Продуктовые расчеты для рыбной промышленности

Выполняя продуктовый расчет, определяют расход сырья, рассчитывают движение сырья и полуфабрикатов по этапам технологического производства, составляют карту технологического баланса, рассчитывают потребность во вспомогательных, упаковочных материалах и таре.Расчет продуктового расчета по количественному методу ведут по этапам:

1 этап. Расчет ведут вначале на 100 кг сырья, для консервного производства – на 1 туб (тысячу учетных банок), а затем на часовую, сменную или суточную производительность линии и оформляют в виде таблиц.

Расчет материального баланса ведут по следующей методике:

Расход сырья определяют по формуле:

, (5.19)

где G₁ – масса исходного сырья, кг;

G₂ – масса готового продукта, кг;

Р – сумма отходов и потерь, % к массе исходного сырья.

Если отходы и потери по операциям указаны в процентах к массе сырья (полуфабриката), поступившего на данную операцию, то суммировать их нельзя. Расход сырья в этом случае определяют по формуле:

, (5.20)

где n – количество технологических операций, на которых имеются отходы и потери;

р₁, р₂, р_n – отходы и потри по технологическим операциям, % к массе сырья, поступившего на данную операцию.

Рассчитанный расход сырья на 100 кг продукта сравнивают в коэффициентом расхода сырья на единицу продукции, который указан в действующих нормах.

Расход сырья на производство консервов или пресервов рассчитывают по формулам:

, (5.21)

(5.22)

где G₁ – масса исходного сырья, кг/туб;

S – масса продукта (норма закладки) в 1 туб. Кг;

Р – сумма отходов и потерь, % к массе исходного сырья.

n – количество технологических операций, на которых имеют место отходы и потери;

р₁, р₂, р_n – отходы и потри по технологическим операциям, % к массе сырья, поступившего на данную операцию.

При переработке сырья и материалов, как правило, масса их уменьшается за счет отходов и потерь. Однако в отдельных случаях масса их увеличивается, поэтому привес сырья и материалов учитывается в знаменателе формулы:

(5.23)

где р₂ – привес, процент к массе полуфабриката, поступившего на данную операцию.

Если консервы состоят из двух или более компонентов, то зная какое количество каждого компонента должно быть заложено в банку и зная отходы и потери его в производстве, рассчитываю расход каждого вида сырья.

2 этап. Расчет движения сырья и полуфабрикатов по этапам технологического процесса. Расчет выполняют по форме, приведенной в таблице 5.85.

Таблица 5.85

Выход полуфабрикатов по технологическим операциям

Технологическая операция	Отходы и потери, %	Движение сырья и полуфабрикатов, кг
на 100 кг (1 туб)	в смену (сутки)	в час
посту-пает	отходы и потери	посту-пает	отходы и потери	посту-пает	отходы и потери
Прием сырья		G1
Мойка
Разделка
….
n. Выработано		100		П

П – сменная или суточная производительность, кг/смену или кг/сутки;

t - продолжительность смены в часах.

Правильность расчета проверяется составлением продуктового баланса в виде таблицы 5.86.

Таблица 5.86

Продуктовый баланс

Поступило в производство	кг	%	Вышло из производства	кг	%
Сырье, (полуфабрикат)			Готовая продукция Отходы (по всем операциям) Потери (по всем операциям)
Итого:	А			А

Заканчивается продуктовый расчет определением максимальной потребности в материалах, которые оформляются в виде таблицы (табл. 5.87).

Таблица 5.87

Максимальная потребность предприятия в материалах

Наименование сырья и материалов	Норма расхода на ед. готовой продукции, т, кг	Единица измерения	Расход сырья и материалов
в час	в смену	в год

Пример.1. Продуктовый расчет производства толстолобика холодного копчения. Исходные данные представляют в виде таблицы (табл. 5.88).

Расчет начинают с движения сырья и полуфабрикатов по основным технологическим операциям. Его ведут в расчете на единицу готовой продукции (тубу, ц, т) и оформляют, заполняя унифицированные таблицы (5.89 - 5.93).

При производстве толстолобика холодного копчения для посола используют соль в количестве 25 % к массе рыбы, направляемой на посол. Нормы потерь при выгрузке, погрузке и подготовки соли берем из нормативных документов.

Таблица 5.88

Исходные данные производства толстолобика холодного копчения

Наименование показателей	Условное обозначение	Единицы измерения	Численное значение, характеристика
Производительность основного оборудования	А	кг/ч
Характеристика сырья			Толстолобик мороженый неразделанный
Отходы и потери		К массе сырья, поступившего на данную операцию, %
размораживание, мойка	Q1		1,0
разделка, зачистка, мойка	Q2		40,5
посол, отмочка	Q3		12,5
копчение, уборка	Q4		13,5
Всего отходов и потерь к массе сырья		%	55,4
Норма расхода сырья на ед. готовой продукции	Т	кг/кг	2,242

Таблица 5.89

Движение сырья и материалов по технологическим операциям

Технологическая операция	Отходы	Движение сырья и полуфабрикатов на 100 кг
поступает	отходы и потери
Размораживание, мойка	1,0	224,4	2,2
Разделка, зачистка, мойка	40,5	222,2	89,9
Посол, отмочка	12,5	132,3	16,5
Копчение, уборка	13,5	115,8	15,8
Готовая продукция

Рассчитаем норму расхода соли вначале на 100 кг рыбы, направляемой на посол:

Т = (25х100)/[100-(0,9+1,2+0,3+3,0)] = 26,4 кг

и затем норму расхода соли на 100 кг готовой продукции. Так как на посол направлено 132,1 кг рыбы, то

Т_соли = 132,1х26,4/100 = 34,9 кг на 100 кг готовой продукции.

Правильность расчета, а также эффективность разрабатываемого производства определяется составлением продуктового баланса (таблица 5.90).

Планируемый ежегодный выпуск толстолобика холодного копчения с 1 мая по 1 ноября. Согласно нормам принимаем режим работы цеха по производству рыбы холодного копчения по основному оборудованию:

Количество часов в смену – 6,4

Смен в сутки – 2

Дней в неделю – 5

Таблица 5.90

Составление продуктового баланса

Поступило в производство	кг	%	Вышло из производства	кг	%
Сырье (толстолобик мороженый неразделанный)	224,2		Готовый продукт (толстолобик холодного копчения)		44,6
			Отходы и потери:
			размораживание, мойка	2,2	0,98
			разделка, зачистка, мойка	89,9	40,10
			посол, отмочка	16,5	7,36
			копчение, уборка	15,8	6,96
ИТОГО	224,2			24,2

Составляем график работы производства толстолобика холодного копчения и представляем его в таблицу (табл. 5.91).

Таблица 5.91

Годовой график производства толстолобика холодного копчения

Количество	Май	Июнь	Июль	Август	Сентябрь	Октябрь	Всего
Дней			ремонт
Смен

Рассчитываем мощность по основному оборудованию. Сменная мощность рассчитывается по формуле (5.3.).

N_С = 60х60,4 = 384 кг/смену

Годовая мощность рассчитывается по формуле (5.4).

N_Г = 384х212 = 81408 кг/год

Сменное задание с учетом коэффициента использования оборудования 0,8 рассчитываем по формуле (5.5).

З_С = 384 х 0,8 = 307,2 кг/смену.

Далее рассчитываем производственную программу выпуска продукции (умножая сменное задание на количество смен в месяц) и оформляя в виде таблицы (табл. 5.92).

Таблица 5.92

Производственная программа выпуска толстолобика холодного копчения

Наименование показателей	Май	Июнь	Июль	Август	Сентябрь	Октябрь	Итого в год
План выпуска толстолобика холодного копчения, т	12,3	12,9	ремонт	12,9	13,5	13,5	65,1

З_Г = 65,1 т/год

Заканчиваем продуктовый расчет определением потребности в сырье, вспомогательных материалах и таре. Расчет оформляется в виде таблицы 5.93.

Таблица 5.93

Потребность производства толстолобика холодного копчения в сырье и

вспомогательных материалах

Наименование сырья и материалов	Норма расхода на ед.готовой продукции (кг)	Единицы измерения	Расход сырья и материалов
в час	в смену	в год
Толстолобик мороженый неразделанный	2,242	кг
Соль	0,349	кг	20,9
Ящик из гофрированного картона	0,1	шт	6,06	31,02
Пергамент	0,00267	кг	0,16	0,82	173,8
Этикетки	0,204	шт	12,2	62,7

Объем раздела 3-4 стр.

5.4.2. Подбор оборудования, обеспечивающих технологию производства конечного продукта

Основой для расчета оборудования является ассортимент, масса сырья, производительность цеха по каждому виду консервов, технологические схемы производства каждого наименования консервов.

Технологические схемы следует составлять так, чтобы легко можно было определить, на какой стадии к продукту (сырью, полуфабрикату) добавляют вспомогательные ингредиенты, специи, где формируются и удаляются отходы производства, указывают места подачи тары.

Выбор и расчет технологического оборудования является одним из наиболее важных этапов выполнения проекта. Его правильный выбор во многом обусловливает ритмичную работу предприятия, качество выпускаемой продукции, производительность труда, размеры прибыли и рентабельность.

Выбор оборудования зависит от экономической целесообразности установки данного вида оборудования, его производительности. При прочих равных условиях предпочтительнее выбирать автоматическое или полуавтоматическое оборудование. Выбор вспомогательного транспортного оборудования обусловлен рациональной организацией производственного процесса в соответствии с основным оборудованием.

Построение технологической линии предусматривает объединение машин, аппаратов и вспомогательного оборудования. До объединения каждая из частей линии представляла собой устройство, не связанное с другими частями линии. В процессе проектирования линии эти отдельные устройства необходимо преобразовать в составные части единой линии.

Основная цель работы любой технологической линии — обеспечение качества протекающих в ней технологических процессов и выпускаемой продукции. Процесс преобразования исходного сырья в готовую продукцию является многостадийным, и общая цель работы линии распределяется между ее подсистемами и отдельными частями этих подсистем. Поэтому задачи и функции составных частей линии — решающие факторы объединения этих частей между собой и формирования состава единой линии.

Решающий фактор при создании новой линии – прогрессивная технология. Недостатки устаревшей или неэффективной технологии невозможно компенсировать никакими усовершенствованиями оборудования линии, поэтому линии, как правило, создают на основе заранее отработанных технологических процессов для каждого этапа производства.

Построение линий путем объединения машин, аппаратов, модулей, агрегатов и других составных частей базируется на поточности производства, к основным признакам которого относятся:

− специализация технологических операций — каждая составная часть линии выполняет лишь определенную часть общей работы;

− интеграция технологических операций — отдельная составная линии может выполнять группу технологических операций;

− одновременное выполнение различных технологических операций всеми составными частями линии;

− последовательное ритмичное перемещение объекта переработки от входа к выходу из линии.

Надежность линии определяется надежностью не только отдельных машин и аппаратов, но и транспортных устройств, средств автоматизации, паро- и воздуховодов и др., т. е. речь идет о надежности линии как единой конструкции.

Технологичность конструкции линии необходимо оценивать с первых этапов проектирования. Отработка линии на технологичность — непрерывный процесс, который продолжается и в период серийного выпуска линии. Цель его — снижение трудоемкости и себестоимости изготовления и эксплуатации линии.

На основании анализа проектируемого производства и проведенного технологического расчета вначале составляется функциональная технологическая схема, которая отражает последовательность производственного процесса и используется для выбора и расчета оборудования, транспортных средств, а также вычерчивания машинно-аппаратурной (технологической) схемы. В ней должно быть четко разграничены стадии основных процессов. Начальной стадией для всех технологических схем является хранение и подготовка к производству сырья; последующие стадии различаются в зависимости от группы вырабатываемых изделий.

Деление каждой технологической схемы производства на стадии можно считать стабильным, но внутри стадии возможны различные варианты (получение непрерывным или периодическим способом, используя разные машины и агрегаты).

В соответствии с технологической схемой необходимо определить основные, подготовительные и финишные операции. На подготовительных и финишных операциях возможно использование оборудования, которое применяется в родственных пищевых производствах: на процессах хранения, просеивания, смешивания, темперирования, измельчения, упаковывания.

При описании технологической линии необходимо показать жесткие и гибкие связи между технологическими операциями. Жесткие связи означают непрерывность процесса и предполагают наличие транспортеров между машинами или агрегатами, выполняющими технологические операции. Гибкие связи означают аккумулирование (хранение) полуфабриката между двумя технологическими операциями.

Направление технологических потоков на технологической схеме показывается слева направо. В левой части схемы необходимо предусмотреть хранение основного сырья, затем подготовку его к производству и далее последовательно все стадии технологического процесса по выбранной схеме.

Результаты подбора и расчета технологического оборудования представляют в виде таблицы (табл.5.94).

Таблица 5.94

Перечень технологического оборудования по цеху (заводу, фабрике, линии)

Технологическая операция	Кол-во перерабатываемого продукта, кг/смену	Оборудование
Наименование, марка	Производственная мощность, кг/смену	Кол-во единиц, шт	Габаритные размеры, мм
длина	ширина	высота
Хранение
Взвешивание
и т.д.

При заполнении табл. 5.94 для технологической операции «хранение сырья» в графе 2 указываются нормативные запасы, а для последующих операций – от переработки сырья до упаковки готовой продукции – количество перерабатываемого продукта в смену (кг).

Подбор и расчет оборудования ведут по каждому виду изделий, при этом необходимо учитывать:

– минимальные затраты рабочего времени;

– минимальные габаритные размеры или минимальную занимаемую производственную площадь;

– минимальные энерго- и материалозатраты;

– максимально возможную загрузку ведущего оборудования;

– максимально возможную автоматизацию и механизацию производства;

– возможность использования специального или универсального оборудования для выработки широкого ассортимента изделий.

Для универсальных производств необходимо учитывать возможность устройства общих отделений для подготовки сырья и приготовления различных полуфабрикатов для разных цехов. Также необходимо учитывать энергоемкость, габаритные размеры. В разделе должны быть представлены полные технические характеристики машин и аппаратов, входящих в линию. В конце раздела дать сводную таблицу расхода электроэнергии, пара, воды.

Основанием для разработки машинно-аппаратурной (технологической) схемы является функциональная схема, а также расчет и подбор технологического оборудования. На схеме изображается оборудование в соответствии с принятыми обозначениями в масштабе 1:50 или без него, но с обязательным соблюдением пропорциональности.

Если на листе вычерчены две технологические схемы, то общие стадии производства изображается на схеме 1 раз (в средней части листа слева), а сами производственные линии – отдельно (одна под другой). Помимо основного производства должна быть показана подготовка основных видов сырья, а также приготовление полуфабрикатов.

Оформление схем заканчивается нумерацией оборудования, штампом и экспликацией, в которой указывается количество машин, аппаратов, их марки и обозначения по плану.

Все технологическое оборудование делится на 3 группы:

1) заводского изготовления;

2) нестандартизированное;

3) транспортирующее.

Оборудование 1-й группы подбирается по каталогам с учетом требуемой производительности, времени работы предполагаемой к установке машины.

При определении потребного количества оборудования необходимо учитывать его техническую мощность и коэффициент использования (0,85…0,90).

Требуемая производительность машины (кг/ч, шт/ч) определяется по количеству сырья, обрабатываемого в период наибольшей загрузки машины. Расчет ведется по формуле

П = М / t_У, (5.26)

где М – масса сырья, полуфабрикатов, продуктов или количество изделий, обрабатываемых за определенный период времени (сутки, смену, час), кг (шт);

t_У – условное время работы машины, ч.

Условное время работы машины (ч) рассчитывается по формуле

, (5.27)

где t – продолжительность работы цеха, ч;

η_У – условный коэффициент использования машины (η_У ≈0,5).

На основании произведенного расчета по действующим справочникам и каталогам выбирается машина, имеющая производительность, близкую к требуемой, после чего определяются фактическое время работы машины (ч) и коэффициент ее использования по формулам:

, (5.28)

, (5.29)

где П_М – производительность принятой машины, кг/ч, шт/ч;

η_Ф - коэффициент использования принятой машины.

Если фактический коэффициент использования больше условного, то выбираются две и более машины.

Количество оборудования непрерывного действия определяют по формуле

N = M/Q, (5.30)

где М – масса сырья, поступившего на переработку, кг/смену;

Q – производительность оборудования (линии), кг/смену.

Количество оборудования периодического действия определяют по формуле

N = F · τ / M_З · Т, (5.31)

где τ длительность цикла, ч;

M_З – масса обрабатываемого сырья, кг.

Во 2-ю группу входят емкости для промежуточного хранения сырья и полуфабрикатов (расходные баки, бункера, диссуторы, замочные чаны и т.д.), которые, как правило, изготавливаются на производстве.

Для расчета нестандартизированных емкостей для бестарного или расходных емкостей для промежуточного хранения сырья вначале определяют их геометрический объем, а затем, с учетом объемной массы сырья, вместимость.

Емкостные аппараты рассчитывают с учетом плотности продукта и коэффициента заполнения по формуле

(5.32)

где V- емкость аппарата, м³;

т - масса продукта, кг;

р - плотность продукта, кг/м³;

η - коэффициент заполнения аппарата (η = 0,90-0,95 для продукта в спокойном состоянии; η = 0,75-0,85 при перемешивании; η = 0,5-0,6 при бурном кипении жидкости и образовании пены).

При определении линейных размеров принимают отношение высоты емкости к ее диаметру H/D = 1,5-1,7.

К 3-й группе относятся нории, шнеки, ленточные и цепные транспортеры, укладочные конвейеры, пневмотранспорт и другое транспортирующее оборудование, используемое для передачи сырья, полуфабрикатов и готовой продукции.

Способ доставки и хранения основного сырья, как правило, должен приниматься бестарный или контейнерный. При отсутствии бестарной или контейнерной доставки сырья на предприятие, а также экономической целесообразности бестарного хранения его по согласованию с заказчиком допускается тарное хранение.

Большое внимание следует уделить максимальной механизации погрузочно-разгрузочных и транспортно-складских (ПРТС) работ по всему производственному процессу – от доставки сырья до отгрузки готовой продукции. Повысить уровень механизации ПРТС-работ с готовой продукцией позволит широкое внедрение пакетных и контейнерных перевозок. Механизация ПРТС-работ должна проектироваться с учетом общих требований безопасности погрузочно-разгрузочных работ и соблюдением требований санитарных норма проектирования промышленных предприятий.

Способ транспортирования и хранения сырья (тарный или бестарный) зависит от возможности поставки необходимых объемов и свойств сырья.

Перемещение и складирование сырья (при тарном хранении), тароупаковочных материалов и готовой продукции должны производиться электрифицированным напольным транспортом (аккумуляторные вилочные электропогрузчики, электротягачи, электроштабелеры) в виде укрупненных единиц (контейнеры, пакеты). Для вертикального перемещения грузов используются грузовые лифты разной грузоподъемности и другие специализированные подъемники.

Перемещение сыпучих и мелкокусковых грузов может производиться механическим, аэрозольным и пневматическим транспортом в зависимости от технической и экономической целесообразности.

Расчет системы пневмотранспорта при бестарном хранении можно проводить с помощью ЭВМ.

При расчете конвейера определяют его размеры и мощность электродвигателя. Длину конвейера определяют из конструктивных соображений с учетом расстановки оборудования.

Находят ширину ленты из формулы определения производительности:

, (5.33)

где G - производительность по продукту, кг/ч;

v - скорость движения ленты, (v = 0,5…1,2 м/с, для инспекционных конвейеров, v = 0,15…0,25 м/с);

h - высота слоя продукта, м;

р - плотность продукта, кг/м³;

ψ - коэффициент заполнения ленты продуктом, (ψ = 0,7…0,9).