THIẾT KẾ NHÀ MÁY NUÔI TRỒNG VÀ CHẾ BIẾN NẤM BÀO NGƯ... Tính cấp thiết xây dựng nhà máy Nấm bào ngư là một loại thực phẩm giàu chất dinh dưỡng như chất đạm, chất khoáng, các vitamin và kh
LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
Tính cấp thiết xây dựng nhà máy
Nấm bào ngư là thực phẩm giàu dinh dưỡng, chứa protein, khoáng chất và vitamin, không độc hại Việt Nam có điều kiện khí hậu thuận lợi cho việc trồng nấm, với nhiệt độ ổn định và nguồn nhân lực dồi dào Thị trường tiêu thụ nấm bào ngư đang tăng trưởng, nhưng ngành trồng nấm vẫn chủ yếu phụ thuộc vào phương pháp thủ công, dẫn đến sản phẩm hạn chế và tồn đọng Để hiện đại hóa ngành sản xuất nấm và đa dạng hóa sản phẩm, việc xây dựng nhà máy nuôi trồng và chế biến nấm bào ngư thành snack là cần thiết.
Vị trí xây dựng nhà máy
Huyện Hoà Vang là huyện ngoại thành duy nhất của Thành phố Đà Nẵng, chiếm 72% diện tích đất liền với tổng diện tích 707,3 km² Mật độ dân số tại huyện này là 262 người/km² tính đến năm 2018, trong khi phần còn lại của thành phố dành cho các quận nội thành.
Hình 1.1 Bản đồ huyện Hòa Vang doanh dịch vụ phục vụ du lịch nên rất thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy trồng nấm , phát triển nông nghiệp
Nhà máy tọa lạc tại xã Hòa Khương, huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng, nơi có nhiều điều kiện thuận lợi như gần nguồn nguyên liệu, mật độ dân cư thấp, địa hình bằng phẳng và cơ sở hạ tầng được đầu tư phát triển.
Điều kiện tự nhiên
Huyện Hoà Vang tọa lạc từ 15°56' Bắc đến 16°13' Bắc và từ 107°49' Đông đến 108°13' Đông, nằm ở phía Tây thành phố Đà Nẵng Huyện này tiếp giáp với các quận và huyện xung quanh, ngoại trừ quận Cẩm Lệ, nơi không giáp biển.
Phía Đông giáp các quận của TP Đà Nẵng (trừ quận Sơn Trà, Hải Châu, Thanh Khê, bao gồm các quận: Ngũ Hành Sơn, Liên Chiểu, Cẩm Lệ)
Phía Bắc giáp huyện Phú Lộc - tỉnh Thừa Thiên - Huế
Phía Tây giáp huyện Nam Đông - tỉnh Thừa Thiên - Huế và huyện Đông Giang
Phía Nam giáp huyện Đại Lộc và thị xã Điện Bàn - tỉnh Quảng Nam
Hòa Vang có khí hậu nhiệt đới gió mùa đặc trưng với nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 25,9 °C Nhiệt độ cao nhất rơi vào các tháng 6, 7, 8, dao động từ 28-30 °C, trong khi nhiệt độ thấp nhất vào tháng 12, 1, 2, trung bình từ 18-23 °C Độ ẩm không khí trung bình đạt 83,4%, cao nhất vào tháng 10, 11 với mức 85,67-87,67%, và thấp nhất vào tháng 6, 7, dao động từ 76,67-77,33%.
Với lượng mưa trung bình hằng năm là 2504,57 mm/năm, lượng mưa cao nhất vào các tháng 10, 11 trung bình từ 550-10000 mm/tháng, thấp nhất vào các tháng 1, 2,
3, 4 trung bình từ 23-40 mm/ tháng Hướng gió chủ yếu là Đông Nam vào mùa nóng và Đông Bắc vào mùa lạnh, tốc độ gió trung bình 3 - 4m/s.
Nguồn nguyên liệu
Mùn cưa được nhập về từ các tỉnh Tây Nguyên hoặc Huyện Hiệp Đức, tỉnh Quảng Nam, chủ yếu là mùn cưa từ cây cao su Ngoài ra, mùn cưa cũng có thể được thu mua từ các công ty chế biến gỗ như xí nghiệp chế biến gỗ Vinafor Đà Nẵng và công ty cổ phần miền trung Hoàng Anh Gia Lai, giúp tiết kiệm chi phí vận chuyển nguyên liệu do vị trí gần với địa điểm xây dựng.
Nguồn cung cấp và thoát nước
Nguồn cung cấp nước cho nhà máy sẽ được lấy từ nguồn nước đã qua xử lý, đảm bảo đáp ứng đủ các chỉ tiêu chất lượng trước khi đưa vào sản xuất Hệ thống cấp nước sẽ được kết nối với hệ thống cấp nước của Nhà máy nước Cầu Đỏ.
Nước thải sau khi xử lý sẽ được xả ra hệ thống thoát nước chung của nhà máy, trong khi nước ngưng có thể tái sử dụng cho mẻ sản xuất tiếp theo Cần tránh tình trạng nước thải ứ đọng để không gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất của nhà máy.
Nguồn điện
Nhà máy sử dụng điện từ mạng lưới điện quốc gia qua các trạm biến áp để vận hành thiết bị và sinh hoạt Để đảm bảo hoạt động liên tục và ổn định, nhà máy còn lắp đặt hệ thống phát điện dự phòng.
Nguồn nhân lực
Nhà máy cần một lượng lớn công nhân lao động phổ thông và nhân viên kỹ thuật cao, được đào tạo bài bản Đà Nẵng có gần 50% dân số là lực lượng lao động, với nhiều trường đại học lớn ở miền Trung cung cấp nguồn nhân lực chất lượng Ngoài ra, vị trí giáp ranh với tỉnh Quảng Nam giúp thu hút thêm công nhân và người lao động từ khu vực này.
Chính nhờ những điều kiện trên mà có thể đảm bảo đáp ứng tốt nhất nguồn nhân lực cho các hoạt động sản xuất của nhà máy.
Giao thông vận tải
Hiện nay, thành phố đã phát triển đầy đủ các loại hình giao thông vận tải, bao gồm đường bộ, đường thủy, đường sắt và đường hàng không Sự hiện diện của các phương tiện này, đặc biệt là gần khu nông nghiệp, giúp rút ngắn thời gian vận chuyển và tiết kiệm chi phí đến nơi tiêu thụ.
Hợp tác hóa
Khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao tại xã Hòa Ninh, huyện Hòa Vang, được đầu tư cơ sở hạ tầng nhằm phát triển nền nông nghiệp công nghệ cao kết hợp với du lịch sinh thái, tạo điều kiện cho sự phát triển bền vững Nằm cách trung tâm thành phố 15 km, khu công nghiệp này thuận lợi cho việc giao thương, thúc đẩy hợp tác và liên kết chặt chẽ Điều này giúp việc sử dụng các công trình điện, nước, giao thông, cũng như nhập nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm trở nên dễ dàng hơn, đặc biệt là trong việc phân phối sản phẩm đến tay người tiêu dùng.
Năng suất của nhà máy
Nhà máy nuôi trồng nấm bào ngư với năng suất 1000kg nấm tươi/ngày và chế biến thành sản phẩm snack nấm bào ngư
Kết luận: Với vị trí địa lý thuận lợi, hệ thống giao thông vận tải phát triển, nguồn lao động dồi dào và nhu cầu tiêu thụ sản phẩm cao, việc xây dựng nhà máy sản xuất snack nấm là một quyết định hợp lý, hứa hẹn mang lại hiệu quả kinh tế cao.
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT
Lập kế hoạch sản xuất
Nhà máy làm việc trong một năm, nghỉ các vụ lễ theo quy định của nhà nước, tết âm lịch Nhà máy làm việc mỗi ngày làm việc 1 ca
Các ngày nghỉ trong năm:
- Giỗ tổ Hùng Vương: 1 ngày
Bảng 4.1: Biểu đồ sản xuất của nhà máy Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Cả năm
Số ngày làm việc/ tháng
Chọn thông số ban đầu và tổn thất nguyên liệu qua từng công đoạn
4.2.1 Năng suất của nhà máy
Mỗi ngày nhà máy sản xuất 1000 kg nấm tươi một ngày chế biến thành sản phẩm snack nấm
Một năm nhà máy làm việc 350 ngày
Thời gian một vụ nấm khoảng 50 ngày , vậy một năm ta có 7 vụ
Vậy một vụ ta phải sản xuất được M = (1000x350)/7= 50000 kg nấm tươi
4.2.2 Các thông số ban đầu của nguyên liệu
- Các chất dinh dưỡng bổ sung:
Năng suất 3,5 % có nghĩa là cứ 1000kg mùn cưa nguyên liệu đem ủ sợi thu được
4.2.3 Chọn tổn thất nguyên liệu qua từng công đoạn
Bảng 4.2 Tổn thất trong quá trình sản xuất
STT Các công đoạn Tổn thất (%)
Tính cân bằng vật chất
Để sản xuất 1000 kg nấm tươi mỗi ngày, cần sử dụng 2857 kg nguyên liệu đầu vào, dựa trên tỷ lệ thu được 35 kg nấm tươi từ 100 kg nguyên liệu.
M 1 (khối lượng nguyên liệu vào ủ sợi)M 1’(khối lượng giống)
M 2 (khối lượng giá thể vào chăm sóc)
Ta có: Khối lượng nguyên liệu đầu vào của quá trình ủ sợi là M 1 = 142857,1 Ủ sợi
100 x 142857 = 14285,71(kg/vụ) Lượng giá thể sau công đoạn ủ sợi:
4.3.2 Công đoạn chăm sóc Điều chỉnh nhiệt độ,đẩm Loại bỏ nấm bệnh
M 3 (khối lượng giá thể và nấm sau chăm sóc)
Khối lượng giá thể và nấm sau công đoạn chăm sóc:
M 3 (khối lượng giá thể và nấm sau chăm sóc)
Theo số liệu ban đầu, khối lượng nấm thu hái (M4) là 50.000 kg/vụ, trong khi khối lượng bã thải sau khi trồng nấm (M3’) cần được xác định.
M 2 ( Lượng giá thể vào chăm sóc)
M 4 (khối lượng nấm sau thu hái)
M 5 (khối lượng nấm sau rửa) Khối lượng nấm sau khi rửa là M 5 :
M 5 (khối lượng nấm sau rửa)
M 6 (khối lượng nấm sau phân loại) Khối lượng nấm sau khi được phân loại:
M 6 (khối lượng nấm sau phân loại)
M 7 (khối lượng nấm sau cắt lát)
4.3.7 Công đoạn chiên chân không
M 7 (khối lượng nấm sau cắt lát)
M 8 (khối lượng nấm sau chiên chân không) Khối lượng nấm sau khi chiên chân không là:
M 8 (khối lượng nấm sau làm chiên chân không)
M 8’ (khối lượng nguyên liệu phụ)
M 9 (khối lượng nấm sau tẩm gia vị) Lượng đường cho vào 1% lượng nấm tẩm gia vị
Và lượng muối cho vào 1%
Khối lượng nấm sau khi tẩm gia vị là :
M 9 (khối lượng nấm sau tẩm gia vị)
M 10 (khối lượng nấm sau làm nguội) Khối lượng nấm sau khi làm nguội là:
M 10 (khối lượng nấm sau làm nguội)
M 11 (khối lượng nấm sau đóng gói) Khối lượng nấm sau khi tính hao hụt sẽ là:
M 12 (mùn cưa sau phối trộn vào tiệt trùng)
M 1 (khối lượng nguyên liệu vào ủ )
4.3.12 Công đoạn phối trộn nguyên liệu
M 13 (mùn cưa sau ủ vào phối trộn)
M 13’ (khối lượng phụ gia vào ủ )
M 12 (khối lượng nguyên liệu vào tiệt trùng ) Khối lượng nguyên liệu mùn cưa + nguyên liệu phụ:
100−0,5 = 144296,5 (kg/vụ) Tính toán công đoạn chuẩn bị nguyên liệu:
M13’ = M cám gạo + M Bột nhẹ + M bột ngô = 3% M1 3 + 1% M 13 + 3% M 13 Vậy 1,07 M13= 144296,5 (kg/vụ)
M13= 134856,5 (kg/vụ) Vậy lượng Phụ gia bổ sung là:
M 14 (khối lượng mùn cưa trước khi ủ)
M 14’ (khối lượng nguyên liệu phụ )
M 13 (khối lượng nguyên liệu vào ủ)
Vậy: Khối lượng CaCO3 bổ sung vào là : MCaCO3 = 677,7051 (kg/vụ)
4.3.14 Công đoạn sàng nguyên liệu
M 15 (khối lượng nguyên liệu trước khi sàng xử lý)
M 14 (khối lượng nguyên liệu trước khi ủ chín) Khối lượng nguyên liệu trước khi vào xử lý là:
4.3 Bảng tổng kết nguyên liệu
STT Tính nguyên liệu, bán thành phẩm, thành phẩm, phế liệu
Năng suất theo vụ (kg)
Năng suất theo ngày (kg)
Nguyên liệu mùn cưa ban đầu 138307,2 2766,144
3 Nguyên liệu vào ủ chín mùn cưa 135541 2710,82
4 Nguyên liệu mùn cưa vào phối trộn 134856,5 2697,13
Nguyên liệu phụ cám gạo 4045,696 80,91392
Nguyên liệu phụ bột nhẹ 1348,565 26,9713
Nguyên liệu phụ bột ngô 4045,696 80,91392
6 Giá thể vào chăm sóc
7 Bã thải sau trồng nấm 103245,6 2064,912
TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ
Công thức tính thiết bị trong dây chuyền
Việc lựa chọn thiết bị phù hợp là yếu tố quyết định năng suất của nhà máy, giúp đảm bảo hoạt động liên tục và hiệu quả Để tối ưu hóa quá trình sản xuất, cần dựa vào vụ có năng suất cao nhất để tính toán và chọn thiết bị Số lượng thiết bị n được xác định theo công thức cụ thể.
+ Thiết bị làm việc liên tục n + Thiết bị làm việc gián đoạn n Trong đó: n: Số lượng thiết bị yêu cầu
N: Năng suất giờ của dây chuyền ở từng công đoạn
M: Năng suất giờ của thiết bị t: thời gian làm việc
Thiết bị sử dụng trong dây chuyền
Nhà máy cần 2766,144 kg mùn cưa mỗi ngày, tương đương với 28 bao 100 kg để đáp ứng nhu cầu sản xuất.
5.2.1 Thiết bị cân nguyên liệu phụ
Lượng nguyên liệu phụ dùng trong một ngày là:
Nguyên liệu CaCO3 là: 13,3541 ( kg/ ngày )
Sử dụng cân bàn điện tử IND 221 của hãng Mettler Toledo với các thông số kỹ thuật như sau:[6]
-Trọng lượng cân tối đa: 100 kg ± 500 g
-Màn hình: đầu cân điện tử IND221, tự động sang đèn LED
Hình 5.1: Thiết bị cân bàn
Nguyên liệu phụ có khối lượng lớn nhất là CaCO3 vậy số lượng cân sử dụng được là: n = 13,3541
Vận chuyển mùn cưa từ đống ủ đến thiết bị phối trộn
-Kích thước càng nâng: L x W x T :1220 x150x 55 (mm)
-Động cơ : Công suất tối đa 72,8/2200 kw/r/min
Số lượng xe cần dùng là: n = 2697,13
Số lượng cần dùng là 1 xe
5.2.3 Thiết bị sàng mùn cưa
Chọn máy sàng lồng được cung cấp bới Công ty cổ phần ỹ thuật CKM Việt Nam với các thông số kỹ thuật như sau:
-Động cơ moter chính 3 Kw
-Vật liệu: Thép CT3/SS400
-kích thước lỗ sàng: 7mm
Hình 5.3: Thiết bị sàng mùn cưa
Thời gian sàng mùn cưa 8h
5.2.4 Xe phân phối mùn cưa và phụ gia trước khi ủ
Chọn thiết bị phân phối mùn cưa có nhãn hiệu DONKORI, có xuất xứ Iran, có các thông số kỹ thuật
Phòng ủ có hình hộp chữ nhật, gồm nhiều phòng nối tiếp nhau, kích thước giống nhau, có mái che, thông thoáng tự nhiên, thuận lợi cho ủ mùn cưa
Lượng mùn cưa và các thành phần cần phối trộn cho 1 ngày ủ:
Cho khối lượng riêng của nguyên liệu = Khối lượng riêng của hỗn hợp mùn cưa 300(kg/m 3 )
Thể tích của nguyên liệu ủ trong một phòng ủ là :
Hình 5.4 Thiết bị phân phối mùn cưa rộng 2,5m, vậy chiều dài của đống ủ:
Vậy kích thước của phòng ủ:
Kích thước phòng ủ là 4000 x 2500 x 4000 mm
Vì thời gian ủ là 6 ngày, 3 ngày đảo trộn một lần nên ta chọn 6 phòng ủ dùng để ủ mùn cưa với kích thước khu ủ là 12000 x 6000 x 4000 mm
5.2.6 Thiết bị phối trộn mùn cưa và nguyên liệu phụ
Khối lượng nguyên liệu đem trộn:
Nhà máy làm việc 8h một ngày nên khối lượng nguyên liệu đem trộn trong 1h là 2885,92914 /8= 360,741 kg/h
Máy trộn mùn cưa được sử dụng để phối trộn nguyên liệu phụ sau khi ủ, giúp tiết kiệm thời gian và công sức di chuyển Thiết bị này được đặt ngay trong khu vực ủ nguyên liệu, cho phép thực hiện quá trình phối trộn một cách thuận tiện và hiệu quả.
Hình 5.5: Thiết bị phối trộn mùn cưa
Ta lựa chọn máy trộn trục ngang 3A5,5Kw với các thông số sau
-Tốc độ trục chính : 50 vòng/phút
5.2.7 Thiết bị rót chai tự động và đóng nắp
Chọn chai có kích thước h0mm, d0mm
Ta tiến hành xếp các chai vào các rổ nhựa trung bình 20 chai một rổ, dài để 5 chai, rộng để 4 chai
Chọn chiều dài rổ là 500mm, chiều rộng là 40 mm, chiều cao 5 mm
Ta tiến hành rót chai tự động và đóng nắp, chọn thiết bị có thông số kĩ thuật như sau:
Hình 5.6 Thiết bị rót chai tự động và đóng nắp
Số thiết bị cần chọn là: n = 512,8
Vậy ta chọn 1 thiết bị rót chai tự động và đóng nắp
Các chai sau khi được đóng được đưa qua thiết bị tiệt trùng chai để tiêu diệt các vi sinh vật làm ảnh hưởng đến quá trình nuôi cấy
Thể tích 4102,1 chai cần tiệt trùng là : 3,158m 3
Chọn thiết bị nồi hấp khử trùng hơi áp suất kiểu MQS2,5
Các thông số kỹ thuật của thiết bị MQS2,5:
-Tên: Nồi hấp xung chân không
-Nơi xuất xứ :Trung Quốc
-Kích thước bên trong :2100 x 1000 x 1200 mm
Hình 5.7: Thiết bị tiệt trùng MQS 2,5
Thời gian tiệt trùng và lấy ra vệ sinh là 2 giờ , vậy một ngày tiệt trùng được 4 n = 3,158
Vậy ta cần dùng 1 thiết bị tiệt trùng
5.2.9 Thiết bị cấy giống nấm
Thông số kĩ thuật kỹ thuật của máy cấy giống
Số thiết bị cần chọn n = 512.8
Chọn 1 thiết bị cấy giống
Hình 5.8 Thiết bị cấy giống
Diện tích 1 đáy chai là 0,008 m 2 , ta có tất cả 4102,1 chai/ ngày, vậy diện tích của các chai là 32,82 m 2
Chọn kệ có kích thước L x W = 7m x 1m ( một giàn có 5 kệ )
Số kệ cần cho 1 ngày là: n = 32,82
Quá trình từ vụ ủ sợi đến khi thu hái đầu tiên kéo dài 30 ngày Sau khi thu hái, cần tiếp tục chăm sóc để thực hiện vụ thu hái lần thứ hai, mất thêm 9 ngày Tổng thời gian cho cả hai vụ thu hái là 39 ngày.
Vậy số kệ cần dùng là : 39x2 5 kệ/vụ ( 39 giàn/vụ )
Hình 5.9: Kệ chứa giá thể
Khối lượng nấm vào thiết bị rửa là 980 kg/ngày = 122,5 kg/ h
Máy rửa nấm giúp loại bỏ mùn cưa bám trên nấm, làm sạch bề mặt nấm để dễ dàng cho các bước tiếp theo Chúng tôi chọn thiết bị rửa nấm model HY4000, được sản xuất tại Trung Quốc, với các thông số công nghệ tiên tiến.
-Vật liệu: Thép không gỉ
Vậy ta chọn 1 thiết bị rửa nấm
Hình 5.10: Thiết bị rửa nấm
5.2.12 Băng tải phân loại nấm
Lượng nấm vào phân loại là 975,1kg/ ngày = 122 kg/h
Băng tải dùng để phân loại nấm không đạt tiêu chuẩn
Ta sử dụng băng tải của Công ty Phú Thịnh Corp
- Độ rộng băng tải: 1000mm
-Năng suất : Điều chỉnh theo yêu cầu, chọn năng suất 150kg/h
Vậy chọn 1 băng tải cho công đoạn này
Hình 5.11: Băng tải phân loại nấm
Lượng nấm vào thiết bị cắt là 970,2245 kg/ ngày = 122 kg/ h
Ta chọn thiết bị cắt nấm loại GGMG-1 của Công ty cổ phần công nghệ Vinacom
Hà Nội với các thông số kỹ thuật sau:
-Kích thước thiết bị : 1800 x 700 x 960 mm
Hình 5.12 Thiết bị cắt nấm
Khối lượng nấm chiên chân không 950,82 kg/ ngày
Thời gian chiên chân không theo mẻ Đây là thiết bị gia công theo yêu cầu về năng suất, chọn máy làm mỗi mẻ 50kg/
20 phút gồm 15 phút chiên và 5 phút lấy nấm sau khi chiên ra
Mỗi ngày sẽ làm được 24 mẻ tương đương 1200 kg nấm
Hình 5.13 Thiết bị chiên chân không
Chọn 1 thiết bị chiên chân không
- Khí nén tiêu thụ: 4 HP
- Điện tiêu thụ: 220V hoặc 380 V, 3 phase, 50 Hz
Khối lượng nấm cần tẩm gia vị : 993,3692 kg/ngày = 124,171 kg/h
Số lượng thiết bị cần dùng: n = 124,171/200 = 0,62
Hình 5.14 Thiết bị tẩm gia vị
Khối lượng nấm vào làm nguội là 988,4024 kg/ngày = 113,5503 kg/h
Ta sử dụng băng tải làm mát của Công ty Phú Thịnh Corp với các thông số kỹ thuật như sau:
Công suất: 1,5 kw Độ rộng băng tải: 1000mm
Hình 5.15 Băng tải làm mát
Khối lượng nấm vào đóng gói là 983,4603kg/ ngày
Giả sử khối lượng một túi là 500g, vậy số gói cần phải đóng là 983,4603/0,5 ≈
Chọn máy đóng gói hút chân không buồng đôi, được cung cấp bởi công ty Hoa Việt JSC, với thông số kỹ thuật như sau:
- Kích thước buồng hút chân không: 670 x 540 x 110 mm
Ta chọn 1 thiết bị cho công đoạn này
Hình 5.16 Thiết bị đóng gói nấm