Глава 5. технологический расчёт

5.1. РАСЧЁТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

ХЛЕБОПЕКАРНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

Производительность хлебопекарного предприятия определяется количеством и максимальной производительностью установленных хлебопекарных печей при полном использовании прочего технологического оборудования. При проектировании хлебопекарных предприятий предусматривается установка 2-6 производственных линий, обеспечивающих бесперебойную выработку широкого ассортимента хлеба и булочных изделий. Предполагается двух- или трёхсменный режим работы предприятия.

Основным элементом технологического расчёта проектируемого предприятия является расчёт производительности печей, в результате которого уточняется производительность хлебозавода и на этой основе выбирается и рас-считывается оборудование других отделений.

5.1.1. Выбор и расчет производительности печей

При выборе хлебопекарных печей учитывают производительность предприятия, вырабатываемый ассортимент, способ обогрева печей, наиболее целесообразный для места строительства предприятия.

От выбора печей зависит эффективность работы предприятия: производительность, качество выпускаемых изделий, расход топлива, пара, электроэнергии. Техническая характеристика печей приведена в пособии [20, 21, 22].

Под производительностью печей подразумевается выработка принятого ассортимента продукции в единицу времени. Различают часовую, сменную и суточную производительность печей.

При расчёте производительности печей учитывают следующее:

- степень механизации печной установки (см. раздел 3.1.6);

- тип пекарной камеры (см. раздел 3.1.6);

- способ выпечки изделий.

По способу выпечки различают изделия: формовые, выпекаемые в формах; подовые, выпекаемые непосредственно на поду или на подиках люлечных печей, и листовые, выпекаемые на листах-противнях.

На хлебопекарных предприятиях устанавливают от двух до шести однотипных печей. За каждой печью закрепляется ассортимент изделий, имеющих небольшие различия в массе, из одного сорта муки, а также с одинаковым способом тестоприготовления.

Часовая производительность рассчитывается для каждого наименования изделия.

Исходные данные для расчета приводятся в виде таблицы (табл. 3).

Таблица 3

Исходные данные для расчета часовой производительности печей

Наименование изделия	Масса изделия, кг	Размеры изделия, мм	Продолжительность выпечки, мин	Марка печи	Размеры пода (люльки) печи, мм	Количество люлек	Количество изделий на
длина	ширина	диаметр	длина	ширина	в печи, шт	1 люльке, шт

Расчет часовой производительности печей тоннельного типа.Часовая производительность печи тоннельного типа определяется по формуле

, (1)

где Р_ч - часовая производительность печи,кг/ч;

n- количество тестовых заготовок в печи, шт;

g- масса изделия, кг;

t- продолжительность выпечки изделий, мин.

Так как хлебобулочные изделия в основном вырабатываются штучными, их масса - g- является стандартным показателем качества и определяется стандартами на данное наименование или группу изделия [3. 4].

В конвейерных печах процесс загрузки тестовых заготовок в печь, выпечки и выгрузки осуществляется непрерывно, поэтому в расчётах учитывают продолжительность выпечки - t, указанную в технологических инструкциях. [5, 6]

Количество тестовых заготовок - п, единовременно находящихся в печи, определяется в зависимости от способа выпечки.

При выпечке изделий на поду количество тестовых заготовок определяется по формуле

, (2)

где n- количество заготовок, единовременно находящихся в печи, шт;

n₁ - количество заготовок по ширине пода печи, шт;

n₂ -количество заготовок по длине пода печи, шт.

Количество заготовок в печи определяется по формулам

по ширине (количество в ряду)

, (3)

по длине (количество рядов)

(4)

где В - ширина пода печи, мм;

а - расстояние между тестовыми заготовками, мм;

l- длина изделия, мм;

L- длина пода печи, мм;

b- ширина изделия, мм.

При расчёте по формулам (3) и (4) следует учесть, что тестовые заготовки могут также располагаться таким образом, когда ширина изделия ориентирована по длине пода печи, а длина изделия - по ширине пода печи.

Расстояние между тестовыми заготовками (зазор) - а - принимается равным 20 - 50 мм. Если готовые изделия должны иметь притиски, то зазор принимается равным 5 - 10мм. Размеры изделий см. [5, 10, 23], размеры пода печи приведены в [20]. Полученные данные округляются до меньшей целой цифры.

Следует учесть, что размещение заготовок на поду печи в комплексно-ме-ханизированных линиях имеют строго определенный порядок, обусловленный конструкцией посадчика. Так, батоны массой 0,4; 0,5 кг размещают по 6 штук в одном ряду по ширине пода, хлеб круглой формы массой 0,7-1 кг - по 8 штук; булки городские массой 0,2 кг - 8 штук. Техническая характеристика комплексно-механизированных линий приведена в работах [13, 20, 21].

Если изделия выпекаются на листах, то количество заготовок в печи определяется по формуле

, (5)

где n- количество заготовок в печи, шт;

n₁ - количество листов в одном ряду по ширине пода, шт.;

n₂ - количество листов по длине пода печи, шт.;

n₃ - количество тестовых заготовок на одном листе, шт.

На хлебозаводе используются листы размером 620х340 мм, по ширине пода их размещают длинной стороной в количестве 3 штук или листы размером 460´350 мм, размещаемые по ширине пода печи в количестве 4 штук.

Количество листов по длине пода печи рассчитывается по формуле

(6)

где а - расстояние между листами, мм;

L- длина пода печи, мм;

B_л - ширина листа, мм.

Зазор между листами принимается 0 – 5мм.

Количество тестовых заготовок на листе рассчитывается по формуле

n₃= n₄ n₅ , (7)

(8)

(9)

где n₄ - количество заготовок по ширине листа, шт.;

n₅ - количество заготовок по длине листа, шт.;

B_л - ширина листа, мм;

а- расстояние между тестовыми заготовками, мм;

l- длина изделия, мм;

L_л - длина листа, мм;

b- ширина изделия, мм.

При расчёте по формулам (8) и (9) следует учесть, что тестовые заготовки на листе могут располагаться также следующим образом: ширина изделия ориентирована по длине листа, а длина изделия - по ширине листа.

Количество тестовых заготовок на одном листе для отдельных наименований изделий приведены в [11, 23], также можно принять эту величину по данным работы хлебопекарных предприятий.

Возможна выпечка формового хлеба в печах тоннельного типа. В этом случае рассчитывают количество хлебных форм на поду печи по формулам (2), (3), (4), учитывая размеры форм по верху, зазоры между формами принимаются 5 мм. Размеры форм приведены в [11, 17].

Расчет часовой производительности печей тупикового типа.Часовая производительность печей тупикового типаопределяется по формуле:

, (10)

где Р_ч - часовая производительность печи, кг/ч;

N - количество рабочих люлек в печи, шт;

n_л -количество тестовых заготовок на люльке, шт;

g-масса изделия, кг; см. [3, 4]

t- продолжительность выпечки изделий, мин. [5, 6].

Количество рабочих люлек в печи приведено в [20, 21]. Причём, количество рабочих люлек зависит от их ширины. Люльки шириной 220мм предназначены для размещения форм, а шириной 350 мм - листов или подиков. Количество тестовых заготовок - п_л, находящихся на люльке печи, определяется в зависимости от способа выпечки.

При выборе расстойно-печных агрегатов на базе тупиковых печей в комплексно-механизированных линиях для формового хлеба следует учитывать, что количество форм на люльке размером 2000x220 мм или 1920x220 мм равно 16 штук. При выпечке изделий на листах на одной люльке размещают 3 листа размером 620x340 мм. Количество изделий на листе рассчитывается по формулам (7), (8), (9).

При выпечке подовых изделий в тупиковых печах рассчитывают количество тестовых заготовок на люльке по формулам

n_л= n₁ n₂ , (11)

(12)

(13)

где n₁ - количество заготовок по ширине люльки, шт;

n₂ - количество заготовок по длине люльки

B_люл - ширина люльки, мм;

а - расстояние между тестовыми заготовками, мм;

l- длина изделия, мм;

L_люл - длина люльки, мм;

b- ширина изделия, мм.

При расчёте по формулам (12) и (13) следует учесть, что тестовые заготовки могут располагаться на люльке также следующим образом: ширина изделия ориентирована по длине люльки, а длина изделия - по ширине люльки.

Расчёт часовой производительности печей c периодической загрузкой.Часовая производительность печей с периодической загрузкой (шкафного типа) определяется по формуле

, (14)

где Р_ч - часовая производительность, кг/ч;

n- количество тестовых заготовок в печи, шт;

g- масса изделия, кг;

t_п - продолжительность подооборота, мин.

Технологический цикл выпечки в этих печах включает в себя продолжительность загрузки заготовок, их выпечки и выгрузки готовых изделий.

Продолжительность подооборота, соответствующая технологическому циклу выпечки, рассчитывается по формуле

, (15)

где t_п - продолжительность подооборота, мин;

t-продолжительность выпечки, мин;

t_з - продолжительность загрузки печи, мин;

t_р - продолжительность разгрузки печи, мин.

Продолжительность загрузки и разгрузки печи принимаются равными по 5-10мин.

В печах шкафного типа, как правило, выпечку осуществляют в формах и на листах - противнях. Количество размещаемых в печи форм и противней приводится в технической характеристике печи [20]. Количество тестовых заготовок на листе рассчитывается по формулам (7), (8), (9).

5.1.2. Расчёт суточной производительности печей

Суточная производительность печи для каждого вида изделия рассчитывается по формуле

, (16)

где Р_с - суточная производительность, т/сут;

Р_ч - часовая производительность печи, кг/ч;

Т - продолжительность работы печи в течение суток, час.

Суточная продолжительность работы печи при круглосуточном трёхсменном режиме работы принимается 23 час. При этом продолжительность одной смены равна 7,67 час (0,33 час - простой при переходе от одной смены к другой). При круглосуточном двухсменном режиме работы предприятия продолжительность работы в течение одной смены принимается 11,5 час; а простой при переходе смены - 0,5 час.

Аналогично принимается продолжительность смен при прерывистом режиме работы, например, при исключении работы в ночное время. В этом случае суточная продолжительность работы печи составляет 15,5 ч при двухсменном и 12 час - при односменном режиме работы.

5.1.3. Расчет производительности хлебозавода

Расчетная суточная производительность печей не должна превышать существующие технические нормы их производительности, а также не должна быть существенно занижена; поэтому после расчёта полученную величину сравнивают с величиной, приведённой в технической характеристике печи [20, 21].

Результаты расчета суточной производительности печей и в целом хлебопекарного предприятия рекомендуется представить в виде табл. 4.

Таблица 4

Расчетная производительность хлебозавода

Наименование изделия	Часовая производительность, кг/ч	Продолжительность выработки, ч	Суточная производительность, т/сутки
1.
2.
3.
Итого:

Производительность хлебозавода рассчитывается как сумма суточных производительностей всех установленных на предприятии печей. Расчётная производительность хлебопекарного предприятия сопоставляется с заданной. Расчетная суточная производительность хлебозавода не должна превышать заданную более, чем на 10-15 %. При невыполнении этого требования принимают другие однотипные печи, отличающиеся по производительности или изменяют количество печей.

В заключение составляется график работы печей (рис. 1).

Номер печи	Марка печи	Ассортимент по сменам
1 смена 23.00-7.00	2 смена 7.00-15.00	3 смена 15.00-23.00
	Ш2-ХПА-25
	Ш2-ХПА-25
	Ш2-ХПА-25

- хлеб пшеничный 2 сорта -хлеб гражданский

- -хлеб белорусский

- простои

-- - хлеб пшеничный 1 сорта

-булка с молочной сывороткой

-хлеб домашний

Рис. 1 - График загрузки печей

5.2. СЫРЬЕВОЙ РАСЧЁТ

Целью данного расчета является определение потребности проектируемого предприятия в сырье.

В этом разделе необходимо привести расчет выхода готовой продукции, расчет расхода сырья в сутки, а также потребности сырья с учетом сроков хранения.

5.2.1. Расчет выхода готовой продукции

Выход хлебобулочных изделий для проектируемых предприятий рассчитывается исходя из данных нормативной рецептуры [6, 7], влажности, мякиша хлеба [3, 4] и технологических затрат. Для действующих предприятий (при реконструкции, техническом перевооружении предприятия) расчет выхода готовых изделий можно осуществить по методу ВНИИХПа с учетом реальных для данного предприятия технологических затрат и потерь [24].

Выход готовой продукции рассчитывается для каждого наименования изделий по формуле

(17)

где В - выход готовой продукции, %;

В_Т -выход теста, %;

К - количество сырья, затрачиваемого на разделку, смазку, отделку тестовых заготовок, кг;

G_бр. - затраты на брожение теста, % ;

G_уп - упек, %;

G_ус. - усушка, %;

П - количество сырья на отделку выпеченных изделий, кг.

Величину технологических затрат следует принимать с учетом технологических факторов: способа тестоприготовления, способа выпечки, условий хранения готовых изделий, массы изделий и др. Технологические затраты ориентировочно составляют: затраты при брожении при приготовлении теста на больших густых и густых опарах - 2,5-3 %; на жидких опарах - 1,7 - 2 %; при ускоренных способах - 1,6 - 1,8 %. Упёк при выпечке хлеба ржаного и пшеничного формового составляет 6 - 8 %; хлеба подового 8 - 9 %; булочных изделий массой до 200 г включительно 9 - 12 %; сдобных и мелкоштучных изделий 10 - 14 %. Усушка хлеба при обычных условиях хранения равна 3 –4 %; в закрытых камерах - 2,8 - 3,2 %; в закрытых контейнерах - 2,5 - 3 %. Величину технологических затрат можно взять по данным действующих предприятий.

Выход теста рассчитывается по формуле

, (18)

где В_Т -выход теста, %;

∑СВ- суммарное содержание сухих веществ сырья, кг;

W_T - влажность теста, %.

Содержание сухих веществ рассчитывают исходя из нормативной рецептуры изделий [6, 7]. В расчётах влажность муки принимают, равной базисной величине 14,5 %. Влажность остальных видов сырья принимается по допустимым нормам, установленным в соответствующих стандартах или технических условиях на сырьё; можно воспользоваться справочными данными [9, 10].

При расчёте выхода теста учитывают сырьё, которое в соответствии с пофазной рецептурой, представленной в [5, 6], расходуется на его приготовление, а не на разделку или отделку. Если при приготовлении теста используется увеличенная доза дрожжей, молочная сыворотка (например, в ускоренных способах), применяются жидкие дрожжи, добавки; то они включаются при расчёте в суммарную массу сырья. Расчёт суммарного содержания сухих веществ сырья рекомендуется представить в виде табл. 5.

Таблица 5

Определение сухих веществ сырья

Наименование сырья	Количество сырья, кг	Влажность сырья, %	Содержание сухих веществ
%	кг
Мука
Дрожжи
Соль
и др.
Итого:

Количество сырья, расходуемого на разделку, смазку, отделку тестовых заготовок учитывают в величине - К- расчётной формулы (17). Например, яйца на смазку тестовых заготовок, сырьё на крошку для отделки тестовых заготовок; растительное масло для разделки и смазки. Таким же образом учитывается расход изюма, тмина, кориандра, аниса, корицы. Сырьё, расходуемое на отделку выпеченных изделий учитывается в величине - П. Например, помада, сахарная пудра, которыми могут отделываться выпеченные изделия.

Влажность теста рассчитывается по формуле

W_Т= W_Х + n, (19)

где W_Х - влажность мякиша изделия по стандарту, %;

n- разница между начальной влажностью теста и влажностью мякиша изделий.

Величина nпринимается в расчётах для булочных изделий 0,5 - 1,0 %;

для хлеба -1 - 1,5 %; для сдобных и мелкоштучных изделий - 0 %.

Выход теста может быть рассчитан также по другой методике - через средневзвешенную влажность сырья [15, 16].

Полученная величина рассчитанного выхода сравнивается с плановой нормой (ориентировочной) выхода, установленной для хлебозаводов (В₁) или пекарен (В₂) [7]. Расчетный выход должен соответствовать ориентировочному или превышать его на 1-2 %. При невыполнении этого требования повторяют расчёт выхода, изменяя соответствующим образом технологические затраты.