БІО-ІНЖЕНЕРИНГ РОЗРАХУНОК І ПРОЕКТУВАННЯ BMEVEMBA779 ПЛАНУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЙ ХАРЧУВАННЯ 2014.09.18. Загальні знання ХАРЧУВАННЯ: Що ми їмо, ми п’ємо Це потрапляє в організм через травну систему. харчова промисловість харчова їжа поживна речовина їжа кухня 2 ОБОВ'ЯЗКИ БІО-ІНЖЕНЕРІВ, МОЖЛИВІ СФЕРИ ДІЯЛЬНОСТІ Економічне виробництво: як підприємець, як працівник Контроль виробництва: забезпечення якості власного продукту, як органу (державного цивільного) У дослідженнях: довго- Термін і прямий розвиток: ПЛАН 3 і планування 1

проектування

ЗАВДАННЯ ВИРОБНИЦТВА ХАРЧУВАННЯ: Прибуткове виробництво (прибуток, економія) та Професійне: гармонізація наукових аспектів з метою задоволення потреб споживачів 4 ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС Сировина складається з підпроцесів від виробництва сировини на столі споживача до подачі. Операція з втратою енергії Наступна операція Втрата основного побічного продукту Регулювання енергетичного капіталу Енергія роботи Pátzay Gy Tungler A Mika LT 2011, Хімічна технологія, E Навчальна програма 5 СТРУКТУРА ПРОМИСЛОВОГО ВИРОБНИЦТВА Одиниць I. . Реактори: пристрої для хімічного перетворення. II. Інструменти та обладнання для логістичної служби виробництва: Транспортні засоби: обладнання для обробки матеріалів та енергії Складське обладнання: для зберігання вихідних, напівфабрикатів та готової продукції III. Основні інфраструктурні послуги з виробництва води (питна, технологічна та охолоджуюча вода), повітря (прилад та компресор), енергетичні послуги (пар, електроенергія, мазут на природному газі), інформатика (мережа, телефон, апаратне забезпечення) 6 та проектування 2

Блок-схеми Технологія, що символізується звичайними, стандартними символами, маркуванням Концептуальна, тобто схематична: чорний ящик Технологічна, тобто детальна: машини масштабують і вирівнюють всі вхідні та вихідні матеріали технічними та кількісними значеннями 7 Концептуальна (схематична) блок-схема Технологія, символізована звичайними, стандартними символи, маркування вирощування врожаю та доставка сортування відходів Сірка, фермент (кг) T, t, ph, Крок I: стебло переробки винограду, вичавки, кг Назва операції. Кількість, Крок II: Переробка вина. віник кг вина 8 Блок-схеми Технологія, що символізується загальноприйнятими, стандартними символами, маркуванням Технологічна, тобто детальна: машини, масштаб обладнання та рівень Усі входи та виходи, технічні та кількісні значення Pátzay Gy Tungler A Mika LT 2011, Chemical Technology, E Curriculum 9 та планування 3

ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПЕРАЦІЙ: МАСОВИЙ І ЕНЕРГЕТИЧНИЙ БАЛАНС I1, a [kg] I2, b [kg] I3, c [kg] E 1, x [kj] Операція: існування E 2, y [kj] O1, d [kg] O2, e [кг] Для даної операції! a + b + c = d + e E 1 = E a + E b + E c E 2 = E d + E e E 1 = E 2 Список вхідних кодів Знак Назва I1 ягода I2 ферментна суміш I3 у вині E1 вхідна енергія Вихід кодовий список Знак Назва O1 повинен O2 вичавка E2 віднімання енергії 10 ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПЕРАЦІЙ: ВАГА ТА ЕНЕРГЕТИЧНИЙ БАЛАНС Для технологічного процесу Pátzay Gy Tungler A Mika LT 2011, Хімічна технологія, E навчальний план Список вхідних кодів Знак Назва Вага I1 Сировина - 1 кг I2 Сировина - 2 b kg I3 Вода c kg Добавка d kg Проміжні з'єднання Назва сигналу Вага O1I5 Проміжний продукт e kg O2I6 Напівфабрикат t.-1 f kg O3I7 Напівфабрикат t.-2 g kg Список вхідних кодів Назва сигналу Вага O4 Продукт 1 a kg O5 Продукт 2 b kg O6 Побічний продукт c kg O7 Відходи d kg 11 ПРЕДСТАВЛЕННЯ ВАГИ ТА ЕНЕРГІЙНОГО БАЛАНСУ: діаграма Шенкі Вхід O1 O2 O3 Вхід = O1 + O2 + O3 Pátzay Gy Tungler A Mika LT 2011, Chemical Technology, Електронна програма 12 та дизайн 4

ЗАХОДИ ЕФЕКТИВНОСТІ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ: Експлуатація TA: сировина T: продукт v: переробка v Вихід: Pátzay Gy Tungler A Mika LT 2011, Хімічна технологія, E навчальна програма 13 ЕФЕКТИВНІСТЬ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ: Перетворення: Pátzay LT Tungler A Mika 2011, Хімічна технологія, E Навчальна програма 14 ПРОФЕСІЙНІ ЗАВДАННЯ ВИРОБНИЦТВА ХАРЧУВАННЯ: Задоволення потреб споживачів економічно та постійно на одному рівні шляхом усунення сезонних наслідків може бути процедурами консервації. Забезпечення та розширення асортименту продукції шляхом перетворення сировини в продукт. 15 та планування 5

ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРИ РІЗНИЙ НА РОЗМНОЖЕННЯ ТА ВИЖИВАННЯ! Температура: µ залежність Арреніуса! Дійсно: як для розмноження, так і для температури розпаду оптимальний комбінований ефект: t 0 10 20 30 40 50 60 [C] t хв. Діапазон зростання стадія занепаду ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕПЛОВОГО ЗНИЩЕННЯ із збереженою кількістю зародків: Принцип: 0 ln (n) D: час зниження ln (n вижив) = f (t передача тепла) -1 де k D: втрати тепла. -2-3 D T i (C) = постійна t ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛОВОГО ЗНИЩЕННЯ Ефективність тепловіддачі: log (n): різний початковий вміст спор вегетативних клітин живих мікробів t і конструкція 6

ТЕРМІЙНА ОПІРНІСТЬ Вегетативний організм Escherichia coli Salmonella spp. Salmonella typhimurium Salmonella senftenberg Staphylococcus aureus Listeria monocytogenes Campylobacter jejuni D-значення (хв) 55 C 60 C 65 C 4 0,1 0,02-0,25 0,056 0,8-1,0 0,2-2,0 5,0-8,3 1,1 NyME (т. Діаграми, 2008) Бактерія ботулін A і B C. ботулін E 100 C 50 Значення D (хв.) 110 C 121 C 0,1-0,2 13%, оптимально: 18-25% ОБРОБКА ВИНОГРАДУ: ЯГОДА/ДРІБЛЕННЯ ОБРОБКА ВИНОГРАДУ: ШЛІНУВАННЯ Точка технологічного рішення: традиційний варіант зниження Відкрийте v. закрита система Нормальна здатність охолодження та конструкція 9

ОБРОБКА ВИНОГРАДУ: ВИГОТУВАННЯ Можливість технологічного розгалуження: червоне вино біле вино Сірчення (червоне, бактеріостатичне): 100 мг/кг Інокуляція з видовими дріжджами Додавання ферменту, що руйнує пектин, Контроль температури: 20-30 С! Час: ½ 20 днів ОБРОБКА ВИНОГРАДУ: ПРЕСУВАННЯ низького тиску! закрита система Обмежена потужність розпушування вичавок ГРОЗОВИЙ ОБРОБКА: ФЕРМЕНТАЦІЯ глюкоза етанол + CO 2 Сірка Інокуляція (дріжджі Epiculatus) Sacch.elipsoideus, яєчники, дріжджі власного виду Червоне вино - підкислення: Micrococcus malolacticus яблучна кислота - яблучна кислота! Етап 3: галасливий, тихий, прибирання та планування 10

ОБРОБКА ВИНОГРАДУ: ЛІКУВАННЯ ВИНА Екстракція багаторазового очищення Поділ (бентоніт, целюлоза, желатин, казеїн, жовтий луг крові) фільтрація діатомової землі (бентоніт) лист фільтрація з мембранною ультрафільтрацією (поперечний потік): сірчистість, закрита частина, охолодження Окислення: забарвлення Змішування ВПРОВАДЖЕННЯ ІДЕЇ: ІНВЕСТИЦІЯ В ЗЕЛЕНЕ ПОЛЕ Точне формулювання цілі Оцінка обмежень Придбання та планування ресурсів 11

ЦІЛЬ Основа: існуючі, очікувані, збудливі потреби ринку. Напр .: 1000 т (100 вагонів) виноградників на рік у маєтку, який можна продати за ціною 50 HUF/кг, але виробнича вартість становить 80 HUF/кг. Скільки вина можна продати економічно? Немає попиту на 5-10 фунтів/пляшку, чи може це збудити маркетинг? Є попит на 300 форинтів за пляшку, але чи варто це робити? ЗАВДАННЯ: Переробка всієї сировини Сировина: Виноград: Липовий лист (самородна продукція) Продукція: Вино: Токайський липовий лист напівсухий, білий Кількість: 300 т/рік (10 т/добу) сировини! ОБМЕЖЕННЯ Кількісні технології Безпека харчових продуктів Законодавство про навколишнє середовище (акцизи) Фінанси Персонал (рівні можливості для робочої сили) тощо та планування 12

РЕСУРСИ Власний капітал: Підписаний капітал, резерви капіталу, обмежені резерви, прибуток (резерв), MSZE Тендерна підтримка (не повертається) Позика, позика, випуск облігацій тощо. Оцінка можливостей застосування GOP 1.1.2010./A: Технологічний розвиток мікро- та малих підприємств GOP 2010.2.1.1./B: Розробка комплексної технології підприємств для мікро-, малих та середніх підприємств KMOP 2010.1.2.1/A: Технологічний розвиток мікро- та малих підприємств ЧАСТИНИ ПЛАНУ: (МОЖЕ ЗМІНИТИСЯ В ЗАЛЕЖНОСТІ ЗАЯВКИ) Опис завдання: Опис товару: якість, кількість, Теоретичні знання: Сировина, Технологія, План технології продукції - з розрахунками План окупності - з розрахунками Підсумкові посилання Додатки, додатки та планування 13

ТЕХНОЛОГІЧНЕ ПЛАНУВАННЯ Параметризація операцій: Вимірювання, розрахунок, оцінка вхідних даних Вимірювання, розрахунок, оцінка параметрів роботи Вимірювання, розрахунок, оцінка виходів План технологічного процесу: Блок-схема з параметрами, входами та виходами Текстовий опис технології Матеріал, енергія тощо. ваги, блок-схеми Гарантія якості, безпека харчових продуктів KP можна торкнутися. Побічний продукт, план утилізації відходів Технічні характеристики машин, обладнання, інженерних мереж Технологія Креслення макета рівня збоку Технологія План плану поверху Оперативно - кадровий план ФУНКЦІОНАЛЬНИЙ ЗВ'ЯЗАНИЙ ПЛАН ЗАДАЧ План юридичних зобов'язань Правила планування, будівництво План плану поверху, вид збоку, 3D план Машинобудування, комунальні послуги та ін. план Екологічний план, план зовнішніх зв'язків План економічного фінансового фінансування: План інвестиційних витрат План операційних витрат План доходів Грошовий потік: план фінансового фінансування РЕСУРСНІ АКТИВИ (ЄС) підтримка банківської позики Баланс (фінансовий) та планування 14

РЕСУРСИ Власний капітал: Підписаний капітал, резерви капіталу, обмежені резерви, прибуток (резерв), MSZE Тендерна підтримка (не повертається) Позика, позика, випуск облігацій тощо. СТІЙКИЙ СТАН! ФІНАНСОВІ/ЕКОНОМІЧНІ АКТИВИ Основні засоби (одноразові витрати): Матеріальні активи: машини, обладнання. Інтелектуальна продукція (імм. Товари), Нерухомість + комунальна мережа Оборотні активи (постійні витрати): Матеріали: сировина, упаковка тощо. Активи: інструменти, упаковка Гроші (!): Оборотний капітал (дебіторська заборгованість) ПЛАН ПОВЕРНЕННЯ ІНВЕСТИЦІЙ Інвестиційні витрати (одноразові або позикові!?) Впровадження нерухомості, технологій (нематеріальні, машини, обладнання), плата за планування, офіційне затвердження, одноразові витрати на фінансування тощо. Операційні витрати (безперервні, регулярні) Прямі: сировина, енергія, інші прямі загальновиробничі витрати, фінансові витрати ECS, заробітна плата та внески, податкові витрати Непрямі, загальні: матеріальні, загальновиробничі, фінансові, заробітна плата, податковий дохід (безперервний, регулярний) Продаж, інші доходи, надзвичайні доходи та планування 15

ПРИБУТОК (MSZE: Прибуток) Дохід: (продаж, стор., Надзвичайний) продаж = ціна за одиницю * кількість Вартість: (для активних, стор., Надзвичайно) Матеріал: сировина, інструмент, енергія, Послуга: страхування, юридична, професійна Особиста: заробітна плата + внесок, інше Амортизація (ECS): 2%, 14,5%, 33%, накладні витрати: загальні, не пов'язані безпосередньо з технологією, плата Окупність інвестицій = інвестиції_ вартість річна _ прибуток рік = 1 п Прибуток (річний) = дохід від реалізації (річні) Витрати (річні) Витрати = Поточний рік, поточні_витрати, ПРИКЛАД СОКУ З ПОМАРАНЧОК Завод виробляє підсолоджений концентрат апельсинового соку. Вміст сухої речовини в первинному сирому соку становить 5%, який потрібно збільшити до 10% випаровуванням, а перед підсолоджуванням вміст цукру потрібно підняти як підсолоджувач, щоб вміст цукру в концентрованому соку був на 2% вищим. Розрахуйте кількість води, яку потрібно видаляти на день, і кількість цукру, який слід додати, якщо потужність конвеєрної лінії безперервного виробництва мух становить 1000 кг первинного сировинного соку (на вході). та планування 16

БАЛАНСОВІ ЛИСТИ Для води: 0,95% * 1000 кг = 0,9% * X (кг) + (1000 кг-X (кг)) розчин: X = 500 кг Цукор: 0% * 500 кг + Y (кг) = 2% * (500 кг + Розчин Y (кг)): Y = 10,2 кг ЗАВДАННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ Якою є енергетична ефективність процесу пресування винограду, що характеризується такими даними? вхідна потужність електричного струму: 10 кВт нагрів: 50 МДж/год (на допомогу сутності) механічна енергія: 2,5 кВт-год (пресування) сировина: 2000 кг, температура: 15 C, c = 5,2 Дж/г/C сусла (c = 4,2 Дж/(g. C): 25 C, 1400 кг, вичавка (c = 5,6 Дж/(g. C): 30 C час перебування: 90 хвилин ENERGY BALANCE вхідна електроенергія: 10 кВт нагрів: 50 МДж/год. механічна енергія: 2,5 кВт-год (пресування) час перебування: 90 хвилин = 1,5 години (1 кВт-год = 3,6 МДж) Вхідна енергія: електрична: 10 кВт * 1,5 год. * 3,6 МДж/кВт-год. ​​= 54 МДж нагрівання: 50 МДж/год.: 2,5 кВт-год * 3,6 МДж/кВт-год = 9 МДж загалом: 138 МДж і конструкція 17

сировина: 2000 кг, температура: 15 C, c = 5,2 Дж/г/C сусла (c = 4,2 J/(g. C): 25 C, 1400 кг, вичавка (c = 5,6 Дж/(g) C): 30 C Надлишок вихідної енергії: сусло: макуха: ЕНЕРГІЙНИЙ БАЛАНС 1400 кг * (25-15) C * 4,2 Дж/г/C = 58,8 МДж 600 кг * (30-15) C * 5,6 Дж/г/C = 50,4 МДж: 109,2 МДж Ефективність: експортований надлишок енергії/споживання енергії 109,2 МДж/138 МДж = 79,1% ЗАВДАННЯ З ОБРОБКИ ВИНОГРАДУ Яку кількість вина можна виробляти, ступінь бродіння Відомі дані: виноград: 900 Т, втрати при очищенні: 5%, властивості винограду: 23 С, вміст цукру: 21%, обсяг стебла ягоди: 78 Т, ефективність есенції: 0,65 мітла: 8%, ρ = 1,15 г/мл, властивості вина: 18 С, вміст цукру: 5 г/л, ρ = 0, 97 г/мл БАЛАНС МАТЕРІАЛУ Валовий матеріальний баланс виноградно-винного процесу: Виноград = домішки + стебло + вичавка + co 2 + мітла + ВИНО 1 глюкоза = 2 етанол + 2 CO 2 180 г 92 г 88 г 900 = 5% * 900 + 78 + (95% * 900-78) * 0,35) + 88/180 * X (цукор) + ((95% * 900 78) * 0,65) -88/180 * X) * 8% + Y (вино ) виноград: 900 Т, втрати при очищенні: 5%, властивості винограду: 23 С, вміст цукру: = 21% ягода обсяг стебла: 78 Т, ефективність помелу: 0,65 мітла: 8%, ρ = 1,15 г/мл властивості вина: 18 С, вміст цукру: 5 г/л, ρ = 0,97 г/мл і конструкція 18

РАВНОВАННЯ МАТЕРІАЛІВ Матеріальний баланс цукристості вина: Виноград = домішки + стебло + похилий продукт + co 2 + мітла + ВИНО 900 * 0,21 = 0 + 0 + (95% * 900T-78T) * 0,35) * 0,21 + 88/180 * X + ((95% * 900T 78T) * 0,65) -88/180 * X) * 8%/1,15 * 5 + Y (BOR)/0,97 * 5 винограду: 900 T, втрати при очищенні: 5%, властивості винограду: 23 С, вміст цукру: = 21% при обсязі ягідного стебла: 78 Т, ефективність есенції: 0,65 мітла: 8%, ρ = 1,15 г/мл властивості вина: 18 С, вміст цукру: 5 г/л, ρ = 0,97 г/мл ЗАХИСТ НА ЗБЕРІГАННЯ Скільки часу перебування (термічної обробки) потрібно для негайного щеплення сусла або його збуту як довготривалого напою? (До 10 3 або 10-8/см 3) Яку термообробку, який тип теплообмінника ви б використовували і чому? Кількість зародків живого винограду: 10 6/см 3 Випробовуваний мікроорганізм: Clostridium botulinum D 100 C = 5 хв, D 121 C = 0,2 хв ЗБЕРЕЖЕННЯ: РОЗРАХУНОК ТЕПЛОГО Зруйнування lg (10 3/10 6) = -3 = -2,3/D 100 * t з них: t = 3/2,3 * D 100 Достатньо пастеризувати для бродіння, очікувана кількість живих мікробів: 10 3 4 * 5/2,3 = 6,5 хвилин трубчастий теплообмінник lg (10-8/10 6) = -14 = -2,3/D 121 * т, з них: t = 14/2,3 * D 121 Стерилізація для розподілу, очікувана кількість живих мікробів: 10-8 14 * 0,2/2,3 = 1,2 р теплообмінник і конструкція 19

ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ ВИТРАТИ: 80 партій річної потужності, 90% від загального виробництва з можливістю продажу щороку Ціна реалізації виробленого та реалізованого вина в цистернах: 800, -/л Ціна 250 окремих резервуарів для зберігання 40 м 3: 4 МФт/Ціна системи пастеризації плити площею 4 м 3/год: 25 мільйонів HUF, Вартість монтажу інвестиції становить 20% від вкладених активів Вартість майна: 500 мільйонів HUF Вартість пресованого сирого сусла: 90 HUF/л; Ціна суспензії дріжджів: 800, -/л; У технології працюють 2 людини, щомісячна вартість заробітної плати + витрати: 250 тис. Форинтів/людина Амортизація обладнання: 14,5%/рік Технічне обслуговування обладнання, ут. 10% від вартості/рік Накладні витрати заводу 5% від вартості інвестиції на рік 80 * 200 * 100 * 0,09 + 80 * 200 * 0,8 + 12 * 250 * 2 + (250 * 4000 + 25000) * ( 14,5% + 10%) + 705000 * 5% = 446 175 еф. ЧАС ПОВЕРНЕННЯ: Інвестиційні витрати: 1730 мільйонів HUF Дохід: 1008 мільйонів HUF Операційні витрати: 446 мільйонів HUF 1 730 000 1008 000 446 175 = 3,08 років та планування 21