в том числе глазированное или декорированное в вафельных изделиях;
•    в печенье, в том числе глазированное или декорированное в печенье.
По техническим требованиям мороженое должно изготовляться по рецептурам и технологической инструкции с соблюдением требований санитарного законодательства.
По органолептическим показателям мороженое должно соответствовать
требованиям, указанным в таблице 1.
Таблица 1. Основные показатели и характеристики мороженого
Наименование
показателя    Характеристика
Вкус и запах    Чистый, характерный для данного вида мороженого, без посторонних привкусов и запахов
Консистенция    Плотная
Структура    Однородная, без ощутимых комочков жира, стабилизатора и эмульгатора, частичек белка и лактозы, кристаллов льда. При использовании пищевкусовых продуктов в целом виде или в виде кусочков, "прослоек", "прожилок", "стержня", "спиралевидного рисунка" и др. с наличием их включений.
В глазированном мороженом структура глазури (шоколада) однородная, без ощутимых частиц сахара, какао-продуктов, сухих молочных продуктов, с включением частиц орехов, арахиса, вафельной крошки и др. при их использовании
Цвет    Характерный для данного вида мороженого, равномерный по всей массе однослойного или по всей массе каждого слоя многослойного мороженого.
При использовании пищевых красителей соответствующий цвету внесенного красителя.
Для глазированного мороженого цвет покрытия характерный для данного вида глазури и шоколада.

Продолжение Таблицы 1
Внешний вид    Порции однослойного или многослойного мороженого различной формы, обусловленной геометрией формующего или дозирующего устройства, формой вафельных изделий (печенья) или потребительской тары, полностью или частично покрытые глазурью (шоколадом) или без глазури (шоколада).
Допускаются незначительные (не более 10 мм) механические повреждения и отдельные (не более пяти на порцию) трещины глазури (шоколада), печенья или вафель, в том числе кромок вафельных изделий, длиной не более 10 мм
Касаясь литературы о производстве мороженого, нельзя не вспомнить такие известные работы Ю. А. Оленева, как:
•    «Мягкое мороженое» (1972 г., переиздана в Германии на не¬мецком языке),
•    «Производство мороженого» (1977 г.),
•    «Справочник для работников вафельных отделений цехов моро-женого» (1982 г.),
•    «Домашнее мороженое» (1990 г.), монография «Мороженое» (1992 г.),
•    «Библиографический справочник по производству морожено¬го» (1993 г.),
•    «Технология и оборудование для производства мороженого» (1999 г. - первое издание).
Например, в книге «Технология и оборудование для производства мороженого» Ю. А. Оленев о состоянии в производстве мороженого говорит так: «К настоящему времени в нашей стране достигнуты большие ус¬пехи в технологии производства мороженого. Значительно расши¬рен перечень пищевого сырья, используемого в качестве компо¬нентов этого продукта. Существенно увеличился и ассортимент мороженого.
Дальнейший прогресс в производстве мороженого должен достигаться как за счет внедрения комплексной механизации и ав¬томатизации производственных процессов, так и путем изыскания новых видов сырья, новых тарно-упаковочных материалов, совер¬шенствования технологии использования холода на всех этапах производства, хранения и доставки мороженого.
Все это требует от работников цехов и фабрик по производству мороженого не только умения вести технологический процесс, но и знания теории и устройства машин, умения регулировать работу отдельных механизмов, надлежащим образом их обслуживать и соблюдать установленные правила технической эксплуатации». [5, с. 9]
То есть автор говорит именно о том, чему посвящена данная работа: технологическому процессу производства мороженого, его комплексной механизации и автоматизации.

2. Описание технологической схемы линии по производству мороженого

Технология производства мороженого включает: приемка сырья, подготовку сырья, приготовление смеси, составление смеси, пастеризация, гомогенизация, охлаждение, хранение, созревание, фризерование смеси, фасование, закаливание, упаковывание и хранение мороженого. Технологический процесс представлен на рисунке 1.
 
Рисунок 1. Технологический процесс производства мороженого
1. Приемка сырья. Все сырье, необходимое для выработки мороженого, хранится в камерах, в которых поддерживаются соответствующие для каждой группы продуктов температура и влажность воздуха. Молоко цельное до переработки находятся в охлажденном виде в емкостях для хранения молока.
Необходимое количество сырья для составления смеси определяют по соответствующим рецептурам. Однако в ряде случаев, когда нет полного набора сырья или сырье имеет иной состав, чем в рецептурах, необходимо провести перерасчеты на имеющееся сырье.
Все рассчитанные компоненты смеси взвешивают и отмеривают в необходимых количествах, для чего крупные фабрики мороженого оснащены электронными тензометрическими взвешивающими системами или механическими машинами для взвешивания.
2. Подготовка сырья. Смесь приготавливают в емкостных пастеризаторах с мешалкой. Предварительно компоненты подготовляют и отвешиваются. В первую очередь загружают жидкие компоненты - воду, молоко, сливки, подогревают их до температуры 35-45°С, обеспечивающей наиболее полное и быстрое растворение. Сахарный песок вносят в сухом виде после просеивания (через сита с диаметром ячейки 2-3 мм) или в виде сиропа. Сухие молочные продукты смешивают с сахарным песком в соотношении 1:2 и растворяют в небольшом количестве молока до получения однородной массы. Сгущенные молочные продукты вносят 6 емкостные пастеризаторы непосредственно. Сливочное масло зачищают от штаффа и разрезают на небольшие куски или плавят на змеевиковых плавителях. При поточном методе производства процесс составления смеси полностью механизирован. Для этого все компоненты предварительно растворяют со строго поддерживаемой концентрацией ингредиентов.
3. Обработка смеси. Обработка включает фильтрацию, пастеризацию и гомогенизацию.
Фильтрацией удаляются механические примеси и не растворившиеся частицы компонентов. Чтобы предупредить вторичное бактериальное обсеменение, фильтрацию (установку фильтров) лучше проводить до пастеризации. Обычно используют пастеризационно-охладительные установки, в которые входят также фильтр и гомогенизатор.
Обработка смеси проходит в тонком слое и в непрерывном потоке, без доступа воздуха, чем обеспечивается высокая эффективность пастеризации, сохранение ароматических веществ, а также витаминов. Пастеризация проводится при температуре 85°С с выдержкой 50-60 с. Такие высокие режимы тепловой обработки объясняются тем, что в смесях для мороженого повышенное содержание сухих веществ, которые, увеличивая вязкость смесей, оказывают защитное действие на микроорганизмы.
Смеси на молочной основе необходимо обязательно гомогенизировать, особенно если в качестве дополнительного источника жира применяют сливочное масло. Благодаря гомогенизации жировые шарики дробятся и равномерно распределяются в смеси. Кроме того, мелкие жировые шарики быстрее воспринимают температуры охлаждения и закаливания, в них достигается большая степень отвердевания глицеридов молочного жира, что способствует не только получению однородной консистенции продукта, но и большей взбитости, которая изменяется в прямой зависимости от количества отвердевших глицеридов. С повышением дисперсности жировой фазы уменьшается расстояние между жировыми шариками, что способствует по лучению мелких кристаллов льда при замораживании и улучшает структуру готового продукта.
В хорошо гомогенизированной смеси диаметр жировых шариков не должен превышать 1-2 мкм без наличия жировых скоплений. Гомогенизацию необходимо проводить при температурах, близких к температуре пастеризации, но не ниже 63°С. При температурах ниже 60°С происходит усиленная агрегация мелких жировых шариков, резко увеличивается вязкость смеси за счет образования жировых скоплений, что ведет к снижению взбиваемости в процессе фризерования.
Давление гомогенизации должно быть тем выше, чем ниже содержание жира. Пломбирные смеси гомогенизируют при 7,5- 9 МПа. С повышением давления гомогенизации уменьшаются размеры жировых шариков, но увеличивается количество жировых скоплений, которые при фризеровании разрушают воздушные пузырьки, ухудшая взбитость. Нарушение режимов гомогенизации приводит к дестабилизации жира при фризеровании и ухудшению консистенции готового продукта - появлению крупинок молочного жира и др.
4. Охлаждение и созревание смеси. Гомогенизированную смесь быстро охлаждают до температуры 0-6°С и направляют в емкостный аппарат с мешалкой для созревания и хранения смеси. Использование в качестве стабилизаторов агара, агароида и других равноценных стабилизаторов позволяет перерабатывать охлажденную смесь без выдержки для физического созревания.
При использовании в качестве стабилизатора желатина и некоторых других веществ необходимо физическое созревание смеси. Оно проводится при температуре 0-6°С в течение от 4 до 24 ч, при этом происходит гидратация белков молока и стабилизатора, дальнейшая адсорбция различных веществ, содержащихся в смеси, на поверхности жировых шариков; отвердевание глицеридов молочного жира в виде смешанных кристаллов в объеме жировых глобул. Степень отвердевания достигает примерно 50%.
Благодаря отвердевшему жиру созревшая смесь хорошо поглощает и удерживает пузырьки воздуха при замораживании смеси и закалке мороженого. Чем больше отвердевшего жира, тем выше степень поглощения (взбивания) пузырьков воздуха. Готовый продукт, изготовленный из созревшей смеси, имеет высокую взбитость и нежную, без крупинок кристаллов льда структуру. Продолжительность физического созревания зависит от состава смеси, ее температуры и гидрофильных свойств стабилизатора.
Перед фризерованием в смесь вносят ароматические вещества (ванилин) в количестве 0,005-0,15%. Ванилин добавляют в виде водно-спиртового раствора (300 г ванилина, 200 г спирта и 500 г воды при температуре 30°С) или порошка, растертого с сахарной пудрой.
5. Фризерование смеси. Во время фризерования смесь насыщается воздухом при одновременном частичном замораживании. В результате образуется новая фаза (кристаллы льда и жира), разделенная прослойками жидкой фазы. От правильности проведения этого процесса зависят структура и консистенция готового продукта.
При замораживании происходит фазовое превращение воды, при фризеровании смесей мороженого на молочной основе замерзает от 45 до 67% от общей доли влаги. Для получения мороженого хорошей консистенции необходимо, чтобы размеры кристаллов не превышали 100 мкм. Чем больше воды заморозится в процессе фризерования, тем меньше времени потребуется на закалку и тем лучше будет качество мороженого. Температура начала замораживания смеси колеблется в пределах от -2,2 до -3,5°С в зависимости от вида смеси.
Структура мороженого зависит также от количества вводимого воздуха и его дисперсности. В мороженом хорошего качества средний размер воздушных пузырьков должен быть не более 60 мкм. Мороженое с высокой взбитостью благодаря низкой теплопроводности воздуха плавится медленнее. При недостаточной взбитости оно получается слишком плотным, с грубой консистенцией и структурой. Взбитость - очень непостоянная характеристика и зависит от многих факторов: состава смеси (содержание сухих веществ и жира), свойств жира и стабилизатора, эффективности гомогенизации, режима фризерования, конструкции фризера, состояния его ножей. С увеличением содержания сахара взбитость понижается, а время, необходимое для получения максимальной взбитости возрастает.
Жир ухудшает взбитость, так как жировые шарики ослабляют перегородки между воздушными пузырьками. Но присутствие жира препятствует росту кристаллов льда, обеспечивая тем самым нежную консистенцию мороженого. При взбитости 100% в 1г мороженого содержится около 8,3 млн. воздушных пузырьков с общей поверхностью 0,1 м2. Для сливочного мороженого и пломбира достигается взбитость 70-100%.
В мороженом после фризерования большая часть жира переходит в твердое состояние, жидкого жира остается 11-12%. Температура мороженого в конце фризерования составляет от -4,5 до -6°С.
6. Фасование и закаливание мороженого. Выходящее из фризера мороженое быстро фасуют и немедленно направляют на закаливание, так как при задержке часть закристаллизованной воды может оттаять, что в дальнейшем приводит к образованию крупных кристаллов льда.
В процессе закаливания температура понижается до -15 -18°С. При этом вымораживается 75-85% общего количества воды, содержащегося в мороженом. Полная кристаллизация воды невозможна, так как сильно возрастает концентрация солей и сахара в незамерзшей части раствора, вследствие чего резко снижается температура замерзания (ниже минус 50°С). При закаливании глицериды молочного жира почти полностью переходят в твердое состояние, жидкого жира остается всего лишь доли процента.
Процесс закаливания протекает значительно медленнее, чем фризерование, и без механического перемешивания, поэтому создаются условия для образования крупных кристаллов льда, и их срастания в жесткий кристаллизационный каркас. Наличие тонко диспергированной отвердевшей фазы жира, многочисленных пузырьков воздуха препятствует образованию крупных сросшихся кристаллов воды.
В камерах для закаливания поддерживается температура -22 -30°С.
7. Упаковывание и хранение мороженого. Тара, применяемая для упаковывания, хранения и транспортирования мороженого, разделяется на потребительскую и транспортную. Потребительская тара является тарой одноразового пользования. К ней относятся этикетки и пакетики для завертывания мелко фасованного мороженого, а также бумажные стаканчики и коробочки, в которые помещают порции мороженого. Применяемый для тары материал должен быть совершенно безвреден для организма человека и не должен при длительном контакте придавать мороженому посторонние привкусы и запахи. Для лучшей сохранности продукта необходимо, чтобы он был водонепроницаемым и влагопрочным, жиронепроницаемым и жиростойким, имел низкую газо -, паро - и ароматопроницаемость и хорошую морозоустойчивость.
Этикетки и пакетики изготовляют из пергамина, подпергамента, целлофана лакированного, фольги кашированной и ламинированной бумаги. Стаканчики - из бумаги и картона с водостойким пищевым покрытием или из полистирола. Коробочки для мороженого вместимостью 2,25 кг делают из картона белого цвета с водостойким покрытием или из фольги кашированной.
В транспортной таре продукт поступает в торговую сеть. Мелко фасованное мороженое и с крупнофасованным мороженым массой 0,5--2 кг укладывают в ящики из гофрированного картона. Можно применять ящики из коробочного картона. Для доставки мелко фасованного мороженого используют также изотермические контейнеры двухсменные, с изоляцией, вместимостью 20--25 кг.
До отправки мороженого на предприятия общественного питания и в торговую сеть его хранят в камерах с температурой воздуха не выше минус 180С и относительной влажностью 35--90%. В камере необходимо поддерживать строгий санитарный режим.
Машинно-аппаратная схема производства мороженого показана на рисунке 2.
 
1 - ванна, 2 - центробежный насос; 3 – фильтр; 4 – гомогенизатор; 5 – пластинчатая пастеризационно-охладительная установка; 6 – резервуар; 7 - пластинчатый охладитель; 8 – фризер; 9 – фасовочный автомат; 10 – скороморозильный аппарат; 11 – фруктопитатель; 12 – горизонтальный упаковщик.
Рисунок 2. Машинно-аппаратная схема производства мороженого
Контроль производства мороженого подразделяется на технико- химический и микробиологический.
Схема технико-химического контроля производства мороженого представлена в таблице 2.
Таблица 2. Схема технико-химического контроля производства мороженого
Объект или этап технологического процесса    Контролируемый показатель    Периодичность
контроля    Отбор проб    Метод контроля, измерительные приборы
1    2    3    4    5

Продолжение Таблицы 2
Составление смеси мороженого    Проверка расчета рецептуры
Органолептические показатели сырья и смеси
Кислотность молока, °T    Ежедневно
В каждую смену
В каждую смену    Каждый рецептурный лист
В каждой партии
В каждой партии    Технологический
Органолептический
Химический
Пастеризация смеси мороженого    Температура, 0С, и продолжительность цикла.
Вкус, запах смеси    В каждую смену    В каждой партии    Технологический
Органолептический
Гомогенизация смеси    Режим работы гомогенизатора (температура, давление).
Эффективность гомогенизации    Систематически в процессе работы
Не реже 1 раза в 2 недели    В каждой партии
Выборочно    Технологический
Физико-химический
Охлаждение смеси мороженого    Температура, 0С
Вкус, запах, цвет смеси
Массовая доля жира, сухих веществ, %, кислотность, °T    •    1 раз в смену
•    1 раз в смену
•    1 раз в смену    В каждой партии
В каждой партии
В каждой партии    Технологический
Органолептический
Химический
Хранение смеси мороженого    Температура смеси, 0С, и продолжительность хранения,  ч
Кислотность, °T    Ежедневно
Ежедневно    В каждой партии
В каждой партии    Технологический
Химический
Фризерование смеси мороженого    Температура мороженого из-под фризера.  Плотность смеси, кг/м3
Взбитость мороженого.    Несколько раз в смену. При необходимости
Систематически в процессе работы    В каждой партии
Выборочно
Выборочно    Технологический
Физико-химический
Физико-химический
Продолжение Таблицы 2
Фасование мороженого    Масса отдельных порций, г
Вкус, цвет, консистенция, упаковка
Кислотность, 0Т
Массовая доля жира, сухих веществ, %
Массовая доля сахарозы, %    Периодически в процессе работы
Ежедневно
В каждую смену
В каждую смену
Не реже 2 раз в месяц    Выборочно
Выборочно
В каждой партии
В каждой партии
Выборочно    Технологический
Технологический
Химический
Химический
Химический
Закаливание мороженого в скороморозильном агрегате    Температура воздуха в аппарате, °С
Температура мороженого после закаливания, 0С
Внешний вид, упаковка    Периодически
Несколько раз в смену
Ежедневно    В каждую смену
В каждую смену
Выборочно    Технологический
Технологический
Органолептический
Хранение мороженого    Температура, °С
Относительная влажность воздуха,%
Продолжительность    Ежедневно    В каждой камере    Технологический
Кроме того, ежедневно дежурный лаборант или химик проверяет правильность расчета рецептуры по каждой партии мороженого, делая химический анализ охлажденной смеси. Для этого определяют массовые доли жира и сухих веществ. Результаты анализов сравнивают с данными, заложенными при расчете рецептуры. В случае отклонения фактического состава смеси мороженого от рецептурного расчета смесь нормализуют с последующей проверкой ее химического состава.
Микробиологический контроль для выявления и устранения источника обсеменения проводят на всех стадиях технологического контроля, особенно в случае обнаружения высокой обсемененности смеси мороженого или готового продукта. Схема микробиологического контроля производства мороженого приведена в таблице 3.
Таблица 3. Схема микробиологического контроля производства мороженого

Вид сырья, полуфабриката, готовой продукции    Название анализа    Откуда берут
пробу    Периодичность
контроля
1    2    3    4
Молоко сырое    Редуктазная проба
Ингибирующие вещества    Средняя проба молока от каждого поставщика    1 раз в декаду
Смесь для мороженого после пастеризации    На общее количество бактерий    Средняя проба    1 раз в декаду
Желатин    На общую бактериальную обсемененность     Каждую партию    
Готовый продукт    На общую бактериальную обсемененность    Каждую партию