LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
Vị trí xây dựng nhà máy
Khu công nghiệp Hòa Khánh thuộc phường Hòa Khánh Bắc, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng
Khu công nghiệp tọa lạc hai bên đường cao tốc quy hoạch, gần quốc lộ 1A, tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển đến cảng Đà Nẵng, Liên Chiểu và sân bay Vị trí này cũng gần tuyến đường du lịch ven biển Đà Nẵng, giúp tăng khả năng thu hút nhân sự.
Từ khu công nghiệp Hòa Khánh:
- Cách trung tâm thành phố Đà Nẵng 5km
- Cách cảng Tiên Sa 20km
- Cách cảng Liên Chiểu 5km
- Cách cảng Sông Hàn 13km
- Cách sân bay Đà Nẵng 10km
- Cách ga đường sắt 9km.
Đặc điểm thiên nhiên
Quận Liên Chiểu, nằm trong thành phố Đà Nẵng, thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với nhiệt độ cao và biên độ dao động nhỏ, có hai mùa rõ rệt mỗi năm.
Nhiệt độ trung bình hàng năm tại khu vực này vượt quá 25°C, với mùa đông chủ yếu chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc Thỉnh thoảng, khu vực này trải qua những đợt rét ngắn, nhưng nhiệt độ hiếm khi giảm xuống dưới mức 25°C.
12 0 C, mùa hè nhiệt độ trung bình 28÷30 0 C Độ ẩm không khí trung bình: 82%
Lượng mưa trung bình hàng năm: 2066 mm
Số giờ nắng trung bình 2150 giờ trong 5 năm
Hướng gió chủ đạo: hướng Đông Nam
Mùa mưa thường trùng với mùa bão, dẫn đến tình trạng ngập úng nhưng không kéo dài Các sông trong khu vực chịu ảnh hưởng của thủy triều bán nhật, khiến nước mặn thường xuyên xâm nhập vào hạ lưu.
Nguồn nguyên liệu
Nguồn nguyên liệu cam chủ yếu được thu mua từ các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long như Bến Tre, Tiền Giang, Vĩnh Long, Cần Thơ và Hậu Giang Bên cạnh đó, cam cũng được trồng nhiều ở các tỉnh phía Bắc như Hà Tĩnh, Nghệ An, Hà Nội và Hà Giang.
Nguồn nguyên liệu khoai tây chủ yếu ở tỉnh Lâm Đồng và một số tỉnh phía Bắc như Lào Cai, Lạng Sơn, Thái Bình…
Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, việc chăm sóc và ghép các giống cây để tạo giống mới đã trở nên dễ dàng hơn Ngoài ra, việc áp dụng các biện pháp xử lý ra hoa và kết trái không chỉ diễn ra đúng thời vụ mà còn cả ngoài mùa vụ, giúp hai mặt hàng quả có thể thu hoạch gần như quanh năm.
Hợp tác hóa
Nhà máy cần thiết phải hợp tác chặt chẽ với người trồng cam và khoai tây để thu hoạch đúng thời điểm và độ chín, nhằm đảm bảo năng suất tối ưu cho nhà máy.
Nhà máy hợp tác chặt chẽ với các nhà máy khác trong lĩnh vực kỹ thuật và kinh tế, đồng thời cũng làm việc cùng các đơn vị sản xuất bao bì, hộp carton và các cơ sở cung cấp nguyên liệu phụ khác.
Nhà nước hợp tác với các đối tác quốc tế để giới thiệu sản phẩm, tìm kiếm thị trường xuất khẩu, và thu hút vốn đầu tư cùng thiết bị hiện đại, nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm.
Nguồn cung cấp điện, nước
Nước sử dụng cho nhà máy, phục vụ cho chế biến, vệ sinh thiết bị và nhu cầu sinh hoạt, được cung cấp từ nhà máy nước Cầu Đỏ với công suất khoảng 15.000 m³/ngày đêm.
Nguồn điện là yếu tố thiết yếu để vận hành động cơ, thiết bị và hệ thống chiếu sáng Hệ thống cung cấp điện cho nhà máy thường sử dụng điện thế 220V và 380V từ mạng lưới điện quốc gia Khu công nghiệp Hòa Khánh có khả năng cung cấp điện lên đến 35.000 kW/h và được trang bị nhà máy điện dự phòng khi cần thiết.
Xử lý nước thải
Nhà máy chế biến rau quả thải ra một lượng lớn nước thải, chủ yếu chứa các chất hữu cơ không độc hại Nước thải này được dẫn qua hệ thống cống rãnh vào khu xử lý nước thải riêng của nhà máy, trước khi chuyển đến khu xử lý nước thải chung của khu công nghiệp.
Giao thông vận tải
Hệ thống giao thông trục chính trong khu công nghiệp được xây dựng với chiều rộng lòng đường 15m, đảm bảo cho 2 làn xe lưu thông, vận chuyển hàng hóa
Nhà máy sử dụng ô tô để thu mua nguyên liệu, phân phối sản phẩm, còn vận chuyển trong nhà máy thì sử dụng xe đẩy, xe điện động.
Nguồn nhân lực
Lực lượng lao động tại Đà Nẵng chiếm gần 50% tổng dân số thành phố Theo thống kê năm 2011, tỷ lệ lao động có trình độ đại học và cao đẳng đạt 18%, trong khi công nhân kỹ thuật chiếm 9%, trung cấp 5%, và 68% còn lại thuộc các nhóm lao động khác.
Nhà máy đang mở rộng tuyển dụng lao động từ các địa phương lân cận Sự phát triển kinh tế mạnh mẽ của thành phố Đà Nẵng hiện nay sẽ thu hút một lượng lớn lực lượng lao động.
Thị trường tiêu thụ sản phẩm
Nhà máy ở Đà Nẵng, một thị trường tiêu thụ lớn, giúp tiết kiệm chi phí phân phối sản phẩm Với công nghệ hiện đại, nhà máy sản xuất chip khoai tây và bột cam, cung cấp nhiều mẫu mã, hình dạng khác nhau và đảm bảo chất lượng tốt, đủ khả năng tiêu thụ trên toàn quốc.
Việc xây dựng nhà máy chế biến rau quả, đặc biệt với sản phẩm bột cam và chip khoai tây, là hoàn toàn khả thi Điều này không chỉ thúc đẩy sự phát triển kinh tế mà còn tạo ra nhiều cơ hội việc làm, đồng thời đáp ứng nhu cầu của thị trường.
QUAN
Sản phẩm
chế không cho khoai mọc mầm Vì vỏ củ bị xanh và mọc mầm thì trong củ sẽ hình thành chất độc (Solanin) không ăn được
Để bảo quản khoai trong hộ gia đình, bạn có thể sử dụng gạch hoặc tấm chắn để tạo thành ô với chiều cao từ 60 đến 65 cm, kích thước chiều dài và rộng tùy thuộc vào số lượng khoai Sau đó, hãy dùng đất bột, đất phù sa hoặc cát có độ ẩm vừa phải (40-50%) để rải một lớp khoai, sau đó phủ lên một lớp đất ẩm Cuối cùng, thêm một lớp đất dày hơn (2-3 cm) ở trên cùng để bảo vệ khoai tốt hơn.
Đối với nhà sản xuất, việc bảo quản khoai cần được thực hiện trong kho có thông gió tích cực, với khả năng xếp khoai thành đống cao lên đến 4m Nhiệt độ lý tưởng để duy trì là từ 1 đến 3 độ C, cùng với độ ẩm từ 85 đến 95% Phương pháp lưu trữ này cho phép khoai được bảo quản từ 5 đến 8 tháng Nếu không có kho lạnh, khoai vẫn có thể được bảo quản trong kho thường (thoáng, mát) nhưng phải được xử lý bằng hóa chất, chiếu xạ hoặc bọc sáp.
Bột cam là một trong những loại bột rau quả phổ biến nhất để chế biến nước giải khát Quy trình sản xuất bột cam bắt đầu bằng việc cô đặc nước cam đến nồng độ 50%, sau đó bổ sung chất trợ sấy trước khi tiến hành sấy khô.
2.2.1.1 Giá trị dinh dưỡng của sản phẩm
Mỗi 100 gram quả cam cung cấp 87,6 gram nước, 1,104 microgram carotene, 30 mg vitamin C, 10,9 gram tinh bột, 93 mg kali, 26 mg canxi, 9 mg magnesium, 0,3 gram chất xơ, 4,5 mg natri, 7 mg chromium, 20 mg phốt pho, 0,32 mg sắt và có giá trị năng lượng là 48 kcal.
Cam không chứa chất béo hay cholesterol, nhưng lại giàu vitamin C và có tác dụng chống viêm, chống khối u, ức chế đông máu và chống oxy hóa mạnh Hàm lượng vitamin C chỉ chiếm 15-20% tổng số chất kháng oxy hóa, trong khi các hợp chất khác như hesperidin từ flavanoid, có trong lớp vỏ xơ trắng và màng bao của múi cam, có khả năng chống oxy hóa cao gấp 6 lần vitamin C Hesperidin còn giúp giảm cholesterol xấu (LDL) và tăng cholesterol tốt (HDL).
Cam không chỉ giúp ngăn ngừa các bệnh tim mạch, viêm nhiễm và ung thư mà còn hỗ trợ cân bằng huyết áp, chống cảm cúm, giảm cholesterol xấu và làm dịu cơn đau ở ruột, dạ dày, gan Ngoài ra, cam còn thúc đẩy quá trình liền sẹo và chứa rutin (vitamin P) giúp tăng cường sức khỏe mạch máu, cùng với vitamin nhóm B, khoáng chất và chất xơ cần thiết cho cơ thể.
2.2.1.2 Chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm
- Màu sắc: màu vàng hoặc cam
- Mùi vị: mùi đặc trưng của cam
- Độ ẩm : không lớn hơn 5%
Trạng thái: bột mịn, không vón cục
2.2.2 Sản phẩm paste khoai tây
Paste khoai tây là sản phẩm cô đặc từ khoai tây với nồng độ từ 20% đến 40%, và trong một số trường hợp, nồng độ có thể lên tới 44%.
Sản phẩm paste khoai tây đạt chất lượng tốt khi có cấu trúc đồng nhất, độ đặc cao, không chứa vật thể lạ, vỏ màu hồng và xanh, cùng hương vị tươi ngon như khoai tây tươi.
Chọn phương án thiết kế
Khoai tây chứa từ 69% đến 77% nước và 17,5% tinh bột, cùng với 10,5% đường Ngoài ra, khoai tây còn giàu vitamin như C, B1, B3, B6, E và các khoáng chất thiết yếu như kali, natri, magiê, sắt, cùng với chất xơ.
Khoai tây không chỉ là thực phẩm giàu dinh dưỡng mà còn được sử dụng như một loại dược liệu trong y học Đông và Tây, giúp điều trị nhiều bệnh phổ biến như say nắng, sốt, giảm đau, đau nhức xương khớp và dị ứng.
Ngoài ra, khoai tây còn được giới nữ ưa chuộng để giữ sắc đẹp lâu dài.[25]
2.2.2.2 Chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm
- Hình dạng bên ngoài: paste khoai tây phải đồng nhất, đặc, mịn
- Trạng thái cấu trúc: đặc, được sản xuất trong phạm vi nồng độ rộng 24-40%
Trong một số trường hợp có thể đạt tới nồng độ 44%
- Mùi vị: Thơm mùi khoai tây tươi, không có mùi lạ, hư hỏng
- Màu sắc: Màu hồng hoặc xanh, đồng đều, không có vết cháy đen
- Tạp chất lạ: không có
1.3 Chọn phương án thiết kế
2.3.1 Dây chuyền sản xuất paste khoai tây
Trong sản xuất paste khoai tây, cô đặc là phương pháp quan trọng để tăng nồng độ dung dịch sau khi nghiền Để tách dung môi, có thể áp dụng phương pháp nhiệt độ hoặc làm lạnh kết tinh Phương pháp nhiệt sử dụng áp suất bên ngoài để chuyển dung môi từ trạng thái lỏng sang hơi Đối với dung dịch dễ biến đổi như dịch khoai tây, việc cô đặc ở nhiệt độ thấp là lựa chọn tối ưu.
Mục tiêu của quá trình cô đặc là đảm bảo nồng độ chất khô trong dung dịch đạt yêu cầu và chất lượng không bị thay đổi, đặc biệt là giữ lại các cấu tử quan trọng của thành phẩm với mức tổn thất tối thiểu Do đó, việc sử dụng thiết bị cô đặc chân không là lựa chọn tối ưu, trong đó loại nhiều nồi có ưu điểm vượt trội so với loại một nồi nhờ tiết kiệm hơi và giảm thiểu tổn thất hơi.
2.3.2 Dây chuyền sản xuất bột cam
Dây chuyền sản xuất bột cam gồm các công đoạn chính: cô đặc và sấy
- Quá trình cô đặc trong sản xuất bột cam nhằm mục đích làm bay hơi một phần hơi nước, chuẩn bị cho công đoạn sấy tiếp theo
- Chọn theo nguyên lí làm việc: gián đoạn và liên tục
Thiết bị cô đặc gián đoạn thường được sử dụng cho các quy trình có công suất nhỏ hoặc với dung dịch đặc có độ nhớt cao, nơi không thể sử dụng bơm để lấy dung dịch ra Thiết bị này cũng thích hợp trong trường hợp cần bốc hơi toàn bộ dung môi, mặc dù việc này có thể dẫn đến tổn thất nhiệt lớn.
Thiết bị làm liên tục thường được thiết kế với nhiều cấp và công suất lớn, giúp giảm thiểu tổn thất nhiệt Để đảm bảo chất lượng sản phẩm khi cô đặc dung dịch rau quả như cam, cần chú ý đến áp suất của dung dịch bên trong thiết bị Nhiệt độ sôi cao có thể dẫn đến sự phân hủy và thay đổi chất lượng sản phẩm, bao gồm màu sắc và mùi vị Do đó, việc lựa chọn thiết bị cô đặc hoạt động ở điều kiện chân không là rất quan trọng.
Phương pháp cấp nhiệt: hơi nước
Vậy chọn thiết bị cô đặc chân không, làm việc liên tục, cấp nhiệt bằng hơi
2.3.2.2 Quá trình sấy Để sản xuất bột cam, có các cách chủ yếu như sau:
- Sấy bằng thiết bị sấy phun
Bột cam sấy theo phương pháp sấy phun có hương vị, màu sắc tốt hơn Chọn thiết bị sấy phun Ưu điểm và nhược điểm của sấy phun:
• Quá trình sấy xảy ra nhanh (1÷10 giây) do diện tích bề mặt của những giọt lỏng rất lớn
• Bột cam có hương vị và màu sắc tốt
Vòi phun, buồng sấy, hệ thống đốt nóng không khí và hệ thống thu hồi bột có nhiều kiểu thiết kế khác nhau, giúp đáp ứng nhu cầu sấy cho nhiều loại nguyên liệu như sữa, trứng, cà phê, ca cao, gia vị đóng gói, tinh bột ngô và lúa mì.
• Chi phí nhân công thấp, vận hành và bảo dưỡng tương đối đơn giản
Nhược điểm của quy trình này là chi phí đầu tư ban đầu cao và yêu cầu độ ẩm cao để đảm bảo nguyên liệu có thể được bơm đến thiết bị tạo giọt lỏng Điều này dẫn đến việc tăng chi phí năng lượng cho quá trình tách ẩm và làm tăng thất thoát các chất dễ bay hơi.
VÀ THUYẾT MÌNH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Quy trình công nghệ sản xuất bột cam
3.1.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ
Chọn lựa, phân loại Rửa sơ bộ Ép (9-12at) Lọc (0,5at)
Cô đặc(55-60 o C,70%) Bóc vỏ, làm sạch
Bã và hat Nguyên liệu
Sơ đồ 3.1 Quy trình sản xuất bột cam
Trong quá trình sản xuất, việc cân đối nguồn nguyên liệu là rất quan trọng để đáp ứng nhu cầu của nhà máy Do đó, cần thực hiện bảo quản tạm thời cam nhằm giảm thiểu tổn thất về khối lượng và chất lượng cam sau thu hoạch.
- Lựa chọn nhằm loại bỏ những nguyên liệu bị hư thối không đáp ứng được cho sản xuất
Phân loại nguyên liệu là quá trình chia chúng thành các nhóm có phẩm chất và kích thước đồng nhất, giúp tối ưu hóa các bước chế biến tiếp theo.
Công nhân tiến hành lựa chọn và phân loại nguyên liệu bằng cách quan sát trên băng tải trong quá trình vận chuyển Họ làm việc ở hai bên băng tải, đảm bảo nguyên liệu được dàn mỏng và không có sự bỏ sót trong quá trình lựa chọn.
Thường sử dụng băng tải trục lăn: bề rộng băng tải < 0,8m, vận tốc băng tải
Sử dụng nước sạch, để loại tạp chất vô cơ và lượng vi sinh vật bề mặt
- Nguyên liệu rửa xong phải sạch, không bị dập nát nhằm tránh tạo điều kiện cho các vi sinh vật xâm nhập và phát triển sau này
Nguyên liệu cần được chọn lựa sao cho có ít tổn thất dinh dưỡng, đặc biệt là các thành phần dễ hòa tan trong nước như đường, vitamin và muối khoáng, để tránh việc chúng khuếch tán vào nước rửa.
- Thời gian rửa phải ngắn, tiết kiệm nước, lượng nước dùng là 0,7÷1(lít/kg) nguyên liệu
Tiến hành: để hiệu quả thường ngâm rồi rửa
Ngâm là quá trình giúp nước thấm vào nguyên liệu, làm cho các chất bẩn hút nước và trương lên, từ đó giảm lực bám của chúng vào nguyên liệu Quá trình này được tăng cường nhờ tác dụng cơ học của việc thổi khí.
Rửa xối là phương pháp sử dụng tia nước áp suất 2÷3at để loại bỏ chất bẩn trên bề mặt nguyên liệu đã qua ngâm Nước được cấp ngược chiều với hướng di chuyển của nguyên liệu, giúp giảm thiểu ô nhiễm và tiết kiệm nước Quá trình này không chỉ làm sạch nguyên liệu mà còn cho phép tái sử dụng nước đã qua rửa trong quá trình ngâm, từ đó liên tục xả nước bẩn ra ngoài.
Mục đích và biến đổi:
Hình 3.1 Băng tải phân loại cam
• Sự thủy phân protopectin thành pectin nên bóc vỏ quả và tước xơ dễ dàng
• Thể tích thay đổi, khối lượng biến đổi thuận lợi cho quá trình vào hộp thanh trùng
• Làm thay đổi cấu trúc nguyên liệu nên tăng hiệu suất ép
• Thay đổi cấu trúc nguyên liệu đạt độ mềm, độ dẻo nên quá trình chế biến tiếp theo không bị gãy
• Vô hoạt enzyme và tiêu diệt vi sinh vật bề mặt
• Bài khí trong gian bào nên chống hiện tượng oxi hóa trong bảo quản sau này Đồng thời trong đồ hộp thì chống ăn mòn hộp
• Cố định màu, chống hiện tượng biến đổi màu
• Loại một số mùi vị lạ, không thích hợp
Thực hiện: Có hai phương pháp chần
- Chần bằng hơi nước: ít tổn thất chất dinh dưỡng
- Chần trực tiếp trong nước: tác dụng khử trùng tốt hơn, truyền nhiệt tốt hơn, thao tác thuận tiện và thiết bị đơn giản
Trong thực tế sản xuất người ta thường dùng chần trực tiếp trong nước
Sử dụng thiết bị chần hấp kiểu băng tải
Để tối ưu hóa quá trình chần, cần khảo sát thời gian và nhiệt độ phù hợp nhằm tránh làm mất chất khô và nhũn nguyên liệu Nhiệt độ lý tưởng cho quá trình chần là từ 80 đến 90 độ C, với thời gian chần khoảng 2 đến 3 phút.
Loại bỏ các phần không ăn được, có giá trị dinh dưỡng thấp không phù hợp cho việc sản xuất ví dụ như vỏ, xơ, cuống,…
Sau khi chần, cần nhanh chóng bóc vỏ cam vì nếu để nguội, vỏ sẽ khó tách Công đoạn này thường được thực hiện thủ công do hình dáng và cấu trúc không đồng nhất của nguyên liệu Cam chần không nên để lâu trong không khí để tránh việc nguội lại và khó bóc Dùng dao nhỏ, khía vỏ cam thành 4 đến 6 rãnh dọc, sau đó dùng tay bóc sạch vỏ và lớp cùi trắng bên trong.
- Nghiền để làm giảm kích thước quả cam, giải phóng dịch quả khỏi màng tế bào và đi vào khối nguyên liệu ép, làm tăng hiệu suất ép
- Ép để tách dịch bào ra khỏi nguyên liệu và thu hồi dịch quả, loại bỏ những phần không có giá trị sử dụng
Hiệu suất ép là chỉ tiêu quan trọng nhất trong quá trình nghiền ép, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tính chất nguyên liệu, phương pháp sơ chế, chiều dày lớp nguyên liệu ép, áp lực và vận tốc ép Thông thường, hiệu suất ép chỉ đạt khoảng 80%.
Sử dụng máy nghiền ép trục vít
Sử dụng để phân tách các thành phần có kích thước lớn như bã cam và các yếu tố của mô quả, nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho các quy trình tiếp theo.
Ta dùng thiết bị lọc khung bản để lọc
Cô đặc là quá trình nâng cao nồng độ chất khô trong các dung dịch bằng cách làm bay hơi dung môi
- Tăng nồng độ chất khô trong sản phẩm, thuận lợi cho quá trình sấy
- Hạn chế vi sinh vật phát triển, kéo dài thời gian bảo quản
Khi nồng độ chất khô tăng, khối lượng riêng và độ nhớt cũng tăng, dẫn đến tổn thất nồng độ chất khô gia tăng Ngược lại, hệ số dẫn nhiệt và nhiệt dung riêng sẽ giảm.
- Biến đổi hóa học: xảy ra các phản ứng caramen, phân hủy vitamin
- Biển đổi sinh học: vô hoạt enzyme
- Biến đổi vi sinh: ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật
- Nhiệt độ cô đặc: phụ thuộc vào áp suất riêng phần bề mặt, nồng độ chất khô và bản chất nguyên liệu
Khi áp suất hơi trên bề mặt sản phẩm giảm, nhiệt độ sôi của sản phẩm cũng sẽ giảm theo Do đó, việc tạo độ chân không trong thiết bị cô đặc là một phương pháp hiệu quả để hạ thấp nhiệt độ sôi của sản phẩm.
Khi nồng độ chất khô trong sản phẩm tăng, nhiệt độ sôi cũng tăng theo Quá trình cô đặc làm tăng nồng độ chất khô và do đó làm tăng nhiệt độ sôi Nhiệt độ sôi thấp giúp bảo toàn tính chất của thực phẩm, như giảm thiểu tổn thất dinh dưỡng trong sinh tố, giữ màu sắc ổn định và hạn chế bay hơi mùi thơm.
- Thời gian cô đặc: phụ thuộc đặc điểm của thiết bị ( cánh khuấy, vật liệu chế tạo, hình dạng…)
- Cường độ bốc hơi: phụ thuộc áp suất hơi riêng phần và hệ số truyền nhiệt
Hệ số truyền nhiệt càng lớn, cường độ bốc hơi càng cao
Quá trình cô đặc thực hiện trong điều kiện chân không khoảng 600÷650 mmHg Trong điều kiện chân không này nhiệt độ sôi của dung dịch rất thấp khoảng 55÷60 0 C
Cô đặc đến nồng độ 50% Ưu điểm:
- Tiết kiệm hơi vì dùng được hơi thứ và tổn thất ít hơi
Sản phẩm có chất lượng cao nhờ vào quá trình cô đặc liên tục, với nhiệt độ sôi thấp và thời gian cô đặc nhanh, mang lại màu sắc và hương vị tuyệt vời.
Để tối ưu hóa quá trình sấy phun, cần trộn thêm chất độn vào dịch quả nhằm điều chỉnh nồng độ chất khô Việc này không chỉ tăng hàm lượng chất khô mà còn giảm chi phí cô đặc, từ đó nâng cao hiệu quả sấy.
- Trong quá trình này có thể phối trộn thêm chất bảo quản phụ gia, màu, hương liệu để tăng thêm chất lượng cho sản phẩm
Sau khi cô đặc đến nồng độ 50% ta tiến hành phối trộn bán thành phẩm sau khi cô đặc với siro ngô
Quá trình phối trộn được thực hiện trong máy phối trộn trục khuỷu
Sau khi phối trộn, nhiệt độ hỗn hợp dịch cam giảm, vì vậy phải gia nhiệt để nâng nhiệt hỗn hợp lên 70÷75 0 C
Nâng nhiệt độ hỗn hợp lên gần với nhiệt độ sấy để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sấy
Làm bay hơi phần lớn ẩm, thu được bột cam có độ ẩm đạt yêu cầu
- Nhiệt độ sấy: nhiệt độ sấy càng cao thì thời gian sấy càng ngắn Tuy nhiên, rau quả nhạy cảm với nhiệt độ nên thường sấy mềm
Quy trình công nghệ sản xuất paste khoai tây
3.2.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ [9]
Bảo quản tạm (1-3 o C,85-95%) Lựa chọn, phân loại
Nghiền Gia nhiệt sơ bộ(55-60 o C)
Sơ đồ 3.2 Quy trình sản xuất paste khoai tây
3.2.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ
Quá trình bảo quản khoai tây sau thu hoạch giúp giảm thiểu lượng hư hỏng và đảm bảo nguồn nguyên liệu sẵn có quanh năm, từ đó duy trì tính liên tục trong sản xuất Khoai tây được lưu trữ trong kho với cách chất đống cao từ 1,5 đến 4 mét, nhiệt độ được kiểm soát từ 1 đến 3 độ C và độ ẩm không khí duy trì ở mức 85-95%.
Việc lựa chọn và phân loại nguyên liệu giúp loại bỏ các sản phẩm bị sâu bệnh, thối hỏng và núm quả, từ đó ngăn chặn tình trạng hư hỏng sớm của quả Điều này không chỉ kéo dài thời gian bảo quản mà còn quyết định chất lượng và giá thành của sản phẩm khi được đưa ra thị trường.
Quá trình lựa chọn và phân loại nguyên liệu được thực hiện thủ công, với nguyên liệu được trải đều trên băng tải Công nhân đứng hai bên băng tải để tiến hành lựa chọn và phân loại một cách chính xác.
Quá trình rửa khoai tây giúp loại bỏ tạp chất, bụi bẩn, vi sinh vật và các hóa chất độc hại như thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật còn sót lại trên củ khoai tây.
Quá trình rửa khoai tây bao gồm hai giai đoạn chính: ngâm và xối nước Giai đoạn ngâm giúp nước thấm vào khoai tây, làm cho các chất bẩn hút nước và trương lên, từ đó giảm lực bám của chúng Tiếp theo, xối nước sử dụng dòng chảy để loại bỏ các chất bẩn còn lại trên bề mặt khoai tây sau khi đã ngâm.
Khoai tây được xử lý bằng cách ngâm trong dung dịch clorua vôi CaOCl2 nồng độ 5mg/l trong thời gian tối đa 5 phút để tiêu diệt vi sinh vật trên bề mặt Sau đó, củ khoai tây được rửa bằng máy rửa hơi khí để loại bỏ tạp chất và mùi clo, với áp lực nước từ 2-3 at và lượng nước sử dụng khoảng 0,7-1 lit/kg nguyên liệu.
Quá trình bóc vỏ lụa củ khoai tây giúp loại bỏ những thành phần không có giá trị, từ đó nâng cao chất lượng và cảm quan của sản phẩm.
Sử dụng thiết bị bóc vỏ bằng hơi nóng
Nghiền phá vỡ cấu trúc của tế bào củ, làm cho nguyên liệu đồng nhất về trạng thái, thành phần để tạo sản phẩm
Sử dụng máy mài củ để nghiền khoai tây, trong quá trình này cần dội nước để pha loãng dịch thu được Sau khi nghiền, hỗn hợp cháo sẽ được lọc qua lưới và chảy xuống ngăn chứa phía dưới máy Cuối cùng, dịch được pha loãng đến nồng độ 15-17% bằng nước sạch.
Gia nhiệt ở nhiệt độ 55-60 độ C trong 10 phút bằng thiết bị gia nhiệt dạng ốm chùm giúp hạn chế hiện tượng phân lớp sản phẩm và bài khí, đồng thời tăng hiệu quả cho quá trình cô đặc Phương pháp này làm cho khoai tây chóng sôi, ngăn ngừa hiện tượng khê cháy và tạo bọt khi cô đặc.
Rây giúp loại bỏ các phần nguyên liệu không ăn được như vỏ, tạo ra nguyên liệu đồng nhất về trạng thái và thành phần, từ đó nâng cao chất lượng thành phẩm trong quá trình chế biến Hơn nữa, độ mịn của khoai tây có ảnh hưởng lớn đến quá trình cô đặc; khoai tây càng mịn thì độ nhớt càng thấp, dẫn đến thời gian cô đặc ngắn hơn.
Sử dụng thiết bị rây để rây Rây được làm bằng thép không rỉ có đục lỗ nhỏ, với kích thước 0,4-0,8 mm
Cô đặc giúp tăng nồng độ chất khô trong sản phẩm đến mức yêu cầu, đồng thời nâng cao giá trị dinh dưỡng của thực phẩm Quá trình này cũng kéo dài thời gian bảo quản nhờ việc hạn chế sự phát triển của vi sinh vật do lượng nước thấp và áp suất thẩm thấu cao.
Sử dụng thiết bị cô đặc chân không giúp quá trình cô đặc diễn ra hiệu quả trong điều kiện chân không khoảng 670-700 mmHg, với nhiệt độ sôi của dung dịch chỉ từ 42-46 oC Quá trình này có thể cô đặc dung dịch từ nồng độ 17% lên 40%, và thời gian cô đặc sẽ thay đổi tùy thuộc vào phương pháp làm việc của thiết bị cũng như cường độ bốc hơi của sản phẩm.
Rót hộp đảm bảo khối lượng tịnh và thành phần đúng quy định Khoai tây sau khi cô đặc sẽ được rót vào hộp sắt tây cỡ N o 8 Quá trình rót được thực hiện bằng máy rót tự động với định lượng theo thể tích.
Nhằm cách ly thực phẩm với môi trường bên ngoài, có tác dụng rất quan trọng đến thời gian bảo quản và chất lượng của sản phẩm
Tiến hành ghép nắp trên máy ghép chân không, không chỉ thực hiện việc ghép mí hộp mà còn có chức năng hút không khí ra khỏi hộp, tạo độ chân không đạt 400-600mmHg Với mức độ chân không này, không khí được loại bỏ hoàn toàn mà không làm sản phẩm bên trong bị trào ra.
Thanh trùng là quá trình tiêu diệt vi sinh vật, vô hoạt enzyme và kéo dài thời hạn bảo quản sản phẩm Quy trình thanh trùng gồm ba bước chính: nâng nhiệt, giữ nhiệt và hạ nhiệt Thời gian nâng nhiệt của nước trong thiết bị bắt đầu từ khi hộp được đưa vào cho đến khi đạt được nhiệt độ thanh trùng mong muốn.
100 o C là 10 phút, giữ nhiệt độ ấy trong 15 phút, làm nguội nước bằng nước trong thiết bị xuống 40-50 o C trong 10 phút
CÂN BẰNG VẬT CHẤT
Kế hoạch sản xuất của nhà máy
4.1.1 Biểu đồ thu hoạch nguyên liệu
Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, việc chăm sóc và ghép các giống cây khác nhau để tạo ra giống mới, cũng như áp dụng các biện pháp xử lý ra hoa và kết trái đúng thời vụ và cả trái mùa, giúp cho hai loại quả này có thể thu hoạch gần như quanh năm ở cả miền Bắc và miền Nam.
Bảng 4.1 Biểu đồ thu hoạch nguyên liệu
4.1.2.Biểu đồ nhập nguyên liệu
Bảng 4.2 Biểu đồ nhập nguyên liệu của nhà máy
Khoai tây x x x x x x x 0 x x x x x: nhà máy nhập nguyên liệu
0: nhà máy không nhập nguyên liệu
Bảng 4.3 Số ngày sản xuất trong năm
Các ngày nghỉ trong năm:
- Nghỉ chủ nhật hàng tuần
- Nghỉ các ngày lễ, tết trong năm
- Nghỉ tháng 8 để sửa chữa bảo trì nhà máy
Bảng 4.4 Biểu đồ sản xuất
Bảng 4.5 Số ngày làm việc/ số ca trong các tháng và cả năm
Tính cân bằng sản phẩm cho dây chuyền sản xuất bột cam
Năng suất của dây chuyền sản xuất bột cam: 48 tấn nguyên liệu/ngày
Nhà máy làm việc 3 ca/ngày, mỗi ca làm việc 8 giờ
Năng suất của nhà máy tính theo giờ: G= 48000
24 = 2000 (kg nguyên liệu/h) Bảng 4.6 Tiêu hao nguyên liệu cam qua từng công đoạn
STT Công đoạn Tiêu hao
G 4.2.2 Nguyên liệu sau khi bảo quản tạm
T 1: tổn hao nguyên liệu trong quá trình bảo quản tạm
4.2.3 Lượng bán thành phẩm sau công đoạn lựa chọn, phân loại
T 2: tổn hao nguyên liệu trong quá trình lựa chọn, phân loại
4.2.4 Lượng bán thành phẩm sau công đoạn rửa
T 3: tổn hao nguyên liệu trong quá trình rửa
4.2.5 Lượng bán thành phẩm sau công đoạn chần
T 4: tổn hao nguyên liệu trong quá trình chần
4.2.6 Lượng bán thành phẩm sau công đoạn bóc vỏ
T 5: tổn hao nguyên liệu trong quá trình bóc vỏ
4.2.7 Lượng bán thành phẩm sau công đoạn nghiền, ép
T 6: tổn hao nguyên liệu trong quá trình nghiền, ép
4.2.8 Lượng bán thành phẩm sau công đoạn lọc
T 7: tổn hao nguyên liệu trong quá trình lọc
4.2.9 Lượng bán thành phẩm sau công đoạn gia nhiệt
T 8: tổn hao nguyên liệu trong quá trình gia nhiệt
4.2.10 Lượng bán thành phẩm sau công đoạn cô đặc
Chỉ tính theo độ ẩm sản phẩm
M 1,M 2: lượng vật liệu trước khi vào và sau khi ra khỏi thiết bị cô đặc, kg/h
W 1, W 2:độ ẩm ban đầu, cuối của vật liệu, % Độ ẩm đầu :W 1= 80% Độ ẩm sau khi cô đặc :W 2= 50%
Lượng bán thành phẩm sau công đoạn cô đặc có tính hao hụt 2%
T 9: tổn hao nguyên liệu trong quá trình cô đặc.
4.2.11 Lượng bán thành phẩm sau công đoạn phối trộn
Hàm lượng chất khô của bán thành phẩm sau công đoạn cô đặc:
Lượng maltodextrin cần bổ sung vào công đoạn phối trộn để hàm lượng chất khô tăng lên 70% là:
Lượng bán thành phẩm sau công đoạn phối trộn có tính hao hụt 1%:
T 10: tổn hao nguyên liệu trong quá trình phối trộn.
4.2.12 Lượng bán thành phẩm sau công đoạn sấy phun
Chỉ tính theo độ ẩm sản phẩm
M 3,M 4: lượng vật liệu trước khi vào và sau khi ra khỏi thiết bị sấy phun, kg/h
W 3, W 4:độ ẩm ban đầu, cuối của vật liệu, % Độ ẩm đầu :W 3= 30% Độ ẩm sau khi sấy :W 4= 5%
Lượng bán thành phẩm sau công đoạn sấy phun có tính hao hụt 1%
T 11: tổn hao nguyên liệu trong quá trình sấy phun.
4.2.13 Lượng bán thành phẩm sau công đoạn xử lý
T 12: tổn hao nguyên liệu trong quá trình xử lý
4.2.14 Lượng bán thành phẩm sau công đoạn bao gói
T 13: tổn hao nguyên liệu trong quá trình bao gói
Chọn khối lượng gói là: 200 g/gói
Số gói của công đoạn là:
Bảng 4.7 Bảng tổng kết lượng nguyên liệu và bán thành phẩm qua từng công đoạn sản xuất bột cam
STT Công đoạn Kí hiệu
Lượng nguyên liệu, bán thành phẩm (kg/h)
Lượng nguyên liệu, bán thành phẩm (kg/ngày)
Tính cân bằng sản phẩm cho dây chuyền sản xuất paste khoai tây
Năng suất của dây chuyền sản xuất chip khoai tây: 750 kg sản phẩm/giờ
Nhà máy làm việc 3 ca/ngày, mỗi ca làm việc 8 giờ
Năng suất của nhà máy tính theo ca: 6000kg sản phẩm/ca
Năng suất của nhà máy tính theo ngày: 18000kg sản phẩm/ngày
Bảng 4.8 Bảng tiêu hao nguyên liệu khoai tây qua từng công đoạn
G 4.3.2 Lượng bán thành phẩm trước khi đóng thùng
T’ 12 : tổn hao nguyên liệu trong quá trình đóng thùng
Chọn khối lượng hộp là: 400 g/hộp
Số hộp của công đoạn là:
15 Số gói a 2646(gói/h) 63504(gói/ngày)
STT Công đoạn Tiêu hao
4.3.3 Lượng bán thành phẩm trước khi thanh trùng làm nguội
T’ 11 : tổn hao nguyên liệu trong quá trình thanh trùng làm nguội
4.3.4 Lượng bán thành phẩm trước khi ghép mí
T’ 10 : tổn hao nguyên liệu trong quá trình ghép mí
4.3.5 Lượng bán thành phẩm trước khi bài khí
T’ 9 : tổn hao nguyên liệu trong quá trình bài khí.
4.3.6 Lượng bán thành phẩm trước khi cô đặc
T’ 8 : tổn hao nguyên liệu trong quá trình cô đặc
4.3.7 Lượng bán thành phẩm trước khi rây
T’ 7 : tổn hao nguyên liệu trong quá trình rây
4.3.8 Lượng bán thành phẩm trước khi gia nhiệt sơ bộ
T’ 6 : tổn hao nguyên liệu trong quá trình hia nhiệt sơ bộ
4.3.9 Lượng bán thành phẩm trước khi nghiền
T’ 5 : tổn hao nguyên liệu trong qúa trình nghiền
Nồng độ dịch khoai tây trước khi bổ sung nước là 25%.[Bảng 2.2]
Trong quá trình nghiền, để pha loãng dịch nghiền từ nồng độ 25% đến 17%, cần phải bổ sung nước từ bên ngoài Ta có:1903,02×0,25
4.3.10 Lượng bán thành phẩm trước khi gọt vỏ
T’ 4 : tổn hao nguyên liệu trong quá trình gọt vỏ
4.3.11.Lượng bán thành phẩm trước khi rửa
T’ 3 : tổn hao nguyên liệu trong quá trình rửa.
4.3.12 Lượng nguyên liệu trước khi phân loại, lựa chọn
T’ 2 : tổn hao nguyên liệu trong quá trình phân loại lựa chọn
4.3.13 Lượng nguyên liệu trước khi bảo quản tạm
T’ 1 : tổn hao nguyên liệu trong quá trình bảo quản tạm
Bảng 4.9 Bảng tổng kết nguyên liệu qua các công đoạn sản xuất paste khoai tây
STT Công đoạn Tiêu hao (%)
Lượng nguyên liệu vào Lượng nguyên liệu hao hụt Kg/h Tấn/ca Kg/h
VÀ CHỌN THIẾT BỊ
Dây chuyền sản xuất bột cam
Chọn 1 cân điện tử ADAM_GFK 300 với các đặc điểm sau [22]:
Trọng lượng cân tối đa: 300 kg Độ chính xác 50 g
Màn hình hiển thị LCD Đơn vị cân: kg, gram, pound, ounce
Nguồn điện cung cấp: pin sạc hay Adaptor
Kết nối máy tính: Cổng RS – 232
5.1.2 Băng tải lựa chọn, phân loại
Lựa chọn, phân loại nguyên liệu do công nhân tiến hành bằng cách quan sát trên băng tải
Năng suất công đoạn: G 1 = 1970 kg / h [Bảng 4.7]
B: Chiều rộng băng tải (m), B `(cm) =0,6(m). v : Vận tốc băng tải (m/s), v =0,15(m/s). h : Chiều cao trung bình của lớp cam (m), h = 5 ( cm ) = 0 , 05 ( m ).
: Hệ số sử dụng của băng tải, =0,6
N : Trọng lượng riêng của cam, N 0(kg/m 3 )
Số băng tải chọn là: n = 0,22
Giả sử một công nhân làm được: 140(kg/h).
- Tính chiều dài băng tải
Ta sử dụng 1 băng tải, phân bố 2 công nhân đứng hai bên băng tải Vậy chiều dài băng tải là:
Trong đó: N: Số công nhân, N= 14(công nhân)
L1: Chiều rộng làm việc của một công nhân (m), L1= 1(m)
L2: Chiều dài bộ phận dẫn động và tang quay (m), L2= 1(m)
Hình 5.2 Máy rửa sơ bộ
Hình 5.3 Thiết bị chần, hấp
Chọn thiết bị ngâm rửa xối có đặc tính tính kĩ thuật [21]:
- Năng suất thiết bị: 2000 kg/h
Máy được cấu tạo gồm một băng tải bằng thép không rỉ và thùng chứa nước có thể tích lớn
Băng tải được chia làm ba phần, phần nằm ngang ngập trong nước, phần nghiêng có các ống phun nước mạnh và một phần nằm ngang ở phía cao
Trong giai đoạn ngâm, nguyên liệu trên băng tải nằm ngang được ngập trong nước, giúp loại bỏ cặn bẩn bám trên bề mặt Khi nguyên liệu di chuyển đến phần nghiêng của băng tải, vòi phun nước với áp suất cao từ 2 đến 3 at sẽ rửa sạch các cặn bẩn Cuối cùng, nguyên liệu được chuyển đến phần nằm ngang phía trên để làm ráo nước.
Năng suất công đoạn: G 2 10,9(kg/h).[Bảng 3.7]
Vậy chọn 1 máy thiết bị
Chọn thiết bị chần kiểu băng tải
AFC_G_P có các thông số kỹ thuật sau [1]:
- Lượng hơi tiêu thụ: 500÷1000 kg/h
- Lượng nước tiêu thụ: 1500÷2500 kg/h
- Thời gian khử trùng: 1÷100 phút ( có thể điều chỉnh được)
Nguyên liệu được đưa vào cửa nạp và vận chuyển qua băng tải trong thùng chần chứa nước nóng Băng tải được thiết kế với dây xích truyền động và các lá kim loại ghép có gờ ngang để giữ sản phẩm Thùng chần được làm từ kim loại, có nắp mở khi cần thiết Nước chần được đun nóng nhờ các ống phun hơi đặt giữa hai băng tải.
Năng suất công đoạn: G 3 91,79(kg/h).[Bảng 4.7]
Số thiết bị chần là: n = 0,95
Công đoạn bóc vỏ và làm sạch nguyên liệu được thực hiện bởi công nhân đứng hai bên băng chuyền, nơi họ tiến hành bóc vỏ, ngắt cuống và loại bỏ những phần không cần thiết Việc sử dụng băng chuyền kiểu ống giúp tối ưu hóa quá trình lựa chọn và phân loại nguyên liệu.
Năng suất công đoạn: G 4 = 1853 , 96 ( kg / h ) [Bảng 4.7]
B: Chiều rộng băng tải (m), B`(cm)=0,6(m). v : Vận tốc băng tải (m/s), v =0,1(m/s). h : Chiều cao trung bình của lớp cam (m), h = 5 ( cm ) = 0 , 05 ( m ).
: Hệ số sử dụng của băng tải, = 0 , 6
N : Trọng lượng riêng của cam, N = 910 ( kg / m 3 )
Số băng tải chọn là:n = 5896,80 0 , 31
Một công nhân làm được: 130 ( kg / h ).
- Tính chiều dài băng tải
Ta sử dụng 1 băng tải, phân bố 2 công nhân đứng hai bên băng tải Vậy chiều dài băng tải là:
Trong đó: N: Số công nhân, N= 15 (công nhân)
L1: Chiều rộng làm việc của một công nhân (m), L1= 1(m)
L2: Chiều dài bộ phận dẫn động và tang quay (m), L2= 1(m)
Sử dụng máy nghiền ép dạng trục vít có các thông số kỹ thuật sau [20]:
- Năng suất của máy: 2000 (kg/h)
- Công suất động cơ : 5 KW
- Số vòng quay động cơ : 400 vòng/phút
Máy ép trục vít kết hợp máy nghiền giúp tiết kiệm chi phí đầu tư và diện tích sử dụng, vì khách hàng không cần mua thêm máy nghiền và nguyên liệu không cần nghiền trước Trục vít đẩy nguyên liệu vào máy ép, trong khi bộ phận nhả bã được cải tiến cho phép ép các nguyên liệu chứa nhiều chất xơ như lá rau Quá trình ép hoàn toàn tự động với khả năng phân ly bã và nước, đồng thời có nhiều kích thước lưới lọc để lựa chọn.
Năng suất công đoạn: G 5 42,15(kg/h) [Bảng 4.7]
Số thiết bị ép là:n = 0,62
Chọn thiết bị lọc khung bản, có các thông số kỹ thuật sau [1]:
Nguyên tắc hoạt động của thiết bị lọc áp lực này là làm việc gián đoạn, cho phép nhập liệu nước liên tục và thu hồi nước lọc một cách liên tục, trong khi bã được tháo ra theo chu kỳ.
Nó được cấu tạo chủ yếu là khung và bản
Khung giữ vai trò chứa bã lọc và nhập huyền phù, trong khi bản tạo bề mặt lọc với các rãnh dẫn nước hoặc lỗ lọc Khung và bản thường được thiết kế hình vuông và cần đảm bảo sự bịt kín tốt khi ghép lại.
Khung và bản được sắp xếp liên tiếp trên giá đỡ, với vách ngăn lọc nằm giữa chúng Quá trình ép chặt khung và bản diễn ra thông qua cơ cấu đai vít xoắn và tay quay Lỗ dẫn huyền phù nhập liệu được kết nối để tạo thành ống dẫn, kết nối với hệ thống cấp liệu Nước lọc chảy ra từ bản qua hệ thống ống dẫn và được đưa ra ngoài, trong khi bã được giữ lại trên bề mặt vách ngăn và chứa trong khung Khi khung đầy bã, quá trình lọc sẽ dừng lại để tiến hành rửa và tháo bã.
Năng suất công đoạn: G 6 80,04(kg/h) 23,85(l/h)[Bảng 4.7]
Khối lượng riêng của nước cam sau lọc với nồng độ 12,5% là: 1,05 (kg/l)
Vậy lượng thể tích cam sau ép:
Số thiết bị lọc là: n = 0,42
Chọn thiết bị gia nhiệt JD-YR-5 có các thông số kỹ thuật sau [19]:
- Nhiệt độ gia nhiệt sản phẩm: 50÷80 0 C
- Hơi nước tiêu thụ: 300 kg/h
- Vật liệu: thép không rỉ
- Kích thước: 6000 × 800 × 1200 mm Hình 5.6 Thiết bị gia nhiệt
Chọn lựa, phân loại khung b ả n
Số thiết bị gia nhiệt là: n = 0 , 55
Chọn thiết bị cô đặc SJN2-1000 có các thông số kỹ thuật sau [18]:
- Năng suất bay hơi: 1000 ( kg/h)
- Nhiệt độ: bộ thứ nhất: 80÷90 o C, bộ thứ hai: 55÷70 o C
- Áp suất chân không: bộ thứ nhất:
0,02÷0,04 Mpa, bộ thứ hai: 0,05÷0,08 Mpa
- Nước tuần hoàn làm mát: 20÷30 T/h
Nguyên tắc hoạt động của hệ thống là sử dụng dung dịch cô đặc trong điều kiện khép kín, không có sự xuất hiện của bọt khí Điều này giúp nguyên liệu lỏng chảy ra ngoài một cách sạch sẽ, giữ nguyên hương vị mà không bị bay hơi.
Năng suất bay hơi của công đoạn cô đặc:
Với M1, M2 là lượng nguyên liệu vào và ra sau khi cô đặc
Số thiết bị cô đặc là: n = 0 , 68
Chọn máy trộn trục khuỷu của công ty Kybaco [17]:
- Công dụng: trộn bột ướt Công việc lấy liệu được tự động bằng việc dùng motor quay thùng qua trục vít (hoặc bằng piston khí nén nâng thùng)
- Khối lượng trộn: 100 (kg/mẻ)
- Tốc độ trục trộn: 40 (vòng/phút)
- Motor chính: 7,5 KW, 1450 (vòng/phút)
- Motor nâng thùng: 0,6KW,1450 (vòng/phút)
- Điện áp sử dụng: 220/380V, 3pha
- Máy gồm 02 trục khuỷu bằng inox, thùng trộn bằng inox Bao che bằng inox
Hình 5.8 Máy phối trộn trục khuỷu Hình 5.7 Thiết bị cô đặc
Chọn số thiết bị phối trộn là 1 thiết bị Mỗi mẻ khoảng 13 phút (kể cả thời gian nạp liệu và tháo liệu)
Chọn thiết bị sấy phun sương LPG 200 có các thông số kỹ thuật sau [4]:
- Năng suất bay hơi hàm ẩm: 200 kg/h
- Kiểu phun: phun ly tâm cao tốc
- Vận tốc đĩa phun: 160000 vòng/phút
- Nguồn gia nhiệt: hơi nước bão hòa và gia nhiệt điện
- Kích thước ngoài máy: 7500×6000×8000 mm
Không khí sau khi qua bộ lọc và bộ gia nhiệt sẽ được phân phối đều vào buồng sấy theo hình xoáy trôn ốc Nguyên liệu lỏng từ máng được bơm lên bộ phun sương, tạo thành các hạt sương siêu nhỏ Khi tiếp xúc với khí nóng, nước trong nguyên liệu nhanh chóng bay hơi, giúp nguyên liệu lỏng được sấy khô thành thành phẩm trong thời gian ngắn Thành phẩm sẽ được đùn ra từ đáy buồng sấy, trong khi khí thừa sẽ được quạt hút và đẩy ra ngoài.
Năng suất công đoạn: G 10 = 736 , 67 ( kg / h ) [Bảng 4.7]
Năng suất bay hơi của công đoạn sấy phun:
Số thiết bị sấy phun là: n = 0 , 97
5.1.12 Thiết bị rây bột và nạp liệu
Chọn máy rây bột có đặc tính kĩ thuật [4]:
- Vỏ được làm bằng vật liệu Inox, động cơ 3 pha, 5HP, 1450 v/p, lồng máy D 600 x 1200 làm bằng Inox
Số thiết bị rây là: n = 0 , 36
Hình 5.9 Thiết bị sấy phun
Chọn máy đóng gói DXDD – F350D có các thông số kỹ thuật sau [4]:
- Năng suất bao gói: 25÷50 gói/phút
Vậy số bao bì cần:
Số thiết bị bao gói: n = 0 , 89
5.1.14.1 Thùng chứa nước cam sau ép
Chọn thùng chứa hình trụ với đáy hình cầu và được làm từ thép không gỉ Đặt D là đường kính đáy thùng, H là chiều cao thùng và h là chiều cao đáy thùng Thể tích thùng chứa được tính dựa trên các thông số này.
Lượng nước cam sau ép là: G 6 = 1180 , 04 ( kg / h ) [Bảng 4.7]
Nước cam sau ép có nồng độ chất khô 12,5% nên khối lượng riêng của nước cam sau ép là : 1,05 (kg/l)
Vậy lượng thể tích cam sau ép: V = 1,12( / ).
Chọn hệ số chứa đầy là 0,85
Thể tích thùng cần chứa: 1,32( ).
1 Chọn 1 thùng có kích thước 1200 × 2280 mm
5.1.14.2 Thùng chứa nước cam sau lọc
Chọn thùng chứa có hình trụ và đáy hình cầu, được làm bằng thép không gỉ Đường kính đáy thùng chứa được ký hiệu là D, chiều cao thùng chứa là H, và chiều cao đáy thùng là h Thể tích của thùng chứa được tính toán dựa trên các thông số này.
Hình 5.11 Thiết bị bao gói
Lượng nước cam sau khi lọc: G 7 73,10(kg/h).[Bảng 4.7]
Khối lượng riêng của nước cam sau lọc: 1,05 (kg/l)
Vậy lượng thể tích cam sau lọc: 1,02( ).
V = Chọn hệ số chứa đầy là 0,85
Thể tích thùng cần chứa: 1,20( ).
1 Chọn 1 thùng có kích thước 1200 × 2280 (mm)
Lượng xirô ngô cần chứa là: 272,40 (kg/h)
Khối lượng riêng của xiro ngô là 1,04 (kg/l)
Thể tích xirô ngô cần chứa V1000 04 , 1
= 0,26 (m 3 /h) Chọn thời gian lưu là 8h, hệ số chứa đầy là 0,8.Chọn 1 thiết bị
Thể tích thùng cần chứa: Vt 8 , 0
Chọn thùng chứa có đường kính D, chiều cao thùng là H
Thể tích thùng chứa là: V = 𝜋𝐷
4 = 2,6 (m 3 ) Chọn D= 1,2 (m) H= 2,28(m) Vậy kích thước thùng chứa D×H= 1200×2280 (mm)
Chọn bơm thực phẩm công nghiệp MAXANA với các đặc điểm sau [16]:
- Chọn 1 bơm để vận chuyển dịch quả từ máy ép sang thùng chứa sau ép
- Chọn 1 bơm để vận chuyển dịch quả từ thùng chứa sau ép sang thiết bị lọc
- Chọn 1 bơm để vận chuyển dịch quả từ thiết bị lọc sang thùng chứa sau lọc
- Chọn 1 bơm để vận chuyển dịch quả từ thùng chứa sau lọc sang thiết bị cô đặc
- Chọn 1 bơm để vận chuyển siro ngô tù thùng chứa sang thiết bị phối trộn
- Chọn 1 bơm vận chuyển nguyên liệu từ thiết bị cô đặc sang thiết bị phối trộn.
Tính và chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất paste khoai tây
Bảng 5.1 Bảng tổng kết thiết bị của dây chuyền sản xuất bột cam
STT Thiết bị Kí hiệu Kích thước Số lượng
2 Băng tải chọn lựa và phân loại L × D × H 8000 × 600 × 1000 01
5 Băng tải bóc vỏ, làm sạch L × D × H 8000 × 600 × 1100 01
7 Thiết bị lọc khung bản L × D × H 2500 × 1200 × 1100 01
12 Thiết bị bao gói sản phẩm L × D × H 1400 × 1000 × 900 01
13 Thùng chứa nước cam sau ép D × H 1200 × 2280 01
14 Thùng chứa nước cam sau lọc D × H 1200 × 2280 01
16 Sàng rây và nạp liệu L × D × H 1500 × 200 × 1700 01
5.2 Tính và chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất paste khoai tây
Chọn 1 cân điện tử ADAM_GFK 300 [9]
Trọng lượng cân tối đa : 300 (kg)
Màn hình hiển thị LCD Đơn vị cân : kg, gram, pound, ounce
Nguồn điện cung cấp : pin sạc hay AC Adaptor
Kết nối máy tính : cổng RS – 232
5.2.2 Băng tải phân loại và chọn lựa
Chọn băng tải con lăn để vận chuyển và lựa chọn nguyên liệu
- Năng suất băng tải Áp dụng công thức: Q = 3600 × B × y × v × ŋ × h
Chiều rộng băng tải được xác định là B = 600 mm, trong khi khối lượng riêng của khoai tây là y = 1034 kg/m³ Vận tốc băng tải được thiết lập ở mức v = 0,1 m/s, và hệ số sử dụng của băng tải là ŋ = 0,75 Cuối cùng, chiều cao trung bình của lớp khoai tây trên băng tải là h = 0,05 m.
- Năng suất công đoạn: 2317,77 (kg/h) [Bảng 4.9]
Số băng tải cần chọn: n = 0,28
2317 Vậy ta chọn 1 băng tải con lăn.[14]
Một công nhân làm được 180 kg/h
Năng suất công đoạn: 2317,77 kg/h [Bảng 4.9]
- Tính chiều dài băng tải
L1: chiều rộng chỗ làm việc của 1 công nhân, L1 = 1m
L2: chiều dài bộ phận dẫn động và tang quay, L2 = 1m n: số công nhân làm việc tối đa mỗi bên của băng tải, n = 13
Vậy chọn 1 băng tải có kích thước: 75006001000 (mm)
Năng suất công đoạn: 2294,59 (kg/h) [Bảng 4.9]
Thể tích nguyên liệu chiếm chỗ: Vkt = 2 , 2
Khối lượng riêng của khoai tây là 1034 kg/m³ Để ngâm nguyên liệu, tỷ lệ nước so với nguyên liệu là 2:1, do đó thể tích nước cần sử dụng là 4,4 m³/h Thể tích tối thiểu của bể ngâm cần thiết sẽ là tổng thể tích khoai tây và thể tích nước, tức là 6,6 m³/h.
Chọn bể ngâm có kích thước: 3000 × 2500 × 900 (mm) Thể tích bể: 6,75 (m 3 )
Chọn thiết bị ngâm rửa xối CXJ-5 của công ty Saiwei, Trung Quốc [13]
Năng suất thiết bị : 3000 kg/h
Hình 5.14 Băng tải con lăn
Quá trình rửa gồm hai giai đoạn: ngâm và xối rửa
Băng tải di chuyển mang nguyên liệu đến phần băng nghiêng, tăng cường hiệu quả ngâm nhờ thổi khí làm xáo trộn nước và nguyên liệu, rút ngắn thời gian ngâm Khi nguyên liệu đến băng nghiêng, vòi phun nước áp suất cao 2-3 at sẽ rửa sạch cặn bẩn Cuối cùng, nguyên liệu được chuyển đến phần nằm ngang phía trên để làm ráo nước.
- Năng suất công đoạn là: 2179,86 (kg/h) [Bảng 4.9]
Số máy rửa cần thiết: n = 0 , 73
Vậy ta chọn 1 máy rửa
Chọn thiết bị bóc vỏ bằng hơi nóng.[12]
Năng suất : 3000 kg/h Điện áp : 380V
Khoai được đưa vào thùng quay có cánh khuấy và được dẫn hơi nóng ở áp suất 5,5 atmosphe Sau mỗi 2 phút quay, vỏ khoai sẽ tróc ra và được rửa sạch bằng vòi nước mạnh Ngoài ra, khoai cũng có thể được đưa qua bể chần bằng lưới thép, nơi có hệ thống phun hơi từ trên xuống và từ dưới lên Cuối cùng, vỏ khoai được cào sạch nhờ hệ thống chổi và vòi nước mạnh.
Cách gọt bằng hơi nóng được áp dụng rộng rãi vì dễ sử dụng, vệ sinh cao, gọt sạch hơn
- Năng suất công đoạn: 2114,47 (kg/h) [Bảng 4.9]
Số máy rửa cần thiết: n = 0 7
2114 = Vậy chọn 1 máy gọt vỏ
Hình 5.15 Máy rửa thổi khí
Hình 5.16 Máy bóc vỏ khoai tây
Chọn máy mài sát để nghiền JI-GDL.[6]
Công suất động cơ : 4 KW/380V
Kích thước nguyên liệu sau khi nghiền: 0,25 (mm)
Nguyên liệu được nạp vào qua cửa trên nhờ chuyển động của tang quay 3, kéo vào khe hở giữa vỏ máy và tang quay Ma sát từ các dao 4 gắn trên tang quay và giữa nguyên liệu với vỏ máy giúp phá vỡ tế bào củ Phía dưới có đáy đục lỗ 5 cho phép sản phẩm nghiền mịn lọt qua, trong khi phần chưa mịn tiếp tục được nghiền cho đến khi đạt độ mịn mong muốn Cần điều chỉnh 6 dùng để điều chỉnh khe nghiền, với chiều cao của răng tính từ bề mặt tang quay là 1-2 mm.
- Năng suất công đoạn: 1903,02 (kg/h) [Bảng 4.9]
Số thiết bị cần chọn: n = 0 , 95
5.2.7 Thùng chứa dịch khoai tây sau khi nghiền
Thể tích thùng chứa : Vtb = 1
(m 3 ) Trong đó: 0,8 là hệ số chứa đầy m: khối lượng nguyên liệu đưa vào, m = 1864,96 (kg/h).[Bảng 4.9]
: khối lượng riêng của nguyên liệu (kg/m 3 ), = 1021,22 (kg/m 3 ).[Phụ lục 1]
Hình 5.19 Thiết bị gia nhiệt
1864 x (m 3 /h) = 2280 (l/h) Gọi: D: là đường kính của thân hình trụ
H: là chiều cao của thân hình trụ h: là chiều cao của thân hình chỏm cầu r: là bán kính chỏm cầu: r = D/2
Chiều cao toàn thiết bị là :
Gọi: Vtb : thể tích của thùng chứa
Vtrụ : thể tích thân hình trụ
Vc :thể tích thân chỏm cầu
Chọn thùng có kích thước là: D × H = 1210 × 2290 (mm)
Chọn thiết bị gia nhiệt JD-YR-5.[5]
Năng suất thiết bị : 2000 kg/h
Hơi nước tiêu thụ: 120 kg/h
Vật liệu : thép không rỉ
Nhiệt độ gia nhiệt sản phẩm: 20 - 80 0 C
- Năng suất công đoạn: 1864,96 (kg/h).[Bảng 4.9]
Vậy chọn 1 thiết bị gia nhiệt
5.2.9 Thùng chứa dịch khoai tây sau khi gia nhiệt
- Năng suất công đoạn: 1855,64 (kg/h) [Bảng 4.9]
Chọn thùng chứa dịch khoai tây sau khi gia nhiệt như thùng chứa dịch khoai tây sau khi nghiền Kích thước thùng: D × H = 1210 × 2290 (mm)
Hình 5.20 Thiết bị rây ZS-1500
Hình 5.22 Thiết bị chiết rót Hình 5.21 Hệ thống cô đặc chân không
Công suất động cơ: 1,1KW
Số vòng quay của động cơ: 440 vòng/phút
- Năng suất công đoạn: 1855,64 (kg/h)
Số thiết bị cần chọn: n = 0 93
Vậy chọn 1 thiết bị rây
Chọn thiết bị cô đặc chân không nhiều nồi loại SJN - 2000 [27]
Năng suất thiết bị: 2000 kg/h
Nhiệt độ: bộ thứ nhất: 80 - 90 o C bộ thứ hai : 55 - 70 o C Áp suất chân không: bộ thứ nhất: 0,02 - 0,04 Mpa, bộ thứ hai: 0,05 – 0,08 Mpa Nước tuần hoàn làm mát: 20 - 30 m 3 /h
- Năng suất công đoạn: 1837,08 (kg/h).[Bảng 4.9]
Số thiết bị cần chọn: n = 0 , 92
Chọn máy chiết rót dung dịch đặc tự động [11]
Thể tích rót 1 lần : 100 - 200 cm 3
Có thể rót cho cỡ hộp: N o -1,2,3,4,5,6,7,8,9
Hình 5.23 Máy ghép mí chân không tự động
Số thiết bị cần chọn: n = 0 , 93
Chọn máy ghép mí chân không tự động [8]
Thiết kế nồi thanh trùng có kích thước như sau:
Chiều cao : 1500 mm Đường kính trong : 1500 mm
Bề dày thiết bị : 4 mm
Giỏ thanh trùng bằng thép có:
Chiều cao : 800 mm Đường kính trong : 1400 mm
- Năng suất thiết bị thanh trùng:
Trong đó: n: số hộp trong 1 nồi
T: thời gian 1 chu kì làm việc
Trong đó: d1: đường kính trong của giỏ d1 = 1400 mm d2: đường kính ngoài của hộp N o 8, d2 = 102,3 mm a: số lớp đồ hộp sắp trong giỏ, a phải là 1 số nguyên,
Với h1: chiều cao của giỏ, h1 = 800 (mm) h2: chiều cao của hộp, h2 = 52,8 (mm) a ≤ 800
52,8 = 15,15 Vậy a = 15 z: số giỏ thanh trùng xếp trong thiết bị, ta chọn z = 1 k: hệ số xếp đầy giỏ, k = 0,65 - 0,9 Ta chọn k = 0,8
Hình 5.24 Nồi thanh trùng dạng đứng
+ Thời gian 1 chu kì làm việc: T
T1,T2: thời gian đưa giỏ vào và tháo giỏ ra khỏi nồi T1 = T2 = 5 phút
A: thời gian nâng nhiệt, A = 10 phút
B: thời gian giữ nhiệt, B = 15 phút
C: thời gian hạ nhiệt, C = 10 phút
=> Năng suất thiết bị thanh trùng: Q = 1764×60
- Số thiết bị thanh trùng cần thiết trong dây chuyền sản xuất có năng suất:
Năng suất công đoạn: N = 765,22 (kg/h) [Bảng 4.9] x ≥ 𝑁
Bể làm nguội làm bằng gạch láng xi măng
Dùng để vận chuyển hộp vào và ra khỏi thiết bị thanh trùng
Chọn Palăng điện kiểu TXK [7]
Công suất động cơ điện : 1,7 KW
Tốc độ di chuyển : 20 m/phút
5.2.17 Thiết bị dán nhãn, in date
Chọn thiết bị dán nhãn với đặc tính kỹ thuật:[8]
Tốc độ dán nhãn : 10 - 80 hộp/ phút
Hướng dán nhãn : Từ trái - phải, phải - trái
- Năng suất công đoạn: 757,57 (kg/h) [Bảng 4.7]
Chọn 1 băng tải dây để vận chuyển khoai tây sau khi bóc vỏ sang thiết bị nghiền với kích thước: 1690 × 410 × 1520 (mm).
Dựa vào năng suất của dây chuyền, tính chất của sản phẩm,khả năng làm việc
Hình 5.26 Thiết bị dán nhãn, in date của thiết bị ta chọn bơm ly tâm đốivới dây chuyền sản xuất paste khoai tây Chọn bơm ly tâm OIIB.[28]
Năng suất (Qb) : 3,6 – 36 (m 3 /h) Áp suất : 16 - 45 mH2O
Số vòng quay : 1450 (vòng/phút)
Công suất động cơ: 1,8 KW
Bảng 5.2 Tính chọn bơm cho dây chuyền sản xuất paste khoai tây
STT Công đoạn Số lượng
2 Thùng chứa dịch khoai tây sau nghiền 1
4 Thùng chứa dịch khoai tây sau gia nhiệt 1
7 Thùng chứa dịch khoai tây sau cô đặc 1
Bảng 5.3 Tổng kết thiết bị trong dây chuyền sản xuất paste khoai tây
STT Tên thiết bị Kích thước (mm) Số lượng
8 Thùng chứa sau gia nhiệt 1210 × 2290 D × H 1