Компьютерное моделирование технологических процессов пищевых производств

Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра органической химии и пищевой технологии

Допускаю к защите

Руководитель

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

 

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВОГО РАСЧЕТА ПИВОВАРЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

наименование темы

Выполнил студент группы

Нормоконтролер_________

Курсовой проект защищен с оценкой

Иркутск 2008г.

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЗАДАНИЕ

НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ (КУРСОВУЮ РАБОТУ)

По курсу: КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Студенту __________________

Тема проекта МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВОГО РАСЧЕТА ПИВОВАРЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

 

Задание на проектирование:

Произвести расчет рабочих рецептур пяти видов пива, подобрать наилучший объем выпуска ассортимента и смоделировать задачу сохранения производственной мощности при изменении поставки сырья.

Исходные данные:

Расход сырья, кг на 1 т готовой продукции в натуре и в сухих веществах по рецептуре.

Рекомендуемая литература:

1.  Закгейм А.Ю. Введение в моделирование химико-технологических процессов. – М.: Химия, 1992. – 237 с.

2.  Елизарова Л.Г., Николаева М.А.. Алкогольные напитки. Товарный справочник. / Л.Г.Елизарова, 1997. - 115 c.

3.  Периодический центральный журнал «Пиво и напитки».

4.  Производство безалкогольных напитков: справочник / В.В. Рудольф, А.В. Орещенко, П.М. Яшнова – СПб.: Профессия, 2000.–360 с.

5.  Тихомиров В.Г. Технология пивоваренного и безалкогольного производств.–М.: Колос, 1999.–448с.

Дата выдачи задания «__» _апреля 2008г.

Дата представления проекта руководителю

« » мая 2008г.

Руководитель курсового проектирования__________ .

Компьютерное моделирование технологических процессов на основе выбранных актуальных моделей пищевой промышленности

Технологическая система представляет собой совокупность функционально связанных средств технологического оснащения, предметов производства и исполнителей для выполнения в регламентированных условиях производства заданных технологических процессов или операций. Основными элементами современной технологии, как сложной производственной системы, являются ресурсы, а для анализа самой технологии требуются адекватные сложные методы. Любая технологическая система может быть представлена определенной математической моделью с использованием широкого спектра численных методов, которая в упрощенном виде будет отображать наиболее существенные свойства реальной системы. При этом выбранное описание позволит проследить изменения технологии во времени.

Научной основой современного технологического контроля качества стали математико-статистические методы. Управление качеством продукции может обеспечиваться двумя методами: посредством разбраковки изделий и путем повышения технологической точности.

Современные информационные технологии позволяют оперативно и оптимальным образом принимать решение по управлению технологическим процессом.

1. Оптимизация производственных затрат пивоваренного производства и моделирование расхода сырья

Основное пивоваренное сырье – это пивоваренный солод с добавкой несоложенных материалов (ячменя, рисовой сечки, обезжиренной кукурузы, сахара), вода, хмель или хмелевые препараты.

Пиво бывает светлое и тёмное, а в зависимости от вида применяемых дрожжей – низового и верхового брожения. Около 90% производимого пива низового брожения приходится на светлые сорта, для которых характерны тонкий, слабовыраженный солодовый вкус, хмелевой аромат и ярко выраженная горечь.

Основными нормативными документами для изготовления пива являются сборники унифицированных рецептур и технологические инструкции для предприятий по производству пива.

В рецептурах указано определённое соотношение компонентов сырья для производства данного наименования изделия, что позволяет определить расход сырья для выпуска готовой продукции и спланировать себестоимость изделий. В рецептурах рассчитаны не все фазы технологического процесса, а только те, на которых происходят изменения состава сырья или влажности.

На предприятиях рабочие рецептуры рассчитываются для определённого расхода сырья и полуфабрикатов для требуемого количества изделий в смену и на нагрузку с учётом ёмкости оборудования и его производительности. Такие расчеты характеризуется большими объемами исход­ных данных, подлежащих обработке, громоздкостью вычислительных процедур и многократным их повторением. Поэтому реализация математических моделей дозирования сырья сложна без применения вычислительных машин. Компьютерное моделирование дает возможность эффективного поиска оптимальных условий, при которых должен проходить технологический процесс, для обеспе­чения наилучшего качества продукта, наименьшего расхода энергии, наибольшей прибыли и т. д. Microsoft Excel позволяет создать удобную в использовании компьютерную модель, которая позволяет при изменении одного параметра увидеть значения выходных параметров.

Цель работы: составить компьютерную модель, позволяющую производить расчет расхода сырья для производства светлого пива. Максимизировать доход от произведенной продукции, установив оптимальный объем выпуска выбранного ассортимента пива.

В качестве исходных данных для расчета расхода сырья для производства светлого пива предлагается рецептура и качественные показатели выпускаемой продукции (таблица 1 и 2).

Таблица 1

Рецептура и качественные показатели выпускаемой продукции

Сырье, показатели	Обозн	Пиво "Рижское"	Пиво "Московское"	Пиво "Казанское"	Пиво "Самарское"	Пиво "Ленинградское"
Рецептура засыпей, %
Солод светлый	Мсс	100	80	70	76	90
Рисовая сечка	Мрс		20	30	19	10
Сахар	Мсах				5
Общий расход хмеля	Мхм	1,596	1,566	1,432	1,119	1,095
Качественные показатели
Экстактивность (плотность) начального сусла,%	i	12	13	14	14,5	20
Удельный вес сусла	d	1,0484	1,0526	1,0570	1,0590	1,07415
Содержание алкоголя, % масс.		3,4	3,5	3,8	3	6
Содержание углекислого газа, % масс.		0,33	0,33	0,35	0,30	0,33
Срок дображивания, суток		42	42	60	60	90
Действительная степень сбраживания,%		55	52	53,5	59,5	55,5

Таблица 2

Технологические показатели

Наименование	Условное обозначение	количество на 100 кг зернового сырья
Масса зерновой засыпи, кг	Мз	100
Влажность светлого солода, %	Wпсс	5,6
Влажность рисовой сечки, %	Wрс	15
Влажность прессованного хмеля, %	Wпрх	13
Влажность гранулированного хмеля, %	Wгрх	6,5
Влажность пивной дробины, %	Wдр	88
Влажность хмелевой дробины, %	Wхд	85
Экстрактивность солода	Есс	76
Экстрактивность рисовой сечки	Ерс	85
Коэффициент объёма расширения	К об р	1,04
Норма горечи	Гс	0,75
Кислоты прессованного хмеля	aпх	3,5
Кислоты гранулированного хмеля	aгх	3,5
Средневзвешенные потери	Пр	1,7
Потери солода	Пп	0,5
Потери экстракта	Пдр	2,8
Потери в хмелевой дробине	Пхд	6 - 6,5
Потери в бродильном цехе	Пб	2,5
Потери в цехе дображивания	Пдоб	1
Потери в фильтровальном отделении	Пфилт	1,7 - 2
Выход изб. дрожжей	Вмд	0,8
Диоксид углерода	С	150
Выпуск в год, дал	Г	600000

Технологические расчеты и расход сырья