Учреждение образования
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет ТОВ
Кафедра ФХМП
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Квалиметрия систем, процессов и продукции»
тема
«Разработка модели оценки уровня качества сахара желирующего»
Минск 2014
Реферат
Курсовая работа содержит 45 страниц, 3 рисунка, 26 таблиц, 39 формул, 19 литературных источников.
САХАР ЖЕЛИРУЮЩИЙ, КВАЛИМЕТРИЯ, КАЧЕСТВО, УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ, ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА, МЕТОДЫ ОЦЕНКИ УРОВНЯ КАЧЕСТВА, МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ УРОВНЯ КАЧЕСТВА
Целью данной курсовой работы является разработка модели оценки уровня качества для сахара желирующего.
В работе изучена вся необходимая нормативная
документация, описано сырье для производства сахара желирующего, состав и
физико-химические свойства продукции, приведена технологическая схема
производства с постадийным описанием процесса, особенности управления качеством
при производстве сахара желирующего, рассмотрены показатели качества продукции
и их классификация, представлены основные методы оценки уровня качества
продукции, а также на основании всех этих данных разработана модель оценки
уровня качества сахара желирующего, а также сделаны соответствующие выводы о
качестве продукции.
На современном этапе развития прогресса в области производства продуктов питания очень актуальной является такая наука, как квалиметрия. Она позволяет оценить уровень качества готовой продукции, а также разработать различные модели управления качеством продукции на различных стадиях ее производства.
Качество продукции - это совокупность свойств продукции или услуги, позволяющих в максимальной степени удовлетворить потребности человеческого общества при минимальном для него ущербе от существования данной продукции на протяжении всего ее жизненного цикла.
Для управления качеством продукции и его повышения необходимо оценить уровень качества. Оценка уровня качества продукции является основой для выработки необходимых управляющих воздействий в системе управления качеством продукции.
Уровень качества продукции определяется сравнением показателей данного изделия с лучшими аналогичными образцами и действующими стандартами. С появлением более совершенных образцов, с точки зрения удовлетворения общественных потребностей, уровень качества выпускаемых ранее изделий снижается.
Для определения уровня качества конкретных изделий всегда необходимо выбирать такие показатели качества продукции, которые в наибольшей степени отражают способность данных изделий удовлетворять определенную общественную потребность. А для управления качеством продукции и его повышения необходимо оценить уровень качества.
В данной курсовой работе в виде объекта исследования выбран сахар желирующий «Классик». Его производство налажено в 2007 году на ОАО «Жабинковский сахарный завод». Желирующий сахар в последнее время все чаще используется для приготовления варенья <#"801581.files/image001.jpg">
C, C1, C2 - концентрации сахара в свекловичной стружке; c, c1, c2 - концентрации сахара в диффузионном соке.
Рисунок 2 - Схема противоточного обессахаривания свекловичной стружки
Стружка концентрацией сахарозы С2 поступает в головную часть (А) диффузионного аппарата и движется к хвостовой его части (В), отдавая сахарозу движущемуся навстречу растворителю. В хвостовой части аппарата сахара в стружке остается совсем мало, но диффузия продолжается, так как стружка омывается свежей водой. При таком противоточном процессе из стружки извлекается максимальное количество сахарозы [13].
Если температура в диффузионном аппарате ниже 70°С возможно развитие микроорганизмов и потери сахара, а при температуре более 75°С происходит быстрое набухание и растворение пектиновых веществ, в результате чего снижается упругость стружки и загрязняется диффузионный сок. Стружка в теплообменной части аппарата нагревается диффузионным соком и насосом подается снизу в колонный диффузионный аппарат. В аппарате стружка перемещается вверх с помощью вращающегося вала с лопастями и неподвижных контрлопастей, находящихся внутри аппарата. Диффузионный сок через ситовую поверхность выходит из нижней части колонны, охлаждается до температуры 45-55°С и направляется на очистку. Обессахаренная стружка (жом) из верхней части аппарата направляется в шнековый водоотделитель, затем вода окончательно отделяется прессованием, освобождается от мезги, стерилизуется и в смеси со свежей водой направляется в диффузионный аппарат. Свежая вода предварительно подогревается до 72°C и сульфитируется диоксидом серы до значения рН 5,5-6,0. Длительность диффузии при температуре 74-75°С составляет 75-80 мин, выход диффузионного сока - 120-125 кг из 100 кг свеклы.
Очистка диффузионного сока. Диффузионный сок представляет собой пенящуюся жидкость черного цвета, содержит взвешенные частицы (обрывки клеточных стенок, скоагулированные белки), растворенные несахара, мешающие кристаллизации сахарозы и увеличивающие потери сахара. Сок имеет кислую реакцию (рН 6,0-6,5).
Цели очистки диффузионного сока - нейтрализация кислот, удаление взвешенных частиц и растворенных несахаров [9].
Отделение мезги. Мезгой принято называть мелкие частички свеклы (размером менее 1 мм), которые образуются главным образом при изрезывании свеклы в стружку, перетиранием ее при транспортировке в диффузионном аппарате.
Количество мезги зависит от качества перерабатываемой свеклы, типа свеклорезки, применяемых ножей, режима изрезывания свеклы, типа диффузионной установки.
Содержание мезги в диффузионном соке из диффузионных аппаратов непрерывного действия составляет 0,05-0,3%.
Для эффективного удаления мезги используют дуговые сита, не имеющие движущихся частей. Они удаляют примерно 50% мезги [11].
Дефекация. После отделения мезги диффузионный сок подвергают дефекации - обработке известью. При этом происходит нейтрализация кислот с образованием солей кальция, коагуляция высокомолекулярных соединений, разложение некоторых несахаров. Дефекацию проводят в две стадии.
Во время предварительной дефекации диффузионный сок медленно смешивается с дефекованным соком и соком I сатурации до достижения значения рН 10,8-11,6. На этой стадии необходимо осадить максимальное количество несахаров и получить осадок с оптимальными свойствами для дальнейших операций, в частности фильтрования. В зависимости от качества свеклы температура на предварительной дефекации может составлять от 50 до 90°С. При переработке свеклы невысокого качества предпочтительна холодная дефекация, поскольку при этом в сок переходит меньше продуктов распада белков и пектиновых веществ.
Для основной дефекации сок нагревают до температуры 85-88°С и добавляют в избытке известковое молоко, значение рН сока при этом возрастает до 12,2-12,3, создается избыток извести, необходимый для получения достаточного количества карбоната кальция на I сатурации. В ходе основной дефекации протекает ряд процессов: донейтрализация кислот, омыление жиров, разложение органических несахаров (амидов кислот, редуцирующих сахаров, пектиновых веществ). Состав сока усложняется: при разложении сахаров образуются органические кислоты (молочная, уксусная, муравьиная), которые образуют растворимые соли кальция, из пектиновых веществ получаются метиловый спирт, уксусная и полигалактуроновая кислоты. Метиловый спирт улетает при последующем выпаривании сока, уксусная кислота дает растворимый ацетат кальция, а полигалактуроновая кислота образует пектат кальция - труднофильтрующийся слизистый осадок. И предварительная, и основная дефекации проходят в вертикальном цилиндрическом аппарате с мешалкой, сок и известковое молоко поступают в аппарат снизу, а дефекованный сок отводится сверху.
Сатурация. Сразу же после основной дефекации сок вместе с осадком поступает в сатуратор. В дефекованном соке 90% извести находится в виде осадка и 10% - в растворенном состоянии. Сатурация заключается в пропускании через сок сатурационного газа, содержащего 30-34% диоксида углерода, избыточная известь при этом выпадает в осадок в виде карбоната кальция. На поверхности частиц осадка сорбируются различные примеси. Чем больше образуется осадка и чем меньше его частицы, тем полнее проходит очистка сока.
Сатурацию проводят в две стадии. На первой стадии (Ι сатурация) температура сока 80-85°C. В настоящее время для применяющихся в сахарной промышленности сатураторов нормальная продолжительность Ι сатурации считается 10 минут, так как при большей скорости этого процесса трудно выдерживать требуемую щелочность сока. Вторая стадия необходима для окончательного удаления извести и растворимых солей кальция с целью предупреждения образования накипи в выпарных аппаратах. Вторую стадию (ΙΙ сатурацию) проводят при температуре 93-97°C, что позволяет разложить бикарбонат кальция, имеющий высокую растворимость.
Сатуратор представляет собой цилиндрическую емкость с коническим днищем. Сатурационный газ подается снизу и с помощью решетчатых перегородок равномерно распределяется по сечению аппарата. Навстречу газу стекает дефекованный сок. Чем выше скорость сатурации, тем мельче частицы образующегося осадка и выше их адсорбционная способность. Отсатурированный сок отводится из нижней конической части. После Ι сатурации он делится на два потока: один подается на предварительную дефекацию, второй - на фильтрование, после ΙΙ сатурации весь сок направляется на фильтрование.
Фильтрование. Целесообразно перед фильтрованием подогревать сок до температуры 85-88°C, при этом его вязкость снижается и фильтрование ускоряется.
Сок после I сатурации содержит 4-5% твердых частиц. Его фильтрование проводят в две стадии: грубое и тонкое (контрольное) фильтрование. Используют различные фильтры - дисковые, фильтр-прессы, патронные фильтры - и разные фильтрующие материалы (ткань, керамика, металлические сита). Важное значение в процессе фильтрования имеет слой осадка на фильтрующем материале, между частицами осадка образуются тонкие извилистые ходы, через которые проходит жидкость. Если осадок слишком крупный, фильтрование идет неудовлетворительно, если частицы очень мелкие - процесс длительный. С ростом толщины слоя осадка возрастает сопротивление, поэтому фильтрующую поверхность периодически очищают от осадка. Осадок на 75-80% состоит из карбоната кальция, а на 25-20% - из пектиновых веществ, кальциевых солей органических кислот, минеральных веществ. Его можно использовать для известкования кислых почв.
Сок после II сатурации фильтруют в одну стадию на дисковых или патронных фильтрах.
Сульфитация. Сульфитации подвергают фильтрованный диффузионный сок после II сатурации, смесь сиропа с клеровкой, а также воду, подаваемую в диффузионный аппарат.
Сульфитация заключается в обработке сульфитационным газом, содержащим 10-15% диоксида серы. Его получают при сжигании серы в специальных печах. При пропускании газа через жидкость образуется сернистая кислота, которая восстанавливает и, значит, обесцвечивает красящие вещества. Одновременно сернистая кислота снижает щелочность сока и вязкость сиропа, блокирует карбонильные группы сахаров и тем самым предотвращает образование красящих веществ при выпаривании, способствует обеззараживанию сока и воды. Оптимальное значение pH после сульфитации: сока - 8,5-8,8, сиропа - 7,8-8,2, воды - 5,5-6,0.
Очищенный диффузионный сок содержит 12-14% сухих веществ, из которых 10-12% сахароза, 0,5-0,7% азотистые вещества, 0,4-0,5% безазотистые органические вещества и около 0,5% минеральные вещества. Чистота сока 90-92%.
Сгущение сока до сиропа. Очищенный сок необходимо сгустить до получения перенасыщенного раствора. Сгущение осуществляют в два этапа. На первом этапе сок имеет невысокую вязкость, и его сгущают до сиропа с содержанием сухих веществ 62-65% в многокорпусных выпарных установках. Это позволяет экономить энергию, поскольку греющий пар подается только в первый корпус, остальные корпуса обогреваются вторичным паром предшествующего корпуса Сироп смешивают с клеровкой желтого сахара, сульфитируют, фильтруют на патронных фильтрах и направляют на дальнейшее сгущение.
Варка и центрифугирование утфеля I. На втором этапе очищенный сироп сгущают до содержания сухих веществ 92,5-93,5%. Уваривание проводят под разрежением при пониженной температуре кипения для предотвращения разложения сахарозы.
По мере сгущения сиропа возрастает коэффициент пересыщения, который показывает, во сколько раз в данном растворе сахарозы больше, чем в насыщенном растворе при тех же условиях. При значении коэффициента пересыщения 1,25-1,30 раствор находится в неустойчивом состоянии и в этот момент вводят тонкоизмельченную сахарную пудру для заводки («затравки») кристаллов. Процесс образования новых кристаллов прекращают, снижая коэффициент пересыщения до 1,08-1,12 путем введения свежих порций сиропа. Такой коэффициент поддерживают при дальнейшей кристаллизации, чтобы росли уже образовавшиеся кристаллы, а не образовывались новые. Длительность уваривания утфеля I кристаллизации - 2,5-3,0 ч.
Продукт, полученный после уваривания, называют утфелем. Он представляет собой смесь кристаллов сахарозы и межкристальной жидкости (насыщенного раствора сахарозы, содержащего несахара). В утфеле около 55% сахарозы находится в выкристаллизованном состоянии. При более высоком содержании кристаллов утфель становится малоподвижным, что затрудняет его дальнейшую обработку.
Межкристальный раствор отделяют от кристаллов центрифугированием (оттек I). На поверхности кристаллов остается тонкая пленка межкристального раствора, придающая им желтый цвет. Кристаллы в центрифуге промывают горячей водой, промывную жидкость отделяют центрифугированием (оттек II). Сахар, выгружаемый из центрифуги, имеет температуру 55-60°С и влажность 0,8-1,0%, он легко высыхает в простейшей барабанной сушилке.
Оттеки утфеля I направляют на варку утфеля II кристаллизации.
Варка утфелей II и III кристаллизации. Оттеки утфеля I представляют собой насыщенные растворы сахарозы, процесс их уваривания состоит из тех же этапов, что и варка утфеля I (получение пересыщенного раствора, «затравка» и наращивание кристаллов), длительность уваривания - 5,0-5,5 ч. Утфель II имеет концентрацию сухих веществ 93,0%.
Оттеки второго утфеля, полученные после центрифугирования, направляют на уваривание утфеля III, а желтый сахар II кристаллизации подвергают клерованию.
Цикл уваривания утфеля III состоит из тех же операций, что и предыдущие варки, только длительность этого процесса в 1,5-2,0 раза больше, чем варка утфеля II. Концентрация сухих веществ в утфеле III составляет 93,5-96,0%. Из вакуум-аппарата утфель III поступает в кристаллизационную установку, где охлаждается с помощью холодной воды до температуры 35-40°С для дополнительной кристаллизации сахарозы. При центрифугировании утфеля III образуется оттек (меласса) и кристаллы, на поверхности которых остается слой мелассы, вследствие чего они имеют бурый цвет.
Аффинация и клерование. Бурый сахар III кристаллизации смешивают с разбавленным первым оттеком утфеля I кристаллизации до содержания сухих веществ 89-90%, часть несахаров с поверхности кристаллов переходит в раствор и при центрифугировании получается более чистый сахар-аффинад. Аффинационный оттек возвращают на уваривание утфеля III кристаллизации. Желтый сахар II кристаллизации и сахар-аффинад растворяют в очищенном соке II сатурации при температуре 80-85°С до содержания сухих веществ 65-70%, смешивают с сиропом и подают на сульфитацию [9].
Смешивание и упаковка. В соответствии с рецептурой, заданной с панели управления, отдельные дозаторы расфасовывают до весовых резервуаров отдельные компоненты: сахар-песок, кислоту лимонную и пектин, которые по сигналу высыпаются. Эти компоненты переправляются по транспортным путям до смесителя, в котором перемешиваются. После завершения гомогенизации смесь (сахар желирующий) из смесителя высыпается на транспортёр с загрузочной воронкой, соответствующей своими размерами объёму смесителя, и оттуда смесь переправляется к дозатору упаковочной машины.