Разработка системы упаковочного производства по розливу пива и моделирование технологического процесса
Федеральное
агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
Санкт-Петербургский
Государственный Технологический Университет Растительных Полимеров
Кафедра
технологии целлюлозы и композиционных материалов
КУРСОВАЯ
РАБОТА
"Разработка
системы упаковочного производства по розливу пива и моделирование
технологического процесса"
Выполнила:
студентка 144 группы
Проверила:
доцент каф. ТЦКМ
Коваленко М.В.
Санкт-Петербург
Введение
Целью курсовой работы является разработка технологии упаковочного
производства по разливу пива. Весь процесс разработки технологии упаковки и
розлива в нее пива включает в себя следующие основные операции и составляющие
этого производства (рис.1).
Рис. 1. Разработка технологической схемы упаковки разлива пива
. Подбор материала для упаковки пива
.1 Состав пива
Пиво - натуральный алкогольный напиток, содержащий большое количество
соединений. Соединения образуются в процессе ферментации пивного напитка,
поступающие в него из растительного сырья. [3]
Основные компоненты пивного напитка:
Вода - 91-93%
Углеводы - 1,5-4,5%
Этиловый спирт - 3-7%
Азотосодержащие вещества - 0,2-0,65%
"Углеводы пивного напитка примерно на 80% состоят из декстринов.
Декстрины - это олигосахариды, содержащие несколько молекул простых сахаров.
10-15% общего количества углеводов, это, так называемые простые сахара -
глюкоза, фруктоза, сахароза. Сложные сахара, к которым причисляют полисахариды,
составляют 2-8% углеводов пивного напитка." [3]
При брожении образуются высшие спирты - пропиловый, бутиловый, амиловый;
эфиры - этилформиат, бутилацетат. Эти вещества влияют на вкус и запах пива.
Содержание высших спиртов составляет 50-100 мг/л.
Этанол, поступающий в организм с пивом, не оказывает дегидратирующего
эффекта благодаря высокому содержанию воды в пивном напитке. Механизмы
токсического действия этилового спирта и других компонентов пива взаимосвязаны.
При этом этанол способен модифицировать или усиливать токсическое действие ряда
минорных соединений и наоборот.
Азотсодержащие вещества пива представлены в основном полипептидами и
аминокислотами. Большая часть их поступает в напиток из солода. Лишь 20-30%
аминокислот являются продуктами жизнедеятельности дрожжей. В пиве представлены
все основные аминокислоты. Однако, их пищевая ценность из-за малого количества
незначительна.
По ГОСТу Российской Федерации, пиво - слабоалкогольный, насыщенный
двуокисью углерода пенистый напиток, получаемый путем сбраживания охмеленного
солодового сусла пивными дрожжами. [3]
Пиво является игристым, освежающим напитком с характерным хмелевым
ароматом и приятным горьковатым вкусом. Оно утоляет жажду, повышает общий тонус
организма, способствует более правильному обмену веществ, т.к. содержит
витамины В1, В2, B6, Н, PP. Пиво содержит приблизительно 90% воды, 5%
углеводов, 4,5 объемных (или 3,6 весовых) % спирта и небольшие количества
углекислого газа, белков и минеральных солей.
"Пивной напиток делится по типу брожения на три группы: низовое,
верховое и самопроизвольное. Более 90% потребляемого напитка относиться к
первой категории 80% несброженного экстракта пива состоит из углеводов,
включающих в себя декстрины, мальтозу, пентозаны, 8-10% составляют
азотосодержащие соединения, так же 3-4% минеральных веществ, процент которых
обусловлен солевым составом воды. Кроме этого органические кислоты, такие как
яблочная, винная, уксусная, молочная и некоторые другие, горькие и
полифенольные вещества хмеля, красящие вещества солода и хмеля так же входят в
состав экстракта. Насыщенность и богатство аромата характеризуются присутствием
эфирных масел хмеля, диацетилом, сернистыми соединениями и содержанием
некоторых побочных продуктов брожения.
Присутствие витаминного комплекса в пиве в цифрах: 1 дм3 пива
содержит тиамина (В1) порядка 20-60 мкг, рибофлавина (В2) около 200-1000 мкг,
биотина (Н) - 2,5-10 мкг, пиридоксин (В6) не менее 400-900 мкг, а так же
никотиновой (РР) и пантотеновой (В5) кислоты соответственно 500-1000 и 400-800
мкг.
Физические свойства пива, как и любой жидкости, характеризуются
плотностью, относительно плотности воды. За 1.000 плотности принимается ее
значение для дистиллированной воды. Важными показателями для пива является
уровень плотности перед началом брожения и после его окончания.
Начальная плотность за рубежом называется Original Gravity (ОG) или
Starting Gravity (SG). В пивоварении ее значение обычно колеблется для более
легких сортов от 1.020 до 1.040. Для более крепких сортов плотность начального
сусла составляет от 1.055 до 1.160. Измеряемая плотность после окончания
брожения называется конечной плотностью и за рубежом обозначается как Final
Gravity (FG) или Terminal Gravity (TG). Такой подход к измерению плотности пива
характерен для Англии. В некоторых европейских странах принято измерять
плотность в градусах Плато (Рlаtо). По этому методу переход из английской
системы производится путем отбрасывания старшей единицы и деления оставшегося
показателя на четыре.
Спирт и содержание начального экстракта сусла имеют между собой зависимость,
установленную Баллингом в 1865 г. В большей части стран крепость алкогольных
напитков измеряют только в объемных процентах содержания алкоголя (abv -
alcohol by volume) при температуре 20 С.
Для измерения плотности, относительной плотности и концентрации веществ в
растворах различных жидкостей применяется так называемый ареометр. Диапазон
измерения используемых ареометров колеблется от 600 до 1840 кг/м3." [6]
Какая информация должна присутствовать на упаковке? По
ГОСТам России должны быть указаны следующие сведения: - наименование и тип
пива; наименование и местонахождение изготовителя; товарный знак изготовителя
(при наличии); величина экстрактивности начального сусла в процентах (кроме
безалкогольного пива и специального пива со вкусовыми и ароматическими
добавками); минимальная величина объемной доли этилового спирта ("алк. не
менее... % об." или "спирт не менее ... % об."); дата розлива;
состав основного сырья, использованного при изготовлении пива; пищевые добавки,
ароматизаторы, биологически активные добавки к пище, ингредиенты продуктов
нетрадиционного состава; срок годности; условия хранения; объем; пищевая
ценность; обозначение документа, в соответствии с которым изготовлен и может
быть идентифицирован продукт; информация о подтверждении соответствия. [4]
Следующая стадия - упаковка.
1.2 Обзор
возможных материалов для упаковки пива
Упаковка обеспечивает сохранность продукта при хранении, перевозке и
использовании. Поскольку это продукт жидкий, газообразный, содержит
определенное количество спирта, кислотности и стойкости, имеет особенность при
более низкой температуре - мутнеть, а при высокой - осаждаться, то ему нужна
упаковка, предохраняющая продукт от грязи, пыли, патогенных микроорганизмов.
Кроме того упаковка предохраняет пивную продукцию от контакта с кислородом
воздуха, который оксидирует пиво, оно мутнеет. Упаковка несет на себе всю
необходимую информацию для потребителя, а ее дизайн достаточно сильно влияет на
реализацию продукции. Все эти функции упаковки, вместе взятые и каждая по
отдельности, очень важны, но для пивной продукции, наиболее важными является
защита от воздействий света и низких температур. [1]
Рассмотрим
эту функцию для пива. Сам по себе материал, из которого изготавливается
упаковка, должен быть химически нейтрален к продукту; не вносить в него
химические или одорирующие вещества, например, катионы металлов; не пропускать
кислород из воздуха. Разрешение на применение того или иного материала после
проверки дает Госкомсанэпиднадзор России и их перечень приводится в специальных
справочных изделиях. Самой безопасной емкостью для содержания пива считается
кег ( металлическая
<#"655812.files/image002.gif">
Рис.2 Пресс Yangli FOG-K-40/2000
FOG-К 40/2000 (рис.2) предназначен для выполнения
операций гибки металлических листов вертикально опускающейся траверсой с
гидравлическим приводом. Автоматическое позиционирование по двум осям
устанавливается с помощью контроллера CNC и обеспечивает высокую
производительность. Традиционно применяемая для этого вида оборудования сварная
рама, прошедшая термическую обработку, механическая синхронизация работы
гидроцилиндров и моторизованная система перемещения задних упоров, оснащенная
винтовыми шариковыми парами, позволяют добиться высокого качества угла гибки.
Закаленные и хорошо отшлифованные инструменты стандартного типа, либо
выполненные по специальному заказу, дают широкий диапазон видов получаемых
изделий.
Гидравлический гибочный пресс РВВ400/4100
|
Модель
|
PBB 400/4100
|
|
Усилие, тонн
|
400
|
|
Расстояние между колоннами, мм.
|
3200
|
|
Вес нетто Кг
|
31500
|
|
Габариты станка (ДхВхШ) мм.
|
2160×1470×2140
|
Рис.3 Пресс РВВ400/4100
Прессы серии PBB (рис.3), оснащенные современными
электронными и гидравлическими устройствами, обеспечивают высокоточную и
скоростную гибку и штампование листового металла. Синхронизация работы гидроцилиндров
обеспечивается электромагнитными клапанами, контролируемые системой ЧПУ. Прессы
являются базовыми для создания высокомеханизированных и автоматизированных
участков обработки листового металла с высоким качеством продукции, хорошей
производительностью и удобством в работе. [5]
Особенности и преимущества:
· Рама изготовлена из специальной стали
и собрана в коробчатую конструкцию что позволяет обеспечивать высокую жесткость
с хорошими показателями точности станка при высокой скорости работы;
· Простое использование интерфейса,
предполагает быструю и простою переналадку на новый производственный процесс.
· Все что должен знать оператор - это
основные характеристики материала (длина, толщина, вид материала), необходимый
профиль изгиба и инструмент которым пользуется;
· Позволяет использовать систему
быстрой смены инструмента;
· Обеспечена современная система защиты
рабочей зоны.
Критерии выбора оборудования:
Необходимо выбрать наиболее эффективное оборудование. Для этого выделим
основные критерии:
. Эксплуатационные расходы.
. Стоимость оборудования.
. Максимальная производительность.
. Компактность оборудования.
Выбор оборудования
Для выбора оборудования гибочного пресса установке по каждому из
вышеперечисленных критериев ставим оценку по пятибалльной шкале:
. Применение данного оборудования не желательно.
. Применение данного оборудования возможно.
. Оборудование подходит для производства.
. Оборудование максимально соответствует поставленной задаче.
|
Критерий
|
Вид оборудования
|
|
PBB 400/4100
|
FOG-К-40/2000
|
|
Эксплуатационные расходы.
|
5
|
4
|
|
Стоимость оборудования.
|
5
|
4
|
|
Максимальная производительность.
|
4
|
5
|
|
Компактность оборудования.
|
5
|
4
|
|
Итого
|
19
|
17
|
По
результатам проведенного исследования выбираем Гидравлический гибочный пресс
PBB 400/4100 <#"655812.files/image004.gif">
Рис.4 Машина для мойки Eko-Pil PMO 500T
Pil PMO 300T
Туннельная мойка PMPSCH 300T - это одна из самых молодых моделей моечного
оборудования Eko-Pil, являющаяся прочной основой для дальнейшей разработки
автоматизированных моечных машин. [5]
Рис.5Машина для мойки тары
Eko-Pil PMO 300T
|
Модель
|
Eko-Pil PMPS 300T
|
Eko-Pil PMPSCH 500T
|
|
Габаритные размеры мойки
|
3100х1150х1800*
|
2000х1500х1800*
|
|
Масса мойки, кг
|
1500
|
900
|
|
Давление струи, Бар
|
4-6
|
4-6
|
Критерии выбора оборудования:
Необходимо выбрать наиболее эффективное оборудование. Для этого выделим
основные критерии:
. Эксплуатационные расходы.
. Стоимость оборудования.
. Максимальная производительность.
. Компактность оборудования.
Выбор оборудования
Для выбора оборудования для мойки тары установке по каждому из
вышеперечисленных критериев ставим оценку по пятибалльной шкале:
. Оборудование не пригодно.
. Применение данного оборудования не желательно.
. Применение данного оборудования возможно.
. Оборудование подходит для производства.
. Оборудование максимально соответствует поставленной задаче.
|
Критерий
|
Вид оборудования
|
|
Eko-Pil PMPS 300T
|
Eko-Pil PMPSCH 500T
|
|
Эксплуатационные расходы.
|
5
|
5
|
|
Стоимость оборудования.
|
4
|
4
|
|
Максимальная производительность.
|
4
|
5
|
|
Компактность оборудования.
|
4
|
5
|
|
Итого
|
17
|
19
Печатная машина
|
ASY-600
|
ASY-800
|
|
Печатная ширина
|
600mm
|
800mm
|
|
Максимальная печатная скорость
|
50m/min
|
50m/min
|
|
мощность главных двигателя
|
4 кВт
|
4 кВт
|
|
Общий размер
|
8800/ 1200/300
|
7500/ 1400/ 300
|
Рис.5 Печатная машина
Ротационное печатное устройство (рис.5), имеющее
цилиндрическую форму рабочего органа. Ротационная машина предназначена для
печати на бутылках в больших объёмах и имеет высокую скорость печати. Чаще
всего ротационное построение применяется при конструировании оборудования
офсетной печати. [5]
Критерии выбора оборудования
Рассмотрев несколько вариантов печатных машин для алюминиевых банок,
необходимо выбрать наиболее эффективное оборудование. Для этого выделим
основные критерии:
. Эксплуатационные расходы.
. Стоимость оборудования.
. Максимальная производительность.
. Компактность оборудования.
Выбор оборудования
Для выбора оборудования каждой печатной машине по каждому из
вышеперечисленных критериев ставим оценку по пятибалльной шкале:
. Оборудование не пригодно.
. Применение данного оборудования не желательно.
. Применение данного оборудования возможно.
. Оборудование подходит для производства.
. Оборудование максимально соответствует поставленной задаче.
|
Критерий
|
Вид оборудования
|
|
ASY-800
|
ASY-600
|
|
Эксплуатационные расходы.
|
5
|
4
|
|
Стоимость оборудования.
|
5
|
4
|
|
Максимальная производительность.
|
4
|
5
|
|
Компактность оборудования.
|
5
|
4
|
|
Итого
|
19
|
17
|
По результатам проведенного исследования выбираем ротационную печатную
машину ASY-800.
Гальваническая линия ЛНГЭ
|
Объем ванны, л
|
50-100
|
|
Ток, А
|
20-100
|
|
Габаритные размеры линии одного модуля, мм
|
1910х1215х1385
|
|
Питание от трехфазной сети переменного тока 220/380 В; 50
Гц
|
Рис. 6 Гальваническая линия ЛНГЭ
Гальваническая линия (рис.6) предназначена для получения однослойных и
многослойных гальванических покрытий из меди, никеля, олово-висмута и других
металлов в полуавтоматическом режиме. Блочно-модульная конструкция позволяет
легко компоновать гальваническую линию из ванн, применяемых на различных
операциях (электрохимическая обработка, химическая обработка, струйная
промывка, сушка и т.д.) при выполнении технологического процесса. Линия приспособлена
к оснащению дополнительным сервисным оборудованием, которое автоматически
поддерживает на заданном уровне параметры технологических сред, температуру,
величину постоянного и импульсного токов, количество электричества, а также
оборудованием, обеспечивающим возврат промывных вод для повторного
использования. [5]
Гальваническая линия NIITOP
|
Объем ванны, л
|
240 - 3000
|
|
Ток, А
|
400 - 4300
|
|
Габаритные размеры линии одного модуля, мм
|
1510х1215х1385
|
|
Питание от трехфазной сети переменного тока 220/380 В; 50
Гц
Рис. 7 Гальваническая линия NIITOP
Новая современная линия гальванопластики NIITOP (
рис.7) имеет многопроцессорность, высокую надежность, хорошую
ремонтопригодность.
Критерии выбора оборудования
Рассмотрев несколько вариантов машин для нанесения защитного покрытиия,
необходимо выбрать наиболее эффективное оборудование. Для этого выделим
основные критерии:
. Эксплуатационные расходы.
. Стоимость оборудования.
. Максимальная производительность.
. Компактность оборудования.
Выбор оборудования
Для выбора оборудования каждой машине для нанесения покрытия по каждому
из вышеперечисленных критериев ставим оценку по пятибалльной шкале:
. Оборудование не пригодно.
. Применение данного оборудования не желательно.
. Применение данного оборудования возможно.
. Оборудование подходит для производства.
. Оборудование максимально соответствует поставленной задаче.
|
Критерий
|
Вид оборудования
|
|
Гальваническая линия NIITOP
|
Гальваническая линия ЛНГЭ
|
|
Эксплуатационные расходы.
|
5
|
4
|
|
Стоимость оборудования.
|
5
|
4
|
|
Максимальная производительность.
|
4
|
5
|
|
Компактность оборудования.
|
5
|
4
|
|
Итого
|
19
|
17
|
По результатам проведенного исследования выбираем Гальваническая линия
NIITOP .
.2 Выбор оборудования для наполнения банок пивом
Машина для разлива в алюминиевые банки линейная
Линия состоит из автоматических устройств розлива и укупорки(рис.8). Эта
линия подходит для производства всех видов газированных напитков в алюминиевые
банки. [5]
Рис. 8 Машина для разлива пива
|
Модель
|
НК VVF 88D
|
НК VVF 90В
|
|
Производительность, бан/ч
|
10.000 банк./час
|
5.000 банк./час
|
|
Мощность, кВт
|
4кВт
|
3,5кВт
|
|
Габариты, мм
|
1100*1100*1800
|
1900*110*1800
|
Критерии выбора оборудования
Рассмотрев возможные виды оборудования для разлива и закрывания крышкой,
необходимо выбрать наиболее приемлемое оборудование. Для этого выделим основные
критерии выбора:
. Эксплуатационные расходы.
. Стоимость оборудования.
. Максимальная производительность.
. Компактность оборудования.
Выбор оборудования
С целью выбора оборудования разлива и закрывания крышкой по каждому
критерию ставится оценка по пятибалльной шкале:
. Оборудование не пригодно.
. Применение данного оборудования не желательно.
. Применение данного оборудования возможно.
. Оборудование подходит для производства.
. Оборудование максимально соответствует поставленной задаче.
|
Критерий
|
Вид оборудования
|
|
|
|
НК VVF 88D
|
НК VVF 90В
|
|
Эксплуатационные расходы.
|
5
|
|
Стоимость оборудования.
|
4
|
4
|
|
Максимальная производительность.
|
5
|
4
|
|
Компактность оборудования
|
5
|
5
|
|
Итого
|
19
|
18
|
По итогам проведенного исследования выбираем разлива и закрывания крышкой
НК VVF 88D.
Маркировщик по металлу
Серия Fast Line Plus (рис.9) - лазерная волоконная
система, предназначенная для маркировки таких материалов как: металл,
поглощающие пластики, окрашенные металлы, силикон. Маркираторы этой серии
идеально подходят для маркировки металлических и электронных компонентов,
автодеталей. [5]
Рис. 9 Маркировщик по металлу
Технические характеристики
|
Тип лазера
|
Волоконный иттербиевый импульсный
|
|
Мощность лазерного излучателя, Вт
|
20
|
|
Длина волны, мкм
|
1,06
|
|
Доступный диапазон размеров пятна, мм
|
0,05 - 0,3
|
|
Доступный диапазон области печати, мм
|
80 х 80 - 160 х 160
|
Конвейер пластинчатый (транспортер)
Конвейер (транспортер) пластинчатый (рис.10)
предназначен для горизонтального перемещения продукции (бутылок, банок,
флаконов, канистр, пакетов или другой тары) в закрытых помещениях. Конвейер
осуществляет связку различного оборудования линий розлива или используется при
фасовке продукции химического, пищевого и иного производства.Тяговым элементом
конвейера является пластинчатая цепь. [5]
Рис.10 Конвейер пластинчатый
Описание:
Возможно изготовление конвейера в 2,3,4 и более рядов
цепи.
Конвейер может состоять из прямых и поворотных
участков.
Регулировка ограждения с помощью кронштейнов, возможна
как по ширине так и по высоте конвейера
Опоры конвейера могут быть или сварные из металла, или
в исполнении "евростандарт" (пластиковые треноги или двуноги)
Регулировка скорости (частотный преобразователь или
механический вариатор)
Технические характеристики:
Скорость, м/мин (1-60)
Грузоподъемность, кг/п.м. (1-30)
Габариты груза, (диаметр), мм (40-400) макс.
Длина конвейера, м (1,5-12)
Ширина цепи, мм (82,5 - 304,8)
Высота конвейера, мм (400-2500)
Возможное применение:
Применительно к условиям производства предусматривается
регулирование скорости перемещения транспортерной цепи в пределах технических
данных. С этой целью в приводе конвейера (конвейера) применяется вариатор или
частотный преобразователь. При установке вариатора осуществляется механическое
регулирование числа оборотов редуктора. Если используется частотный
преобразователь (инвертор), то число оборотов электродвигателя регулируется за
счет вариаций частоты питающего напряжения.
Накопительный стол для банок кмс-202
Накопитель банок (рис.11) кмс-202 служит для накопления с последующей
разгрузкой консервных банок и бутылок и т.п. тары в технологических системах до
120 штук в минуту.
Накапливаемая тара (диаметры) - от 50 до 160 мм
вместимость стола - от 40 до 220 шт. (в зависиомсти от диаметра) уровень
стола - от 850 до 950 мм (регулируется, другой размер - по спецзаказу)
номинальная частота вращения стола - 4,3 об/мин установленная мощность - 0,25
квт. [5]
Рис.11 Накопительный Стол
3.
Похожие работы на - Разработка системы упаковочного производства по розливу пива и моделирование технологического процесса
| |