Экономико-математическое моделирование : Моделирование продуктового расчета пивоваренного производства

Моделирование продуктового расчета пивоваренного производства

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

На тему: МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВОГО РАСЧЕТА

ПИВОВАРЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Выполнил студент

Нормоконтролер

Курсовой проект защищен с оценкой

Иркутск 2008гЗАДАНИЕ

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.

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 исход-ных данных, подлежащих обработке, громоздкостью вычис-лительных процедур и многократным их повторением. Поэтому реализация математических моделей дозирования сырья сложна без при-менения вычислительных машин. Компьютерное моделирование дает возможность эффективного поиска оптимальных условий, при которых дол-жен проходить технологический процесс, для обеспе-чения 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

1. Пиво «Рижское»

Технологические расчеты

Наименование	Условное обозначение	Количество на 100 кг зернового сырья
Объем сусла	Vc	54,51583365
Горячее сусло	Vгс	56,696467
Холодное сусло	Vхс	53,29467898
Экстрактивность сусла	Ес	68,58528
Масса сусла	Мс	571,544
Общее количество экстрактивных веществ	Мэв	71,38528
Масса потерь сухих веществ	Мпд	2,8
Масса экстрактивных веществ полированного солода	Мэвпсс	71,38528
Масса экстрактивных веществ рисовой сечки	Мэврс	0
Сухие вещества светлого солода	Мсвпсс	93,928
Сухие вещества рисовой сечки	Мсврс	0
Отходы полировки	Моп	0,5
Масса полированного солода	Мпсс	99,5
Общее количество сухих веществ	Мсв	93,928
Количество сухих веществ в дробине	Мсвдр	25,34272

Расход сырья

Продукты	Условное обозначение	на 100 кг зернового сырья	на 1 дал готового пива	на год	на сутки
Зернопродукты, кг
Солод светлый	Мсс	100	2,050003697	1230002,22	3727,27945
Рисовая сечка	Мрс	0	0	0	0
Всего	100	2,050003697	1230002,22	3727,27945
Другие виды сырья, кг
Хмель прессованный	Мхп	1,915708812	0,039272101	23563,2609	71,40382087
Хмель гранулированный	Мхг	16,04278075	0,328877598	197326,559	597,95927
Всего	17,95848956	0,3681497	220889,82	669,3630909
Промежуточные продукты и товарное пиво, дал
Сусло горячее	СЛг	56,696467	1,16227967	697367,802	2113,235763
Сусло охмеленное	СЛхм	53,29467898	1,092542889	655525,734	1986,441617
Пиво молодое	ПВм	51,962312	1,065229317	639137,59	1936,780577
Пиво фильтрованное	ПВф	49,62400796	1,017293998	610376,399	1849,625451
Пиво товарное	ПВт	48,78039983	1	600000	1818,181818
Отходы,кг
Дробина солодовая	Дс	211,1893333	4,329389142	2597633,48	7871,616621
Дробина хмелевая	Дхм	6,384	0,130872236	78523,3416	237,9495201
Осадок взвесей сусла	Ост	1,75	0,035875065	21525,0388	65,22739037
Дрожжи товарные	Дт	4,263574318	0,087403431	52442,0587	158,9153294
Диоксид углерода	Сот	7,317059974	0,15	90000	272,7272727
Отходы полировки	Плот	0,5	0,010250018	6150,01109	18,63639725

2. Пиво «Московское»

Технологические расчеты

Наименование	Условное обозначение	Количество на 100 кг зернового сырья
Объем сусла	Vc	50,2479019
Горячее сусло	Vгс	52,25781797
Холодное сусло	Vхс	49,1223489
Экстрактивность сусла	Ес	68,758224
Масса сусла	Мс	528,9094154
Общее количество экстрактивных веществ	Мэв	71,558224
Масса потерь сухих веществ	Мпд	2,8
Масса экстрактивных веществ полированного солода	Мэвпсс	57,108224
Масса экстрактивных веществ рисовой сечки	Мэврс	14,45
Сухие вещества светлого солода	Мсвпсс	75,1424
Сухие вещества рисовой сечки	Мсврс	17
Отходы полировки	Моп	0,4
Масса полированного солода	Мпсс	79,6
Общее количество сухих веществ	Мсв	92,1424
Количество сухих веществ в дробине	Мсвдр	23,384176

Расход сырья

Продукты	Условное обозначе- ние	на 100 кг зернового сырья	на 1 дал готового пива	на год	на сутки
Зернопродукты, кг
Солод светлый	Мсс	80	1,779300728	1067580,437	3235,092233
Рисовая сечка	Мрс	20	0,444825182	266895,1092	808,7730582
Всего	100	2,22412591	1334475,546	4043,865291
Другие виды сырья, кг
Хмель прессованный	Мхп	1,915708812	0,042607776	25564,66563	77,46868374
Хмель гранулированный	Мхг	16,04278075	0,356811643	214086,986	648,7484424
Всего	17,95848956	0,399419419	239651,6516	726,2171262
Промежуточные продукты и товарное пиво, дал
Сусло горячее	СЛг	51,2879019	1,140707515	684424,5089	2074,013663
Сусло охмеленное	СЛхм	49,1223489	1,092542889	655525,7337	1986,441617
Пиво молодое	ПВм	47,89429017	1,065229317	639137,5903	1936,780577
Пиво фильтрованное	ПВф	45,73904712	1,017293998	610376,3988	1849,625451
Пиво товарное	ПВт	44,96148331	1	600000	1818,181818
Отходы, кг
Дробина солодовая	Дс	194,8681333	4,334112644	2600467,586	7880,204807
Дробина хмелевая	Дхм	6,264	0,139319247	83591,54821	253,3077218
Осадок взвесей сусла	Ост	1,75	0,038922203	23353,32206	70,7676426
Дрожжи товарные	Дт	3,929787912	0,087403431	52442,05869	158,9153294
Диоксид углерода	Сот	6,744222497	0,15	90000	272,7272727
Отходы полировки	Плот	0,4	0,008896504	5337,902184	16,17546116

3. Пиво «Казанское»

Технологические расчеты

Наименование	Условное обозначение	Количество на 100 кг зернового сырья
Объем сусла	Vc	46,52297337
Горячее сусло	Vгс	48,38389231
Холодное сусло	Vхс	45,48085877
Экстрактивность сусла	Ес	68,844696
Масса сусла	Мс	491,7478286
Общее количество экстрактивных веществ	Мэв	71,644696
Масса потерь сухих веществ	Мпд	2,8
Масса экстрактивных веществ полированного солода	Мэвпсс	49,969696
Масса экстрактивных веществ рисовой сечки	Мэврс	21,675
Сухие вещества светлого солода	Мсвпсс	65,7496
Сухие вещества рисовой сечки	Мсврс	25,5
Отходы полировки	Моп	0,35
Масса полированного солода	Мпсс	69,65
Общее количество сухих веществ	Мсв	91,2496
Количество сухих веществ в дробине	Мсвдр	22,404904

Расход сырья

Продукты	Условное обозначение	на 100 кг зернового сырья	на 1 дал готового пива	на год	на сутки
Зернопродукты, кг
Солод светлый	Мсс	70	1,681542617	1008925,57	3057,350212
Рисовая сечка	Мрс	30	0,720661121	432396,6728	1310,292948
Всего	100	2,402203738	1441322,243	4367,64316
Другие виды сырья, кг
Хмель прессованный	Мхп	1,915708812	0,046019229	27611,53722	83,6713249
Хмель гранулированный	Мхг	16,04278075	0,385380279	231228,1673	700,691416
Всего	17,95848956	0,431399508	258839,7045	784,3627409
Промежуточные продукты и товарное пиво, дал
Сусло горячее	СЛг	48,38389231	1,16227967	697367,8018	2113,235763
Сусло охмеленное	СЛхм	45,48085877	1,092542889	655525,7337	1986,441617
Пиво молодое	ПВм	44,3438373	1,065229317	639137,5903	1936,780577
Пиво фильтрованное	ПВф	42,34836462	1,017293998	610376,3988	1849,625451
Пиво товарное	ПВт	41,62844242	1	600000	1818,181818
Отходы, кг
Дробина солодовая	Дс	186,7075333	4,485095345	2691057,207	8154,718809
Дробина хмелевая	Дхм	5,728	0,13759823	82558,93807	250,1786002
Осадок взвесей сусла	Ост	1,75	0,042038565	25223,13925	76,4337553
Дрожжи товарные	Дт	3,638468702	0,087403431	52442,05869	158,9153294
Диоксид углерода	Сот	6,244266364	0,15	90000	272,7272727
Отходы полировки	Плот	0,35	0,008407713	5044,62785	15,28675106

4. Пиво «Самарское»

Технологические расчеты

Наименование	Условное обозначение	Количество на 100 кг зернового сырья
Объем сусла	Vc	42,44753528
Горячее сусло	Vгс	44,14543669
Холодное сусло	Vхс	41,49671049
Экстрактивность сусла	Ес	65,1803128
Масса сусла	Мс	449,5193986
Общее количество экстрактивных веществ	Мэв	67,9803128
Масса потерь сухих веществ	Мпд	2,8
Масса экстрактивных веществ полированного солода	Мэвпсс	54,2528128
Масса экстрактивных веществ рисовой сечки	Мэврс	13,7275
Сухие вещества светлого солода	Мсвпсс	71,38528
Сухие вещества рисовой сечки	Мсврс	16,15
Отходы полировки	Моп	0,38
Масса полированного солода	Мпсс	75,62
Общее количество сухих веществ	Мсв	87,53528
Количество сухих веществ в дробине	Мсвдр	22,3549672

Расход сырья

Технологические расчеты

Наименование	Условное обозначение	Количество на 100 кг зернового сырья
Объем сусла	Vc	31,96562491
Горячее сусло	Vгс	33,24424991
Холодное сусло	Vхс	31,24959491
Экстрактивность сусла	Ес	68,671752
Масса сусла	Мс	343,35876
Общее количество экстрактивных веществ	Мэв	71,471752
Масса потерь сухих веществ	Мпд	2,8
Масса экстрактивных веществ полированного солода	Мэвпсс	64,246752
Масса экстрактивных веществ рисовой сечки	Мэврс	7,225
Сухие вещества светлого солода	Мсвпсс	84,5352
Сухие вещества рисовой сечки	Мсврс	8,5
Отходы полировки	Моп	0,45
Масса полированного солода	Мпсс	89,55
Общее количество сухих веществ	Мсв	93,0352
Количество сухих веществ в дробине	Мсвдр	24,363448

Расход сырья

Продукты	Условное обозначение	на 100 кг зернового сырья	на 1 дал готового пива	на год	на сутки
Зернопродукты, кг
Солод светлый	Мсс	90	3,14656431	1887938,586	5721,026018
Рисовая сечка	Мрс	10	0,349618257	209770,954	635,6695575
Всего	100	3,496182566	2097709,54	6356,695575
Другие виды сырья, кг
Хмель прессованный	Мхп	1,915708812	0,066976678	40186,00651	121,7757773
Хмель гранулированный	Мхг	16,04278075	0,560884904	336530,9422	1019,790734
Всего	17,95848956	0,627861581	376716,9487	1141,566511
Промежуточные продукты и товарное пиво, дал
Сусло горячее	СЛг	33,24424991	1,16227967	697367,8018	2113,235763
Сусло охмеленное	СЛхм	31,24959491	1,092542889	655525,7337	1986,441617
Пиво молодое	ПВм	30,46835504	1,065229317	639137,5903	1936,780577
Пиво фильтрованное	ПВф	29,09727906	1,017293998	610376,3988	1849,625451
Пиво товарное	ПВт	28,60262532	1	600000	1818,181818
Отходы,кг
Дробина солодовая	Дс	203,0287333	7,09825518	4258953,108	12905,91851
Дробина хмелевая	Дхм	4,38	0,153132796	91879,67785	278,4232662
Осадок взвесей сусла	Ост	1,75	0,061183195	36709,91695	111,2421726
Дрожжи товарные	Дт	2,499967593	0,087403431	52442,05869	158,9153294
Диоксид углерода	Сот	4,290393798	0,15	90000	272,7272727
Отходы полировки	Плот	0,45	0,015732822	9439,692929	28,60513009

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.

Экономико-математическое моделирование : Моделирование продуктового расчета пивоваренного производства

Моделирование продуктового расчета пивоваренного производства

Информационная Библиотека для Вас!

Информационная Библиотека
для Вас!