Thuyết minh đồ án tự động hóa quy trình sản xuất phở pdf

Đồ án môn học tự động hóa sản xuất không những giúp sinh viên tổng kết và trau dồi thêm ki ến thức của môn học, mà còn giúp sinh viên đối diện với việc thiết kế ra một máy tự động hoàn c

Đồ án môn học: Tự động hóa sản xuất Page 1

M ỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 2

Ch ương I: TỔNG QUAN VỀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHỞ.Error! Bookmark not defined. 1 giới thiệu về phở Error! Bookmark not defined. 2 giới thiệu quy trình công nghệ 13

Ch ương II: Phân tích và chọn phương án thiết kế 22

1 yêu cầu thiết kế: 22

2 Các phương án thiết kế: 22

CH ƯƠNG III: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC 26

1 Thông số yêu cầu: 26

2 Băng tải, bộ phận cấp liệu 26

3 Nguyên lý hoạt động của con lăn nhiệt Error! Bookmark not defined.

TÀI LI ỆU THAM KHẢO Error! Bookmark not defined.

Đồ án môn học: Tự động hóa sản xuất Page 2

LỜI NÓI ĐẦU

Môn h ọc tự động hóa sản xuất cung cấp cho sinh viên chuyên ngành chế tạo máy những

ki ến thức về tự động trong máy máy móc cũng như trong nhà máy Nhờ vào đó, sinh viên sẽ

có t ư duy về khả năng tự động của máy móc hay quá trình sản xuất

Đồ án môn học tự động hóa sản xuất không những giúp sinh viên tổng kết và trau dồi thêm ki ến thức của môn học, mà còn giúp sinh viên đối diện với việc thiết kế ra một máy tự động hoàn chỉnh, đối diện với những vấn đề khó khăn trong nguyên lý, kết cấu hay quá trình điều khiển Qua đó mà có thể tăng khả năng, trình độ thiết kế của bản thân Hơn nữa, sinh viên s ẽ có tư duy tổng quan khi thiết kế một chi tiết nhỏ

Không nh ững thế, quá trình thực hiện đồ án còn cho sinh viên hình dung được quá trình th ực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp Qua đó chuẩn bị tốt cho đề tài luận văn của mình

Tp Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 4 năm 2016

Sinh viên thực hiện Nguyễn Trương Quang Bảo

Đồ án môn học: Tự động hóa sản xuất Page 3

ĐỒ ÁN MÔN HỌC TỰ ĐỘNG HÓA SẢN XUẤT

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Trương Quang Bảo MSSV: 21200195

Ngày bắt đầu: Ngày kết thúc: Ngày bảo vệ:

(5)Chọn bộ điều khiển (nếu có)

Các thành ph ần thiết kế cho theo yêu cầu sau:

Dựa trên yêu cầu về sản phẩm, chi tiết cần định hướng hoặc cấp phôi lựa chọn, tính toán và thiết kế nguyên lý các cụm máy hoặc thiết bị làm việc theo yêu cầu

KẾT QUẢ YÊU CẦU:

1 01 tập thuyết minh (khổ A4, 30 đến 40 trang)

2 01 đến 02 bản vẽ (A3), sơ đồ nguyên lý và sơ đồ động học

3 01 file *.avi mô phỏng hoạt động

NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN

No Tuần

lễ Nội dung thực hiện

1 02-03 1 Tổng quan tìm hiểu về phương án sản xuất được giao

2 04-05 2 Lên phương án và chọn phương án khả thi (lý do chọn)

3 06 3 Thiết kế sơ đồ nguyên lý

Đồ án môn học: Tự động hóa sản xuất Page 4

Ch ương I: TỔNG QUAN VỀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHỞ

1/ gi ới thiệu về phở

Phở là một món ăn truyền thống rất đặc sắc và phổ biến của người Việt , cũng có thể xem

là món ăn đặc trưng nhất cho ẩm thực Việt Nam Món phở có mặt từ Nam tới Bắc với nhiều

hương vị khác nhau tùy từng vùng miền Phở phổ biến và hấp dẫn người ăn vì nước súp có

hương vị rất ngon và bổ dưỡng do được phối hợp từ nhiều loại gia vị và nguyên liệu khác nhau kết hợp với cấu trúc bánh phở vừa mềm vừa dai ăn rất hấp dẫn Phở Việt Nam đã nổi

tiếng khắp thế giới và còn được tôn vinh là “di sản Việt Nam”

Thành phần chính của phở là bánh phở và nước dùng (hay nước lèo theo cách gọi ở miền Nam) cùng với các loại thịt bò hoặc gà cắt lát mỏng Ngoài ra còn kèm theo các gia vị như:

tương, tiêu, chanh, nước mắm , ớt Những gia vị này được thêm vào tùy theo khẩu vị củ a

từng người dùng Phở thông thường dùng làm món ăn điểm tâm, hoặc ăn tối Ở các tỉnh phía Nam Việt Nam , phở được bày biện với những thành phần phụ gọi là rau thơm như hành , giá

và những lá cây rau mùi, rau húng, trong đó ngò gai là loại lá đặc trưng của phở Nước dùng nói chung được làm bằng việc hầm xương bò, thịt dùng cho món phở là thịt bò hoặc gà và gia vị bao gồm quế, hồi , gừng , đinh hương và không thể thiếu các chất phụ gia đặc trưng

Đồ án môn học: Tự động hóa sản xuất Page 5

riêng của phở khác "Bánh phở", theo truyền thống, được làm từ bột gạo, tráng thành tấm

mỏng rồi cắt thành sợi

Tuy nguồn gốc của Phở hiện nay vẫn chưa thống nhất, người ta có nhận thấy rằng Phở là cách

kết hợp sáng tạo từ món bò hầm của Pháp và mì sợi của Trung Quốc Theo Nguyễn Tùng (nhà nghiên cứu nhân loại học, Paris) và Apple (nhà báo của tờ New York Time), món Phở xuất

hiện ở Việt Nam vào khoảng cuối thế kỷ 19 đầu thế kỷ 20 tại Nam Định, nhưng chính Hà Nội

lại là nơi làm cho món ăn dân dã này trở nên nổi tiếng như ngày nay Phở từ miền Bắc Việt Nam , xâm nhập vào miền Trung và miền Nam giữa thập niên 1950, sau sự thất bại của Pháp

ở Đông Dương và tình trạng Việt Nam bị phân chia hai miền Người Việt Nam ở phía bắc di

cư vào miền Nam năm 1954 mang theo món phở.Sự xuất ngoạ i để tị nạn chính trị của những

người Việt Nam trong thời kỳ hậu Chiến tranh Việt Nam đã làm cho phở được biết đến ở nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là các nước phương Tây

Ngày nay, phở đã có những phương pháp chế biến và hương vị khác nhau Tại Việt Nam, có

những tên gọi để phân biệt chúng là: hay phở bắc (ở miền Bắc), phở Huế (ở miền Trung) và

phở Sài Gòn (ở miền Nam) Thông thường thì phở miền Bắc đặc trưng bởi vị mặn còn miền Nam thì ngọt Bánh phở ở miền Nam thì lại nhỏ hơn ở miền Bắc

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của thời đại, cuộc sống nhộn nhịp đã khiến cho thời gian nấu

nướng không còn nhiều, nhưng người ta vẫn muốn thường xuyên thưởng thức hương vị đặc

trưng của món phở truyền thống, vì vậy phở ăn liền ra đời là để đáp ứng nhu cầu ấy Phở ăn

liền vừa đại diện cho cuộc sống công nghiệp hiện đại vừa thể hiện nếp sống văn hoá, luôn

hướng về cội nguồn, luôn gìn giữ những di sản đặc sắc của dân tộc

Tính tiện dụng

Đồ án môn học: Tự động hóa sản xuất Page 6

Cũng như các sản phẩm ăn liền khác, phở ăn liền được người tiêu dùng ưa chuộng vì những đặc điểm sau:

- Đứng về khía cạnh dinh dưỡng thì đây là sản phẩm có được chế biến từ gạo và nhiều phụ gia nên chứa nhiều glucid và đặc bệt là cung cấp nhiều năng lượng ( 273cal / 70g )

- Đứng về khía cạnh kinh tế, phở ăn liền lại cực kì tiện dụng và rẻ tiềnKhông cầu kì như món

phở tươi, phở ăn liền lại dễ vận chuyển, bảo quản, dễ sử dụng và chế biến : chỉ cần cắt bao gói,

chế nước sôi, đợi vài phút và thêm gia vị phù hợp là có thể thưởng thức được Và giá thành

của phở ăn liền cũng rất rẻ, chỉ dao động trong khoảng 3000- 5000đ / 1gói

gi ới thiệu về nguyên liệu

Nguyên liệu chính để sản xuất phở ăn liền là gạo, nguyên liệu phụ là nước Bên cạnh đó còn

có các phụ gia như: nước kiềm, CMC (carboxyl metyl cellulose), Natri phosphat, muối

ăn, bôt màu thực phẩm và muối ăn, đường, dầu cọ tinh luyện, chất điều vị , rau sấy, hành tiêu,

ớt, hải sản, …

GẠO :

a C ấu tạo và thành phần hóa học

Gạo được dùng trong phở là gạo trắng đã qua xay xát, nên không còn lớp vỏ ngoài, lớp aleurone bị vụn nát ra thành cám, nếu cám còn sót lại nhiều trong gạo, trong quá trình bảo

quản dễ bị oxy hóa làm cho gạo bị chua (độ acid cao) và ôi khét (do lipid bị oxy hóa)

Hình 1.1: Cây lúa và h ạt gạo

Thành ph ần hóa học của hạt thóc:

Thành phần hạt lúa nói chung bao gồm glucid, protein, cellulose, lipid, vitamin, khoáng vô

cơ, các enzyme và nước Sự phân bố các chất dinh dưỡng trong các phần hạt không giống nhau tùy theo từng loại gạo nguyên liệu

Đồ án môn học: Tự động hóa sản xuất Page 7

o Tinh bột

Tinh bột là thành phần chủ yếu của gạo, chiếm 90% của hạt gạo xát Tinh bột tồn tại dưới 2

dạng là amylose và amylopectin Tỷ lệ amylose và amylopectin trong gạo thay đổi tùy thuộc nhiều vào từng giống lúa khác nhau Tinh bột quyết định giá trị cảm quan của gạo và hàm

lượng amylose trong gạo quyết định độ dẻo của các sản phẩm làm từ gạo

Hạt tinh bột từ lúa gạo có hình đa giác đặc trưng, kích thước thay đổi từ 2 ÷ 10 µm Nhiệt

độ hồ hóa của tinh bột gạo trong khoảng 65 – 700C

Trong gạo hàm lượng protein không cao Tùy thuộc vào giống lúa, điều kiện canh tác mà hàm lượng protein thay đổi trong một khoảng khá rộng là 4,3 ÷ 18,2% Mức protein trung bình

là 9,4%

Trong gạo có 4 loại protein là albumin, globullin, prolamin, glutelin

- Lipid

Hàm lượng lipid trong gạo rất nhỏ, chỉ khoảng 1,5 ÷ 2,3% Lipid trong gạo xát tồn tại chủ

yếu trong lớp subaleurone với kích thước < 1 µm và trong phôi với kích thước < 0,7 µm Lipid thường ở dạng triglyceride đơn giản, acid béo tự do, glycolipid, các phosphatide … Vitamin

Đồ án môn học: Tự động hóa sản xuất Page 8

Gồm vitamin B1, B2, B5, PP, B12… và vitamin E Phần lớn lượng vitamin tập trung ở lớp

vỏ hạt, lớp aleurone và phôi hạt Phần nội nhũ chứa lượng vitamin rất ít Vitamin là thành

phần dễ mất trong quá trình chế biến Gạo đã qua xay xát chứa rất ít vitamin

 Glucid

Bao gồm tinh bột, đường, dextrin, cellulose và hemicellulose Hàm lượng glucid là khác nhau ở các phần khác nhau Tinh bột thường tập trung chủ yếu ở nội nhũ

b Ch ỉ tiêu chất lượng của gạo trắng

- Chỉ tiêu cảm quan phải đặc trưng cho từng giống gạo Tùy theo sự thỏa thuận giữa các bên

mà quy định mức xát cụ thể cho từng loại gạo: xát kỹ hoặc xát bình thường

- Vệ sinh lương thực: dư lượng hóa chất, vi nấm, côn trùng, sâu mọt và các vi khuẩn không

vượt quá giới hạn như quy định TCVN 4733-89

1.1.1 Gia v ị - Phụ gia

a Gia v ị

Các gia vị nằm trong gói bột nêm, được pha chế khác nhau tùy theo mục đích của nhà sản

xuất và tùy theo từng loại phở khác nhau, phở bò hay phở gà, phở hải sản Gia vị cho vào làm nên hương vị riêng và làm tăng giá trị cảm quan cho phở ăn liền

b Ph ụ gia

 Mu ối ăn

- Hạn chế phần nào hoạt động của vi sinh vật trong bột và môi trường xung quanh, làm

bột lâu chua và ít nổi bọt

- Tạo vị cho phở, làm tăng độ dai cho bánh phở, do sự có mặt của muối giúp khung gluten giữ chặt hơn Lượng muối ăn cho vào nhiều hay ít sẽ làm thay đổi tính chất của khung gluten, ảnh hưởng đến chất lượng và vị của sản phẩm

- Tỷ lệ muối ảnh hưởng đến:

Độ dai, độ dày của bánh phở, tỷ lệ gãy vụn của bánh phở Sự có mặt của muối giúp cho khung gluten giữ chặt và chắc hơn, do đó làm cho bánh phở trở nên dai, và dày hơn

Ở nồng độ thấp, muối ảnh hưởng không đáng kể đến độ nhớt của hồ tinh bột

Ở nồng độ cao, muối sẽ chiếm lấy các phần tử nước và làm tăng độ nhớt Khi hấp, dịch bột

sẽ trượt làm bề mặt nhăn, sần sùi, vị rất mặn Ngoài ra ở nồng độ cao, khung gluten chắc chắn

Đồ án môn học: Tự động hóa sản xuất Page 9

sẽ làm cho trong quá trình cán ép tạo hình cho bánh phở khó hơn, làm tăng tỷ lệ gãy vụn của bánh phở

- Qua tham khảo 1 số sản phẩm trên thị trường thì hàm lượng muối cho vào trong bột với

tỷ lệ là 2% tổng khối lượng bột khô là phù hợp

Các yêu c ầu kĩ thuật của muối:

B ảng 1.5: Chỉ tiêu cảm quan của muối ( theo TCVN 3974 – 84):

Tên chỉ tiêu Thượng hạng Hạng 1 Hạng 2

Màu sắc Trắng trong, trắng Trắng, ánh xám,

ánh vàng, ánh hồng

Trắng xám, trắng nâu

Mùi vị Không mùi

Dung dịch muối 5% có vị mặn thuần khiết, không có vị lạ

Dạng bên ngoài và

cỡ hạt

Khô ráo, sạch

Cỡ hạt 1 – 15 mm

B ảng 1.6: Chỉ tiêu hóa lý của muối (theo TCVN 3974 – 84)

Tên chỉ tiêu Thượng hạng Hạng 1 Hạng 2

Hàm lượng NaCl, tính theo % khối

Hàm lượng chất không tan trong

nước, tính theo % khối lượng khô,

không lớn hơn

Hàm lượng ẩm, tính theo %, không

Hàm lượng các ion tính theo % khối

lượng khô, không lớn hơn

Đồ án môn học: Tự động hóa sản xuất Page 10

 CMC (carboxyl methyl cellulose)

CMC là chất rắn không màu, không mùi, không vị, dùng làm chất ổn định và chất nhũ hóa,

có tính keo dính, tác dụng ổn định bột khi định hình

CMC được pha trong dung dịch trộn với bột gạo ( thường pha với tỉ lệ 0,5 – 1% so với tổng

lượng bột) nhằm tăng độ dai cho sợi phở do làm tăng liên kết hidro

Hình 1.2: Công th ức cấu tạo của CMC

 Natri polyphosphate

- Tạo cấu trúc, tăng khả năng nhũ hóa và khả năng giữ nước trong sợi phở

- Natri polyphosphate được pha trong dung dịch trộn với bột gạo (0,5% so với tổng lượng

bột)

Đồ án môn học: Tự động hóa sản xuất Page 11

Đồ án môn học: Tự động hóa sản xuất Page 12

2/ Gi ải thích quy trình công nghệ

b Các biến đổi

Biến đổi chủ yếu là hóa lý và vật lý, biến đổi hóa học không đáng kể

Hóa lý: trong quá trình nhào trộn, xảy ra sự chuyển pha Từ hai pha rắn (bột gạo) và lỏng (nguyên phụ liệu ở dạng dung dịch) chuyển thành một pha nhão – bột nhào dạng paste Trong

khối bột nhào có cả ba pha: rắn, lỏng, khí phân bố đều vào nhau Pha rắn bao gồm các màng gluten và pentosan không tan bao bọc các hạt tinh bột Pha lỏng là nước chứa các chất tan như

muối, đường, protein hòa tan, các pentosan tan, dextrin… Pha khí được tạo nên do sự tích lũy các bọt không khí khi nhào trộn Khi nhào trộn thành khối bột nhào đồng nhất, dẻo, dai và có

độ xốp nhất định Do sản phẩm cần độ dai và không cần độ xốp Do đó, quá trình nhào trộn

cần nhẹ nhàng để hạn chế tối đa không khí lẫn vào khối nguyên liệu Nếu lượng khí lẫn vào ít, khi gia nhiệt sẽ tránh được hiện tượng rỗ trên bề mặt, giữ được cấu trúc sản phẩm

Vai trò chính trong việc hình thành nên cấu trúc bột nhào là gliadin và glutenin Khi nhào

bột, nếu đủ lượng nước thì gliadin và glutenin sẽ hấp phụ nước, tương tác với nhau và với các thành phần khác trong khối bột nhào tạo ra những sợi chỉ mỏng và màng mỏng dính các hạt

Đồ án môn học: Tự động hóa sản xuất Page 13

tinh bột thấm nước lại với nhau tạo thành mạng gluten ướt Trong khi đó ở nhiệt độ nhào trộn thì tinh bột chỉ hút một phần nước và trương nở Thời gian và công thức phối trộn nguyên liệu,

độ ẩm và nhiệt độ là các yếu tố ảnh hưởng đển chất lượng bột nhào

Quá trình nhào trộn với nước là 1 quá trình quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng bánh phở

vì nếu nhiều nước thì ở quá trình hồ hóa lúc sau các hạt tinh bột sẽ trương nở quá mức, phá vỡ

lớp màng, làm bánh phở không dai, không thể cắt sợi, tốn năng lượng cho sấy khô Nếu cho quá ít nước, tinh bột không đủ nước để trương nở sẽ làm bánh phở bị khô cứng, trương nở không đồng đều, khi phơi khô các hạt tinh bột mất nước không đều nhau sẽ làm bánh phở dễ

bị đứt gãy

Ta thường cho tỷ lệ nước trộn là 30 lít/100 kg bột gạo và trộn đến bột độ ẩm 35%

Vật lý: Lúc mới nhào bột tương đối dính vào thiết bị Sau một thời gian, khi các nguyên liệu liên kết chặt chẽ với nhau thì độ bám dính giảm, đồng thời thể tích của khối bột cũng giảm, độ

ẩm tăng Trong quá trình nhào trộn, do ma sát giữa các phần tử trong nguyên liệu với nhau và

ma sát với thành thiết bị cũng như các phản ứng hóa học xảy ra làm nhiệt độ khối bột nhào

tăng Nhiệt độ sẽ ảnh hưởng đến mối liên kết của protein tạo mạng gluten Nhiệt độ cao thì

nước và các phân tử protein linh động nên dễ dàng tạo mối liên kết, nhưng lại có khả năng làm

biến tính protein, nên giải pháp đưa ra là trong thiết bị bổ sung thêm bộ phận làm mát để ổn định nhiệt độ

Hóa học: do thực hiện quá trình nhào trộn ở nhiệt độ 37 – 380C (có bộ phận làm mát hay điều chỉnh nhiệt độ nguyên liệu) nên các phản ứng hóa học xảy ra không đáng kể

Trong quá trình nhào trộn, để làm tăng độ dai và thời gian bảo quản sản phẩm, người ta

thường bổ sung thêm các phụ gia sau:

 Muối: để tăng khả năng giữ nước, tăng độ dai, tạo vị cho phở, hạn chế phần nào hoạt động của vi sinh vật trong bột, làm bột lâu chua, ít nổi bọt Lượng thích hợp là 2% khối lượng

bột gạo

 CMC: làm ổn định bột khi định hình, tăng khả năng nhũ hóa, tăng độ dai cho sợi phở,

lượng thích hợp là 0,5% khối lượng bột gạo

 Natri polyphosphat: tăng khả năng giữ nước trong sợi phở, lượng sử dụng là 0,5% khối

lượng bột gạo

Đồ án môn học: Tự động hóa sản xuất Page 14

2.2/ Tráng

a Mục đích công nghệ

Chuẩn bị: hình thành cấu trúc màng của bột gạo

b Các biến đổi

Hóa học: Bột gạo sau khi được hòa trộn với nước với một tỷ lệ nhất định, dưới tác dụng của

lực cơ học khối tinh bột được dàn phẳng ra, sắp xếp lại và tương tác trực tiếp lại với nhau bằng liên kết hydro hoặc gián tiếp qua các phân tử nước tạo thành cấu trúc màng

Đồ án môn học: Tự động hóa sản xuất Page 15

Ngoài ra các sợi amylose và amylopectin trong hạt tinh bột cũng có thể liên kết với protein

có trong gạo làm tăng cường độ bền chắc của cấu trúc màng

Vật lý: sự thay đổi về hình dạng, có dạng của khuôn tráng (dạng tấm mỏng), độ xốp và độ

ẩm của khối bột giảm do một không khí và nước tự do bị tách ra Nhiệt độ khối bột tăng nhẹ

Hoàn thiện: cố định cấu trúc bánh phở và tạo bánh phở có độ nhẵn bóng bề mặt

Bảo quản: nhiệt độ hấp cao làm vô hoạt enzyme trong nguyên liệu và ức chế tiêu diệt vi sinh vật