Технология производства и качество безалкогольных напитков, вырабатываемых ОАО ОАО ”Ржевпиво”

 

В результате проведенных  исследований можно сделать вывод, что идеально подходит как по вкусовым, так и по биологически активным свойствам для дальнейшей разработки рецептуры обогащенного напитка сок смородины. Содержание витамина С в 1 стакане такого напитка (200мл) -49,28мг, а витамина Р - 60,8мг.

Предлагаемая  рецептура на 166,66 дм³ сиропа или на 1000.00 дм³ готового напитка (без учета потерь)

Таблица 2.8.3

Рецептура напитка “Колокольчик” с добавлением дополнительного сырья

 

Наименование сырья	Ед-ца измерения	Содержание сырья в  готовом напитке
		I вариант	II вариант
Сахар	кг	101 88	-
Аспартам	кг	-	0509
Кислота лимонная	кг	2.12	212
Ароматизатор натуральный "Лимон", №5 1 1 526 фирмы "DOEHLER"	кг	0.30	0.30
Сок	дм3	100	100
Чай зеленый	дм3	50	50
Натрия бензоат	кг	0.177	0.177
Вода	дм3	до 1150,00
Выход напитка	A"J	1150,00

 

В связи с добавлением  натурального сока и зеленого чая  выход напитка повысится с 1000 л до 1150 л то есть на 150л.

2.9 Разработка  технологии производства обогащенных  безалкогольных напитков

 

Характеристика  комплексов оборудования для линии  с внесением натуральных соков.

Линия начинается с комплекса  оборудования для обработки воды (дефферезаторы, песочные и керамические фильтры, бактерицидные установки и ультрафильтрационные аппараты).

Следующим идет комплекс оборудования для приготовления  сахарного и купажного сиропов, состоящий из системы сироповарочных аппаратов, насосов, теплообменников, сироповарочной станции и колероварочного аппарата.

Далее следует комплекс оборудования для приготовления  купажных сиропов, состоящий из купажных аппаратов, фильтр-прессов и теплообменников.

Завершающим является комплекс оборудования для насыщения воды диоксидом углерода и приготовления газированных напитков (сатураторы, струйные аппараты и синхронно-смесительные установки), а также упаковочное оборудование.

Рис. 4 Машинно-аппаратурная схема линии производства газированных безалкогольных напитков с внесением натуральных соков

Устройство  и принцип действия линии 

Вода, являющаяся основным компонентом газированного напитка, сначала фильтруется в песочном фильтре 9 грубой очистки. Тонкая обеспложивающая фильтрация воды осуществляется в керамическом свечном фильтре 8.

Для тонкой очистки воды используют фильтр-пресс 7, также работающий под давлением. Осветленная вода насосом 6 подается в катионитовый фильтр 5 для умягчения. Регенерация фильтров осуществляется с помощью солерастворителя 3 путем изменения тока воды. Умягченная вода подвергается обеззараживанию ультрафиолетовыми лучами в бактерицидной установке 4. Насосом 1 вода подается в холодильник 2, где охлаждается до температуры 4...7 °С и направляется в производство.

Сахар по мере надобности очищают от посторонних примесей, взвешивают и загружают в сироповарочный аппарат 12. Туда же наливают воду в количестве 40 % к массе сахара, подают исправимый брак из цеха и кипятят в течение 20...25 мин. Готовый сахарный сироп насосом 13 подают на охлаждение в теплообменник 14.

В целях предотвращения кристаллизации сахарозы и придания сахарному сиропу мягкого и приятного вкуса его направляют в сироповарочный аппарат 15 для инверсии. Инвертный сахарный сироп после охлаждения в теплообменнике 17 до 25 °С насосом 16 перекачивается в сборник 22.

Соки и настои из сборника 19, отфильтрованные при необходимости  в фильтр-прессе 20, насосом 18 подаются в стальной эмалированный сборник 21. Для растворения лимонной кислоты  и эссенции, а также для приготовления разных добавок на предкупажной площадке размещены сборники 24 и 25.

Колер, используемый для  окраски напитков, готовят путем  нагревания сахара до 180...200 °С в колеровочном аппарате 10, куда наливают воду в количестве 1...3 % к массе сахара. Из колеровочного аппарата 10 колер насосом 11 направляется в сборник 23.

Купажный сироп готовится  в вертикальных купажных аппаратах 26...28, снабженных мешалками якорного типа. Все компоненты купажа поступают в аппарат самотеком из сборников 21, 23...25, смонтированных на предкупажной площадке. Готовый купажный сироп фильтруется на фильтре 29, охлаждается до температуры 8... 10 °С и насосом 30 подается в напорный сборник 31, откуда самотеком подается на непрерывно действующую установку для смешивания купажа с водой и насыщения напитка диоксидом углерода.

Соки, настои, экстракты, концентраты, композиции и эссенция и т.д., поступающие на завод, хранятся в складах.

Соки и настои хранятся в эмалированных емкостях; композиции, концентраты и эссенции - в таре, устанавливаемой на стеллажах.

 

ГЛАВА 3 ИНЖЕНЕРНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Принцип  работы сатурационной установки

Согласно технологической  схеме (рис.4) для приготовления безалкогольных газированных напитков используются следующие виды основного оборудования: сироповарочный котел, купажная станция, купажный аппарат и сатуратор. Произведем расчет и подбор синхронно-смесительной установки для данной линии.

В настоящее время  получил распространение синхронно-смесительный способ приготовления газированных безалкогольных напитков, по которому в одних установках воду насыщают диоксидом углерода, после чего смешивают с сиропом, в других — газируют смесь воды и сиропа. Оборудование сатурационной установки типа РЗ-ВНС-1, предназначенной для осуществления способа насыщения воды диоксидом углерода и смешивания с сиропом, смонтировано на общей сварной раме — основании.

Рис.5 Установка для приготовления газированных безалкогольных напитков синхронно-смесительным способом РЗ-ВНС-2.

Колонка 2 деаэрации представляет собой цилиндрический сосуд, в днище которого вмонтирован трубопровод, проходящий внутри колонки. Внутри колонки установлены конусные тарелки. Здесь происходит частичное отделение воздуха от воды. Вакуум в колонке поддерживают с помощью центробежно-вихревого насоса, который забирает воду из отдельного бака и подает в эжектор, отбирающий воздух, выделяющийся из воды. Колонка 3 насыщения представляет собой цилиндрический сосуд, в днище которого вмонтирован сливной кран. В нижней части колонки имеется штуцер для подачи насыщенной диоксидом углерода воды из струйной насадки. В средней части расположено три датчика для поддержания уровня воды. Выше датчиков находится редукционный клапан с вентилем для подвода диоксида углерода. Регулировка насыщения воды диоксидом углерода в струйных насадках осуществляется с помощью игольчатого вентиля. Колонка насыщения соединена с накопительной колонкой 4. На этом же трубопроводе установлен предохранительный клапан и контрольный стакан для сброса газовоздушной смеси. Плунжерный насос-дозатор подает в смеситель 8 воду, насыщенную диоксидом углерода, и сироп в заданном соотношении. Насос-дозатор состоит из гидравлической части редуктора и электродвигателя. Доза сиропа от насоса-дозатора поступает в смеситель 8 через штуцер, вмонтированный в днище. В средней части расположен штуцер для подачи дозы воды, а через штуцер, расположенный в верхней части, смешанный напиток подается в накопительную колонку. Струйная насадка 10 состоит из корпуса, в который вмонтированы два сопла и два расширителя. Здесь происходит насыщение воды диоксидом углерода. Количество насадок в установке зависит от производительности линии розлива.

Бачок для сиропа снабжен  поплавковым регулятором. Отфильтрованная вода подается в деаэрационную колонку через электромагнитный вентиль и изливается на конусные тарелки. Благодаря вакууму в деаэраторе, создаваемому с помощью вакуум-насоса и водоструйного эжектора, из воды выделяется часть растворенного в ней воздуха. Верхние два датчика указывают рабочий уровень, нижний -остаток воды в деаэраторе. Деаэрированная вода собирается в нижней части деаэратора, откуда насосом 9 подается в колонку насыщения через струйную насадку 10, где происходит частичное насыщение ее диоксидом углерода. Отбор насыщенной воды происходит через штуцер, расположенный внизу колонки насыщения, насосом-дозатором, который подает насыщенную воду и сироп в заданном количестве в смеситель. Из смесителя готовый напиток подается в накопительную колонку, откуда поступает в разливочный автомат.

3.2 Расчет требуемых  параметров

Внутренний диаметр колонки насыщения:

= = 0,26 м (3.1.)

где  Q – производительность колонки насыщения, м³/ч;

V_в – скорость движения воды в колонке, м/с.

Вместительность колонки  без учета поверхности днища  и крышки:

=0,10 м³

где  h_k – высота колонки насыщения, м.

Толщина стенки обечайки колонки насыщения:

, м (3.2.)

= 0,0025 м

где  p – рабочее давление в колонке, МПа;

[σ] – допускаемое напряжение материала обечайки и днища, МПа;

φ – коэффициент прочности сварного шва;

C₀ – прибавка на коррозию; C₀ = 0,001 м;

C₁ – прибавка к толщине по конструктивным соображениям;

C₁=0,0014 м.

Допускаемое давление в  обечайке:

Р_доп= =

Наибольший допустимый диаметр неукрепленного отверстия в обечайке:

d_одоп= , м (3.3.)

d_одоп = = 0,041 м

где δ′_ст – номинальная толщина стенки, м.

Толщина стенки днища  колонки насыщения:

, м (3.4.)

= 0,0024 м

где  h_дн – высота днища, м.

Наибольший допустимый диаметр неукрепленного отверстия  в днище колонки:

D_дн.доп= , м (3.5.)

D_дн.доп = = 0,0341 м

Средний диаметр прокладки:

= 0,357 м

где  d_вн.п – внутренний диаметр прокладки уплотнения, м;

d_нар.п – наружный диаметр прокладки уплотнения, м.

Гидравлическое испытательное  давление:

= 0,07 + 0,3 МПа

Расчетная сила внутреннего  давления среды:

р_с = 0,84· ·р_u = 0,84·0,357²·0,37 = 0,04 МПа

Удельное давление, максимально  герметизирующее колонку насыщения:

Сила осевого сжатия прокладки уплотнения:

р_п= π ·d_ср.п·d_э ·р_уд = 3,14 ·0,357 ·0,02 ·1,619 = 0,035 МПа

где  b_э – эффективная ширина уплотнения, м.

Растягивающее усилие в  болтах фланцев:

р_б = р_с + р_п = 0,04 + 0,035 = 0,075 МПа

Внутренний диаметр  болтов:

d_б = 0,25 · , м (3.6.)

d_б = 0,25 · = 0,00075 м

где  [σ]_б – допускаемое напряжение материала болтов, МПа.

Принимая во внимание условия сборки, эксплуатации и конструктивные соображения, выбираем болт М8 (т.е. d_δ=0,008 м.).

Плечо момента для  плоских прокладок:

м

где  d_б.о – диаметр болтовой окружности, м;

d′_б – принятый диаметр болтов, м.

Коэффициент приведения для плоских фланцев:

= 0,77

где  d_н.ф– наружный диаметр фланца, м.

Толщина фланца:

h_ф = К_д = 0,02 м

где  φ_ф – коэффициент ослабления фланца отверстиями;

[σ]_ф – допускаемое напряжение материала фланцев, МПа.

Плечо момента для  неметаллических прокладок:

м

Предельное усилие болта:

где  Е – модуль упругости материала фланцев, МПа.

Минимальное число болтов фланцевого соединения:

Z_min =  (3.7.)

Z_min = = 1,3

где  [Ψ] – допускаемый угол искривления фланца в кольцевом направлении.

Принимаем число болтов Z=2.

Толщина прокладки h_n=0,25 м, h_ф=0,25ּ0,02=0,005 м.

Исходя из расчетов к  установке принимаем синхронно-смесительную установку типа РЗ-ВНС-2 с данными техническими характеристиками указанные в таблице 3.1:

Таблица 3.1

Техническая характеристика синхронно-смесительной установки типа РЗ-ВНС-2

Производительность, л/ч	6000
Содержание диоксида углерода в напитке, масс. %	0,8
Рабочее давление в колонке, МПа: - деаэрации - насыщения - накопительной	0,08 0,6 0,6
Температура поступающей  воды, 0С, не более	6
Давление поступающего диоксида углерода, МПа	0,6 - 0,8
Температура купажного  сиропа, 0С	8
Число струйных насадок	2
Мощность электродвигателей, кВт	11
Габаритные размеры, мм	2200/1600/2500
Масса, кг	1600