43830

Определение возможности получения гречневой крупы под воздействием инфракрасной обработки

Дипломная

Лесное и сельское хозяйство

Основные продукты переработки зерна используемые в питании крупы и мука. В зернах гречихи содержатся: легко усваиваемые белки до 16 в том числе незаменимые аминокислоты аргинин и лизин; углеводы до 30 и жиры – до 3; много минеральных веществ железо кальций фосфор медь цинк бор йод никель кобальт; клетчатка; яблочная лимонная щавелевая кислоты; витамины группы В РР и Р рутин.Область применения В России выращиваемую гречку используют в основном для производства различных круп: ядрицы представляющей собой целые...

Русский

2013-11-07

532.66 KB

37 чел.

Содержание:

Введение………………………………………………………………………….5

Глава 1. Литературный обзор………………………………………………....5

  1.1.Продукт и его положительные характеристики………………………….6

         1.1.1.Химический состав…………………………………………………..9

         1.1.2.Ботанический вид………………………………………………….10

         1.1.3.Энергетическая, пищевая, биологическая ценности продукта…..12

         1.1.4.Область применения………………………………………………..13

         1.1.5.Традиционная технология переработки…………………………...14

  1.2. Физические основы ИК-обработки………………………………………16

         1.2.1.Теоритические основы ИК-излучения…………………………….16

         1.2.2.Применение ИК-техники в пищевой промышленности………….18

         1.2.3.Сравнительная техника ИК-обработки……………………………20

         1.2.4.Применение ИК-излучения при переработки зернового сырья….27

Глава 2. Материалы и методы………………………………………………..36

  2.1. Материалы исследования………………………………………………...36

  2.2. Схема проведения исследования………………………………………..38

  2.3. Методы определения качества…………………………………………..39

         2.3.1. Определение влаги методом высушивания до постоянной массы....................................................................................................................39

2.3.2. Определение кислотности по «болтушки» и экстракту………..40

2.3.3. Определение кинетики набухания……………………………….42

2.3.4. Определение потребительских достоинств (органолептические показатели восстановления крупы: цвет, вкус, запах, консистенция, время варки, коэффициент привара)………………………………………………….43

2.3.5. Определение водорастворимых веществ…………………….......43

2.3.6. Определение степени клейстеризации крахмала ( по Аниськину)………………………………………………………………………44

2.3.7. Определение насыпной массы…………………………………….47

Глава 3. Результаты и обсуждения…………………………………………..46

  3.1. Изменение влажности продукта при ИК-обработки……………………46

  3.2. Влияние ИК-обработки кислотности по «болтушки» и экстракту……47

  3.3. Изменение кинетики набухания продукта после ИК-обработки………48

  3.4. Влияние режимов обработки на потребительские достоинства (органолептические показатели восстановления крупы: цвет, вкус, запах, консистенция, время варки, коэффициент привара)…………………………..49

  3.5. Влияние ИК-обработки на содержание водорастворимых веществ…..50

  3.6. Изменение степени клейстеризации крахмала при ИК-обработки……51

  3.7. Влияние ИК-обработки на насыпную массу……………………………52

Выводы на основе исследования……………………………………….53

Глава 4. Предлагаемая технологическая схема получения нового продукта………………………………………………………………………...54

Глава 5. Экономическая часть……………………………………………….54

  5.1. Резюме……………………………………………………………………..54

  5.2. Характеристика отрасли………………………………………………….55

  5.3. Маркетинговые исследования……………………………………………57

5.3.1. Оценка рынка сбыта………………………………………………..57

5.3.2. Характеристика продукции и оценка ее конкурентоспособности…………………………………………………………57

5.4. Расчет текущих затрат……………………………………………….59

5.4.1. Баланс времени работы предприятия…………………………….59

5.4.2. Производственная программа……………………………………..59

5.4.3. Расчет себестоимости сырья………………………………………60

5.4.4. Расчет стоимости вспомогательных материалов………………..60

5.4.5. Расчет стоимости электроэнергии………………………………..61

5.4.6. Расчет стоимости воды……………………………………………61

5.4.7. Расчет стоимости заработной платы…………………………….62

5.4.8. Расчет себестоимости продукции………………………………..63

5.5. Расчет экономической эффективности……………………………..64

Глава 6. Охрана труда и окружающей среды………………………………66

  6.1. Требования к помещению лаборатории…………………………………66

6.1.1. Организация рабочего места………………………………………66

6.1.2. Обеспечение нормативной освещенности………………………..67

6.1.3. Электробезопасность………………………………………………71

6.1.4. Шум и вибрация……………………………………………………74

6.1.5. Обеспечение нормативных параметров микроклимата…………76

6.1.6. Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны………..78

6.1.7. Вентиляция…………………………………………………………80

6.1.8. Взрывопожаробезопасность……………………………………….81

  6.2. Правила безопасной работы в лаборатории……………………………85

6.2.1. Работа со стеклянной посудой……………………………………85

6.2.2. Работа с ядовитыми веществами…………………………………87

6.2.3. Оказание первой помощи при несчастных случаях…………….88

  6.3. Охрана окружающей среды………………………………………………89

Глава 7. Список используемой литературы………………………………..90

ВВЕДЕНИЕ

Зерновые продукты - основа питания человека. В пищевом рационе населения большинства стран мира они составляют 50 и более процентов его суточной энергетической ценности.

Для человека они являются главным источником растительного белка и углеводов, витаминов группы В и минеральных солей. Основные продукты переработки зерна, используемые в питании - крупы и мука.

Крупа  - ценный продукт питания, состоящий из цельных или дроблёных зёрен крупяных (просо, гречиха, рис, кукуруза), зерновых (ячмень, овёс, пшеница) и бобовых (горох, фасоль, чечевица) культур. К крупе относятся также хлопья (овсяные, кукурузные), вспученные и «взорванные» зёрна (рисовые, пшеничные), искусственное саго из картофельного или маисового (кукурузного) крахмала. В состав круп входят белки (7—23 %), жиры (0,6—6,2 %), углеводы (57,7—77,3%), клетчатка (0,2—2,8%), минеральные вещества (0,5—2,6 % ) и витамины (тиамин, рибофлавин, ниацин и др.). Из круп готовят супы, каши, котлеты, оладьи, клёцки, пудинги, биточки, запеканки, крупеники и другие блюда.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ МОЕГО ИССЛЕДОВАНИЯ

Целью данной дипломной работы является: определение возможности получения гречневой крупы под воздействием инфракрасной обработки.

Для осуществления этой цели нами были поставлены следующие задачи:

1. Определить режимные параметры обработки  гречневой крупы  инфракрасным излучением;

2.Определить качественные показатели  обработанной  инфракрасным излучением гречневой крупы.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1.Продукт и его положительные характеристики

         Культура гречихи возникла на Западных склонах Гималаев, затем проникла в Восточную Азию и на Запад. По версии историков, в Россию гречиха была завезена в XIII веке из Азии татарами, и поэтому у западных славян и прибалтийских народов её называют татаркой. Гречка — незаменимый компонент здорового питания. Она, как уже говорилось, выращивается без «химии». В зернах гречихи содержатся: легко усваиваемые белки — до 16% (в том числе незаменимые аминокислоты — аргинин и лизин); углеводы — до 30% и жиры – до 3%; много минеральных веществ (железо, кальций, фосфор, медь, цинк, бор, йод, никель, кобальт); клетчатка; яблочная, лимонная, щавелевая кислоты; витамины группы В, РР и Р (рутин). Котелок с кашей — это своего рода небольшая аптечка, а раз так – гречку запросто можно использовать в качестве альтернативы лекарствам.
Содержащееся в крупе железо способствует образованию красных кровяных телец и гарантирует хороший цвет лица. Калий поддерживает оптимальное кровяное давление, кальций – наш верный союзник в борьбе против кариеса, ломких ногтей и хрупких костей, магний спасает от депрессии и помогает в борьбе с лишним весом.
         Особенно полезна гречка, как считают врачи, больным диабетом и людям, страдающим ожирением, поскольку гречка содержит меньше углеводов, чем другие крупы, ведь недаром диабетикам противопоказаны продукты с высоким их содержанием: рис, картофель, белый хлеб, сладости. Блюда из гречки заменят больному и картофель, и хлеб.
         Гречневая каша помогает работе сердца и печени, она способствует выведению из организма избыточного холестерина (а значит, любителям гречки не столь грозят старческий склероз и проблемы с сердцем), выводит из организма шлаки и ионы тяжелых металлов, что особенно актуально для жителей мегаполисов и районов с неблагополучной экологией. Гречка рекомендуется людям, страдающим болезнями сосудов, ревматизмом и артритом, она уменьшает проницаемость сосудов и их ломкость, препятствует тромбообразованию. Среди других круп гречка считается наиболее полноценной заменой мясу.
         Врачи ценят гречку и за большое количество рутина. Это вещество уплотняет стенки кровеносных сосудов, останавливает кровотечения, оказывает профилактическое и лечебное воздействие на вены, например, при варикозном расширении вен и при геморрое. В соединительных тканях рутин укрепляет мельчайшие кровеносные сосуды. Поэтому гречневая каша крайне полезна при различных заболеваниях сосудов. Она улучшает кровообращение и укрепляет иммунную систему. Гречка ценится также за способность поддерживать зрение и мозговое кровообращение.
         Гречка — чемпион по содержанию железа, поэтому ее рекомендуют при анемии, достаточно принимать, запивая молоком, 2 ст. ложки гречневой муки в день, и уровень гемоглобина придет в норму. Если вы намерены по-настоящему лечиться гречкой, тогда покупайте не жареную крупу, а ту, что бледно-желтого цвета.
         В Китае и в Индии гречка с давних пор считается крупой, способной подпитывать человека жизненной энергией, поскольку заостренная форма ее зерен делает воздействие микроэлементов, содержащихся в зерне, на биологически активные точки организма более эффективным.
Лечебными свойствами обладает не только крупа. Гречневой шелухой издавна набивают подушки. Спать на такой подушке рекомендуют тем, у кого беспокойный сон. Целебны и цветки гречки.

Особая практическая ценность гречихи состоит в том, что она не нуждается ни в каких удобрениях, тем более в химических. Наоборот, они лишь портят вкус зерен. Кроме того, гречиха, пожалуй, единственное сельскохозяйственное растение, которое не только не боится сорняков, но и успешно борется с ними: она вытесняет сорняки, глушит, убивает их уже в первый год посева, а на втором вообще оставляет поле идеально чистым от сорных трав без всякого вмешательства земледельца. И, наконец, гречиха, как известно, превосходный медонос. А гречишный мед считается лучшим и по вкусу, и по свойствам, и используется как действенное средство от простуд и гриппа. Соседство гречишных полей и пасек ведет к экономическим выгодам, убивая двух зайцев: с одной стороны, резко увеличивается продуктивность пасек, выход товарного меда, с другой — в результате опыления значительно повышается урожай гречихи. Возделывание гречихи позволяет вести многоотраслевое хозяйство практически совершенно безотходно, получая гречневую крупу, гречневую муку, мед, воск, прополис, маточное молочко (апилак). Не следует забывать, что гречка, мед, воск всегда были национальными продуктами России, точно так же, как рожь, пенька и лен.
         Гречневая мука – это уникальное сочетание исключительных вкусовых свойств и полезных качеств. Она, несомненно, должна входить в состав любой современной диеты.
Это поистине чудесное злаковое пришло к нам из Южной Азии, где культивировалось более 1000 лет. Оно давно входит в еженедельный рацион питания во многих частях России и Китая, а в наше время на неё обратили внимание и в других странах. Совершенно новое применение гречке нашли на Западе. Там из неё производят муку, которая обладает тонким ореховым вкусом, легко переваривается и, самое главное, несет огромную пользу организму.
         Гречневая мука, в отличие от пшеничной, совершенно не содержит глютена и является уникальным источником растительного белка. Нельзя недооценивать и её питательные свойства, такие как: большое количество углеводов, присутствие почти всех витаминов группы В и всех необходимых организму аминокислот.

Помимо этого, гречневая мука обладает важными лечебными свойствами. Она оказывает положительное влияние на сосудистую систему, укрепляет капилляры, способствует правильной работе печени, помогая выведению токсинов, а также помогает решить столь деликатную проблему запоров. Это один из немногих продуктов, помогающий снизить количество холестерина в крови. Незаменима гречка и при остеоартрите, заболеваниях брюшной полости. Самое удивительное, что при помощи гречки можно повысить своё настроение и снизить риск развития депрессий из-за содержащегося в ней гормона дофамина.

Гречневая мука, в отличие от крупы, имеет серовато-коричневый оттенок и горьковата на вкус.

1.1.1.Химический состав

Витамины

Таблица 1.1.1.1.

Витамин PP

4,2 мг

Витамин E

6,65 мг

Бэта-каротин

0,01 мг

Витамин A (РЭ)

                    2 мкг

Витамин B1 (тиамин)

0,43 мг

Витамин B2 (рибофлавин)

                    0,2 мг

Витамин B6 (пиридоксин)

                    0,4 мг

Витамин B9 (фолиевая)

                    32 мкг

Витамин E (ТЭ)

                    0,8 мг

Витамин PP (Ниациновый эквивалент)

                    7,2 мг

Макроэлементы

Таблица 1.1.1.2.

         Кальций

20  мг

Магний

200  мг

         Натрий

3  мг

         Калий

380  мг

         Фосфор

298  мг

Хлор

33  мг

Сера

88  мг

Микроэлементы

Таблица 1.1.1.3.

Железо

6,7  мг

Цинк

2,05  мг

Йод

3,3  мкг

Медь

640  мкг

Марганец

Селен

1,56  мг

8,3  мкг

Хром

4  мкг

Фтор

23  мкг

         Молибден

34,4  мкг

Кремний

81  мг

Кобальт

3,1  мкг

Никель

10,1  мкг

Титан

33  мкг

1.1.2.Ботанический вид

         Гречка, она же греча, она же греческая пшеница, она же гречуха, она же гречиха – растение семейства гречишных. Семена этой крупяной культуры пригодны для питания человека, однако не имеют никакого родства со злаками. В родне у гречки состоят ревень, шпинат, щавель и даже свекла.

Ещё одно существенное отличие гречки от множества культурных растений – она не боится сорняков и сама кого хочешь вытеснит и заглушит! Уже в первый год рядом с гречкой на поле сорной травы не найти. Поэтому ей для хорошего роста никакие пестициды не нужны. А если рядом с гречишным полем устроить пасеку, урожайность крупы благодаря усиленному опылению пчелами возрастет процентов на 30-40. При этом зерно получится экологически чистым и исключительным на вкус.

Средний урожай этой культуры невысок (примерно 4–5 центнера с гектара), к тому же она довольно прихотлива и трудна в выращивании. Тем не менее высокие вкусовые и питательные качества побуждают людей засевать ею большие площади.

 


1.1.3.Энергетическая, пищевая, биологическая ценности продукта

Энергетическая ценность — 313 ккал

Пищевая ценность на 100г.

Таблица 1.1.3.1.

Калорийность

308  кКал

Белки

12,6  гр

Жиры

3,3  гр

Углеводы

57,1  гр

Пищевые волокна

11,3  гр

Вода

14  гр

Моно- и дисахариды

1,4  гр

Крахмал

55,4  гр

Зола

Насыщеные жирные кислоты

1,7  гр

0,6  гр

Ненасыщеные жирные кислоты

2,28  гр

Биологическая ценность. Благодаря внедренному в ядро гречихи крупному зародышу (10-15%), по содержанию витаминов В2, Р и Е она превосходит все биологические культуры, а по биологической ценности приближается к белкам куриного яйца и сухого молока, что делает гречку незаменимой для постящихся.
         В гречке, в биологически доступных формах присутствует большое количество соединений фосфора, железа, кальция и марганца - микроэлементов, способствующих кроветворному процессу. Также она содержит аргинин – аминокислоту, необходимую для нормального функционирования гипофиза. Аргинин оказывает иммуностимулирующий эффект, замедляет рост опухолей, улучшает состояние кожи, снижает риск возникновения инфарктов и инсультов. Гречка рекомендуется для больных сахарным диабетом, при аллергических заболеваниях, атеросклерозе, ишемической болезни сердца, гипертонии, заболеваниях поджелудочной железы.
         Гречиха - единственная культура, содержащая рутин, который повышает прочность стенок кровеносных капилляров и обладает противорадиационным действием. Присутствие в зерне гречки лецитина делает её незаменимой в предотвращении жирового перерождения печени, в обеспечении улучшения состояния нервной системы, в повышении умственной работоспособности, в оказании защитного действия на слизистые желудка, в замедлении развития катаракты, а содержание пантотеновой кислоты сделало её «антистрессовым витамином».

1.1.4.Область применения

В России выращиваемую гречку используют в основном для производства различных круп: «ядрицы» (представляющей собой целые плоды гречихи, освобожденные от плодовых оболочек), «продела» (дробленое зерно гречки), «смоленской крупы» (сильно измельченные зерна гречихи).

Также гречка в России и других странах мира применяется для получения гречневой муки, используемой в основном в домашней кулинарии. Стоит отметить, что из-за отсутствия в составе гречки клейковины (глютена) получаемая из нее мука непригодна в чистом виде для хлебопечения, для выпечки гречишного хлеба можно использовать лишь смесь гречневой и пшеничной муки.

А вот в странах Юго-Восточной Азии употребляют в пищу не только зерна, но также богатые витаминами и минеральными веществами листья и побеги гречихи – их добавляют в супы, салаты, соусы и маринады.

Отличающаяся высоким содержанием рутина и других полезных для организма человека веществ, гречка также находит применение в производстве разнообразных лекарственных препаратов. Не пропадает даром также шелуха и семенные оболочки гречки – эти побочные продукты производства гречневой крупы используют в качестве наполнителя для специальных ортопедических подушек.

1.1.5.Традиционная технология переработки

  Оборудование для переработки гречки

Данная линия предназначена для переработке гречихи ее очистки, шелушения и сортировки гречихи. В основе линии используется самое качественное и надёжное оборудование и комплектующие, что гарантирует долговечную и безотказную работу всей линии.

Линия по переработке гречки изготавливаемая в Китае, обладает не только качествами сопоставимыми с зарубежными аналогами, но и даже превосходящая их, при этом стоящая значительно дешевле.

Комплектация — Линия для переработки гречки

Таблица 1.1.5.1.

Наименование

кол-во

Оборудование для очистки и сортировки

Бункер

1

Ковшовый элеватор

1

Сортировочное сито

2

Оборудование для шелушения гречихи

Бункер

2

Ковшовый элеватор

2

Машина для шелушения гречихи

2

Электрический шкаф

3

Технические характеристики - Линия для переработки гречки

1. Оборудование для очистки и сортировки:

  1.  Мощность: 2,58 кВт
  2.  Нужен 1 оператор
  3.  коэффициент примеси 99.8%
  4.  классификация Количество — 6

2. Оборудование для шелушения гречихи

  1.  Мощность: 20,18 кВт
  2.  Доля неочищенной гречихи: 1-2%
  3.  Доля дробленой гречихи 3-4%
  4.  Нужен 1 оператор
  5.  производительность 200—250KG/час сырьё
  6.  коэффициент целой кожурой 93%
  7.  Общий вес линии: 6 тонн
  8.  Высота линии 4,5 м.

1.2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФРАКРАСНОЙ ОБРАБОТКИ.

  

         Особенностью применения ИК-излучения в пищевой промышленности является возможность проникновения электромагнитной волны в такие капиллярно-пористые продукты, как зерно, крупа, мука и т.д. на глубину до 7мм. Эта величина зависит от характера поверхности, структуры, свойств материала и частотной характеристики излучения.

Микронизация - процесс, заключающийся в обработке зерна инфракрасными лучами.

При обработке зерна таким способом используют различные в конструктивном отношении машины, называемые микронизаторами.

1.2.1.Теоритические основы инфракрасного излучения

Открыто инфракрасное излучение было в 1800 г. английским ученым В. Гершелем. Гершель обнаружил, что в полученном им с помощью призмы спектре Солнца за границей красного, т.е. уже в невидимой области, температура термометра повышается.

Термометр, помещенный в эту область, показывал большую температуру, чем контрольный термометр. Далее было доказано, что излучение в этой области подчиняется законам оптики, следовательно, имеет ту же природу, что и свет.

Спустя 123 года после открытия инфракрасного излучения советский физик А.А. Глаголева-Аркадьева получила радиоволны с длинной волны равной приблизительно 80 мкм, т.е. располагающиеся в инфракрасном диапазоне длин волн.

Это доказало, что свет, инфракрасные лучи и радиоволны имеют одинаковую природу, все это лишь разновидности обычных электромагнитных волн. Электромагнитные волны окружают нас повсеместно. Они везде. С их помощью мы слушаем радио, смотрим телевизор, общаемся по мобильному телефону. Без всего этого наша жизнь была бы не просто другой, намного более тяжелой или неудобной, наша жизнь была бы просто невозможной!

Ведь свет – это тоже электромагнитные волны. С помощью электромагнитных волн у нас есть возможность видеть окружающие нас предметы.

Итак, инфракрасные волны располагаются в диапазоне между красным концом видимого спектра с длиной волны 7,4х10-7м и короткими радиоволнами 2х10-3м. Сейчас весь диапазон инфракрасного излучения подразделяют на три составляющих:

- коротковолновая область: 1=0,74 – 2,5 мкм;

- средневолновая область: 1=2,5-50мкм;

- длинноволновая область: 1=50-2000мкм.

Так же необходимо знать, что все тела, твердые и жидкие, нагретые до определенной температуры излучают энергию в инфракрасном спектре.

При этом длины волн, излучаемым телом, зависят от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения. При температуре, не превышающей 300 градусов Цельсия, излучение происходит полностью в инфракрасном спектре.

При этом тело кажется темным. При повышении температуры тела-излучателя спектр излучения смещается в видимую область, при этом тело становится сначала темно-красным, затем красным, потом желтым и уже при очень высоких температурах (»5000 градусов Цельсия) оно кажется белым.

Все это необходимо знать при выборе инфракрасного излучателя. Многие производители нагревателей указывают на своих изделиях нечто вроде: темные нагреватели, длинноволновые или светлые нагреватели. Не так просто разобраться, что к чему. Все это инфракрасные нагреватели, их отличают лишь длины волны и температура излучающей поверхности.

1.2.2.Применение инфракрасной техники в пищевой промышленности

В промышленности инфракрасное излучение применяется для сушки и нагрева материалов и изделий при их облучении, а также для обнаружения скрытых дефектов изделий.

Для пищевых продуктов глубина проникновения инфракрасных лучей достигает 6-12 мм. На эту глубину проникает небольшая часть энергии излучения, но температура слоя, лежащего на расстоянии 6-7 мм от поверхности материала, растет значительно интенсивнее, чем при нагреве конвективным способом. Средневолновое и коротковолновое инфракрасное излучение оказывают более сильное воздействие на пищевые продукты как за счет большой глубины проникновения, так и более эффективного воздействия на молекулярную структуру продуктов.

Инфракрасная сушка продуктов питания основана на том, что инфракрасное излучение активно поглощается водой, содержащейся в продукте, но не поглощается тканью высушиваемого продукта, поэтому удаление влаги возможно при невысокой температуре (40-60 градусов Цельсия). Это дает практически полностью сохранить витамины, биологически активные вещества, естественный цвет, вкус и аромат подвергающихся сушке продуктов, что в свою очередь является одной из важнейших задач в области переработки продуктов питания. Сушка продуктов по данной технологии позволяет сохранить содержание витаминов и других биологически активных веществ в сухом продукте на уровне 80-90% от исходного сырья.

При непродолжительном замачивании (10-20мин.) прошедший инфракрасную (ИК) сушку продукт восстанавливает все свои натуральные органолептические, физические и химические свойства и может употребляться в свежем виде или подвергаться любым видам кулинарной обработки. Сушка овощей и фруктов, круп и т.д. таким способом дает возможность производства разнообразных пищевых концентратов быстрого приготовления, которые используются в хлебопекарной, кондитерской промышленности, как компонент сухих смесей детского питания. По сравнению с традиционной сушкой, овощи, обработанные инфракрасной сушкой после восстановления обладают вкусовыми качествами, максимально приближенными к свежим. Кроме того, порошки, прошедшие инфракрасную сушку, обладают противовоспалительными, детоксирующими и антиоксидантными свойствами. Применение продуктов, прошедших инфракрасную сушку, в молочной, кондитерской, хлебопекарной промышленности дает возможность расширить ассортимент пищевой продукции со специфическими вкусовыми свойствами. Инфракрасная сушка позволяет выпускать продукты не содержащие консервантов и других посторонних веществ. Прошедший инфракрасную сушку продукт более стоек к развитию микрофлоры.

Еще один положительный момент состоит в том, что технология инфракрасной сушки влажных продуктов позволяет практически на 100% использовать подведенную к продукту энергию. В отличие от всех других видов сушки, при инфракрасной (ИК) сушке энергия подводится непосредственно к воде, содержащейся в продукте, чем и достигается высокое КПД и, следственно, значительно экономится электроэнергия.

Установлено, что термообработка продуктов инфракрасным излучением позволяет сократить время обработки различных изделий в несколько раз, расход энергии до 15 раз. При этом продукт стерилизуется, что значительно повышает срок его хранения.

1.2.3.Сравнительная техника инфракрасной обработки

Сушильное оборудование от «УкрСушка»

У предприятий, основным направлением работы которых является сушка фруктов и овощей для последующего применения их в кулинарных  целях, всегда есть потребность в приобретении профессионального оборудования, которое обеспечивает отличные результаты и максимально сохраняет ценные качества продукции.

Одним из самых эффективных способов такой обработки является инфракрасная сушка, имеющая множество преимуществ и обеспечивающая стабильный доход при умеренных затратах.

Такая сушильная линия разработана с применением инновационных технологий. С ее помощью на производстве обрабатывают продукты – от фруктов и овощей до мяса, а также имеется оборудование для сушки гипсовой плитки, песка, угля, брикетов, опилок, комбикорма, лекарственных трав и т.д. Причем воздействие и оптимальное избавление от влаги (с уменьшением в объеме) происходит на молекулярном уровне, и гарантировано проникновение инфракрасных лучей в обрабатываемую продукцию на максимально возможную глубину.

После такой обработки пищевые продукты – овощи, фрукты, ягоды и прочие – не только практически полностью сохраняют витамины и пищеварительные вещества, но и пригодны к употреблению даже в сыром виде.

Кроме того, стоит отметить, что сушильные шкафы от «УкрСУШКА», снабженные температурными датчиками и оборудованием для равномерного обдува, выполняют сушку достаточно быстро, чтобы обеспечить предприятию завидную производительность.

Продукции на выходе при применении инфракрасных лучей присущи все свойства, характерные сырым фруктам, овощам и другим продуктам – она имеет практически тот же состав, характерный аромат, отличается замечательными вкусовыми качествами. Предлагаемое сушильное оборудование, рассчитанное на относительно быструю обработку большого количества продукции в производительных условиях, значительно повышает срок хранения готовой продукции, включая хранение в условиях, несколько отступающих от общепринятых норм. Окупается такое оборудование в короткие сроки, для него не характерны ощутимые теплопотери и затраты энергии, поскольку инфракрасная сушка овощей и фруктов, а также других продуктов выполняется при низких температурах и не требует последующего охлаждения оборудования и помещения, в котором оно находится.

Обслуживание оборудования не предполагает никаких особых сложностей. Сушильные установки еще на этапе их выпуска проходят необходимые тестирования и проверки и полностью соответствуют требованиям к безопасности и технологическим нормам.

Российский филиал компании «УкрСУШКА», специализирующейся на производстве сушильных установок для различных целей, гарантирует своим клиентам высокое качество поставляемого оборудования – такого как сушильные шкафы, сушильные линии, специальные камеры и прочее.

Начиная с 2000 года, специалисты компании регулярно совершенствуют оборудование. В последние годы предприятия по сушке продуктов смогли оценить преимущества оборудования, выполненного с применением большого числа инфракрасных излучателей, а также за счет использования нержавеющей стали как одного из основных материалов при выпуске сушильных установок.

Установка для термообработки зернового сырья УТЗ-4.

УТЗ-4 предназначена для термообработки злаковых, масличных и крупяных культур (пшеница, ячмень, рожь, овес, соя, рапс, подсолнечник), а также любого другого зернового и масличного сырья ИК-методом.

Общий вид установки:

Техническая характеристика УТЗ-4:

Производительность (в зависимости от продукта) 100-300 кг/час;

Тип инфракрасных излучателей (лампа галогеновая) КГТ 220-1000;

Сетка конвейерная подовая витая;

Размер ячейки в свету 1,5 мм;

Материал сетки н/у сталь;

Ширина сетки 650 мм;

Площадь подовой поверхности 0,8 м²;

Равномерное распределение продукта по ширине сетки и регулировка толщины слоя продукта производится с помощью дозатора установки и гребенки, оригинальной конструкции;

Установленная мощность: инфракрасных излучателей 27 кВт, электропривода 0,5кВт;

Трехфазная четырехпроводная сеть с глухозаземленной нейтралью, номинальное напряжение 380 В;

Габаритные размеры: длинна 2620 мм, ширина 1150 мм, высота 1280 мм;

Вес 350 кг;

Обслуживающий персонал 1 чел.

Техническая характеристика УТЗ-4 Ш:

Производительность (в зависимости от продукта) 100-500 кг/час;

Тип инфракрасных излучателей (лампа галогеновая) КГТ 220-1000;

Сетка конвейерная подовая витая;

Размер ячейки в свету 1,5 мм;

Материал сетки н/у сталь;

Ширина сетки 830 мм;

Площадь подовой поверхности 1,3 м²;

Равномерное распределение продукта по ширине сетки и регулировка толщины слоя продукта производится с помощью дозатора установки и гребенки, оригинальной конструкции;

Установленная мощность: инфракрасных излучателей 33 кВт, электропривода 0,5кВт;

Трехфазная четырехпроводная сеть с глухозаземленной нейтралью, номинальное напряжение 380 В;

Габаритные размеры: длинна 2620 мм, ширина 1330 мм, высота 1280 мм;

Вес 380 кг;

Обслуживающий персонал 1 чел.

Установка включает в себя нагревательную камеру, состоящую из трех кассет и содержащую 27 или 33 кварцевые галогенные лампы, расположенные над ленточным транспортером с лентой из жаропрочного материала. Скорость ленты, время нахождения продукта в зоне обработки, толщина слоя материала на ленте плавно регулируется.

        Установка УТЗ-4 позволяет, обрабатывая зерновые продукты, сохранить их нативные свойства.

Режимы обработки соевых бобов и других зернобобовых культур позволяют инактивировать ингибиторы протеаз до значений действующего стандарта без снижения содержания растворимого протеина.

При ИК-обработке уменьшается кислотное число, снижается активность липаз и липоксигеназы в масличных культурах (льне, семенах подсолнечника и т.д.) что положительно сказывается на вкусовых свойствах и сроках хранения растительных масел.

Установка УТЗ-4 технологична, легко встраивается в уже существующие линии и позволяет создавать новые технологические цепочки, не имеющие аналогов.

Существует модификация на 1000 кг/час.

Технические характеристики:

Производительность 1000 кг/ч;

Потребляемая мощьность 105 кВт/ч

Габаритные размеры (ДхШхВ) 4500х1740х1413 мм;

Площадь подовой поверхности 4,35 м².

ВОЭ-401 – Установка для инфракрасной обработки (ИК) зерна и зернопродуктов.

ВОЭ-401 предназначена для термообработки круп (рис, гречка, перловка), зерна (пшеница, ячмень, соя, рожь), семечек (подсолнуха, тыква), орехов. Работа в режимах подсушки, сушки, жарки.

Установка ВОЭ-401 включает в себя ленточный конвейер с лентой из жаропрочного материала. Скорость ленты, время нахождения продукта под нагревательными блоками, толщина слоя зерна на ленте плавно регулируется.

Рабочая нагревательная камера с инфракрасными лампами находится над лентой.

В процессе нахождения зерна в установке оно нагревается до 160-180°С, вспучивается, увеличивается в объеме и растрескивается. Влага, равномерно распределенная по объему зерновки, начинает по капиллярам, порам, трещинам двигаться к центру зерновки (по направлению теплового потока). Так как плотность потока инфракрасного излучения выбирается достаточно большой, то капиллярные соединения оболочки зерна быстро разрушаются и влага, перемещенная в начале процесса в центр зерновки, не имеет выхода наружу. При повышении температуры происходит ее испарение, давление водяных паров резко увеличивается, что приводит как бы к «взрыву» зерновки изнутри, в результате чего разрушается структурный каркас зерна и уменьшается прочность зерна, что способствует снижению энергозатрат при его дальнейшей обработке (поломок, плющении и т.д.).

Кроме того, инфракрасное излучение приводит к интенсификации биохимических процессов в обрабатываемом продукте вследствие резонансного поглощения энергии излучения молекулами белков и полисахаридов. При нагревании зерна до 20% крахмала, содержащегося в зерне, переходит в декстрины, которые легко усваиваются человеком, разрушаются токсичные вещества. Происходит легкая денатурация белка, а благодаря малому времени обработки (30-50 сек) практически полностью сохраняется витаминный комплекс. Таким образом, воздействие инфракрасного излучения на зерно способствует повышению усвояемости питательных веществ на 20-25%

Габариты (Д/Ш/В) мм: 3500х1000х1700

Потребляемая мощьность, кВт: 24,5

Производительность, кг/ч: до 300

Обслуживающий персонал, чел: 1

1.2.4.Применение ИК-излучения при переработки зернового сырья

        Обработка зерна и продуктов помола зерна инфракрасными лучами может иметь различные цели, например: сушка свежеубранного урожая; прогрев зерна перед помолом; борьба с вредителями; улучшение гигиенического состояния. Первоначальные исследования по использованию микроволнового излучения преследовали цель снизить потери зерна при хранении, причиняемые амбарными вредителями и порчу зерна за счет развития бактериальной и грибной микрофлоры. Однако в последние годы микроволновое излучение используют и для достижения других целей. Известно, что некоторые виды облучения приводят к определенным биохимическим и физическим изменениям в материале, подвергающемся облучению. Именно эти возникающие изменения и то влияние, которое они оказывают на конечный продукт, и представляют интерес для исследования.

Работами К. Лоренца показано влияние излучения на питательную полноценность и химический состав облученных мяса, овощей и фруктов. Однако сведений о влиянии излучений на пищевые достоинства и химический состав злаковых культур пока недостаточно . Т. Окаб разработал метод измерения количества влаги в зерне, основанный на микроволновом излучении. Этот метод обладает высокой точностью и обеспечивает практически мгновенный анализ влажности в обмолоченном неизмельченном зерне. Кроме того, микроволновый метод пригоден для контроля за содержанием влаги в зерне, подвергнутом тепловой сушке в потоке перед закладкой его на хранение. Разработана экспериментальная установка для сушки зерна сельскохозяйственных культур, в основе которой положено сочетание вакуума с микроволновым излучением. Такая установка обеспечивает повышение производительности сушки зерна, многих видов сельскохозяйственных культур, включая пшеницу. Примером внедрения энергии микроволн в практику служат результаты исследований Н. Доти и Бекера по кондиционированию зерна пшеницы перед помолом. В своих опытах с пшеницей указанные авторы предпринимали попытку оценить тот уровень микроволнового излучения, который вызывает нарушения мукомольных характеристик зерна и влияет на качество продукции. Л. Марк-Артур и Б.Д' Апполония в своих исследованиях микроволнового излучения приводят результаты, которые согласуются с данными более ранних исследования о нарушении структуры клейковинных белков в результате термической деструкции. Деструктивные изменения происходят не только в белках, но затрагивают также компоненты углеводной природы. При облучении образцов неповрежденного зерна отмечено ухудшение всех хлебопекарных показателей, что указывает на денатурацию или изменение свойств клейковинных белков. В России работы по изучению термообработки зерна ИК-излучением начали проводиться в 1934 г. инженером Н.Н. Воробьевым, Это были попытки создания устройств для дезинсекции и интенсификации процесса сушки зерна на основе применения различного рода инфракрасных излучателей. Оптические свойства анатомических составляющих зерна пшеницы и кукурузы как объектов терморадиационной обработки были изучены И.Ф. Пятаковым. Его работой было показано, что зерну, как объекту терморадиационной обработки, свойственна избирательность по отношению к различным частотам инфракрасного спектра. Также было показано, что в спектральной области 1,7-2,7 мкм зерну пшеницы свойственно максимальное пропускание ИК-излучения; в спектральной области 2,7-3,0 мкм зерну свойственно одинаковое максимальное поглощение ИК-излучения; в спектральной области 3,6-5,0 мкм наибольшим пропусканием обладает оболочка, а эндосперм - наибольшим поглощением. При использовании ИК-излучения в целях обжарки кукурузных хлопьев экспериментально исследованы спектральные и интегральные терморадиационные характеристики кукурузных хлопьев, а также их теплофизические свойства. Исследован процесс обжарки и найдены его оптимальные режимы. Обжаривание хлопьев с использованием ИК-излучения значительно улучшает их потребительские и пищевые достоинства по сравнению с хлопьями, обжаренными в газовой печи. В этих хлопьях значительно повышается пористость, товарный вид, содержание общего сахара, крахмала, жира, декстринов. В.А.Афанасьев провел сравнительные исследования биохимического состава ячменя, подвергавшегося поджариванию и микронизации. Выявлено, что при двух способах тепловой обработки происходит уменьшение водо- и солерастворимой фракции белка, при этом общее содержание белка практически остается неизменным. В поджаренном ячмене содержание водорастворимого белка уменьшается на 55,3%, а солерастворимого - на 37,5%. При микронизации эти значения гораздо меньше, соответственно39,4% и 22,6%. Количество проламинов в поджаренном ячмене уменьшается на 46,8%, а в микронизированном только на 18,6%.

Результаты изучения влияния ИК-нагрева на атакуемость белков зерен ячменя пищеварительными ферментами показали, что перевариваемость белка при ИК-облучении не снижается. Обработка зерна ИК-лучами оказывает существенное влияние и на углеводный комплекс зерна, происходит декстринизация крахмала. В отличие от клейстеризации процесс декстринизации характеризуется незначительным набуханием крахмальных гранул и их разрушением в зависимости от температурного режима. При декстринизации крахмала изменяются его физико-химические свойства. Наблюдается повышение содержания веществ, растворимых в воде, что способствует лучшей усвояемости продукта. При пропаривании ячменя также происходит частичная декстринизация крахмала. Количество декстринов увеличивается на 1,5-2,0% по сравнения с исходным зерном. Содержание декстринов в ячмене увеличивается в результате микронизации в 5 раз и может составить 12,8%. Декстринизация крахмала в свою очередь увеличивает атакуемость крахмала глюкоамилазой, что способствует улучшению его перевариваемости. ИК-нагрев зерна является эффективным способом обеззараживания и улучшения санитарного состояния, увеличивает гигроскопичность зерна, его набухаемость. Прочность ячменя после обработки уменьшается. Исследования терморадиационных и оптических характеристик зерна пшеницы, кукурузы, овса, рисовой и перловой крупы с использованием целого зерна и его морфологических составляющих (оболочек, эндосперма) проводились Т.Н.Грибковой. Показано влияние структуры зерновки, влагосодержания и цвета, выявлено, что различие в структуре зерновки (мучнистость, стекловидность) обусловливает различие ее оптических свойств. С увеличением стекловидности зерна отражательная способность снижается. Спектры пропускания имеют аналогичный характер.

Повышение влагосодержания приводит к увеличению отражения слоя зерна на всех длинах волн. В то же время светло-янтарная пшеница обладает больней отражательной способностью, чем темно-янтарная. Используя экспериментальные данные автором были рассчитаны спектральные коэффициенты, характеризирующие оптические свойства материала: спектральный коэффициент поглощения Кх, спектральный коэффициент отражения Sx и спектральный коэффициент ослабления Lx. Анализ литературных данных дает основание сделать вывод о том, что основное преимущество способа микронизации перед способом гидротермической обработки заключается в том, что микронизация вызывает декстринизацию крахмала, которая способствует лучшей его усвояемости, сокращает время приготовления, за счет поджаривания полученная крупа может обладать более ароматным запахом и хорошим вкусом. И.Б.Хейфец занимался разработкой способов, обеспечивающих производство из крупяного сырья концентратов, не требующих варки. Им разработан способ получения концентратов из крупяного сырья, сочетающий гидратацию, замораживание и инфракрасную обработку. Был определен режим инфракрасной обработки, обеспечивающий высокое качество готового продукта из перловой крупы.

Термообработку производили в два этапа. На первом этапе продолжительность обработки составляла 4 мин при интенсивности 9 кВт/м , на втором этапе - 7 мин при интенсивности 5 кВт/м . А.М.Худоногов считает, что из способов тепловой обработки зерна, кедровых орехов, лекарственно-технического сырья, трав, ягод, грибов предпочтительно применять электроинфракрасный нагрев. Этот способ обусловливает простоту конструкции электротехнических средств, он многофункционален, позволяет экономно расходовать энергию. Идея использования ИК-излучения для тепловой обработки сельскохозяйственных и других продуктов растительного происхождения не нова, но имеет большое значение. Л.С.Зелинская предложила технологический процесс переработки гречихи с использованием ИК-излучения, который позволяет снизить дробимость ядра, за счет чего увеличивается выход ядрицы на 5-7% против достигнутого на гречезаводах. Установлено, что микронизация гречихи и крупы приводит к полному уничтожению микрофлоры, что благоприятно сказывается на хранении крупы. Переработка гречихи с применением ИК-излучения способствует получению гречневой крупы с улучшенными потребительскими достоинствами, в частности с уменьшением времени ее варки при увеличенных значениях коэффициентов объемного и весового привара каши. С помощью данного способа обработки можно удовлетворить специфические требования к технологическому процессу: сохранение в продуктах питательных веществ и витаминов, ароматических и вкусовых свойств.

Применение ИК обработки в производстве нетрадиционных продуктов питания на зерновой основе В США запатентован процесс ИК-нагрева при перемешивании и плющении на мельничном роллере целого зерна или семян бобовых, в результате которого получают быстроприготовляемый, устойчивый в хранении и легкоусвояемый пищевой продукт типа хлопьев или вафель. Исходным сырьем служит зерно кукурузы, пшеницы, ржи, ячменя и других злаковых культур, а также соевые бобы, фасоль, горох, рис, картофель, кукурузная мука, семена хлопчатника. Процесс микронизации и получения нового вида продукта отличается от обычного производства вафельных хлопьев. Сухое зерно из бункера попадает на вибрирующий транспортер и во время движения в течение 25 с подвергается действию ИК-лучей. Когда зерна приобретают пластичность, они сходят с конвейера и попадают в роллер, где сплющиваются, становятся слегка вздутыми и напоминают по консистенции вафли, слегка хрустящие, но не жесткие. Их влажность около 8%, толщина < 1,25 мм (бобовые несколько толще), общий объем в массе становится на 3050% больше, чем до сплющивания. Для их восстановления можно добавлять примерно 30% воды. Преимущества производства нового продукта следующие: низкая влажность снижает опасность порчи при длительном хранении; при ИК-нагреве разрушаются ферменты, которые способствуют прогорканию, поэтому горечь не появляется; повышается усвояемость на 25% по сравнению с исходным продуктом.

Микронизированные зерновые и бобовые продукты применяются в пищу как готовые завтраки или же входят в состав супов и различных других блюд. По сравнению с производством обычных плющенных зерен или хлопьев по новому способу, достигается значительная экономия топлива и электроэнергии. Паровая обработка вообще не применяется . В Великобритании разработан способ переработки, предусматривающий нагрев зерна инфракрасными лучами в течение короткого времени, достаточного для его размягчения. При нагреве не допускается подсушивание и поджаривание зерна. Непосредственно после нагрева горячие и мягкие зерна прокатываются в вафли или хлопья, насыпной вес которых не превышает 50% от веса исходного материала. Прочность хлопьев достаточна для того, чтобы они не крошились. Таким способом можно обрабатывать различные сорта кукурузы, пшеницы, ржи, ячменя, бобов сои, а также других бобовых культур, особенно различные сорта сорго. При обработке сорго время нагрева перед прокаткой составляет менее 1% от времени нагрева, достаточного для растрескивания зерен .Установка для осуществления предложенного способа содержит бункер, в котором смонтирован вибратор, встряхивающий решето для очистки зерна.Для улучшения очистки можно применять воздушное дутье. С решета зерно поступает на наклонную вибрирующую плиту. Плита приводится в колебательное движение кривошипом и рычагом так, что зерно скатывается с нее и при этом проходит группу инфракрасных нагревателей. Зерно затем поступает в бункер, на выходе из которого установлены два раскатывающих валка.

Толщина готового продукта не превышает 1,2мм. Академиком Ю.М.   Плаксиным проведены фундаментальные исследования научно-технических основ пищевой теплотехнологии при ИК-энергоподводе. Е.П.Тюревым исследовано термическое действие ИК-излучения на различные виды зерна для получения "взорванных" зерен. В процессе нагрева - "взрыва" нарушается структура зерна, его форма, прочность, происходит полная стерилизация зерна. ИК-обработка зерна с получением "взорванных" зерен вызывает его нагрев и разрушение крахмала в зерне. Вместе с тем, рост температуры и давления парогазовой среды в зерне сопровождается термохимической деструкцией крахмальных зерен, ведущей к образованию высокоперевариваемых декстринов. В.А.Гунькин разработал способ производства ржаных хлопьев и получил новый продукт из микронизированного зерна ржи. Установлена возможность использования ржаных хлопьев в хлебопечении с целью обогащения хлеба биологически ценными веществами и пищевыми волокнами. Полученные результаты легли в основу НТД на ржаные хлопья из микронизированного зерна и на новые сорта хлеба с использованием микронизированных продуктов из зерна ржи. Также показано, что для получения ржаных хлопьев наряду с доброкачественным зерном может быть использовано проросшее зерно ржи.

        Введен показатель эффективности ИК-обработки зерна ржи для оперативного контроля производственного процесса. Английская фирма "Макронайзинг Ко Лтд" является наиболее крупной по разработке и постановке оборудования и технологии для микронизации зерна, используемых при производстве зерновых завтраков и комбикормов. Фирма поставляет оборудование в 22 страны. Технология, разработанная фирмой, при сравнительно низких энергозатратах обеспечивает высокую степень декстринизации зернового крахмала, что почти в 2 раза повышает усвояемость зерновых ресурсов при производстве стартерных комбикормов для молодняка животных. Повышенным спросом в Англии пользуются зерновые завтраки, готовые к употреблению. Например, фабрика "Чешир Хоулвуде ЛТд" выпускает порядка 1000 т продукции в месяц. Всего выпускается зерновых завтраков по 14 рецептурам. Основной зерновых завтраков, является микронизированное зерно, которое вводится в количестве 50-60% от массы завтрака. Кондитерская фабрика "Юнайтед Бисквит" в Лондоне - самая крупная в Европе, из микронизированных овсяных, и пшеничных хлопьев с добавлением сахара и шоколада производит козинаки. Другой областью применения микронизации в Англии является пивоварение, где применяется процесс обжаривания добавок из пшеницы.  

Фирма "Макронайзинг Ко Лтд" в последнее время работает над созданием технологий, включающих использование микронизации в сочетании с экструдированием. За рубежом микронизации подвергают практически зерно всех культур, кукурузу, ячмень, сорго, рис, бобы. Процесс микронизации изучается, создается специальное оборудование, расширяется сфера его применения. Таким образом, микронизация зерна позволяет получить новые зерновые продукты, быстрого приготовления и устойчивые в хранении. Задачей использования ИК-обработки зерна является получение новых (нетрадиционных) комбинированных продуктов питания с заданными свойствами высокого качества.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Материалы исследования

Объектом исследования являлась гречневая крупа ядрица (ГОСТ 5550-74). При оценке качества крупы учитывают показатели:

Цвет. Цвет различных культур не одинаков и зависит от находящихся в оболочках зерна и эндосперма пигментов, технологических режимов его обработки и храпения.

Свежая крупа должна иметь типичный для нее цвет – коричневый

В зависимости от условий и сроков храпения цвет крупы может меняться.

Вкус. Доброкачественная крупа имеет пресный или слегка сладковатый вкус, не допускается кисловатый, прогорклый — указывает па ее несвежесть.

Запах. В свежей крупе слабовыраженный и должен соответствовать данной крупе. Появление затхлого, плесневелого запаха говорит о ее несвежести и порче. Наличие посторонних запахов - результат несоблюдения товарного соседства или наличие посторонних примесей. Затхлый, плесневелый и посторонние запахи — не допускаются.

Влажность. Имеет важное значение при ее хранении и влияет на ее питательную ценность. Крупа с большой влажностью быстро портится. Сухая крупа может храниться неограниченно долго. Предельная влажность гречневой крупы - 14%.

Наличие посторонних примесей. Относят сорную примесь, необрушенные зерна (неосвобожденные от цветочной и плодовой оболочки), испорченные ядра (загнившие, заплесневевшие, с явно измененным цветом), битые (кусочки эндосперма определенной крупности) ядра. При наличие в крупе примесей сверх нормы ее переводят в более низкий сорт или считают нестандартной.

Содержание доброкачественного зерна. Показывает количество полноценной крупы и определяет ее товарный сорт.

Содержание металло магнитных примесей. Не должно превышать 3 мг.на 1 кг. Такие примеси вызывают ранение желудочно-кишечного тракта. Зараженность крупы вредителями не допускается.

Сорная примесь:

Органическая примесь: плодовые оболочки, остатки стеблей, мертвых  вредители хлебных запасов (жуки).

К сорной примеси относят весь проход через сито с диаметром 1,0 мм.

Минеральная примесь: песок, галька, частицы земли, наждака, руды шлака.

Сорные семена: семена всех дикорастущих растений.

Зерна культурных растений: зерна пшеницы, ржи, овса и других культур.

Испорченные ядра гречихи: загнившие, заплесневевшие, обуглившиеся- все с явно испорченным эндоспермом.[1]

2.2 Схема проведения исследования

Исходная крупа, W=14%

Схема эксперимента

W=20%

W=18%

W=16%

ИК – обработка

ρ = 28 кВт/м²

ρ = 24 кВт/м²

ρ = 20кВт/м²

Технологические и  физико-химические исследования

Определение потребительских достоинств

Определение количества декстринов

Определение клейстеризации крахмала

Определение водорастворимых веществ

Определение кинетики набухания

Определение кислотности по «болтушки»

Определение влажности

2.3. Методы определения качества

2.3.1. Определение влаги методом высушивания до постоянной массы

Массовую долю влаги определяли  по ГОСТ 9404 [14].

Сущность метода. Метод основан на способности исследуемого продукта, помещенного в сушильный шкаф, отдавать гигроскопическую влагу при температуре 100-105о С.

Аппаратура, реактивы и материалы. Бюксы стеклянные или металлические диаметром 45-50 мм, высотой 40-50 мм; весы лабораторные общего назначения, термометр технический стеклянный ртутный на 150о С, шкаф сушильный электрический, эксикатор, палочки стеклянные длиной 55-60 мм, песок очищенный прокаленный, щипцы тигельные.

Определение влаги концентратов, в рецептуру которых входит сахар, проводят с добавлением 5-10 г прокаленного песка. Влажность концентратов, не содержащих сахар, допускается определять без добавления песка.

Проведение испытания. Чистую пустую бюксу или бюксу с помещенными в нее стеклянной палочкой и 5-10 г прокаленного песка сушат вместе с крышкой в открытом виде при температуре 100-105о С в сушильном шкафу до постоянной массы.

Из аналитической пробы концентрата берут в высушенную бюксу навеску массой 5 г с погрешностью не более + 0,001 г, осторожно перемешивают с песком и помещают в открытом виде вместе с крышкой в сушильный шкаф с температурой 100-105о С на 4 ч. После этого бюксу вынимают из сушильного шкафа тигельными щипцами, закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе 20-30 мин и взвешивают. При дальнейшем высушивании навески взвешивают через каждый час. При высушивании навесок с песком содержимое бюксы периодически осторожно влажности перемешивают стеклянной палочкой. Навеску высушивают до тех пор, пока разница между двумя последующими взвешиваниями превышает 0,004 г или масса навески увеличится; в последнем случае для расчета принимают наименьшую массу бюксы с навеской. Обработка результатов. Массовую долю влаги (Х) в процентах вычисляют по формуле:

где m – масса навески испытуемого концентрата, г;

     m1 – масса бюксы с навеской до высушивания, г;

     m2 – масса бюксы с навеской после высушивания, г.   

За результат испытания принимают среднее арифметическое двух параллельных определений.

Вычисления проводят с погрешностью не более 0,01 %.

Расхождения между двумя параллельными определениями не должно превышать 0,25 %.

2.3.2. Определение кислотности по «болтушки» и экстракту

Сущность метода. Метод основан на титровании щелочью всех кислот, находящихся в испытуемом продукте. Метод применяется при разногласиях в оценке качества продукции.

Аппаратура, реактивы и материалы. Весы лабораторные общего назначения, бюретки вместимостью 25 см3, воронки стеклянные диаметром 9-15 см, колбы мерные вместимостью 250 см3, колбы конические вместимостью от 100 до 250 см3, пипетки вместимостью 20-25 см3, стаканы стеклянные лабораторные вместимостью 50, 150 и 200 см3, капельницы лабораторные стеклянные, гидроокись натрия или калия, спирт этиловый ректификованный, фенолфталеин 1 %-ный спиртовой раствор, вода дистиллированная, бумага фильтровальная лабораторная, бумага лакмусовая, вата медицинская гигроскопическая, палочки стеклянные оплавленные.

Подготовка к испытанию. Из пробы сухого продукта помещают в стакан навеску массой 5-10 г с погрешностью не более 0,01 г и небольшими порциями добавляют дистиллированную воду. Содержимое стакана перемешивают стеклянной палочкой до получения однородной массы, а затем количественно через воронку переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, смывая частицы продукта дистиллированной водой так, чтобы объем жидкости в мерной колбе не превышал 0,75 % ее вместимости. Колбу интенсивно встряхивают и оставляют в покое на 30 мин.

Затем содержимое колбы доводят дистиллированной водой до метки, хорошо перемешивают и фильтруют через складчатый фильтр или вату в сухую колбу. Полученный фильтрат используют для определения кислотности.

Проведение испытания. Пипеткой отбирают 20-25 см3 полученного фильтрата в коническую колбу вместимостью 100 см3, прибавляют две-три капли 1 %-ного спиртового раствора фенолфталеина и титруют 0,1 моль/дм3 раствором гидроокиси натрия или калия до получения розового окрашивания, не исчезающего в течение 30 с.

Интенсивно окрашенный фильтрат перед титрованием разбавляют в два-три раза дистиллированной водой.

Конец титрования окрашенных растворов устанавливают по лакмусовой бумаге.

Обработка результатов. Кислотность (Х) в процентах, в пересчете на соответствующую кислоту, вычисляют по формуле:

Х = V * K * V0 * 100 / m * V1 

где V – объем точно 0,1моль/дм3 раствора гидроокиси натрия или калия, израсходованный на титрование, см3;

К – коэффициент пересчета на соответствующую кислоту:

для яблочной кислоты – 0,0067 г/см3;

для лимонной кислоты (с одной молекулой воды) – 0,0070 г/см3;

для молочной кислоты – 0,0090 г/см3;

для винной кислоты – 0,0075 г/см3;

V0 – объем вытяжки, приготовленный из навески, см3;

V1 – объем фильтрата, отобранный для титрования, см3;

 m – масса навески испытуемого концентрата, г.

2.3.3. Определение кинетики набухания

Сущность метода. Метод заключается в способности крупы максимально впитывать влагу. Этот показатель характеризуется коэффициентом набухаемости.

Приборы и материалы. Мерный цилиндр на 50 см3, термостат, резиновая пробка, часовое стекло, стеклянная воронка.

Проведение работы. Для определения коэффициента набухаемости в мерный цилиндр на 50 см3 наливают 40 см3 водопроводной воды и помещают в термостат с температурой 80 оС. Цилиндр закрывают пробкой или часовым стеклом. Отвешивают 10 г зернового продукта и через 15 мин (когда вода в цилиндре нагреется до 80 оС) насыпают через воронку продукт. Отмечают ее объем и цилиндр оставляют в термостате на 2 ч, записывая через каждые 15 мин объем, занимаемый крупой (а1, а2, а3 и т.д.). Результаты изображают графически, указывая на оси ординат объем, занимаемый продуктом в миллилитрах.

Обработка результатов. Чтобы подсчитать увеличение объема, из найденного максимального объема продукта вычитают его исходный объем и полученную величину делят на исходный объем продукта:

К = аmax - a0 / a0

где а0 - исходный объем, см3;

        аmax - максимальное увеличение объема, см3;

К - коэффициент набухаемости.

2.3.4. Определение потребительских достоинств (органолептические показатели восстановления крупы: цвет, вкус, запах, консистенция, время варки, коэффициент привара).

Развариваемость. Берем навеску по 5г из двух образцов, в предварительно кипящую воду добавляем образцы и варим до готовности.

При варке крупы через 5-15 минут ложечкой из середины стакана отбирают пробу из 5-6 крупинок (слегка приоткрывая стекло или крышку во избежание охлаждения каши) на предметное стекло. Пробу накрывают сверху другим стеклом и вручную раздавливают крупинки между стеклами. Последующие пробы отбирают через каждые 3 минуты до готовности.

Сваренной считается та крупа совершенно мягкая, но не деформированная, которая при раздавливании между стеклами не имеет мучнистых, непроваренных частиц.

Готовую гречку (после варки) определяем на органолептические показатели: внешний вид, цвет, вкус, консистенция, аромат.

2.3.5. Определение водорастворимых веществ

Этот показатель ГОСТом не нормируется, но является весьма существенным для характеристики пищевой ценности и усвояемости продукта.

Сущность метода. Метод заключается в экстрагировании водорастворимых веществ продукта в раствор, фильтровании, центрифугировании, высушивании фильтрата. По оставшемуся остатку находят содержание водорастворимых веществ.

Приборы и материалы. Весы лабораторные общего назначения, шелковое сито № 19, мерная колба на 250 см3, встряхиватель, фильтры бумажные, воронки стеклянные, лабораторная центрифуга, пипетки на 25 или 50 см3, чашки фарфоровые, водяная баня, сушильный шкаф, дистиллированная вода.

Проведение работы. Для анализа берут навеску тщательно измельченную (проход через шелковое сито № 19) с таким расчетом, чтобы соотношение сухих веществ и воды в болтушке составляло 1:25 или 1:20. Навеску без потерь переносят 150 см3 дистиллированной воды в мерную колбу на 250 см3 и ставят на один час на встряхиватель для перевода водорастворимых веществ в раствор. Затем содержимое колбы доводят до метки, взбалтывают, фильтруют через бумажный складчатый фильтр и центрифугируют 30 мин при частоте вращения 3000 об/мин. Отбирают пипеткой 25 см3 фильтрата, помещают в предварительно высушенную до постоянной массы небольшую фарфоровую чашку и выпаривают на водяной бане. Остаток в чашке взвешивают, предварительно высушив при температуре 98-100 оС до постоянной массы.

Обработка результатов. Содержание водорастворимых веществ (Х) в % вычисляют по формуле:

где G - масса чашки с высушенным до постоянной массы остатком, г;

     G1 - масса чашки, г;

     g - навеска исследуемого вещества, г;

     V - объем мерной колбы, см3;

V1 - количество центрифугата, взятого для сушки, см3.

2.3.6. Определение степени клейстеризации крахмала

Навеску размолотой крупы в количестве двух грамм (проход через сито 0,63) помещаем в мерный цилиндр (V=25 мл), наливаем 10 мл воды, размешиваем. После 2 минутной декантации отмечаем уровень муки в мерном цилиндре. Далее оставляем на 30 минут для набухания. После 30 минутной отстойки определяем уровень муки в цилиндре.

Расчет степени клейстеризации определяем по формуле:

С = (V2 V1) /  mнавески*10 (%)

2.3.7. Определение насыпной массы

Натурой зерна называют массу одного литра зерна, выраженную в граммах. Натуру определяют в типичных злаках при помощи литровой пурки ( ГОСТ 10840)

На величину натуры оказывают влияние плотность укладки, которая зависит от формы и поверхности зерна, его влажности и содержание в нем примесей.

Чем выше натура зерна при прочих разных условиях, тем больше в нем содержится полезных веществ. Высоконатурное зерно обычно крупное, хорошо развито и из него получают большой выход муки.

Берем мерный стаканчик емкостью 50мл. и равномерно заполняем его зерном до метки. Далее взвешиваем на аналитических весах массу зерна исходного и обработанного образца. Замеряем и сравниваем.

ГЛАВА 3.РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

3.1.Изменение влажности продукта при ИК-обработки

Исследования показали, что наибольшее количество влаги содержится в исходном образце гречневой крупы. С увеличением температуры и продолжительности инфракрасной обработки массовая доля влаги в образцах гречневой крупы значительно снижается с 13,63 до 8,95%.

Рис.3.1.1.

А ИК-обработанная гречневая крупа

В – исходный образец гречневой крупы

Тепловая обработка инфракрасным излучением гречневой крупы приводит к ее обезвоживанию. При обработке гречневой крупы инфракрасным излучением с плотностью лучистого потока 24 кВт\м² влажность крупы снижается  до 8,5%. Такая крупа в дальнейшем в лучше хранится и срок ее безопасного хранения увеличивается в 1,5 раза.

3.2. Влияние ИК-обработки кислотности по «болтушки» и экстракту

При определении общей кислотности гречневой крупы результаты показали, что исходный образец имеет наибольшее значение 0,29%, в то время как кислотность крупы, полученной ИК-обработкой меньше на 0,04%. Показатель кислостности является критерием оценки возможности длительного хранения продукта. Поэтому снижение кислотности гречневой крупы прошедшей ИК-обработку, как показали наши данные, ниже исходной в 1,5 раза. Следовательно срок ее безопасного хранения увеличивается.

Рис.3.2.1

А – ИК-обработанная гречневая крупа

В – исходный образец гречневой крупы

3.3. Изменение кинетики набухания продукта после ИК-обработки

Исследования показали, что обработанная гречневая крупа нашим режимом быстро  впитывает воду. Крупа обработанная ИК-излучением обладает водопогладительной способностью и скорость поглащения воды у обработанной крупы в 1,2 раза больше чем у исходной.

Рис.3.3.1.

         В – ИК-обработанная гречневая крупа

Е – исходный образец гречневой крупы

Скорость поглащения является показателем, указывающем на то, что время варки этой крупы будет меньше чем у исходной, чтобы доказать правомочность этого мы провели исследование кулинарных достоинст, то есть определили время варки исходной и обработанной крупы.

3.4. Влияние режимов обработки на потребительские достоинства (органолептические показатели восстановления крупы: цвет, вкус, запах, консистенция, время варки).

Развариваемость

Таблица 3.4.1

Образец гречневой крупы

Время развариваемости крупы, мин.

Исходный образец

                      15

ИК-обработанный

                       7

Из опыта видно что время варки не обработанной крупы порядка 13-18 минут, а обработанный 7-9 минут, то есть обработанный образец разваривается быстрее, чем исходный на 8 минут.

Таблица 3.4.2.

Образцы гречневой крупы

Кулинарные достоинства гречневой крупы

Вкус

Цвет

Запах

Консистенция

Исходный образец

хороший

коричневый

Приятный, свойственный гречневой каши

Зернистая

ИК-обработанный

отличный

коричневый

Приятный, свойственный гречневой каши

Нежная

Таким образом время варки ИК-обработанной крупы сокращается в 3 раза. Каша из крупы обработанной по нашим параметрам получается нежной консистенции. После этого мы определили физико-химические показатели гречневой крупы.

3.5. Влияние ИК-обработки на содержание водорастворимых веществ

Исследования показали, что содержание водорастворимых веществ в ИК-обработанном  образце выше в 1,25 раза, чем у исходного образца гречневой крупы. 

Рис.3.5.1.

А – ИК-обработанная гречневая крупа

В – исходный образец гречневой крупы

3.6. Изменение степени клейстеризации крахмала при ИК-обработки

Таблица 3.6.1.

Образцы гречневой крупы

Степень клейстеризации,%

Исходный образец

                    

                      7,5

ИК-обработанный образец

                    

                        8, 9

Как видим из полученных данных степень клейстеризации крахмала гречневой крупы, обработанной нашим режимом в 1,5 раза выше чем у исходного образца. Таким образом ИК-обработка с последующим пропариванием увеличивает степень клейстеризации крахмала.

3.7. Влияние ИК-обработки на насыпную массу

Одним из критериев физико-химических изменений , проходящих при тепловой обработки, является изменения  плотности или насыпная масса крупы. При ИК-обработке вода, находящаяся в крупе, превращается в пар и давление пара разрушает зерновку. Степень разрушения зерновки оценивается плотностью или насыпной массой крупы.

       Исследования показали, что при ИК-обработке, с плотностью потока 24КВт/м², насыпная масса, обработанной крупы, уменьшилась в 1,3 раза

Рис.3.7.1.

А – ИК-обработанная гречневая крупа

В – исходный образец гречневой крупы

ВЫВОДЫ

  1.  Крупа из разряда обычных круп крупяной промышленности переходит в крупу быстрого приготовления пищеконцентратной промышленности. Время варки составляет 5-7 минут.
  2.  Качественная характеристика получения круп улучшается за счет изменения органолептических показателей
  3.  На основании проведенных исследований разработана принципиальная технологическая схема получения диетической гречневой муки

ГЛАВА 4. ПРЕДЛАГАЕМАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ НОВОГО ПРОДУКТА

На основании проведенной нами работы, мы предлагаем новую технологическую схему получения гречневой крупы с повышенными сорбционными и функциональными свойствами

Исходная гречневая крупа

сепарирование

увлажнение

ИК-обработка

пропаривание

измельчение

фасовка

ГЛАВА 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

5.1. Резюме

Целью данной работы является исследование  возможности улучшения технологических свойств гречневой крупы на основе целенаправленного использования энергии ИК-излучения, позволяющим получить продукт с высокими технологическими, качественными и потребительскими свойствами: сокращено время варки крупы, увеличен срок безопасного хранения.

Благодаря введению в технологическую линию ИК-обработки отпадает необходимость в дорогостоящем и энергоемким оборудовании.

Данная обработка ИК-излучением гречневой крупы позволяет получить высококачественный продукт быстрого приготовления с повышенным содержанием легкоусвояемых веществ с высокими кулинарными способностями.

Предлагаемая технология позволяет повысить выход продукта до 92-96% и улучшить его питательную ценность за счет:

  1.  увеличения количества декстринов до 10% по сравнению с исходным зерном;
  2.  увеличения водорастворимых веществ до 20%
  3.  Уменьшения времени варки в 5 раз

Наличие в новом продукте большого количества клетчатки, значение которой заключено в активации деятельности пищеварительной системы человека, делают его более усвояемым, а питательная ценность белка очень высока – 30,4% и их усвояемость организмом составляет 85%.

Преимущество данной технологии заключается в том, что данный продукт гречихи не требует варки  и доводится до готовности в течении 5 минут по сравнению со временем варки необработанной крупы гречихи – 15-20 минут.

Быстровосстанавливаемый продукт из крупы гречихи полезен и доступен всем слоям населения благодаря целебному составу. Он имеет хороший вид и  приятный запах. Новый продукт можно использовать как биологически активную добавку в хлебобулочных изделиях, кондитерских изделиях, при обогащении колбасных и мясных изделий, так как в ней содержится большое количество белка.

5.2. Характеристика отрасли

Данная отрасль пищеконцентратной промышленности является одной из самых развитых в нашей стране. Пищевые концентраты имеют высокое содержание питательных веществ и почти полностью подготовлены к употреблению в пищу; они освобождены от значительной части влаги   и ферментов, содержащихся в исходном сырье. Что создает условия для длительного хранения их без потерь качества. Относительно малый объем и сравнительно малая масса обеспечивают выcокую транспортабельность пищевых концентратов.

Продажи круп в России демонстрируют непрерывную положительную динамику. Причиной увеличения спроса на крупы является растущий рынок продуктов быстрого приготовления. В России быстро растет спрос на быстрозавариваемые каши и хлопья, которые изготавливаются из традиционных круп. В итоге растет спрос и на сами крупы.

Сложившаяся за относительно непродолжительный период времени пищеконцентратная отрасль пищевой промышленности выпускает различные виды продуктов быстрого приготовления, характеризующихся высокой степенью усвояемости, энергонасыщенности, транспортабельности для удовлетворения нужд самых разных групп населения, а  также спецконтингента (летчиков, геологов, подводников, военных, туристов).

Ассортиментный состав продукции пищеконцентратной отрасли включает 400 наименований следующих видов продукции:

  1.  Пищевые концентраты первых и вторых обеденных блюд, сладких блюд;
  2.  Продукты детского и диететического питания;
  3.  Кофепродукты;
  4.  Сухие приправы, пряности, пищевые красители;
  5.  Сухие завтраки;
  6.  Овсяные диетические продукты

Выпуск пищевых концентратов, представляющих собой механические смеси различного сырья, предварительно подвергнутого обработке и затем подобранного по разработанной  рецептуре, в настоящие время является своевременным и актуальным из-за увеличения спроса на продукты пищеконцентратной отросли.

5.3. Маркетинговые исследования

         Цель маркетинговых исследований состоит в обоснованной потребности в данном виде продукции проектируемого количества и с соответствующими качественными характеристиками.

5.3.1. Оценка рынка сбыта

Гречневая крупа является популярным продуктом, необходимым для всех категорий населения. Цена  за единицу продукта доступная для любого класса, при этом потребительские свойства данного продукта высоки . В качестве основных рынков сбыта в первую очередь необходимо рассматривать г. Москва, а в перспективе и другие города России.

5.3.2. Характеристика продукции и оценка ее конкурентоспособности

Производимый продукт представляет собой гречневые хлопья, не требующие варки, являющиеся одним из основных компонентов при производстве пищевых концентратов для детского питания (табл. 9.3.2.1.).

Характеристика продукции

Таблица 5.3.2.1.

Наименование показателей, определяющих уровень конкурентоспособности продукции

Значимость показателя в оценке товара в целом (аi)

Величина показателей

«Идеального» товара (Р100)

Гречневой крупы, произведен-ной по инфракрасной технологии (Рi)

Гречневой крупы ядрицы(Рi1)

Производитель

«Экстра»

содержание питательных веществ

0,5

5

5

4

быстрота приготовления

0,9

5

5

4

срок хранения

0,8

5

5

3

вкус

1

5

5

5

запах

1

5

5

5

цена

0,8

5

4

4

Единичные показатели конкурентоспособности:

qi = Рi : Р100                                                                                 qi1 = Рi1 : Р100       

q1 = 1                                                          q11 = 0,8       

q2 = 1                                                          q21 = 0,8       

q3 = 1                                                          q31 = 0,6      

q4 = 1                                                          q41 = 1       

q5 = 1                                                          q51 = 1       

q6 = 0,8                                                       q61 = 0,8    

Обобщающий показатель конкурентоспособности продукции К с учетом значимости каждого единичного показателя:

K = 10,5+10,9+10,8+11+11+0,80,8 = 4,84

K1 = 0,80,5+0,80,9+0,60,8+11+11+0,80,8 = 4,096

Показатель конкурентоспособности продукции по отношению к продукту, изготовленному по традиционной технологии:

Kk = K : K1 = 4,84 : 4,096 = 1,18

Так как Kk > 1, то продукция, производимая по предлагаемой технологии, обладает высокой конкурентоспособностью по отношению к продукту, изготовленному другими производителями.

5.4. Расчет текущих затрат

5.4.1. Баланс времени работы предприятия

Годовой фонд рабочего времени.

Таблица 5.4.1.1.

Показатели

Год

Всего дней

365

Праздники

12

Выходные

104

Ремонт

22

Всего нерабочих

138

Рабочие

227

5.4.2. Производственная программа

Таблица 5.4.2.1.

Наименование продукции

Количество смен

Технико-экономическая норма производительности, т/см

Фонд рабочего времени

Всего за год,т

Быстроразвариваемые гречневые хлопья

2

1,966

227

892,6

План обеспечения сырьевыми и топливно-энергетическими ресурсами

5.4.3. Расчет стоимости сырья

Стоимость сырья

Таблица 5.4.3.1.

Наименование

Норма расхода на 1т продукции, кг

Цена за 1 кг сырья, руб.

Стоимость сырья на 1т продукции, руб.

Затраты на весь объем производства, тыс.руб.

Крупа гречневая

1012

15

15180

13549,66

5.4.4. Расчет стоимости вспомогательных материалов

Стоимость вспомогательных материалов

Таблица 5.4.4.1.

Наименование

Норма расхода на 1т продукции, шт

Цена за 1 шт, руб.

Стоимость на 1т продукции, руб.

Затраты на весь объем производства, тыс.руб.

Картонная коробка

1000

4

4000

3570,40

5.4.5. Расчет стоимости электроэнергии

Стоимость электроэнергии

Таблица 5.4.5.1.

Наименование

продукции

Норма расхода на 1 т продукции, кВт.

Цена на единицу ресурса, руб./кВт

Стоимость ресурса за 1 т продукции, руб.

Затраты на весь объем производства, тыс.руб.

Быстроразвариваемая гречневая крупа

350

3

1050

937,23

5.4.6. Расчет стоимости воды

Стоимость воды

Таблица 5.4.6.1.

Наименование операции

Объём производства в год

Норма расхода на 1 т продукции, м3

Цена за единицу ресурса, руб.

Стоимость ресурса за 1 т продукции, руб.

Затраты на весь объем производства, руб.

Увлажнение

901,6

0,04

25,35

1,01

905,09

Пропаривание

0,05

25,35

1,2

1131,3

Водоотведение

0,1

17,40

1,74

1553,12

Итого

3,95

3,53

5.4.7. Расчет фонда заработной платы

Годовой фонд заработной платы рабочим рассчитывается по часовым тарифным ставкам, другим категориям работников – по окладам. Премии и прочие доплаты принимаются в размере 30 % в заработной плате по тарифным ставкам. Фонд дополнительной заработной платы принимается от фонда основной заработной платы в следующих размерах: для рабочих – 7 %, для других категорий – 8 %.

План по труду и заработной плате для производства продукции

Таблица 5.4.7.1.

Профессия

Числен-ность, чел.

Тарифная ставка, руб.

Годовой фонд рабочего времени

Годовой фонд заработной платы, тыс. руб.

в смену

штатная

часовая

в смену

ч

 -

по тарифным ставкам

премии из ФЗП и прочие доплаты

дополнительная  ЗП

итого

Оператор подготовитель-ного отделения

3

6

120

960

216

-

1244160

373248

87091,2

1704,499

Оператор теплового оборудования

3

6

120

960

216

-

1244160

373248

87091,2

1704,499

Оператор упаковочной линии

1

2

130

1040

216

-

449,28

134,784

31449,6

615,513

Итого на всех рабочих

14

4024,52

Зарплата персонала на 1 т продукции составляет 28,7465руб.

5.4.8. Расчет себестоимости продукции

При выполнении расчетов плана по себестоимости продукции учет затрат ведется по статьям калькуляции в соответствии с отраслевыми инструкциями.

Таблица 5.4.8.1.

Наименование статей затрат

Себестоимость 1 т продукции, руб.

Затраты на весь объем производства, тыс.руб.

Сырье

15180

13549,66

Вспомогательные материалы

4000

3570,40

Электроэнергия на технологические нужды

1050

937,23

Вода на технологические нужды

3,95

3,53

Заработная плата производственных рабочих

4508,75

4024,51

Отчисления во внебюджетный фонд

135,26

1207,33

Общепроизводственные расходы

1803,5

1609,80

Общехозяйственные расходы

2254,37

2012,25

Прочие затраты

225,42

201,20

Производственная себестоимость

29161,25

26029,33

Коммерческие расходы

2042

1822,68

Полная себестоимость

31203,25

27852,01

5.5. Расчет экономической эффективности

Себестоимость за 1 кг продукта составляет 31,20 рублей.

Цена оптовая за 1 т продукта = 1,2 ·31203,25 =37443,9 руб.

Цена оптово-отпускная за 1 т продукта =

= Цопт ·1,18 =37443,9 ·1,18=44183,8 руб.

Цена упаковки розничная =44183,8/ 2000 =22,09 руб.

Масса нетто одной упаковки =500 гр.

Оптовая цена всего объема продукции = 37443,9·892,6 = 33422,43 тыс. руб.

Прибыль = оптовая цена – себестоимость = 33422,43-27852,01 тыс. руб.

Чистая прибыль = прибыль – налог на прибыль (20%)

Рентабельность = (годовая прибыль / себестоимость)·100%

Основные технико-экономические показатели

Таблица 5.5.1.

         Наименование показателей

Единица измерения

Величина

Годовой выпуск продукции:

  1.  в натуральном выражении
  2.  в денежном выражении

т

тыс. руб.

892,6

33422,43

Полная себестоимость продукции

тыс. руб.

27852,01

Прибыль

тыс. руб.

5570,42

Налоги

тыс. руб.

1114,08

Чистая прибыль

тыс. руб.

4456,34

Рентабельность

%

20

Затраты на 1 руб. товарной продукции

руб.

0,83

Численность рабочих

чел.

14

Производительность труда рабочего в год:

  1.  в натуральном выражении
  2.  в денежном выражении

т

тыс. руб.

50

1684,83

Среднемесячная зарплата одного работника

тыс. руб.

23,955

         Производительность труда рабочего в год = годовой выпуск продукции/численность рабочих.

Затраты на 1 рубль товарной продукции = себестоимость / годовой выпуск продукции (в денежном выражении).

ГЛАВА 6. ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Введение

Под охраной труда понимается система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических  мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособность человека в процессе труда. На их основе разрабатываются   инженерно-технические, медико-санитарные и социально-бытовые  профилактические мероприятия. Охрана труда- это система , а условия труда- совокупность факторов  производственной среды, оказывающих влияние  на здоровье и работоспособность  человека в процессе труда.


6.1. Требования к помещению лаборатории

6.1.1. Организация рабочего места

Основой планировки лаборатории является организация и оборудование рабочих мест.

В лаборатории имеется рабочий стол, на котором производится экспериментальная работа. Также имеется вытяжной шкаф, в котором проводят все работы с использованием легколетучих и пахнущих веществ, где они и хранятся.

Около рабочих столов и водопроводных раковин положены корзины для битого стекла, бумаги и прочего мусора. Кроме рабочего стола в лаборатории имеется письменный стол, а около рабочих столов расположены стулья.

В данной  лаборатории мы работали в халате, застегнутом на все пуговицы. Волосы были убраны под колпак. Каждый работник обеспечен индивидуальными средствами защиты: фартуком, резиновыми перчатками, предохранительными очками.

На рабочем столе имеется только самая необходимая химическая посуда, небольшие количества химических веществ в небольших сосудах.

Все химические стаканы, колбы, чашки при работе прикрываются чистой бумагой.

Посуда, находящаяся на столе, размещается в строгом порядке. В одних ящиках хранят металлические, а в других - стеклянные предметы: пробки, термометры и так далее.

Дно ящиков выстлано чистой белой бумагой. Часто используемые предметы или инструменты расположены ближе к рабочему столу, редко употребляемые дальше от него.

Основные правила содержания лабораторного стола:

-нельзя загромождать стол;

-стол, посуду, оборудование следует содержать в чистоте;

-в ящиках стола всегда должен быть строгий порядок;

-по окончанию работы, перед уходом из лаборатории, стол необходимо привести в порядок.

6.1.2. Обеспечение нормативной освещенности

Уровень освещенности нормируется  СН и П 23-05-95*  «Естественное и искусственное освещение».

        Правильно выполненная система освещения  играет существенную роль  в снижении производственного травматизма, уменьшая потенциальную опасность многих  производственных факторов, создает нормальные условия работы, повышает работоспособность. При освещении лаборатории используется естественное освещение, создаваемое светом солнца и проникающее через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях здания. Оно может быть боковым (освещение помещения через световые проемы в наружных стенах), верхним (световые проемы в покрытии, а также через проемы в стенах в местах перепада высот здания) и комбинированным (сочетание верхнего и бокового освещения). В химической лаборатории используется естественное боковое освещение.

В темное время суток, при неблагоприятных погодных условиях для обеспечения необходимой освещенности на рабочих местах применяется искусственное освещение, т.е. освещение, создаваемое искусственными источниками света. Оно бывает рабочее, аварийное,  дежурное, охранное, сигнальное. Рабочее освещение предназначено   для обеспечения нормального выполнения   производственного процесса. Оно делится на общее и комбинированное. При общем освещении светильники  размещаются в верхней зоне  равномерно или с учетом  расположения оборудования  и рабочих мест.  Комбинированное освещение- это сочетание общего освещения с местным.

Аварийное освещение предназначено   для продолжения работы  при аварийном отключении   рабочего освещения,  должно быть не менее 5 %  освещенности, нормируемой для  рабочего общего освещения, при этом  не менее 2 лк в лаборатории.

Эвакуационное освещение предназначено для эвакуации людей из помещения при аварийном отключении рабочего освещения. Оно должно обеспечивать в проходах и на лестницах освещенность не менее 5 лк в помещениях, и не менее 2 лк на открытых территориях.

В помещении лаборатории используется искусственное общее и естественное боковое освещение. Нормируется освещенность на рабочих местах согласно СНиП 23-05-95* “Естественное и искусственное освещение”.

Таблица 6.1.2.1.

Характеристика зрительной работы

Наименьший размер объекта, мм

Разряд и подразряд работы

Контраст объекта с фоном

Характеристика фона

Искуственное освещениеПри с-ме общего освещения

Совмещенное освещение,боковое КЕО,%

Высокой точности

От 0,3 до 0,5

III в

Средний

Средний

300

1,2

 

К освещению лабораторий предъявляются следующие требования:  освещенность должна быть достаточной  и соответствовать характеру  зрительной работы; освещенность должна быть равномерной  без резких теней, так как они способствуют  неравномерному восприятию яркости, искажают  форму и размеры  объекта; источник света не должен создавать бликов на объекте размещения, ослеплять работающего; электродвигательные установки искусственного освещения  должны быть безопасны  при обслуживании; освещение должно создавать спектральный состав  света, близкий к естественному, обеспечивающий правильную передачу  и восприятие света.

         На рабочих местах применяются люминесцентные лампы типа ЛБ-40. Естественное освещение создается оконным проемом, площадь которого равна 4,8 м2. Необходимая площадь (м2) световых проемов рассчитывается по формуле при боковом освещении:

S0=(Sn*en*kз*η˳*kзд)/ 100τ˳r1

где Sn = 4 х 6 = 24 м2 – площадь пола;

en - коэффициент естественного освещения;

kз - коэффициент запаса, 1,3;

η˳ - световая характеристика окон, 10;

kзд - коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями, от 1 до 7;

τ˳ - общий коэффициент светопропускания, 0,6;

r1 - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхности помещения, 1,2

S0=24*1*1,3*10*6/100*0,6*1,2=17м²

Из расчета видно, что имеющиеся проемы не могут обеспечить необходимый уровень освещенности, так как необходимая площадь световых проемов при боковом освещении должна составлять 17 м². В нашей лаборатории одно окно S=6 м².

Источники искусственного света должны обязательно располагаться в светильной  арматуре, обеспечивающей требуемое направление светового потока на рабочие поверхности, защиту глаз от слепящего действия ламп,  их предохранения от загрязнений, механических повреждений и неблагоприятного воздействия внешней среды.

Определим какое количество люминесцентных ламп ЛБ – 40, мощностью Р = 40 Вт и число N светильников типа ПВЛМ - 2, содержащих по n = 2 лампы, необходимо установить в помещении S = 24 м² для обеспечения освещения зрительной работы высокой точности III разряда. Согласно СНиП 23-05-95* «Нормы проектирования. Естественное и искусственное освещение» для указанных условий зрительной работы должна быть установлена освещенность = 300 лк.

N=(E*S*K3*Z)/F*h*n*,шт.

Где E – освещенность, 300 лк;

nчисло ламп в светильнике, n = 2;

Fсветовой поток, F = 3000 лм;

hкоэффициент использования светового потока, R = 0,8;

Sплощадь лаборатории S = 24 м2

K3коэффициент запаса, K3 = 1,4;

   Zкоэффициент неравномерности освещения, Z = 1,2.                                                                  N=300*24*1,4*1,2/3000*0,8*2=5

Искусственное рабочее равномерное освещение в лаборатории осуществляется пятью светильниками прямого света типа ПВЛМ-2, содержащих 2 газоразрядные люменисцентные лампы ЛБ-40.

Чтобы не допустить ее снижения необходимо 2-4 раза в год проводить очистку светильников и ламп от пыли и грязи.

6.1.3.Электробезопасность

 Мероприятия по электробезопасности в лабораториях проводятся в соответствии с ПУЭ - «Правила устройства электроустановок»,  ПТЭ- «Правила технической эксплуатации электроустановок», ГОСТ 12.1.030-81 «ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление и зануление».

Лаборатория по степени опасности  поражения электротоком относится к  помещению  «с повышенной опасностью», так как имеется возможность для одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий технологическим аппаратам, механизмам и т.п.,  с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования – с другой.

Классификация помещений  по степени опасности  поражения электротоком (выборка из ПУЭ)

Таблица 6.1.3.1.

Класс помещения

Признаки

Без повышенной опасности

Отсутствуют признаки помещений  других классов

С повышенной

опасностью

Сырые (влажность больше 75%), с выделением токопроводящей пыли; наличие токопроводящих полов(металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.д; высокой температурой (больше 35оС); наличие условий для одновременного прикосновения  к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий технологическим аппаратам, механизмам и т.п.,  с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования – с другой.

Особо опасные

Особо сырые (  влажность  100%);  с выделением химической или  органической среды, разрушающей изоляцию, наличием двух и более   признаков помещений  повышенной опасности.


Опасность электропоражения  создает разнообразное оборудование, работающее под электрическим током, осветительное оборудование, транспортные устройства.

В связи с этим проведены следующие мероприятия:

-обеспечена недоступность токоведущих частей для случайного прикосновения, путем применения надежной электрической изоляции , размещением их на недоступной высоте, устройством ограждения.

-для защиты электроустановок от больших перегрузок и короткого замыкания предусмотрено установление плавких предохранителей.

-все металлические части оборудования заземлены.

Защитное заземление - это преднамеренное электрическое  соединение с землей  или ее эквивалентом   металлических  нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Заземляющие устройства имеют сопротивление не более 10  Ом. Кроме того, обеспечение электробезопасности от прикосновения  к металлическим нетоковедущим конструктивным частям электроустановок достигается при помощи изоляции токоведущих частей (Rиз.=0,5МОм) (рабочая, дополнительная, усиленная, двойная), контроля изоляции, средств защиты и предохранительных приспособлений.

Рассчитаем искусственное защитное заземление из стальных труб, которые имеют диаметр d=0,03м, длину L=2,75м и соединенных стальной полосой шириной b=0,01,к которому присоединяются корпуса электромеханического оборудования. Расчетная глубина заложения соединяющей контурной полосы h0=0,6м, расстояние между вертикальными электродами принять равной длине трубчатого электрода (а=2,75). Электропитание лаборатории осуществляется от силового трансформатора мощностью Р=100кВА.Нейтраль высоковольтной и низковольтной стороны трансформатора нормально изолирована от земли. Нагрузка всех фаз равномерная. Грунт возле здания с удельным сопротивлением р=100 Ом·м (суглинок).

Определим сопротивление растеканию тока горизонтального электрода: если

Lгa(nв-1)

Lг=2,75(10-1)=24,75м (при условии,что nв=10).

Rг=(0,16ρ/Lг*ln(Lг/bh0)

Rг=(0,16*100/24,75)*ln(24, /0,01*0,6)=7,38Ом

Rв=0,16*p/lв(ln(2*lв/d)+1/2ln(4*h0+lв(4h- lв)

Rв=0,16*100/5(ln(2*5/0,03)+1/2ln(4*0,6+5(4*0,6-5))=2,8 Ом

Тогда R=Rв*Rг( Rв* ηг RггηВ)

R=2,8*7,38/(2,8*0,34+7,38*0,34*0,56)=9 Ом, что соответствует ПУЭ для установок мощностью менее 100 кВА.

6.1.4. Шум и вибрация

Шумом называется беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности, оказывающее вредное или раздражающее действие на организм человека. Вибрации представляют собой колебания материальных частиц газа, жидкости или твердого тела и вызывающие общие заболевания организма человека.

Главным направлением борьбы с шумом является его ослабление или ликвидация непосредственно в источнике образования. Одним из наиболее простых и экономичных способов снижения шума от машин и механизмов в помещениях является применение методов звукопоглощения и звукоизоляции. Как правило,  в качестве звукопоглощающих и звукоизоляционных материалов выступают пористые и  волокнистые материалы (фибролитовые плиты, стекловолокно, минеральная вата. Войлок. Полиуретановый поропласт, пористый поливинилхлорид и др.).   Уровень шума в лаборатории  нормируется СН 2.2.4/2.1.8.562-96  «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».

Таблица 6.1.4.1.

Рабочие места

Уровни звукового давления (дБ)  в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц

Уровни звука и эквивалентные уровни звука, дБА

1,5

3

25

50

500

1000

2000

4000

8000

Лаборатории

3

9

70

68

58

55

52

52

49

60

Уровень шума в лаборатории не превышает 60 дБА

СН 2.2.4/2.1.8.566-96  «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий» устанавливают общие требования к уровню вибрации. Вибрации характеризуются  частотой колебаний (Гц), амплитудой смещения колеблющейся точки  от положения равновесия (мм), колебательной или вибростойкостью (м/сек) и виброускорением  (м/сек).Главными способами борьбы  с вибрацией являются виброизоляция и вибропоглощение. В основу  виброизоляции положено снижение передаваемой от машин  и механизмов вибрации  на основание путем  размещения между ними  упругих элементов или  амортизаторов, которые изготовляются из пружин,  резиновых прокладок, в виде   гидравлических или пневматических устройств, а также их комбинации. В основу вибропоглощения положено рассеивание энергии  колебаний покрытиями  с большим внутренним  трением. Корректированное   значение виброскорости в лаборатории  не превышает 75 дБ.  Значение виброускорения не превышает 83дБ.

6.1.5. Обеспечение нормативных параметров  микроклимата

Микроклимат производственных помещений – это метеорологические условия внутренней среды, определяемые действующими на организм человека сочетаниями температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха, а также теплового облучения и температуры поверхностей ограждающих конструкций и технологического оборудования.

СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» устанавливает общие санитарно-гигиенические требования к помещению и нормативные значения вышеперечисленных показателей, подлежащих контролю.

Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям оптимального теплового и функционального состояния человека. Они обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах. 

По категории энергозатрат работы, проводимые в  лаборатории, относятся к категории Iб, энергозатраты составляют до 140-174 Вт. Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах  лаборатории   представлены в таблице СанПиН (2.2.4.548-96).

Таблица 6.1.5.1.

Период года

Категория работ  по уровню энергозатрат,Вт

Температура воздуха, оС

Температура поверхностей, оС

Относительная влажность воздуха, %

Скорость движения воздуха, не более, м/с

Холодный

Iб

21-23

20-24

60-40

0,1

Теплый

Iб

22-24

21-25

60-40

0,1

         В лаборатории, где проводилась работа, возможны тепловыделения от автоклава. Для обеспечения оптимальных условий работы поверхность автоклава лаборатории хорошо теплоизолирована. В лаборатории имеются форточки и фрамуги для естественного проветривания .

Фактические и нормативные значения производственных факторов практически не отличаются.

Основными мероприятиями по поддержанию оптимальных параметров микроклимата являются:

  1.  устройство естественной и искусственной вентиляции;
  2.  рациональное отопление и повышение температуры в помещениях в холодный период за счет отопительной системы;
  3.  дополнительная защита от источников избыточного тепла -нагревательных приборов;
  4.  теплоизоляция горячего оборудования, осуществляемая во избежание вредного ИК-излучения и возможности воздействия опасного фактора в виде ожога.

6.1.6.Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Вредные вещества, присутствующие в воздухе рабочей зона в количествах, превышающих предельно-допустимые концентрации, оказывают пагубное воздействие на организм человека и приводят к заболеваниям. Контроль их содержания в воздухе лаборатории обеспечивает охрану труда работающих.

При работе в лаборатории использовались такие вредные вещества, как щелочи и кислоты, предельно-допустимые концентрации которых в воздухе определяются ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно-допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны».

  1.  Гидроксид натрия (NaOH). Кристаллы белого цвета. При растворении в воде выделяется большое количество тепла. При попадании на кожу вызывает тяжелые ожоги.
  2.  Серная кислота (H2SO4). Безводная серная кислота - вязкая, маслообразная, бесцветная жидкость. При приготовлении растворов серной кислоты ее всегда приливают к воде, а не наоборот, во избежание разбрызгивания из-за вскипания воды. При попадании на кожу H2SO4 вызывает тяжелые ожоги.
  3.  Спирт этиловый (С2Н5ОН). Бесцветная жидкость с характерным алкогольным запахом. Температура кипения 78,4°С.

В таблице  приведены предельно-допустимые концентрации мг/м3 гидроксида натрия и этилового спирта, серной кислоты, класс опасности и их действие на организм человека.

Таблица 6.1.6.1.

Вещество

Класс опасности

ПДК, мг/м3

Действие на организм

Меры предосторожности

(H2SO4)

       2

1

Вызывает химические ожоги при контакте с кожей и слизистыми оболочками, раздражает дыхательные пути  

Перчатки, медицинский халат

NaOH

       2

0,5

При попадании на кожу вызывает ожоги

Перчатки, медицинский халат

С2Н5ОН

       4

1000

При вдыхании паров возможно лишь минимальное накопление алкоголя

Респиратор, перчатки, медицинский халат

Зерновая пыль

       5

4

Вызывает зуд, мелкопузырьковую сыпь, поражение легких

Защитная спецодежда, обязательное мытье после работы

В ходе проведения эксперимента в воздухе рабочей зоны появлялась мучная и зерновая пыль. Её концентрация была очень незначительной и не превышала ПДК 6 мг/м³, 4 и 5 классы опасности.

Для уменьшения воздействия вредных веществ на организм человека проводят следующие мероприятия:

  1.  Работы с летучими веществами проводят под вытяжным шкафом.
  2.  Концентрированные кислоты и щелочи хранят под вытяжным шкафом.
  3.  Все реактивы хранят в посуде с этикетками.
  4.  Реактивы, неустойчивые на свету, хранят в склянках из темного стекла.
  5.  Химические реактивы располагают на полках в шкафах и стеллажах.

По степени воздействия на организм человека вредные вещества делятся на 4 класса опасности (таблица).

Таблица 6.1.6.2.

Показатель

Норма для класса опасности

       2 класс

4 класс

ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м3

0,1-1,0

Более 10

Средняя смертельная доза при ведении в желудок, мг/кг

15-150

Более 5000

Средняя смертельная доза при нанесении на кожу, мг/кг

100-500

  Более 2500

Средняя смертельная концентрация в воздухе, мг/м3

500-5000

Более 50000

Фактическая концентрация вредных веществ, присутствующих в воздухе рабочей зоны, не превышают предельно-допустимые концентрации. Состояние воздуха полностью удовлетворяет требованиям ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны».

Для предупреждения воздействия вредных веществ на работающих в лаборатории применяются общеобменная вытяжная и местновытяжная вентиляции.

6.1.7. Вентиляция

Устройство вентиляции в химической лаборатории является обязательным для создания нормальных гигиенических условий труда и чистоты воздуха.

В химической лаборатории имеется три вида вентиляции:

-естественная  -  через оконные и дверные проемы

-общеобменная вытяжная вентиляция, при которой замена загрязненного воздуха на чистый происходит во всем объеме помещения.

-местная вытяжная служит для удаления вредных веществ у источников их образования. Устройства местной вентиляции изготавливают в виде отсосов открытого типа и отсосов от полных укрытий.
Отсосы от полных укрытий – это вытяжные шкафы, кожухи и вытяжные камеры, а также ряд других устройств, внутри которых находятся источники выделения вредных веществ. При вентиляции с естественным побуждением воздух движется за счет разности температур внутреннего и наружного воздуха и ветра.

Общее количество воздуха, которое должно подаваться из вентиляционного отверстия в лабораторию для обеспечения в рабочей зоне предельно допустимой концентрации вредных веществ, определяется по формуле:

L = V х K,

где V - объем помещения, м3;

K - кратность воздухообмена, показывает, сколько раз в течение часа происходит смена воздуха в помещении, n=3;

V=l х b х h = 6 х 4 х 4 = 96 м3,

где l - длина помещения, L=6 м,

b - ширина помещения, B=4 м,

h - высота помещения, H=4 м,

L = 96 х 3 = 288 м3/ч.

6.1.8. Взрывопожаробезопасность

В соответствии с нормами пожарной безопасности НПБ 105-03              «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной безопасности» лаборатория относится к группе В, так как в ней   находятся горючие пыли и трудногорючие жидкости , твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы, вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг другом только гореть.


         Степень огнестойкости  здания согласно СНиП 21-01-97 « Пожарная безопасность зданий  и сооружений» определяется в зависимости  от группы возгораемости и предела  огнестойкости основных  строительных конструкций , а также  скорости распространения  огня по ним.

Таблица 6.1.8.1.

Степень огнестойкости

Предел огнестойкости строительных конструкций, не менее

Несущие элементы зданий

Наружные стены

Перекрытия междуэтажные  (в т.ч.   чердачные и над подвалами)

Элементы бесчердачных покрытий

Лестничные клетки

Настил, в т.ч. с утеплением

Фермы, балки, прогоны

Внутренние стены

Марши и площадки

II

R 90

RE 15

REI 45

RE 15

R 15

REI 90

R 60

Где R- потеря несущей способности;

Е-потеря целостности;

I-потеря  теплоизолирующей способности. 

Огнестойкость - это свойство конструкций зданий и сооружений сохранять несущую способность во время пожара в течение определённого времени. Она характеризуется пределом огнестойкости и степенью огнестойкости зданий и сооружений.

        

Минимальные пределы огнестойкости

Таблица 6.1.8.2.

Основные строительные конструкции

Минимальные пределы огнестойкости, ч*.

1

Несущие стены, колонны, стены лестничных клеток

2

2

Наружные стены из навесных панелей

0,25

3

Внутренние несущие стены

0,25

4

Плиты, настилы и др. несущие стены конструкции междуэтажных перекрытий

0,75

5

Плиты, настилы и несущие конструкции покрытий

0,25

6

Противопожарные стены

2,5

*время сопротивления конструкций огню.

Лаборатория отделена от остальных помещений перегородками,  полы выполнены из несгораемых и трудно сгораемых материалов (керамическая плитка). Лаборатория имеет самостоятельный выход в коридор. Для всех лабораторий, расположенных на этаже, имеется план эвакуации людей и материальных ценностей при пожаре.

Все электродвигатели должны быть герметизированы и изготовлены во взрывобезопасном исполнении. Электрооборудование должно удовлетворять требованиям, изложенным в правилах устройства электроустановок. Работы в лаборатории должны проводиться при наличии исправного оборудования.

Таблица 6.1.8.3.

Класс конструктивной пожарной опасности здания

Класс пожарной опасности строительных конструкций, не ниже

Несущие стержневые элементы

Стены наружные с внешней стороны

Стены, перегородки, перекрытия и бесчердачные покрытия

Стены лестничных клеток и противопожарные преграды

Марши и площадки лестниц в лестничных клетках

С 1

К 1

К 2

К 1

К 0

К 0

Где К0- не пожароопасные;

К1- мало пожароопасные;

К2- умеренно пожароопасные.

Для предупреждения воспламенения и взрыва  в лаборатории предусмотрены  следующие мероприятия: соблюдение всех правил безопасности при обслуживании, осмотре и ремонте технологического оборудования; теплоизоляция нагревающихся поверхностей.   Внутри лаборатории установлены  углекислотные  аэрозольные  огнетушители (ОУ-5, ОУ-7), предназначенные для тушения  небольших очагов, различных горючих веществ, а также электроустановок, находящихся под напряжением.

Предусмотрена автоматическая система  электрической пожарной сигнализации, которая извещает о пожаре  без участия человека. Она    включает в себя извещатели (тепловые АТП-3М, дымовые ИДФ-1), реагирующие на появление дыма  или пламени, повышение температуры.

В лаборатории ширина прохода  дверей 1 м.

Определение расхода воды  на внутреннее и внешнее пожаротушение:

Q=11*n3

n- нормативный расход воды   для внутреннего  (n1) и внешнего(n2) тушения пожара, дм3/с.

n1-нормативный расход воды = 3 дм3/с.

n2=6 дм3- расход воды на наружное пожаротушение  через гидранты в соответствии  со  степенью огнестойкости  и классу  пожаробезопасности (объем здания составляет  1890  м3).

Q= 11*9=165 м3

6.2. Правила безопасной работы в лаборатории

6.2.1. Работа со стеклянной посудой

Применяемая в лаборатории стеклянная посуда по назнчению может быть разделена на посуду общего назначения (которая всегда должна быть в лаборатории и без которой нельзя провести большинство работ), специального назначения (которая употребляется для одной какой-то цели) и мерную.

Стеклянная посуда при работе подвергается следующим операциям: переноске, укупорке, нагреванию, охлаждению, мойке и так далее.

        Все эти операции могут привести к несчастному случаю, если не соблюдать следующие правила безопасности:

  1.  при вставке стеклянных трубок в резиновые пробки или губки, надевание резиновых трубок необходимо защищать руки полотенцем, а наружную поверхность стеклянной трубки и внутреннюю поверхность резиновой трубки или пробки следует смачивать водой, глицерином или глицериновым маслом;
  2.  при притирке пробок их нельзя проворачивать и надавливать на них;
  3.  при вставке стеклянной трубки в отверстие пробки, последнюю нельзя упирать в ладонь, а трубку следует держать как можно ближе к вставляемому в пробку концу;
  4.  при переливании жидкостей необходимо пользоваться воронкой, установленной на фарфоровый треугольник, помещенный на горловине сосуда или в кольце штатива;
  5.  при переносе сосудов с горячей жидкостью необходимо пользоваться полотенцем;
  6.  - при смешивании или разбавлении веществ, сопровождающимся выделением тепла, следует пользоваться термостойкой посудой.

        Для  предотвращения механических повреждений необходимо соблюдать все меры предосторожности при использовании химической стеклянной посуды.

Все емкости должны быть снабжены этикетками с четко написанными названиями реактивов. Сосуды с нагретыми жидкостями и другими веществами нельзя герметично закрывать до тех пор, пока они не охладятся. Острые края посуды оплавляются.     Для отбора жидких реактивов используют пипетки, снабженные резиновой грушей. Разбитую посуду складывают в специально отведенное для этого место.

         Нельзя пользоваться посудой, имеющей трещины. Перед нагреванием  жидкостей и других веществ, проверяют термостатичность, предназначенной для этого посуды.  При вставлении стеклянных трубок в резиновые пробки, трубки и пробки смазывают вазелином.

6.2.2. Работа с ядовитыми веществами

В лаборатории часто приходится иметь дело с разного рода ядовитыми вредными веществами. Неумелое или небрежное обращение и с ними может привести к тяжелым последствиям как для работающего, так и для окружающих.

Ядовитые и вредные вещества могут быть газообразными, жидкими и твердыми; они могут действовать на организм человека при вдыхании их, при непосредственном попадании на кожу или при случайном попадании внутрь.

Хранение, учет и расходование ядовитых и сильно действующих веществ должны проводиться согласно официально утвержденной инструкции.

При работе с ядовитыми и вредными веществами необходимо соблюдать следующие правила:

1. Работу проводить только под тягой.          

2. Надо иметь всегда наготове противогаз, очки, перчатки и пользоваться ими во всех необходимых случаях.

3.  Знать правила оказания первой помощи и иметь в   лаборатории всё необходимое для оказания такой помощи.

4.  Если склянка или другой предмет оказались загрязнёнными ядовитыми веществами, последнее надо сначала удалить фильтровальной бумагой, а затем уже обработать это место растворителем. Посуду   из- под ядовитых   веществ нельзя отправлять на мойку, а следует мыть самому.

5.    При   попадании   ядовитого   вещества   на   кожу   его   необходимо немедленного удалить.

6.     Жидкие ядовитые вещества следует отбирать только при помощи сифона или специальной пипетки.

7.  Нельзя оставлять склянки с ядовитыми веществами на столе.

8.   Прежде чем вылить ядовитое вещество в раковину, его необходимо

обезвредить.

9.  Нагревать ядовитые вещества можно только в круглодонных колбах,

недопустимо нагревание на голом огне.

10.  Взвешивать твердые ядовитые вещества можно только под тягой.

11.  Хранить и принимать пишу в комнате, где работают с ядовитыми веществами, не допускается.

12.    Работа   с   особо   вредными   веществами   следует   проводить   в перчаточном боксе

6.2.3. Оказание первой помощи при несчастных случаях

        В лаборатории бывают случаи, требующие неотложной медицинской помощи - порезы рук, ожоги горячими предметами, кислотами, щелочами, отравление и поражение электрическим током

       Для оказания первой помощи в лаборатории имеется аптечка с необходимыми медикаментами и перевязочными  средствами.

При ранениях стеклом нужно удалить его остатки из раны, смазать йодом и перевязать пораженное место.

        При термических ожогах I и II степени обожженное место следуй присыпать двууглекислым натрием.

При ожоге химическими веществами пораженный участок кожи необходимо промыть большим количеством воды и сделать примочку: при ожогах кислотами - из 2%-ного содового раствора, а при ожогах щелочами - из слабого раствора уксусной кислоты.

При поражении электрическим током надо освободить пострадавшего от тока и в зависимости от поражения оказать следующую помощь: обеспечить покой, сделать массаж сердца, провести искусственное дыхание.

При отравлении химикатами необходимо немедленно оказать первую помощь, введя в организм соответствующее противоядие.

Во всех серьезных случаях необходимо обратиться к врачу и вызвать скорую помощь.

В лаборатории надо иметь плакаты о мерах оказания первой помощи при несчастных случаях.

                               6.3.Охрана окружающей среды

Охрана окружающей среды - это комплекс мероприятий по предотвращению вредного воздействия на природу.  

Федеральный закон от 10 июня 1998 года № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» определяет правовые основы обращения с отходами производства и потребления в целях предотвращен их вредного воздействия на здоровье человека и окружающую природную среду, а также вовлечения таких отходов в хозяйственный оборот в качестве дополнительных источников сырья.

Во время проведения данной научно-исследовательской работы в лаборатории образовались следующие виды отходов: твёрдые бытовые отходы , BMP ( отработанные люминесцентные лампы, макулатура, бой стеклянной химической посуды, картонные или пластиковые упаковочные материалы).

Люминесцентные лампы обезвреживают и отправляют на дальнейшую переработку.

ТБО размещают на полигоне, стеклобой, макулатура, картонные упаковки отправляют на переработку.

Лаборатория загрязняет атмосферу мучной пылью, гидроксидом натрия, серной кислотой и этиловым спиртом.

Вода для нужд лаборатории поступает по водопроводу. Сточные воды спускают в канализацию, без очистки.

ГЛАВА 7. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

  1.  Каминский В.Д., Бабич М.Б. Новая технология переработки зерна гречихи в крупу«Хранение и переработка зерна» № 5, 1999, с.19-20
  2.  Каминский В.Д., Бабич М.Б., Остапчук Н.В., Мищенко М.И. Оценка технического уровня моечных машин «Хранение и переработка зерна» № 4, 2000, с.27-29
  3.  Каминский В.Д., Бабич М.Б., Разумович П.А. Переработка зерна гречихи с возможностью использования пневмотранспортных установок «Хранение и переработка зерна» № 8, 2000, с.38-39
  4.  Леконт Ж., Инфракрасное излучение, пер. с франц., М., 1958; 7.
  5.  Дерибере М., Практические применения инфракрасных лучей, пер. с франц., М.-Л., 1959; 
  6.  Козелкин В. В., Усольцев И. Ф., Основы инфракрасной техники, М., 1967; 
  7.  Соловьев С. М., Инфракрасная фотография, М., 1960;
  8.  Лебедев П. Д., Сушка инфракрасными лучами, М.-Л., 1955.

10.  Бачурская Л. Д., Гуляев В. Н.  Пищевые концентраты.  —  М.: Пищевая промышленность, 1976. — 335 с.

11.   Микроволновые технологии в народном хозяйстве. Внедрение. Проблемы. Перспективы. Вып. 2-3.  / Под ред. акад. МАИ  Л. Г. Калинина Южный филиал отделения промышленной раиоэлектроники МАИ. — Одесса, 2000.

12. Гинзбург А. С. Инфракрасная техника в пищевой промышленности.  —  М.: Пищевая промышленность, 1966. — 407 с.

13. Ильясов С. Г., Красников В. В. Физические основы инфракрасного облучения пищевых продуктов.  —   М.: Пищевая промышленность

  1.  http://www.bibliotekar.ru/enc-Semya/52.htm


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

39854. Разработка технологического процесса механической обработки деталей узла Редуктор - 338 – Б – 0002 1.34 MB
  Проектируемые и реализуемые производственные процессы должны обеспечивать решение следующих задач: выпуск продукции необходимого качества, без которого затраченные на неё труд и материальные ресурсы будут израсходованы бесполезно; выпуск требуемого количества изделий в заданный срок при минимальных затратах живого труда и вложенных капитальных затратах.
39855. Проектирование участка механической обработки для изготовления детали узла МБ – 901 «Барабан сцепления ведомый» 236.5 KB
  Проектируемые и реализуемые производственные процессы должны обеспечивать решение следующих задач: выпуск продукции необходимого качества без которого затраченные на нее труд и материальные ресурсы будут израсходованы бесполезно; выпуск требуемого количества изделий в заданный срок при минимальных затратах живого труда и вложенных капитальных затрат. В дальнейшем это позволит создавать интегрированные производства обеспечивающие автоматизацию основных и вспомогательных процессов и при минимальном участии человека в производственном...
39857. Проектирование участка механической обработки деталей узла Стакан 1.79 MB
  Очевидно, что круг задач эффективной эксплуатации производственных систем весьма широк, эти задачи сложны и многообразны, особенно если учесть масштабы современного производства и уровень техники, и решение их требует от технолога широкого кругозора и глубоких знаний различных дисциплин.
39858. Проект замены насосов Н-6, 6а типа НКВ-210/200 на НКВ-360/200 в связи с увеличением производительности установки АВТ-6 4.39 MB
  Позднее после того как недавно введенный технологический режим был закреплен руководством установки было принято решение заменить насос Н66а на более мощный. Температура бензина в К4 контролируется поз. Расход бензина в К4 контролируется поз. Расход холодного орошения в К4 регулируется клапаном регулятора давления расположенным на линии вывода газа из Е4 в систему собственного топливного газа или на установку 30 4 и регистрируется поз.
39859. Система автоматизации насосной установки станции подкачки воды жилищного комплекса 2.99 MB
  Задача данной системы управления – поддержание постоянного заданного напора в водопроводной магистрали жилищного комплекса обеспечение отработки суточной диаграммы напоров обеспечение энергосберегающего управления напором обеспечение защиты от превышения и занижения давления в водопроводной сети. ЭЛЕКТРОПРИВОД насосная установка АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ЧАСТОТНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ закон управления регулятор давления МОДЕЛИРОВАНИЕ ПИД РЕГУЛЯТОР ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ MATLAB SIMULINK. Выбор датчика давления 52 4.59 Синтез контура...
39861. Модернизация конструкции передвижного стола пресса ковочного гидравлического пресса усилием 150 МН 3.45 MB
  В контексте всего вышесказанного в данном дипломном проекте рассмотрены вопросы производительности гидравлического пресса и на основании исследований были произведены изменения в цилиндре стола с целью увеличения производительности также проведены мероприятия по охране труда и гражданской обороне. В качестве аккумуляторов в кривошипных и винтовых прессах применяют маховики в гидропрессахгидроаккумуляторы и в гидровинтовых прессах маховики и гидроаккумуляторы. Однако особый интерес представляют пресса большой мощности к ним относятся...
39862. Экономическое обоснование создания нового предприятия (на примере ООО «Blue bird») 847.5 KB
  В дипломном проекте дана характеристика разрабатываемой станции технического обслуживания, проанализирован рынок сбыта и конкуренция. Также было подсчитано количество необходимого рабочего персонала для оптимальной работы предприятия, разработан план маркетинга и план производства.