LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
Địa điểm xây dựng
Nhà máy được xây dựng trên quốc lộ 29, tại khu phố 1, thị trấn Hai Riêng, huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên
Vị trí nhà máy đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động hiệu quả trong suốt quá trình sản xuất Nhà máy cần được xây dựng gần nguồn nguyên liệu, mạng lưới điện quốc gia, và các nguồn nước như sông hồ, đồng thời phải phù hợp với các điều kiện khí hậu như nhiệt độ, độ ẩm và hướng gió.
Huyện Sông Hinh có khí hậu trong lành và quỹ đất nông nghiệp phong phú, với nhiều loại cây ăn quả đa dạng Tuy chưa có nhà máy chế biến rau quả, huyện nằm trên quốc lộ 29, tuyến giao thông quan trọng kết nối các khu vực trong và ngoài tỉnh, thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội Đặc biệt, tuyến đường Đông Trường Sơn đã hoàn thành, tạo điều kiện thuận lợi cho việc trao đổi hàng hóa và tiêu thụ sản phẩm từ các tỉnh lân cận.
Nguồn nguyên liệu
Nguyên liệu chính được thu mua từ các tỉnh Tây Nguyên như Đắk Lắk và Đắk Nông, cùng với nguồn cung phong phú từ các huyện trong tỉnh.
Tây Hòa, Đông Hòa,… hơn nữa, tại nơi xây dựng nhà máy là Sông Hinh cũng có sản lượng trồng chuối rất lớn.
Hệ thống giao thông
Đặt nhà máy tại địa điểm này mang lại điều kiện giao thông thuận lợi, nhờ vào vị trí nằm trên quốc lộ 29, giúp dễ dàng di chuyển Hệ thống kênh rạch phong phú cũng góp phần tăng cường khả năng vận chuyển hàng hóa hiệu quả.
Về hệ thống cây xanh vườn hoa và cây xanh sinh thái được bố trí xen kẽ sẽ góp phần tạo mỹ quan và bảo vệ môi trường.
Năng suất
- Đồ hộp dứa miếng nước đường – năng suất: 185 Đvsp/ngày
- Puree chuối – năng suất: 12,5 tấn sản phẩm/ca.
Nguồn cung cấp năng lượng
Điện là nguồn năng lượng chính để vận hành động cơ, thiết bị và phục vụ chiếu sáng Nhà máy sử dụng điện từ lưới Quốc gia dọc theo quốc lộ 29 và cũng có hệ thống máy phát điện dự phòng để đảm bảo hoạt động liên tục.
Nước là yếu tố thiết yếu cho chế biến, vệ sinh và sinh hoạt, với nguồn nước được lấy từ sông Ba và các kênh rạch lân cận Trước và sau quá trình sản xuất, nước đều được xử lý để đảm bảo chất lượng.
- Nhiên liệu: chủ yếu sử dụng dầu FO, xăng
- Hơi: được cung cấp từ lò hơi.
Nguồn nhân lực
Phú Yên sở hữu nguồn nhân lực phong phú, với đội ngũ lãnh đạo và kỹ thuật viên có khả năng thu hút từ mọi miền đất nước Công nhân có thể được tuyển chọn từ tỉnh Phú Yên hoặc các tỉnh lân cận, đảm bảo đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế địa phương.
Hiện nay, tình trạng thanh niên tại nhiều huyện ở Phú Yên rời quê để tìm kiếm việc làm xa đã có những cải thiện tích cực, giúp giải quyết vấn đề lao động và thúc đẩy sự phát triển của tỉnh Phú Yên.
Thị trường tiêu thụ
Dứa và chuối là hai loại trái cây phổ biến, được ưa chuộng và tiêu thụ rộng rãi không chỉ tại tỉnh Phú Yên mà còn trên toàn quốc, đặc biệt là tại thành phố Hồ Chí Minh, nơi có thị trường tiêu thụ lớn nhất.
Hợp tác hóa
Hợp tác hóa và liên hiệp hóa đóng vai trò quan trọng trong ngành nông nghiệp, giúp đảm bảo thu hoạch đúng thời vụ Các nhà máy cần có cán bộ kỹ thuật hỗ trợ nông dân trong việc gieo trồng, chăm sóc và thu hoạch để nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm Đồng thời, cán bộ cũng cần có mặt tại các điểm thu mua nguyên liệu trong tỉnh và các khu thu mua lớn để hướng dẫn cụ thể cho người trồng rau quả.
Nhà máy hợp tác với các cơ sở khác để tận dụng hạ tầng công cộng, đồng thời liên kết với các nhà máy đồ hộp ở các tỉnh lân cận nhằm nghiên cứu và cải tiến kỹ thuật, chia sẻ kinh nghiệm Ngoài ra, trong tỉnh còn có các nhà máy như nhà máy tinh bột sắn và nhà máy mía.
Xử lí chất thải
Nhà máy hóa cần xử lý chất thải trước khi thải ra môi trường, từ phế liệu đến nước thải, nhằm đảm bảo an toàn vệ sinh Chẳng hạn, vỏ quả dứa có thể được sử dụng để ủ làm phân vi sinh.
Nước thải cần được dẫn qua hệ thống ống ngầm vào hố xử lý để đảm bảo tuân thủ yêu cầu của thành phố trước khi đưa vào hệ thống nước thải chung Nhà máy thường thải ra nước thải chứa nhiều hợp chất hữu cơ, tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển, do đó cần phải xử lý triệt để để bảo vệ môi trường.
TỔNG QUAN
Nguyên liệu
2.1.1.1 Giới thiệu chung về nguyên liệu dứa [2 – tr 242]
Dứa, hay còn gọi là trái thơm, là một loại cây ăn trái nhiệt đới thuộc họ Bromeliaceae với tên khoa học là Ananas comosus Loại trái này rất được ưa chuộng ở phương Tây và được mệnh danh là "vua của các loại trái cây".
Hình 2.1 Dứa Cayenne, dứa Queen, dứa Spanish
Dứa có tất cả khoảng 60-70 giống, nhưng có thể gộp chung thành ba nhóm chính: nhóm dứa Queen, nhóm dứa Cayenne, nhóm dứa Spanish
Dứa hiện nay được trồng phổ biến ở nhiều quốc gia có khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới Tại Việt Nam, các tỉnh Đông Nam Bộ, Vĩnh Phú, Nghệ An, Bình Định, Quảng Nam, Thanh Hóa, Ninh Bình, Tuyên Giang và Phú Thọ là những nơi có diện tích trồng dứa lớn.
2.1.1.2 Công dụng và thành phần hóa học của dứa a/ Công dụng của dứa
✓ Tăng quá trình phát triển xương, sụn, răng, lợi
✓ Tăng sức đề kháng cho cơ thể
✓ Là liều thuốc chống ho và cảm lạnh
Sử dụng cho người cần giảm béo, người thiếu máu… b/ Thành phần hóa học của dứa
Trong dứa có chứa enzym bromelin có lợi đối với con người như: làm liền sẹo, giảm đau khớp, tẩy giun cho trẻ em
Thành phần hóa học của dứa thay đổi theo giống, độ chín, thời vụ, địa điểm và điều kiện trồng trọt [3]
Bảng 2.1 Thành phần hóa học của dứa
Thành phần hóa học Hàm lượng % Thành phần hóa học Hàm lượng %
- Vitamin + Vitamin C + Vitamin A + Vitamin B1 + Vitamin B2 + Xucxinic
2.1.1.3 Yêu cầu về nguyên liệu
Nguyên liệu sử dụng trong sản xuất nước quả phải tươi, không bị sâu bệnh, không bầm dập và đạt độ chín theo yêu cầu Kích thước và hình dạng của quả không ảnh hưởng nhiều đến chất lượng sản phẩm Chúng tôi không thu mua dứa không rõ nguồn gốc, bị sâu bệnh, hay dính tạp chất và dầu nhớt trong quá trình thu hoạch và vận chuyển Đặc biệt, chúng tôi cũng không mua dứa đã chín hoàn toàn để tránh tình trạng dập nát trong quá trình vận chuyển về công ty, gây hao hụt trong sản xuất.
- Bảo quản ở nơi sản xuất: không để trực tiếp dưới nắng hoặc mưa, bảo quản nơi râm, mát, sạch
Để bảo quản quả tươi xuất khẩu, cần chọn những quả lành lặn, không bị dập, và cắt cuống cách gốc khoảng 2cm Sau đó, phân loại và đóng gói quả, đưa vào kho mát và vận chuyển bằng xe lạnh với nhiệt độ từ 7 đến 8 độ C và độ ẩm 85 - 90%.
Để bảo quản dứa chế biến công nghiệp, sau khi thu hoạch, cần tiến hành phân loại sơ bộ và chọn những quả lành lặn Dứa xanh nên được lưu trữ ở kho mát với nhiệt độ từ 10 – 12 độ C, trong khi dứa bắt đầu chín cần nhiệt độ 7 – 8 độ C Độ ẩm trong kho nên duy trì ở mức 85 - 90%, giúp bảo quản dứa trong khoảng 2 - 3 tuần.
2.1.2.1 Giới thiệu chung về quả chuối [4]
Chuối, thuộc chi Musa, là trái cây phổ biến nhất trên thế giới, có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới Đông Nam Á và Úc, hiện nay được trồng rộng rãi ở các khu vực nhiệt đới Tại Việt Nam, có nhiều giống chuối khác nhau, thường được phân biệt qua hình dạng cây Ba loại chuối chính bao gồm chuối tiêu, chuối goòng và chuối bom, bên cạnh đó còn có các giống như chuối ngự, chuối cau, chuối lá và chuối hột.
Hình 2.2 Chuối lá, chuối ngự, chuối tiêu [16]
2.1.2.2 Cấu tạo của quả chuối [17]
Quả chuối thường mọc thành từng nải, mỗi nải chứa từ 20 quả và một buồng chuối có từ 3 đến 20 nải, tổng trọng lượng từ 30 đến 50kg Trung bình, mỗi quả chuối nặng khoảng 125g, trong đó 70-80% là nước và 20-30% là chất khô Mỗi quả có lớp vỏ dai bao quanh phần thịt mềm ăn được.
Vỏ và thịt chuối đều có thể ăn tươi hoặc chế biến, với nhiều sợi libe nằm giữa hai phần này Chuối là nguồn cung cấp phong phú vitamin B6, vitamin C và kali.
2.1.2.3 Thành phần hóa học của chuối
Chuối là loại trái cây giàu chất dinh dưỡng Trái chuối chín chứa 70 ÷ 80% nước,
Chuối chứa từ 20 đến 30% chất khô, chủ yếu là đường, trong đó đường khử chiếm 55% Hàm lượng lipid và protein trong chuối đều thấp, lần lượt từ 0,1 đến 0,2% và từ 1 đến 1,8%, bao gồm 17 loại acid amin, chủ yếu là histidin Acid hữu cơ trong chuối chỉ khoảng 0,2%, chủ yếu là acid malic và acid oxalic, tạo nên vị chua dịu cho chuối.
Chuối có hàm lượng vitamin tương đối thấp nhưng chứa nhiều muối khoáng, pectin và polyphenol (1 ÷ 1,48%) Mặc dù polyphenol có mặt với số lượng ít, nhưng hoạt tính của các enzym oxy hóa như oxidaza và polyphenoloxidaza rất mạnh, dẫn đến quá trình oxy hóa các hợp chất này Sự phản ứng mạnh mẽ của enzym và phi enzym trong quá trình bảo quản và chế biến khiến sản phẩm bị biến màu, với cường độ màu sắc gia tăng theo thời gian.
Bảng 2.2 Sự thay đổi một số thành phần hóa học và chất lượng của chuối tiêu theo thời vụ [5 – tr 40]
Chỉ tiêu (%) Chuối xanh Chuối ương Chuối chín
2.1.2.4 Tác dụng của chuối đối với sức khỏe [18]
Chuối có khả năng giảm lượng cholesterol trong máu, một yếu tố quan trọng giúp ngăn ngừa bệnh tim mạch Chất có trong thân cây chuối có tác dụng kiểm soát cholesterol, góp phần bảo vệ sức khỏe tim mạch.
Chuối tiêu có tác dụng điều trị loét đường tiêu hóa nhờ vào khả năng kích thích sản sinh tế bào niêm mạc dạ dày, giúp bảo vệ thành dạ dày và hạn chế khả năng chảy máu dạ dày, đặc biệt cho những bệnh nhân sử dụng thuốc Phenylbutazone.
Chuối là thực phẩm rất có lợi cho người bị cao huyết áp, vì chúng giúp cân bằng natri và kali trong cơ thể Người mắc bệnh cao huyết áp và bệnh tim mạch thường có lượng natri thừa và thiếu kali Việc ăn từ 3 đến 5 quả chuối mỗi ngày cung cấp nhiều kali, giúp duy trì sự cân bằng pH và hạn chế tổn hại đến mạch máu do natri thừa.
Chuối tiêu có chứa chất hóa học giúp não sản sinh serotonin, một chất có tác dụng tạo cảm giác hưng phấn và vui vẻ Việc ăn chuối tiêu thường xuyên có thể hỗ trợ người mắc chứng trầm cảm giảm cảm giác chán nản và thất vọng, từ đó giúp họ trở nên lạc quan và yêu đời hơn.
Vỏ quả chuối tiêu có tác dụng chữa ngứa da nhờ vào hợp chất có khả năng khống chế vi khuẩn và nấm gây ra tình trạng này, theo các thí nghiệm thực tế đã được chứng minh.
- Chấm dứt cơn ho với chuối
- Tác dụng điều trị bệnh trĩ và đi ngoài ra máu
Sản phẩm
Sản phẩm dứa miếng nước đường là dứa được cắt thành khoanh, sau đó được xử lý, đóng gói, rót nước đường, ghép nắp và thanh trùng Nước đường được thêm vào dưới dạng siro không chỉ để bảo quản mà chủ yếu nhằm tăng cường hương vị và giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm.
Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm dứa hộp ( TCVN 187:1994)
Sản phẩm dứa cần giữ màu sắc tự nhiên của giống dứa, có thể có một vài vết trắng Nếu dứa được đóng hộp cùng với các thành phần đặc biệt khác, màu sắc của sản phẩm phải phản ánh đặc trưng của hỗn hợp đó.
Sản phẩm cần phải mang hương vị tự nhiên của dứa, không được có mùi vị lạ Nếu dứa được đóng hộp với các thành phần đặc biệt khác, thì hương vị của hỗn hợp đó phải nổi bật và đặc trưng.
- Trạng thái: dứa chắc, giòn, không xốp, không nhũn, khối lượng lõi sót lại không được quá 7% khối lượng cái
- Độ đầy của hộp: mức đầy tối thiểu tính theo lượng sản phẩm chứa trong hộp phải chiếm 90% dung tích nước cất chứa đầy trong hộp đóng kín ở 20 0 C
- Khối lượng cái: khối lượng cái tối thiểu của sản phẩm so với dung lượng nước cất chứa đầy trong hộp đóng kín ở 20 0 C phải như sau:
+ Dạng khoanh, nửa khoanh, 1/4 khoanh, rẽ quạt, thỏi, miếng, miếng lập phương: 58%
+ Dạng vụn vào hộp bình thường: 63%
- Độ brix đạt yêu cầu của khách hàng, thông thường từ 14-22 0
- Đạt các yêu cầu về dư lượng kim loại cho phép có trong đồ hộp quả nước đường:
+ Thiếc: 100-200 mg/kg sản phẩm
+ Đồng: 5-80 mg/kg sản phẩm
+ Chì: tuyệt đối không có
Không có vi sinh vật gây bệnh
- Sản phẩm sau khi hoàn tất sẽ có thời hạn sử dụng từ 2-3 năm khi bảo quản ở nhiệt độ thường, nơi khô ráo, sạch sẽ, thoáng mát
- Không được để sản phẩm ở những nơi có ánh nắng chiếu trực tiếp hoặc nơi ẩm ướt…
Puree chuối là sản phẩm từ quả chuối được nghiền nhuyễn, chứa từ 70-80% dịch quả cùng với một phần thịt quả Dịch quả này, sau khi được ép từ những quả chín đạt tiêu chuẩn, có thể được sử dụng để sản xuất nhiều sản phẩm khác nhau như bột sấy, necta quả và siro quả.
1) Puree quả có giá trị về mặt dinh dưỡng cao Tiêu chuẩn về puree chuối: [21]
- Tổng chất rắn hòa tan: 20% ở 20 0 C
- Mùi: hương thơm đặc trưng của sản phẩm puree chuối (ngọt, hơi chua, mùi thơm tự nhiên của quả nấu giống quả đào, không lẫn mùi lạ)
- Thời gian bảo quản: 18 tháng ở điều kiện thường, tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời
2) Giá trị dinh dưỡng của sản phẩm [22]
Hình 2.4 Sản phẩm puree chuối [20]
Chuối chín là nguồn thực phẩm giàu chất bột, chất đạm, chất xơ, vitamin và khoáng chất, đặc biệt chứa hàm lượng potassium cao cùng 10 loại axít amin thiết yếu Nhờ vào những lợi ích dinh dưỡng này, chuối rất phù hợp cho trẻ em và người già Việc ăn chuối chín có thể giúp hạ huyết áp mà không gây tác dụng phụ Ngoài ra, chuối cũng là nguồn cung cấp năng lượng lý tưởng cho vận động viên và người lao động nặng, nhờ vào khả năng hấp thụ nhanh glucose vào máu, giúp phục hồi sức lực hiệu quả sau khi hoạt động.
Chọn phương án thiết kế
Để đảm bảo chất lượng sản phẩm tốt nhất về giá trị cảm quan và dinh dưỡng, việc tiêu diệt hoàn toàn tất cả các vi sinh vật và nha bào là rất cần thiết Điều này không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng mà còn kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm, tránh gây hại cho người sử dụng.
Thanh trùng đồ hộp dứa nước đường bằng nhiệt độ cao sử dụng nước nóng và hơi nước, với nhiệt độ lý tưởng là 100°C Thời gian thanh trùng phụ thuộc vào khối lượng đồ hộp và kích cỡ của miếng dứa, thường là 40 phút cho dứa khoanh Sau khi hoàn tất quá trình thanh trùng, cần phải làm nguội ngay lập tức để đảm bảo chất lượng sản phẩm.
3) Chế độ thanh trùng và công thức thanh trùng
- Nhiệt độ thanh trùng: dựa vào chỉ số axit của sản phẩm mà chọn nhiệt độ thanh trùng Nhiệt độ dứa khoanh nước đường là 100 0 C
Thời gian thanh trùng đồ hộp bằng nhiệt độ không đồng nhất ở mọi điểm trong hộp, và vi sinh vật không bị tiêu diệt ngay lập tức khi đạt nhiệt độ thanh trùng Thời gian thanh trùng T bao gồm hai giai đoạn: T1 là thời gian truyền nhiệt từ môi trường đun nóng vào trung tâm hộp, và T2 là thời gian cần thiết để tiêu diệt vi sinh vật.
Trong quá trình thanh trùng, áp suất đối kháng là yếu tố quan trọng để ngăn chặn hiện tượng phồng hộp hoặc hở nắp hộp Việc duy trì áp suất này giúp đảm bảo an toàn và chất lượng sản phẩm trong quá trình bảo quản.
Quá trình thanh trùng bằng nhiệt diễn ra bằng cách đưa đồ hộp vào thiết bị thanh trùng, sau đó nâng nhiệt độ của đồ hộp và giỏ đựng đến mức quy định Nhiệt độ này được duy trì trong một khoảng thời gian nhất định trước khi hạ xuống 25-40 độ C và lấy đồ hộp ra khỏi thiết bị.
- Công thức thanh trùng đồ hộp cho dứa: t
A: thời gian nâng nhiệt, tính bằng phút
B: Thời gian giữ nhiệt, tính bằng phút
C: Thời gian hạ nhiệt, tính bằng phút a: thời gian xả khí trong thiết bị thanh trùng kín bằng hơi nước, nếu thanh trùng bằng nước thì a = 0
P: áp suất đối kháng, áp suất tạo ra để tránh đồ hộp bị biến dạng, tính bằng at Với sản phẩm đồ hộp dứa khoanh công thức thanh trùng như sau:
Thời gian nâng nhiệt của nước trong thiết bị thanh trùng là 10 phút từ khi cho giỏ đồ hộp vào cho đến khi đạt nhiệt độ 100°C Sau đó, sản phẩm được giữ ở nhiệt độ này trong 15 phút trước khi làm nguội xuống 35-40°C trong 15 phút.
2.3.2 Puree chuối [10] Đối với quá trình sản xuất puree chuối thì giai đoạn quan trọng nhất là nghiền
Do đó, việc lựa chọn phương pháp nghiền là rất quan trọng
Quá trình nghiền nhỏ vật liệu trong máy nghiền diễn ra nhờ các lực cơ học Các dạng tác dụng cơ học có thể được phân loại để phá vỡ vật liệu Để nghiền nguyên liệu, lực cơ học tác động cần phải vượt qua lực liên kết giữa các phần tử cấu thành hoặc thực hiện công để thắng lực liên kết này.
Tùy thuộc vào cấu trúc của từng loại máy nghiền, lực phá vỡ vật liệu có thể là lực nén, ép, chẻ, bẻ, cắt, xẻ, ép trượt, va đập hoặc sự kết hợp của nhiều lực Công nghiền phụ thuộc vào lực tác dụng, cấu trúc máy, các cơ cấu truyền động và tính chất cơ lý của vật liệu như độ cứng, độ ẩm và tính chất của vỏ hạt.
2) Tính chất của nguyên liệu
Độ bền và độ cứng của nguyên liệu ảnh hưởng lớn đến khả năng chịu nén và quá trình nghiền Nguyên liệu có độ bền và độ cứng cao thường khó nghiền hơn, yêu cầu nhiều năng lượng hơn và dẫn đến sự phân chia khó khăn Ngược lại, nguyên liệu có độ bền và độ cứng thấp dễ tạo ra bụi trong quá trình nghiền Do đó, việc lựa chọn phương pháp nghiền phù hợp với từng loại nguyên liệu sẽ ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng sản phẩm cuối cùng.
Độ nhớt của nguyên liệu ảnh hưởng đến khả năng chịu biến dạng, bao gồm biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo Nó thể hiện sự kết dính trong nguyên liệu, phản ánh khả năng liên kết các phần tử Để phá vỡ cấu trúc này, cần một lực tác động lớn hơn lực tĩnh.
Độ ẩm của nguyên liệu có ảnh hưởng lớn đến cơ tính của nó, bởi vì độ ẩm tác động đến “hoạt động” của các phần tử trong nguyên liệu Nguyên liệu có độ ẩm cao khiến các phân tử hoạt động mạnh, giảm lực liên kết và làm giảm độ bền cũng như độ cứng, từ đó dễ dàng bị phân chia Ngược lại, khi độ ẩm thấp, lực liên kết tăng lên, dẫn đến độ bền cao hơn, yêu cầu nhiều năng lượng hơn để phá vỡ.
Nguyên liệu có độ ẩm cao sẽ làm sản phẩm sau nghiền bị nhão và đặc quánh, ảnh hưởng đến chất lượng Ngược lại, nguyên liệu có độ ẩm thấp gây ra quá trình nghiền không đều, tạo bụi và tốn nhiều năng lượng, làm tăng chi phí Do đó, độ ẩm lý tưởng cho nguyên liệu trong quá trình nghiền là từ 40% đến 60%.
- Kích thước và hình dạng nguyên liệu
Kích thước của nguyên liệu ảnh hưởng trực tiếp đến phương pháp nghiền, cấu trúc bộ phận nghiền và chất lượng sản phẩm Nguyên liệu lớn cần bộ phận nghiền phức tạp để đạt được kích thước hạt nhỏ, trong khi đó, kích thước lớn cũng làm tăng năng lượng tiêu thụ và giảm tính đồng bộ của sản phẩm Ngược lại, nguyên liệu quá nhỏ tạo ra nhiều bụi trong quá trình nghiền, dẫn đến giảm năng suất của máy nghiền bi.
Hình dạng nguyên liệu đóng vai trò quan trọng trong khả năng phân chia và chất lượng sản phẩm cuối cùng Các nguyên liệu có hình dạng khác nhau sẽ có khả năng chịu lực khác nhau, dẫn đến kết quả phá vỡ và độ đồng đều không giống nhau Đặc biệt, nguyên liệu hình tròn thường mang lại chất lượng cao nhất trong quá trình nghiền.
- Trạng thái bề mặt và hệ số ma sát của nguyên liệu
Với những trạng thái bề mặt khác nhau của nguyên liệu nghiền sẽ quyết định đến phương pháp nghiền sao cho có hiệu quả kinh tế nhất
CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Quy trình sản xuất đồ hộp dứa miếng nước đường
3.1.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ [6 – tr 74]
3.1.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ
1) Yêu cầu về nguyên liệu
Tùy theo các yêu cầu cụ thể cho từng hạng và đúng sai cho phép, tất cả các hạng dứa phải:
- Nguyên vẹn, có hoặc không có chồi, ngọn
- Lành lặn, không bị dập nát hoặc hư hỏng không phù hợp cho sử dụng
- Sạch và không có bất kì tạp chất lạ nào nhìn thấy bằng mắt thường
Cắt đầu, gọt vỏ, đột lõi
Phân loại theo kích cỡ
Bẻ hoa, cuống Lựa chọn, phân loại
Rửa lại, để ráo Xếp hộp
Rót syrup và acid citric Bài khí, ghép nắp Thanh trùng, làm nguội
Dứa nguyên liệu Bảo quản tạm
- Không bị hư hại bởi côn trùng
- Không chứa côn trùng ảnh hưởng đến mã quả
- Không bị ẩm bất thường ngoài vỏ, trừ khi mới được lấy ra khỏi thiết bị bảo quản lạnh
- Không có mùi vị lạ
- Không thâm nâu phía trong
Trước khi bảo quản, dứa cần được diệt trừ sâu bệnh bằng cách xông hơi metylabromua với nồng độ 40-80 g/m³ trong 30 phút Sau đó, dứa được xếp vào thùng gỗ hoặc thùng carton và đưa vào bảo quản lạnh Dứa xanh nên được bảo quản ở nhiệt độ 11-12ºC và độ ẩm 85-90%, sau 3-4 tuần sẽ bắt đầu chín Tránh bảo quản dứa xanh ở nhiệt độ thấp hơn, vì điều này sẽ khiến dứa không chín được, dẫn đến chất lượng kém Đối với dứa chín, nên bảo quản ở nhiệt độ 7-8ºC và độ ẩm 85-90%, có thể giữ được dứa trong 4-6 tuần.
Việc chọn và phân loại dứa nguyên liệu dựa trên kích thước, độ chín, và loại bỏ những quả hư hỏng là rất quan trọng Điều này không chỉ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lưu kho mà còn giúp sản xuất diễn ra dễ dàng hơn.
Trước khi sản xuất, công nhân phân loại dứa theo kích thước và độ chín, sau đó lưu kho ở nhiệt độ thích hợp Dứa xanh được bảo quản ở nhiệt độ 10-12°C, trong khi dứa chín bắt đầu cần nhiệt độ 7-8°C Độ ẩm trong kho duy trì ở mức 85-90%, giúp bảo quản dứa trong 2-3 tuần.
Loại bỏ phần đầu và cuống để thuận lợi cho quá trình gọt vỏ và đột lõi, loại bỏ những phần không ăn được, hư, thối
Dứa được thu hoạch bằng cách bẻ cuống và hoa bằng tay bởi công nhân trên băng tải Sau khi hoàn tất việc bẻ cuống và hoa, dứa sẽ được phân loại theo kích thước Tỉ lệ cuống và hoa dứa chiếm từ 10-11% đến 20-30% đối với giống dứa Queen so với tổng khối lượng quả.
Làm sạch quả dứa, bụi bẩn, tạp chất và một phần vi sinh vật trên bề mặt quả, thuận lợi cho quá trình tiếp theo
Dứa được ngâm trong dung dịch nước rửa CaOCl với nồng độ 5 g/l trong 5 phút Sau đó, sử dụng máy rửa bàn chải để loại bỏ tạp chất bám trên bề mặt, vì các khe và mắt dứa thường tích tụ đất và bụi, không nên dùng máy rửa khác Quá trình này cần thay nước khoảng 2 giờ một lần, và thiết bị sử dụng là máy rửa dạng con lăn bàn chải.
3.1.2.5 Gọt vỏ, cắt đầu, đột lõi
Để loại bỏ phần vỏ xanh của quả dứa, sử dụng máy gọt bán tự động giúp loại bỏ tối đa lớp vỏ bên ngoài, đồng thời tạo ra quả dứa có hình dạng tròn đều và kích thước đồng nhất, từ đó tăng năng suất.
Cắt hai đầu quả với độ dày từ 10-15mm, đảm bảo hai đầu được cắt phẳng và song song với nhau để tránh lệch tâm khi đột lõi Tỉ lệ phế liệu trong quá trình này dao động từ 15-30% so với khối lượng quả đã bẻ cuống.
Cần loại bỏ phần lõi dứa vì:
+ Có giá trị dinh dưỡng thấp
+ Làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm
+ Đặc biệt thuận lợi cho quá trình gọt vỏ Đường kính lõi cần loại bỏ khoảng 18mm Tỉ lệ phế liệu 3-6%
Yêu cầu: cần thao tác chính xác, nhanh gọn, không còn sót lõi và không làm mất thịt quả
Mắt dứa có màu đen không chỉ không có giá trị dinh dưỡng mà còn ảnh hưởng đến giá trị cảm quan của sản phẩm Đồng thời, công đoạn này cũng loại bỏ những phần dập úng còn sót lại.
Khi gọt vỏ dứa, việc loại bỏ mắt dứa là cần thiết để giảm thiểu phế liệu Quá trình này bao gồm cắt và sửa mắt theo hình trôn ốc, với các đường cắt gần giống hình tam giác Các vết cắt phải nhẵn nhụi, không được xâm nhập quá sâu vào lõi Sau khi hoàn thành, dứa cần được làm sạch hoàn toàn, loại bỏ mắt, vỏ xanh, vết nâu và dấu hiệu dập nhẹ.
Tỉ lệ phế liệu khi sữa mắt 10-20% Sử dụng băng tải có công nhân đứng ở hai bên để tiến hành cắt mắt, sửa mắt
- Mục đích: Định dạng nguyên liệu theo yêu cầu và để tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm
Sau khi xử lý sạch, dứa được thái thành khoanh với độ dày và kích thước tùy theo yêu cầu sản phẩm, có thể là dạng rẽ quạt hoặc khúc miếng Các khoanh dứa thường có độ dày từ 9-10mm hoặc 14-15mm Những khoanh tròn đều sẽ được cắt thành 4-6 miếng để đóng hộp.
3.1.2.8 Rửa lại và để ráo
Loại bỏ những tạp chất hoặc những miếng dứa vụn ngoài quy cách để chuẩn bị xếp hộp
Dứa sau khi được cắt khoanh được rửa lại dưới vòi nước nhẹ để loại bỏ tạp chất bám dính trên bề mặt Sau đó để cho ráo nước
Quá trình xếp nguyên liệu vào hộp để giúp hoàn thiện tạo sản phẩm cuối cùng
Trước khi xếp hộp, các miếng dứa cần được làm ráo nước để đảm bảo chất lượng Khối lượng dứa trong hộp chiếm khoảng 50-65% khối lượng tịnh của hộp Hơn nữa, hộp cần được tráng vecni tiệt trùng trước để tránh hiện tượng biến màu do chất màu antoxian trong quả phản ứng với muối.
+ Dứa xếp hộp phải đồng đều về kích thước, màu sắc, ngay ngắn
+ Phải loại bỏ những khoanh bị khuyết tật như: dập, bể, gãy
+ Đảm bảo đủ khối lượng
Rót dịch đường vào hỗn hợp dứa giúp tăng cường hương vị thơm ngon của sản phẩm Trong quá trình này, thẩm thấu và khuếch tán xảy ra đồng thời, với các phần tử của dịch đường thẩm thấu vào thịt quả, trong khi các thành phần từ thịt quả cũng di chuyển ra ngoài cho đến khi đạt được sự cân bằng nồng độ.
Nhà máy sử dụng đường tinh luyện RE, RS chất lượng cao làm nguyên liệu Đầu tiên, nước được cho vào nồi hơi hai vỏ và gia nhiệt đến 80-90 độ C, sau đó thêm đường và khuấy đều cho đến khi tan hoàn toàn, tạo ra dung dịch đường với nồng độ 22% Sau khi hoàn thành, bổ sung acid citric với nồng độ từ 0,2-0,5% để tạo vị chua ngọt hài hòa, nâng cao giá trị cảm quan cho sản phẩm Cuối cùng, tiến hành lọc để loại bỏ tạp chất.
Sau khi nấu nước đường đạt nhiệt độ và nồng độ Brix yêu cầu, cần rót ngay vào hộp ở nhiệt độ 85-90 độ C để loại bỏ khí và tăng độ chân không cho sản phẩm Nước đường nên được rót cách miệng hộp từ 5-10mm.
Giảm áp suất bên trong đồ hộp khi thanh trùng: tránh hiện tượng chênh lệch áp suất lớn giữa trong và ngoài hộp, tránh biến dạng, bật nắp
Hạn chế quá trình oxy hóa trong đồ hộp là rất quan trọng, vì oxy trong không khí có thể làm giảm hàm lượng vitamin C và làm thay đổi mùi vị cũng như màu sắc của các chất hữu cơ trong thực phẩm.
Hạn chế sự phát triển của các vi khuẩn hiếu khí tồn tại trong đồ hộp sau khi thanh trùng
Hạn chế sự ăn mòn sắt tây
Tăng hiệu quả truyền nhiệt trong quá trình thanh trùng
Quy trình sản xuất puree chuối
3.2.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ [4;8]
Bảo quản tạm, dấm chín
Lựa chọn, phân loại Quả hư hỏng
Rửa Bóc vỏ, tước xơ
Chà Đồng hóa Bài khí Thanh trùng
Hộp vô trùng Rót hộp
3.2.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ
Chuối được thu mua vào buổi sáng và chiều, sau đó được vận chuyển về nhà máy Puree chuối chủ yếu được chế biến từ chuối tiêu và chuối bom.
Chuối đạt yêu cầu cần có độ chín vừa, mùi thơm đặc trưng, vỏ nguyên vẹn không bị rách hay dập nát, và còn cuống Quả chuối phải có màu sắc sáng, không có vết thâm sẫm Ruột chuối mềm nhưng chưa nhũn, không có vị chát Ở độ chín này, hàm lượng tinh bột và polyphenol thấp, giúp sản phẩm có màu sắc và hương vị tốt hơn so với chuối chín kém.
3.2.2.2 Bảo quản tạm, dấm chín
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, việc bảo quản tạm thời chuối bằng các phương pháp giấm chín là cần thiết.
Giấm chuối bằng nhiệt là phương pháp truyền thống, trong đó chuối được cắt rời khỏi buồng và để khô nhựa trong một ngày Sau đó, chuối được chất vào lu hoặc chum, nơi nhiệt độ từ các cây hương giúp chuối chín sau 2-3 ngày Thời gian chín của chuối phụ thuộc vào số lượng hương và điều kiện khí hậu cũng như khối lượng chuối trong lu, chum.
Phương pháp giấm chuối truyền thống thường dẫn đến tình trạng chuối không đẹp, ruột mềm, dễ rụng cuống và thối cùi, từ đó làm giảm giá trị thương phẩm và khả năng giữ tươi.
Giấm chuối được sản xuất bằng máy ở nhiệt độ thấp, bắt đầu từ chuối chín 3/4, giúp tất cả các nải chín đều Quả chuối ở giai đoạn này có sắc cạnh căng da và tâm ruột ửng vàng Sau khi cắt các nải chuối bằng dao cong chuyên dụng, chuối được ngâm trong thùng nước có fluor để loại bỏ nhựa và sát khuẩn trong 5 – 10 phút Cuối cùng, chuối được để ráo ở nhiệt độ 16 – 20 độ C và ủ vào giấm của máy Ethylene Generator.
Chuối được làm mất màu xanh bằng cách sử dụng cồn 95% với liều lượng 2−5ml trong máy, kết hợp với chế độ tạo khí ethylene phù hợp Quá trình ủ chuối diễn ra trong môi trường kín, có quạt đối lưu để đảm bảo khí, nhiệt độ và độ ẩm đều đạt 90–95% Sau 24 giờ, mở cửa ủ để thông gió, giúp khí ethylene thoát ra ngoài và kết thúc giai đoạn làm chín chuối.
Để bảo quản chuối tươi lâu, trong giai đoạn chuyển màu vỏ, nên để chuối trong tủ với nhiệt độ 14 độ C và độ ẩm 80-85% Phương pháp này giúp chuối giữ được màu sắc đẹp và chất lượng không đổi trong thời gian dài.
Tùy lượng nguyên liệu đầu vào mà chọn phương pháp giấm chuối thích hợp
- Mục đích: để diệt vi sinh vật và góp phần chuyển hoá dư chất của thuốc trừ sâu thành cơ chất cho các hoạt động hoá sinh
- Cách tiến hành: đó là rửa chuối trong bồn có ngâm chất sát trùng CaOCl2 0,03– 0,05%, tỉ lệ quả: nước là 1: 2, ngâm trong 5–20 phút
+ Lựa chọn nhằm loại bỏ những nguyên liệu bị hư thối không đáp ứng được cho chế biến
Phân loại nguyên liệu là quá trình chia nguyên liệu thành các nhóm đồng nhất về phẩm chất và kích thước, giúp tối ưu hóa các bước chế biến sau này Đối với nguyên liệu có dấu hiệu thối, cần cắt bỏ phần hư hỏng và phân loại chúng vào một nhóm riêng biệt.
Để tiến hành, cắt rời nải chuối thành từng quả và loại bỏ những quả không đạt tiêu chuẩn sản xuất Chọn những quả không bị bầm dập, sâu thối và chín đúng mức độ.
+ Nếu quả chưa chín thì màng tế bào cứng, dịch bào ít nên nhiều phế liệu, hàm lượng đường thấp, axit cao nên quả chua
Khi quả quá chín, mô quả trở nên mềm và bở, dẫn đến việc ép thịt quả không cho dịch quả thoát ra Dịch quả lúc này thường có nhiều bọt và khó lắng, gây khó khăn trong quá trình lọc.
Không cần phân loại chuối theo kích cỡ, có thể sử dụng cả những khúc chuối thừa
Công nhân thực hiện việc lựa chọn và phân loại nguyên liệu bằng cách quan sát trên băng chuyền trong quá trình cắt gọt Họ làm việc ở hai bên băng tải, với tốc độ từ 0,12 đến 0,15m/s và chiều rộng băng tải khoảng 60 đến 80cm.
Mục đích của việc rửa chuối là loại bỏ tạp chất, bụi bẩn, đất cát và vi sinh vật trên bề mặt quả Quy trình thực hiện sử dụng máy rửa sủi bọt khí, trong đó nước được sử dụng để rửa nhằm loại trừ các tạp chất và bụi đất bám quanh nguyên liệu, đồng thời giảm đáng kể số lượng vi sinh vật trên bề mặt.
- Mục đích: nhằm loại bỏ những phần không ăn được của quả chuối, thuận lợi cho các công đoạn sau
- Cách tiến hành: công đoạn này thường được làm bằng thủ công do hình dáng và cấu trúc của nguyên liệu không đồng nhất
Để bóc vỏ chuối, bạn có thể sử dụng dao nhỏ để cắt cuống hoặc dùng tay để bẻ cuống Sau đó, hãy bóc sạch vỏ quả theo chiều dọc mà không làm cho ruột quả bị bầm dập, nứt hay gãy.
Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, việc tước xơ chuối là rất quan trọng, bởi xơ lẫn vào thịt quả có thể làm cho sản phẩm bị xám đen hoặc không đạt yêu cầu khi ngâm trong nước đường Các xơ này thường nằm ở rãnh quả và cần được loại bỏ cẩn thận bằng mũi dao nhỏ nhọn.
- Mục đích: tạo ra sản phẩm có chất lượng tiêu chuẩn và ngăn ngừa các quá trình bất lợi trong sản xuất Tiến hành sử dụng các hóa chất:
+ Axit xitric: kìm hãm sự biến màu không do enzym
TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
Thời vụ của nguyên liệu, biểu đồ sản xuất nhà máy
Năng suất của nhà máy:
- Đồ hộp dứa miếng nước đường: 185 Đvsp/ngày
- Puree chuối: 12,5 tấn sản phẩm/ca
Dứa và chuối là hai loại trái cây có thể thu hoạch gần như suốt năm ở cả miền Bắc và miền Nam, nhờ vào sự phát triển của khoa học kỹ thuật hiện đại.
Bảng 4.1 Bảng thời vụ nguyên liệu
Bảng 4.2 Bảng nhập liệu của nhà máy
Bảng 4.3 Bảng biểu đồ sản xuất của nhà máy
Bảng 4.4 Biểu đồ làm việc của nhà máy
Ca 75 63 75 75 78 75 81 78 75 78 78 831 Tổng số ngày làm việc trong 1 năm là: 277 ngày
Trong một năm, nhà máy hoạt động tổng cộng 831 ca, với sản phẩm dứa và chuối hoạt động trong 277 ngày (không tính ngày lễ và ngày nghỉ) Mỗi ngày, nhà máy làm việc 3 ca, mỗi ca kéo dài 8 giờ Đặc biệt, trong tháng 10, nhà máy tạm ngừng sản xuất để bảo trì máy móc và thiết bị.
Tính cân bằng vật chất mặt hàng đồ hộp dứa miếng nước đường
4.2.1 Tính cân bằng nguyên liệu chính
Bảng 4.5 Hao hụt dứa qua các công đoạn [15 – tr 258]
STT Công đoạn Tiêu hao% STT Công đoạn Tiêu hao %
4 Phân loại 3 12 Rót dung dịch 0,5
5 Ngâm, rửa 2 13 Bài khí, ghép nắp 1
6 Gọt vỏ, cắt đầu, đột lõi 40 14 Thanh trùng, làm nguội 1
7 Cắt mắt, sửa mắt 15 15 Hoàn thiện sản phẩm 0,5
Năng suất sản xuất đạt 185 đvsp mỗi ngày, với lịch làm việc 3 ca, năng suất trung bình mỗi ca là 61,67 đvsp Đối với sản phẩm đồ hộp rau quả ngâm nước đường, mỗi hộp tiêu chuẩn có trọng lượng 400g.
Tương ứng khối lượng sản phẩm là: 61,67×1000×0,4$668 (kg/ca) = 3083,5 (kg/h)
Chọn tỉ lệ cái/nước là: 65/35, [6 - Tr 80] Gọi S là khối lượng cái, L là khối lượng dịch rót được sản xuất ra trong 1 giờ
Tổng khối lượng của đồ hộp dứa khoanh trong 1 giờ là : 3083,5 (kg)
Từ (1) và (2) ta có : S = 2004,27 (kg/h) , L = 1079,23 (kg/h)
- Tiêu hao nguyên liệu được tính theo công thức:
T: lượng nguyên liệu ban đầu
S: lượng sản phẩm tạo thành n: số công đoạn x1, x2, ,xn: tỷ lệ hao hụt qua từng công đoạn so với công đoạn trước đó(%)
Thay số vào ta tính được chi phí nguyên liệu dứa ban đầu:
Từ khối lượng dứa ban đầu tính được khối lượng dứa qua từng công đoạn :
Tn: là nguyên liệu dứa của công đoạn sau
Sn-1: là sản phẩm dứa của công đoạn trước
Xn: tỉ lệ tiêu hao nguyên liệu dứa của công đoạn thứ n
Theo công thức trên ta tính được nguyên liệu dứa qua từng công đoạn và có được bảng tổng kết sau:
Bảng 4.6 Bảng chi phí nguyên liệu qua từng công đoạn
STT Công đoạn Tiêu hao %
Bán thành phẩm và thành phẩm
Kg/h Kg/ca Hao hụt
6 Gọt vỏ, cắt đầu, đột lõi 40 2529,95 20239,60 1686,63
4.2.2 Tính cân bằng nguyên liệu phụ
4.2.2.1 Tính cho công đoạn CaOCl 2
Dung dịch CaOCl2 0,5% Giả sử 1 lít dung dịch CaOCl2 ngâm được 2 kg nguyên liệu Lượng nguyên liệu cần ngâm : 4216,58 (kg/h)
Thể tích dung dịch CaOCl2 cần dùng : V
Do nồng độ dung dịch nhỏ nên Ddd 1kg/lít
Khối lượng dung dịch CaOCl2 cần dùng là :
Do hao hụt trong khâu pha chế 1% khối lượng dd CaOCl2 thực tế cần dùng là:
Thể tích dd CaOCl2 thực tế cần dùng :
Khối lượng muối CaOCl2 thực tế cần dùng:
4.2.2.2 Chi phí cho đường kính loại 1 và chi phí cho acid citric
1) Chi phí cho đường loại 1
Như đã tính ở trên, khối lượng dịch rót B = 1079,23 (kg/h)
Dứa có hàm lượng chất khô 15%, độ axit 0,3% Thành phẩm có hàm lượng chất khô 20%, độ axit 0,4%
Tính nồng độ đường có trong dung dịch rót theo công thức:
A : trọng lượng phần cái, A = 2004,27 (kg/h) x : nồng độ chất khô của phần cái : x = 15%
B : lượng nước đường rót vào hộp, B = 1079,23 (kg/h) y : nồng độ đường trong dung dịch nước đường
C : khối lượng tịnh của sản phẩm, C = 3083,50 (kg/h) z : nồng độ chất khô của sản phẩm, z = 20%
Vậy lượng đường trong dung dịch pha chế :
2) Chi phí cho acid citric
Ta tính nồng độ axit xitric trong dung dịch nước rót theo công thức :
Trong đó: A: trọng lượng phần cái, A = 2004,27 (kg/h) x’: nồng độ acid của phần cái, x’ = 0,3%
B: trọng lượng dịch rót, B = 1079,23 (kg/h) y’: nồng độ acid citric trong dịch rót
C: trọng lượng tịnh của hộp sản phẩm, C = 3083,50 (kg/h) z’: nồng độ acid trong thành phẩm, z = 0,4 %
Vậy lượng acid citric trong dung dịch pha chế:
= 6,37 (kg/h) Thành phần acid citric cho vào dung dịch rót từ công đoạn pha chế 2
Vậy lượng axit xitric cần pha chế :
3) Tính chi phí tiêu hao thành phẩm và bán thành phẩm
T: Lượng đường trong dung dịch pha chế trong thành phẩm n : Số thứ tự công đoạn x1,x2,…xn: tiêu hao ở công đoạn thứ n (%)
Bảng 4.7 Tiêu hao thành phẩm và bán thành phẩm
Tiêu hao của đường Tiêu hao của acid xitric
Kg/h Kg/ca Kg/h Kg/ca
4.2.2.3 Tính lượng nước sử dụng
Ta có: Mxr = Mđ +Mnc+Max
Mnc = Mxr – Max – Mđ = 1079,23 – 316 – 6,37 = 756,86 (kg/h)
Do trong quá trình nấu lượng nước hao hụt là 5%, do đó lượng nước cần dùng trên thực tế là: Mnctt = Mnc + 5% × Mnctt
4.2.2.4 Chi phí cho hộp số N 0 8
Dứa miếng nước đường được đóng hộp số N 0 8 bằng sắt tây, sơn vecni, khối lượng tịnh 400g [7 – tr 17]
Số hộp dứa miếng nước đường thành phẩm trên 1 ca là :
= 61666,67 (hộp tiêu chuẩn /ca) = 7708,33 (hộp/h)
Giả sử hao hụt do hộp hư hỏng : 3%, vậy số hộp cần đưa vào công đoạn rót:
4.2.2.5 Tính chi phí cho thùng carton
Một thùng carton chứa 48 hộp N 0 8
Vậy số thùng carton chứa hộp dứa miếng nước đường trên 1 giờ là:
Giả sử hao hụt do thùng hư hỏng: 1%, vậy số thùng carton được đưa vào sản xuất là:
Tính cân bằng vật chất mặt hàng puree chuối
4.3.1 Năng suất nhà máy và hao hụt nguyên liệu chuối qua các công đoạn
Sản phẩm puree chuối có năng suất 12,5 tấn sản phẩm/ca
Nhà máy làm việc nhiều nhất là 3 ca/ngày và 8 giờ/ca
Bảng 4.8 Tiêu hao nguyên liệu qua các công đoạn
STT Công đoạn Tiêu hao,
% STT Công đoạn Tiêu hao,
1 Bảo quản tạm, rấm chín 0,5 7 Chà 2
2 Rửa sơ bộ 2 8 Đồng hóa 1
3 Lựa chọn, phân loại 5 9 Bài khí 1
5 Bóc vỏ, tước xơ 35 11 Rót hộp 0,5
6 Xử lí hóa chất Tăng 2% 12 Hoàn thiện sản phẩm 0
4.3.2 Cân bằng vật liệu của sản phẩm puree chuối trong 1 giờ
4.3.2.1 Năng suất sản phẩm/giờ
Lượng sản phẩm puree chuối sản xuất được trong 1 giờ là:
4.3.2.2 Lượng nguyên liệu và bán thành phẩm qua các công đoạn sản xuất
Tính lượng nguyên liệu chuối của từng công đoạn theo công thức:
Trong đó: M: lượng nguyên liệu (kg/h)
S: lượng sản phẩm tạo thành n: số công đoạn x1, x2, ,xn: tỷ lệ hao hụt qua từng công đoạn so với nguyên liệu đưa vào (%)
- Bảo quản tạm, rấm chín:
- Lượng SO2 cần sử dụng để pha dung dịch hóa học:
Bảng 4.9 Tổng kết cân bằng vật liệu của dây chuyền sản xuất puree chuối
Kí hiệu (kg/h) (kg/ca) (kg/ngày)
1 Bảo quản tạm và rấm chín M1 2719,31 21754,48 65263,44
5 Bóc vỏ, tước xơ, cắt khúc M5 2493,83 19950,64 59851,92
4.3.3 Chi phí hộp Đối với sản phẩm puree chuối được đóng hộp số 8, chọn đóng hộp giấy, có khối lượng tịnh 400g thì số hộp cần cho 1h sản xuất là: 1562,5
0,4 = 3906,25 = 3907 (hộp) Giả sử hao hụt do hư hỏng là: 4%
Lượng hộp thực tế là: 3907
Vậy lượng hộp trong một ca sản xuất là: 4070×8 = 32560 (hộp/ca)
Lượng hộp trong một ngày: 32560×3 = 97680 (hộp/ngày).
TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ
Tính và chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất đồ hộp dứa miếng nước đường
5.1.1 Băng tải lựa chọn và phân loại
Hình 5.1 Băng tải con lăn và máy kiểm tra phân loại dứa [24]
- Năng suất cần thiết của băng tải ở công đoạn là: 5324,99 (kg/h) [Bảng 4.6]
- Năng suất làm việc của công nhân trong 1h: q = N×m×60
Trong đó: q: năng suất của công nhân (kg/h)
N: số quả của công nhân phân loại được trong 1 phút, 18 (quả/phút) m: khối lượng trung bình một quả dứa ở công đoạn này, m = 1kg
Số công nhân cần thiết ở công đoạn này là: M 1080
- Năng suất của băng tải:
Năng suất của băng tải được tính theo công thức tổng quát:
Trong đó: Q: năng suất băng tải
3600: hệ số chuyển đổi từ s sang h
V: vận tốc của băng tải, V = 0.15 (m/s) η: hệ số sử dụng băng tải, η = 0.6
N: số đơn vị bán thành phẩm trên mỗi m 2 , N R
1 (D, R là kích thước của một đơn vị sản phẩm) g: khối lượng của mỗi đơn vị bán thành phẩm
Vậy năng suất của băng tải lựa chọn phân loại là:
Chiều dài băng tải được tính theo công thức:L = 1 2
Trong đó: M là số công nhân làm việc, M = 5
I1 là chiều rộng làm việc của một công nhân, I1= 0,7 m
I2 là khoảng cách an toàn, I2= 1m
Chọn băng tải có các đặc tính kỹ thuật:
+ Hệ số sử dụng băng tải: 0,6
Số băng tải cần chọn n 12960
Vậy chọn 1 băng tải ở công đoạn này
5.1.2 Băng tải bẻ hoa, cuống
- Năng suất cần thiết của băng tải ở công đoạn là: 5218,39 (kg/h) [Bảng 4.6]
- Năng suất làm việc của công nhân trong 1h: q = N×m×60
Trong đó: q: năng suất của công nhân (kg/h)
N: số quả của công nhân phân loại được trong 1 phút, 13 (quả/phút) m: khối lượng trung bình một quả dứa ở công đoạn này, m = 1kg
Số công nhân cần thiết ở công đoạn này là: M 780
- Năng suất của băng tải:
Năng suất của băng tải được tính tương tự như trên:
Vậy năng suất của băng tải lựa chọn phân loại là:
Chiều dài băng tải được tính theo công thức:L = 1 2
Trong đó: M là số công nhân làm việc, M = 7
I1 là chiều rộng làm việc của một công nhân, I1= 0,7 m
I2 là khoảng cách an toàn, I2= 1m
Chọn băng tải có các đặc tính kỹ thuật:
+ Hệ số sử dụng băng tải: 0,6
Số băng tải cần chọn n 12960
Vậy chọn 1 băng tải ở công đoạn này
Dùng băng tải nghiêng để vận chuyển dứa vào bể ngâm rửa
Chọn băng tải nghiêng có kích thước: 3000 x 800 x 1800 (mm)
Chọn máy phân loại kiểu trục vít có các đặc tính sau:
+ Năng suất: 3000 (kg/h) + Động cơ điện: 2 (kw)
+ Kích thước: 2840x750x1190 (mm) + Khối lượng: 290 (kg)
Năng suất công đoạn: 4435,72 (kg/h) [Bảng 4.6]
4435,72 = Vậy chọn 2 máy phân loại
Khối lượng nguyên liệu đầu vào: 4302,64 (kg/h) [Bảng 4.6]
Dứa có khối lượng trung bình 0,6 (kg/quả) sau khi bẻ cuống và hoa
Vậy số quả nguyên liệu đầu vào:
Giả sử bể ngâm được 40 (quả/m 3 /5phút)
Thể tích của bể cần chứa là : V 1 40
Chọn bể ngâm có kích thước: 3000x3000x1000 (mm)
Sau 2 giờ thay nước một lần Vậy thể tích nước cần dùng là 9:2 =4,5 m 3 /h
Chọn máy rửa dạng con lăn bàn chải
+ Năng suất: 3000 (kg/h) + Tiêu thụ nước: 2000 (m 3 /h)
+ Động cơ điện: 1 (kW) + Con lăn nhập khẩu, có độ bền cao
+ Số lượng con lăn bàn chải: 9 chiếc
Hình 5.3 Máy rửa con lăn bàn chải [24]
Sau khi ngâm, nguyên liệu được đưa vào máy rửa bàn chải Quá trình này giúp quả tiếp xúc với bề mặt bàn chải, nơi lông bàn chải thực hiện nhiệm vụ cọ rửa và loại bỏ các tạp chất bám trên vỏ quả.
Năng suất của công đoạn này là: 4302,64 (kg/h) [Bảng 4.6]
5.1.7 Máy gọt vỏ, cắt đầu, đột lõi
Chọn thiết bị gọt vỏ, cắt đầu, đột lõi liên hợp có các thông số kỹ thuật như sau: + Năng suất: 4000 (kg/h) + Kích thước: 3500×1250×1250 (mm)
+ Động cơ điện: 5 (kW) + Khối lượng: 760 (kg)
+ Đường kính lột vỏ chuẩn có sẵn: 94, 83, 80, 73, 65 (mm)
+ Đường kính ống lấy lõi tiêu chuẩn có sẵn: 38, 34, 30, 28, 23 (mm)
Hình 5.4 Thiết bị gọt vỏ liên hợp [24]
Thiết bị gọt vỏ và đột lõi quả dứa bao gồm các bộ phận chính như xích tải nhập liệu, cơ cấu đẩy trái xuống bộ phận cắt, cơ cấu định vị, dao cắt hình trụ và khoang chứa Các khoang này hoạt động theo cơ chế quay gián đoạn, với mỗi lần khung ngừng lại, bộ phận sẽ thực hiện đồng thời việc cắt hai đầu và đục lõi quả dứa Cuối cùng, rãnh tháo phế phẩm giúp loại bỏ phần không cần thiết sau khi quả dứa đã được xử lý.
Dứa được đưa lên máy gọt vỏ và đột lõi qua băng tải nghiêng Đầu tiên, máy sử dụng lưỡi dao sắc để gọt bỏ toàn bộ vỏ dứa Sau đó, quả dứa được cắt đầu và cố định trong các ống trước khi vào bàn xoay đột lõi Khi quá trình đột lõi hoàn tất, dứa được tháo ra khỏi ống và tiếp tục di chuyển trên băng tải đến công đoạn tiếp theo.
- Tính toán máy cắt vỏ đột lõi:
+ Năng suất của công đoạn: 4216,58 (kg) [Bảng 4.6]
5.1.8 Băng tải cắt mắt, sửa mắt
Băng tải được sử dụng để vận chuyển nguyên liệu, với công nhân đứng hai bên thực hiện cắt và sửa mắt dứa Quá trình này sử dụng dao bản to, sắc, có gắn bộ phận chích để cắt và sửa mắt dứa một cách hiệu quả.
Hình 5.5 Băng tải cắt mắt, sửa mắt [24]
- Năng suất cần thiết của băng tải ở công đoạn này là: 2529,95 (kg/h) [Bảng 4.6]
- Năng suất làm việc của công nhân trong 1h: q = N×m×60
Trong đó: q: năng suất của công nhân (kg/h)
N: số quả của công nhân phân loại được trong 1 phút, 9 (quả/phút) m: khối lượng trung bình một quả dứa ở công đoạn này, m = 0,4kg
Số công nhân cần thiết ở công đoạn này là:
- Năng suất của băng tải:
Năng suất của băng tải được tính tương tự như trên:
Vậy năng suất của băng tải sau khi thế số là:
Chiều dài băng tải được tính theo công thức:L = 1 2
Trong đó: M là số công nhân làm việc, M = 12
I1 là chiều rộng làm việc của một công nhân, I1= 0,7 m
I2 là khoảng cách an toàn, I2= 1m
Chọn băng tải có các đặc tính kỹ thuật:
+ Kích thước: L×W×H = 6000×800×1000 (mm) + Năng suất: 10800 (kg/h) + Vận tốc băng tải: 0,15 (m/s) + Hệ số sử dụng băng tải: 0,6
Số băng tải cần chọn n 10800
2529 = 0,23 Vậy chọn 1 băng tải ở công đoạn này
Hình 5.6 Máy cắt khoanh dứa [24]
+ Năng suất: 2800 (kg/h) + Trọng lượng: 155 kg + Động cơ điện: 1600W + Kích thước: 800×900×2000 mm + Độ dày: 9-12 (mm) + Đường kính: 94,5; 83; 73; 65
Dứa được xử lý bằng cách loại bỏ các thành phần phụ và sau đó đưa vào thiết bị thái khoanh qua hệ thống băng chuyền Trong quá trình này, dứa được đưa vào lỗ hình trụ, nơi lưỡi dao cắt tạo ra những khoanh dứa phẳng với ít mảnh vỡ nhất.
- Tính toán máy cắt khoanh dứa:
Lượng nguyên liệu đầu vào: 2150,46 (kg/h) [Bảng 4.6]
5.1.10 Băng tải rửa, xếp hộp
Hình 5.7 Băng tải xếp hộp [24]
Băng tải dưới máy cắt sẽ chuyển các lát dứa đi rửa dưới vòi nước nhẹ cố định Sau khi rửa, công nhân sẽ xếp các lát dứa vào hộp sắt có sơn vecni thực phẩm, đảm bảo đã được kiểm tra chất lượng và làm sạch.
- Năng suất công đoạn xếp hộp là: 2107,45 (kg/h) [Bảng 4.6]
- Số công nhân cần cho công đoạn xếp hộp:
Năng suất công nhân thực hiện trong: 70 (kg/h)
- Chọn băng chuyền có các thông số kỹ thuật như sau:
+ Năng suất: 3000 (kg/h.) + Vận tốc băng tải: 0,1-0,2 (m/s)
+ Hệ số sử dụng băng tải: 0,6 + Động cơ: 2-2,5 kW
Số băng tải cần chọn n 3000
Hình 5.8 Máy chiết rót tự động [24]
+ Năng suất: 200 hộp/ phút + Động cơ: 2,57 kW
+ Kích thước: 1526×1391×2000 (mm) + Số đầu chiết: 32 đầu chiết
Dung dịch syrup từ bồn chứa trung gian được bơm vào bộ phận rót, nơi hộp từ băng chuyền được nâng lên Khi hộp nâng, van mở ra cho dịch syrup đường chảy vào các bình đong Quá trình rót diễn ra nhanh chóng và sau đó, dịch được chuyển đến khâu ghép nắp thông qua cơ cấu truyền động.
Năng suất của công đoạn: 7747 hộp/h [tr 36]
Năng suất của máy: 200 hộp/phút
Số máy cần cho công đoạn này là: n 60 200 7747
5.1.12 Máy bài khí, ghép nắp
+ Năng suất: 200 hộp/ phút + Khối lượng: 2000 kg
+ Kích thước: 1700×1500×1900 (mm) + Động cơ: 5,5 kW
Hình 5.9 Máy ghép nắp tự động [24]
Sau khi rót dung dịch syrup vào hộp, quá trình bài khí và ghép nắp được tiến hành Hộp sẽ được hút chân không bằng bơm hút chân không để tạo ra chân không trong khoảng trung gian Nắp sau đó được hạ xuống và quá trình ghép nắp được thực hiện Khi việc ghép hoàn tất, cơ cấu truyền động sẽ đưa hộp sang quá trình tiếp theo.
Năng suất của công đoạn: 3134,46 kg/h [Bảng 4.6]
Số máy cần cho công đoạn này là: n 4800
Chọn máy rửa hộp có đặc tính sau:
+ Năng suất : Q0 (hộp/phút) + Lượng hơi sử dụng là : 200 (kg/h)
+ Lượng nước tiêu hao : 2,5 (m 3 /h) + Cỡ hộp : 3-12, 16-19
+ Thời gian hộp ở lại trong máy : 6,5 (s) + Công suất động cơ : 0,37 (kW) + Kích thước biên : 2000x530x1100 (mm) + Số đầu : 16-32 + Khối lượng : 1000 (kg)
Năng suất đầu vào : 7747 (hộp / h) [ Tr 36]
Số lượng máy cần chọn : n 60 150
5.1.14 Máy rửa lon sau ghép nắp
Hình 5.11 Máy rửa lon sau ghép nắp [24]
Máy được chế tạo theo công nghệ Châu Âu, cho năng suất cao, tiết kiệm nước phù hợp với các máy ghép mí cao tốc (loại 04 đầu ghép)
Tất cả chi tiết làm bằng inox SUS 304 và các vật liệu không rỉ khác
Năng suất: 7000-8200 lon/giờ với máy ghép 04 đầu
Chọn 1 máy có năng suất 8000 lon/giờ để phù hợp với dây chuyền
Hình 5.12 Bàn xoay tháo lon [24]
Bàn xoay lấy lon để gom sản phẩm sau khi đóng hộp chuẩn bị cho việc thanh trùng hay dán nhãn sản phẩm
Bàn có dạng hình tròn, đường kính 1,2m, mặt bàn làm bằng nhựa PE chống trầy xước lon
Chọn 1 bàn xoay đặt sau máy rửa hộp sau ghép mí
- Đặc điểm của thiết bị:
+ Chiều cao: h 00 mm + Đường kính trong: = 1500 mm
+ Bề dày thiết bị: 4 mm
Giỏ thanh trùng bằng thép có:
+ Chiều cao: H= 1500 mm + Đường kính trong: = 1400 mm
+ Bề dày: δ = 3 mm + Có đục lỗ: 60%
Hình 5.13 Thiết bị thanh trùng dạng đứng [24]
Trong đó: + n là số hộp trong nồi thanh trùng,
+ T: thời gian một chu kỳ làm việc n = 0,785× a z k d d 2
Giỏ có đường kính trong d1 là 1400 mm và chiều cao h1 là 1500 mm Hộp có đường kính ngoài d2 là 77,4 mm và chiều cao h2 là 119,1 mm Số hộp a được xếp trong giỏ không vượt quá chiều cao của giỏ.
1 = h h = 12,59 , chọn 12 lớp k: hệ số xếp giỏ, k = 0,65-0,9 Chọn k = 0,8 z: số giỏ, z = 1
Nồi thanh trùng theo công thức:
Thời gian nâng nhiệt: A = 10 phút
Thời gian giữ nhiệt: B = 15 phút
Thời gian hạ nhiệt: C = 15 phút
Thời gian đưa vào và tháo ra khỏi thiết bị: t1 = t2 = 5 phút
Tồng thời gian thanh trùng là: 5+10+ 15+15+5 = 50 phút
Năng suất 1 nồi cho dây chuyền trong 1 giờ:
Năng suất cần thiết ở công đoạn này là: 3113,91 (kg/h) [Bảng 4.6]
Số nồi thanh trùng cần dùng : n = 2,63
Dùng bể làm nguội bằng nước lạnh để làm nguội sản phẩm
Bể xây bằng gạch có láng xi măng, bề dày lớp gạch dày 10cm
Chọn bể làm nguội có kích thước: 2500x2500x2000 (mm)
Hình 5.14 Thiết bị dán nhãn [24]
+ Năng suất: 5000 hộp/h + Kích thước: 1600×700×1400 (mm)
+ Công suất: 0,7 kW + Trọng lượng: 750 kg
Hộp di chuyển trên băng tải và quay tròn nhờ cơ cấu ma sát, với băng keo hai mặt được căng trên bề mặt ma sát Khi hộp lăn mà không bị trượt, nhãn hộp sẽ được cuốn theo và được dán chắc chắn nhờ quá trình lăn ép trên băng ma sát.
- Chọn 1 máy cho công đoạn này Hình 5.15 Máy in date [24]
Chọn thùng pha chế có các đặc tính sau:
+ Thùng làm bằng thép không gỉ, hình trụ
+ Đường kính thân hình trụ: = 1200 (mm)
+ Chiều cao: h = 1200 (mm) + Chiều cao nón: hn = 400 (mm)
+ Khối lượng riêng của dịch đường 29,29% là 1,125 (kg/dm 3 ) [13, Tr 59]
+ Khối lượng dung dịch pha chế m = 1079,23 (kg/h) [Bảng 4.7]
+ Lượng dung dịch nước đường cần chứa: 959,31
Số thùng cần sử dụng là: n = 0,71
Vậy chọn 2 thùng, trong đó 1 thùng làm việc, còn 1 thùng dự trữ
5.1.21 Nồi nấu đường hai vỏ
Hình 5.16 Nồi nấu đường 2 vỏ [24]
- Đặc tính kĩ thuật của nồi nấu đường 2 vỏ:
+ Thể tích làm việc: 150 (lít/h) + Thể tích cả nồi: 200 (lít/h)
+ Áp suất hơi làm việc: 4 (kg/cm 3 )
Thời gian nâng nhiệt 10 phút, giữ nhiệt 15 phút, chu kỳ nấu 25 phút
150 (lít/h) Dung dịch đường cần nấu: 339,02 kg/h [Bảng 4.7]
+ Vật liệu bình: inox 304, 316, 316L, carbon steel
Lượng nước đường cần lọc là: 301,35 (l/h)
Chọn 1 thiết bị cho giai đoạn này Hình 5.17 Bình lọc siro[24]
Bunke có thể tích đủ để chứa lượng đường sản xuất 1 ca, dạng hình trụ, đáy hình nón có góc nghiêng 𝛼 = 60 0 , được chế tạo bằng thép không gỉ
+ Tỷ trọng của đường : ρd = 1,554×10 3 (kg/m 3 )
Với: d: đường kính ống tháo liệu h1: chiều cao hình trụ h1 = D − d tg
Thể tích phần hình trụ: V = 2 2
Chọn: Đường kính ống tháo liệu d = 0.2 (m)
Chiều cao ống tháo liệu: h0= 0.3 (m)
Vậy V = 1,27D 3 – 0,0018 (m 3 ) => D = 1,22 (m); h1 = 0,88 (m); h2 = 1,62 (m) Chiều cao toàn bộ của của bunke: H = 0,3 + 0,88 + 1,63 = 2,8 (m)
Chọn cân Nhơn Hòa loại 1kg để kiểm tra khối lượng của đồ hộp sau khi xếp hộp Sai số tối đa : ±10 g, sai số tối thiểu : ±5 g
Năng suất làm việc của mỗi công nhân là 600 hộp/ giờ
Năng suất của công đoạn là 7747 hộp
Vậy số lượng cân cần dùng là: n 600
Vậy chọn 13 cái cân, tương ứng với số người làm việc là 13 người Chọn băng tải làm việc cho công đoạn cân:
Chọn băng tải có kích thước: 5400×800×1000 (mm)
Chọn Pa lăng điện TXK có các thông số kỹ thuật như sau:
+ Công suất động cơ điện: 3 kW
+ Tốc độ quay: 1400 vòng/phút
Bảng 5.1 Bảng tổng kết thiết bị dây chuyền sản xuất dứa miếng nước đường
STT Tên thiết bị Kích thước
1 Băng tải lựa chọn và phân loại 3000 x 800 x 1000 1
2 Băng tải bẻ hoa, cuống 4000 x 800 x 1000 1
7 Máy gọt vỏ, cắt đầu, đột lõi 3500 x 1250 x 1250 2
8 Băng tải cắt mắt, sửa mắt 6000 x 800 x 1000 1
10 Băng tải rửa, xếp hộp 12000 x 800 x 1000 1
12 Máy bài khí, ghép nắp 1700 x 1500 x 1900 1
14 Máy rửa hộp sau ghép nắp 2000 x 530 x 1100 1
Tính và chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất puree chuối
5.2.1 Bể ngâm nguyên liệu sơ bộ
- Lượng nguyên liệu cần rửa: 2719,31 kg/h [Bảng 4.9]
- Ngâm nguyên liệu với tỷ lệ nước: nguyên liệu = 2:1
- Thiết kế bể ngâm có kích thước như sau:
- Lượng nước sử dụng 5439 kg/h, nồng độ CaOCl2 là 0,03÷0,05%
5.2.2 Băng chuyền lựa chọn, phân loại
Lựa chọn, phân loại nguyên liệu do công nhân tiến hành bằng cách quan sát trên băng chuyền
Chọn thiết bị băng chuyền kiểu ống với cấu tạo bao gồm nhiều ống tròn ghép song song, các ống này sẽ quay quanh trục của mình khi được gắn với một động cơ để di chuyển.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống là khi động cơ vận hành, các ống tròn quay sẽ làm cho nguyên liệu di chuyển qua lại Băng tải được thiết kế với góc nghiêng giúp dồn nguyên liệu về một phía, tạo điều kiện thuận lợi cho công nhân trong việc quan sát và lựa chọn nguyên liệu một cách kỹ lưỡng hơn.
- Tính năng suất băng tải:
Năng suất lựa chọn, phân loại: M2 = 2705,71
(kg/h) [Bảng 4.9] Hình 5.20 Băng chuyền phân loại [25] Năng suất băng tải:
Chiều rộng băng tải được xác định là B = 0,6 m (60 cm) và vận tốc băng tải là v = 0,15 m/s Chiều cao trung bình của lớp chuối là h = 0,05 m (5 cm) Hệ số sử dụng của băng tải là η = 0,7, trong khi khối lượng riêng của chuối được tính là y = 960 kg/m³.
Số băng tải chọn là: 0,24
Một công nhân làm được: 5 (kg/phút) = 300 (kg/h)
- Tính chiều dài băng tải:
Ta sử dụng 1 băng tải, phân bố 10 công nhân đứng hai bên băng tải Vậy chiều dài băng tải là: 1 6
Trong đó: N: số công nhân, N = 10 (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)
Vậy kích thước của băng tải: 6000×600×950mm
5.2.3 Thùng chứa phế thải sau khi lựa chọn phân loại
Năng suất chứa chính là lượng phế thải cần chứa sau khi loại bỏ quả hư thối:
Thùng chứa sẽ chứa chuối phế thải cho cả 1 ca (tức là 8h) với lượng chuối như sau: 54,11 × 8 = 432,88 (kg)
Như vậy lượng chuối phế thải cần chứa là: 0,45( )
Với 960 (kg/m 3 ) là khối lượng riêng của chuối
Chọn hệ số chứa đầy: 0,85
Vậy thể tích thùng chứa cần có là: 0 , 53 ( ) 3
Gọi D là đường kính đáy thùng chứa, H là chiều cao thùng chứa
Thể tích thùng chứa là: 2 0 , 53 ( ) 3
Chọn 1 thùng chứa có: D = 8000 (mm); H = 1040 (mm)
Máy rửa được thiết kế với băng tải bằng thép không gỉ và thùng chứa nước rửa lớn Băng tải gồm ba phần: một phần nằm ngang ngập trong nước, một phần nghiêng với các ống phun nước mạnh, và một phần nằm ngang ở phía trên Dưới băng tải phần ngập trong nước, có các ống thổi khí được kết nối với quạt bên ngoài, giúp tăng cường hiệu quả rửa.
Quá trình rửa gồm 2 giai đoạn: giai đoạn ngâm và giai đoạn rửa
Trong giai đoạn ngâm, nguyên liệu được ngâm trong nước trên băng nằm ngang, giúp loại bỏ cặn bẩn bám trên bề mặt Băng tải di chuyển nguyên liệu về phía băng nghiêng, trong khi quá trình thổi khí làm xáo trộn nước và nguyên liệu, tăng diện tích tiếp xúc giữa chúng Nhờ đó, hiệu quả ngâm được cải thiện và thời gian ngâm được rút ngắn.
Khi nguyên liệu di chuyển đến phần nghiêng của băng, vòi phun nước với áp suất cao từ 2 đến 3 at sẽ loại bỏ cặn bẩn Cuối quá trình rửa, nguyên liệu sẽ được chuyển đến phần nằm ngang phía trên để làm ráo nước.
Tốc độ di chuyển của băng chuyền có thể được điều chỉnh tùy thuộc vào loại nguyên liệu và mức độ bẩn Nếu nguyên liệu quá bẩn, băng chuyền nên di chuyển chậm để tăng thời gian rửa, trong khi nếu cặn bẩn ít, tốc độ có thể tăng để nâng cao năng suất Nước sạch từ vòi phun vào thùng ngâm sẽ bổ sung cho hệ thống, trong khi cặn bẩn được tháo ra liên tục qua van xả và nước thừa chảy tràn ra ngoài.
Tuy nhiên, chất lượng rửa của máy chưa cao, do đó cần kiểm tra và rửa lại bằng tay khi cần thiết
Lượng nước cần thiết là từ 0,7÷1 lít/kg nguyên liệu
Hình 5.21 Máy rửa băng chuyền [25]
- Chọn thiết bị có nhãn hiệu MRRQLT với các thông số kĩ thuật như sau:
+ Động cơ điện: 1/4HP+1HP+2HP+3HP (điều chỉnh tốc độ)
+ Vật liệu: thép không gỉ
Ta có năng suất công đoạn: M3 = 2651,6 (kg/h) [Bảng 4.9]
Vậy số thiết bị cần chọn: 2,65
5.2.5 Băng chuyền bóc vỏ, làm sạch
- Năng suất bóc vỏ, làm sạch: M4 = 2519,02 (kg/h) [Bảng 4.9]
Thiết bị bóc vỏ và làm sạch nguyên liệu được công nhân thực hiện bằng cách đứng hai bên băng chuyền, nơi họ tiến hành bóc vỏ, tước xơ và loại bỏ các phần không cần thiết Để tối ưu hóa quy trình, nên chọn thiết bị băng chuyền kiểu ống, tương tự như trong công đoạn lựa chọn và phân loại.
Trong đó: B: chiều rộng băng tải (m) B = 60 (cm) = 0,6 (m) v: vận tốc băng tải, (m/s), v = 0,15 (m/s) h: chiều cao trung bình của lớp chuối (m), h = 5 (cm) = 0,05 (m) η: hệ số sử dụng của băng tải, η = 0,6
N: số quả chuối trên 1m 2 bề mặt băng tải
Chuối có kích thước trung bình khi chiếu xuống mặt bằng:
Số băng tải chọn là: 1,55
Một công nhân làm được: 4 (kg/phút) = 240 (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 = 11 (công nhân)
L1: chiều rộng làm việc của một công nhân (m), L1 = 0,75 (m)
L2: chiều dài bộ phận dẫn động và tang quay (m), L2 = 1 (m)
Vậy kích thước của băng tải: 5125×600×950mm
Chọn bàn thao tác có chiều rộng mỗi bên băng tải là 300mm, chiều dài cùng chiều dài với băng tải
Năng suất chứa chính là lượng vỏ chuối cần chứa sau khi bóc vỏ, làm sạch:
Thùng chứa sẽ chứa chuối phế thải cho cả 1 ca (tức là 8h) với lượng chuối như sau: 25,19 × 8 = 201,52 (kg)
Như vậy lượng chuối phế thải cần chứa là: 0,20( )
Giả sử khối lượng riêng của vỏ chuối là 960 (kg/m 3 ), bằng khối lượng riêng của chuối Chọn hệ số chứa đầy là 0,85
Vậy thể tích thùng chứa cần có là:
V = Gọi D là đường kính đáy thùng chứa, H là chiều cao thùng chứa
Thể tích thùng chứa là:
Chọn 1 thùng chứa có D = 600 (mm), H = 780 (mm)
5.2.7 Thùng chứa chuối sau khi bóc vỏ, làm sạch
Năng suất chứa chuối sau bóc vỏ: M5= 2493,83 (kg/h) [Bảng 4.9]
Thùng chứa sẽ chứa chuối sau bóc vỏ cho cả 1 ca (tức là 8h) với lượng chuối như sau: 2493,83 × 8 = 19950,64 (kg)
Như vậy lượng chuối sau bóc vỏ cần chứa là: 20 , 78 ( )
Với 960 (kg/m 3 ) là khối lượng riêng của chuối
Chọn hệ số chứa đầy là 0,85
Vậy thể tích thùng chứa cần có là: 24,44( )
V = Gọi D là đường kính đáy thùng chứa, H là chiều cao thùng chứa
Thể tích thùng chứa là:
Chọn 1 thùng chứa có D = 23940 (mm), H = 31120 (mm)
5.2.8 Thiết bị xử lý hóa học
Năng suất của công đoạn: M5 = 2493,83 (kg/h) [Bảng 4.9]
Chọn thùng chứa được làm bằng thép không gỉ, thân hình trụ đáy cầu
- Tính kích thước thùng, gọi:
+ D: đường kính của thân hình trụ
+ Ht: chiều cao của thân hình trụ
+ h: chiều cao của thân hình chỏm cầu
Chiều cao toàn thiết bị là H:
+ Vtb: thể tích của thùng chứa
+ Vtrụ: thể tích thân hình trụ Hình 5.22 Thùng xử lý hóa học + Vc: thể tích thân chỏm cầu
Lượng nguyên liệu sau khi bóc vỏ tước xơ: M5 = 2493,83 (kg/h)
Lượng SO2 sử dụng trong 1h là: 49,88 (kg/h) [Bảng 4.9] Để tạo ra dung dịch sunfit nồng độ 0,5% thì lượng dung dịch sử dụng là:
Thể tích của thùng chứa: 9,81( / )
Với 960 kg/m 3 là khối lượng riêng của chuối và 1383 là khối lượng riêng của dung dịch sunfit [11 - tr9]
Chọn hệ số chứa đầy là 0,85 và chứa trong thời gian khoảng 20 phút Vậy trong 1h sẽ có 3 mẻ chứa
Thể tích của một thùng chứa:
V = Áp dụng công thức , ta có: 1 , 44 ( )
Vậy chọn thùng chứa có kích thước D = 1440 (mm), H = 2736 (mm)
1 Máng xoắn tải nguyên liệu 2 Phiễu nạp liệu
3 Bơi chèo chuyển nguyên liệu 4 Cánh đập
5 Trục quay 6 Mặt rây 7 Cửa thải bã
Hình 5.23 Sơ đồ cấu tạo thiết bị chà [26]
Rây được làm bằng thép không rỉ có đục lỗ nhỏ, kích thước: 0,5; 0,75; 1;1,5mm
Nguyên tắc hoạt động của máy chà cánh đập quay nhanh là động cơ truyền chuyển động quay đến trục qua đai truyền động Nguyên liệu được nạp từ phễu qua vít tải nghiền sơ bộ và chuyển vào khoang chà Tại đây, nguyên liệu chịu tác dụng của lực đập từ cánh chà, làm tế bào bị phá vỡ và nhỏ lại Dưới tác động của lực ly tâm khi cánh đập quay với tốc độ 700 vòng/phút, phần thịt quả sẽ lọt qua các lỗ rây và được thu hồi qua máng tháo sản phẩm, trong khi phần bã sẽ di chuyển đến cuối máy và được tháo ra ngoài qua cửa tháo bã.
Chọn máy chà kiểu cánh đập nhãn hiệu DJ2 có đặc tính kĩ thuật như sau:
+ Công suất động cơ: 4kW
+ Số vòng quay của động cơ: 860 vòng/phút Hình 5.24 Thiết bị chà [26] + Kích thước (D×R×C) :1450×770×1523mm
Năng suất công đoạn: M6 = 1620,99 kg/h [ Bảng 4.9]
Số thiết bị cần chọn: n = 1,62
Nguyên tắc hoạt động của quá trình này là sử dụng áp lực cao để đẩy sản phẩm qua các khe hở nhỏ, với áp suất đầu vào khoảng 150kg/cm² và áp suất đầu ra chỉ còn 2-3kg/cm² Sự thay đổi áp suất đột ngột và gia tăng tốc độ sẽ khiến sản phẩm bị tơi nhỏ ra Kích thước khe hở có thể điều chỉnh từ 0,1 đến 0,15 mm, trong khi tốc độ chuyển động của sản phẩm qua khe hở đạt từ 150 đến 200m/s.
Chọn máy đồng hóa chuyên dùng cho nước hoa quả nhãn hiệu GJB 1,5–25 với các đặc tính kĩ thuật như sau:
+ Áp lực: 25Mpa + Lưu lượng: 1,5m 3 /h
+ Trọng lượng: 800kg + Công suất moto: 11kW
Năng suất công đoạn: M7 = 1653,41kg/h [Bảng 4.9]
Sản phẩm có độ khô là 25% => d = 1105,51kg/m 3 1,10551 kg/l [11 – tr 59] Hình 5.25 Thiết bị đồng hóa [27]
Vậy năng suất công đoạn là: M7 = 1495,60
Số thiết bị cần chọn: n = 0 , 99
Nguyên tắc hoạt động của thiết bài khí ly tâm là nước quả đưa vào phòng chân không có ngăn quay rồi theo rãnh vòng đi ra ngoài
Chọn thiết bị ly tâm dạng nằm DECANTER với các đặc tính kĩ thuật như sau:
+ Tốc độ vòng quay: 4000 vòng/phút
+ Công suất mô tơ máy chủ: 22kW Hình 5.26 Thiết bị bài khí [27] + Công suất mô tơ phụ: 7,5kW
Năng suất công đoạn: M8 = 1620,34 kg/h [Bảng 4.9]
Sản phẩm có độ khô là 25% => d = 1105,51kg/m 3 = 1,10551 kg/l [11 – tr 59]
Vậy năng suất công đoạn là: M8 = 1465,69
Số thiết bị cần chọn: n = 1,79
Thiết bị thanh trùng hoạt động liên tục với áp suất hơi nước cao hơn áp suất khí quyển, nhằm thực hiện quá trình thanh trùng trực tiếp.
Thiết bị được cấu tạo gồm 4 ngăn: ngăn nâng nhiệt sơ bộ, ngăn thanh trùng, ngăn duy trì và ngăn làm nguội Mỗi ngăn bao gồm nhiều bản mỏng được xiết chặt bằng đai ốc, các đòn ngang và hai khung ép ở hai đầu Các bản mỏng thường được làm từ thép lá không gỉ dày 1mm, có thể có dạng lượn sóng hoặc phẳng Mỗi bản mỏng đều có vách định hướng, gờ cao su và hai lỗ thủng.
Khi xếp và ép các bản mỏng, các lỗ tạo ra hai rãnh thông kín, tạo nên các khoang kín chứa nước quả xen kẽ với các khoang chứa chất tải nhiệt hoặc nước làm nguội Các khoang chứa nước quả được thông với nhau qua rãnh thông, trong khi các khoang chứa chất tải nhiệt cũng được kết nối bằng rãnh thông riêng Việc nước quả chảy trong khoang kín với lớp mỏng và được truyền nhiệt từ hai mặt giúp quá trình thanh trùng diễn ra nhanh chóng.
Chọn thiết bị thanh trùng bản mỏng hiệu Alfa – Laval với các đặc tính kĩ thuật như sau:
Hình 5.27 Thiết bị thanh trùng [28]
+ Năng suất: 2000lít/h (từ 5 0 C đến 92 0 C) + Dung tích ngăn duy trì: 56lít + Chi phí hơi: 500kg/h + Thời gian duy trì: 100s
Năng suất công đoạn: M9 = 1604,14 kg/h [ Bảng 4.9 ]
Sản phẩm có độ khô là 25% => d = 1105,51kg/m 3 = 1,10551 kg/l [11 – tr 59]
Vậy năng suất công đoạn là: M9 = 1451,04
Số lượng thiết bị cần chọn là: 0,72
5.2.13 Thùng chờ rót vô trùng
Chọn 1 thùng chứa trước đóng gói nhãn hiệu Model–308 với các thông số kỹ thuật như sau: [27]
+ Dung tích hữu ích là 1500lít, dung tích tổng là 1600lít
+ Đồng hồ nhiệt độ hiển thị số, phạm vi hiển thị nhiệt độ từ 0–100 0 C
Sử dụng khuấy bên hông 960 vòng/phút, công suất 2,2kW + Bốn chân gien có thể điều chỉnh cao độ
Inox tấm SUS 304 có độ dày thành 3mm và độ dày vỏ ngoài 2mm Sản phẩm được bảo ôn bằng lớp nhựa xốp PU dày 60mm, giúp giảm nhiệt độ xuống dưới 20°C trong vòng 24 giờ.
5.2.14 Thiết bị chiết rót vô trùng
Hình 5.29 Cấu tạo thiết bị chiết rót vô trùng [28]
1 Ngăn chứa hộp các-tông 2 Bộ phận tiếp nhận và mở hộp
3 Cơ cấu hình thành đáy trong không khí tiệt trùng nóng
4 Cơ cấu hàn kín đáy hộp 5 Thùng đựng H2O2
6 Vòi phun H2O2 để tiệt trùng bao bì
7 Vùng làm khô không khí tiệt trùng nóng làm bay hơi H2O2
8 Thùng đựng nguyên liệu và cơ cấu rót
9 Bộ phận hàn miệng hộp bằng siêu âm 10 Tạo hình miệng hộp
11 Bánh sao lấy hộp ra 12 Vùng không khí tiệt trùng
Hộp được cấu tạo từ 6 lớp vật liệu gồm polyethylene, surlyn, nhôm, polyethylene, giấy và polyethylene Quy trình sản xuất bắt đầu với cuộn giấy 6 lớp được diệt khuẩn bằng dung dịch hydro peroxide 30-40% ở nhiệt độ 70 độ C trong 6 giây Sau khi diệt khuẩn, hydro peroxide được loại bỏ bằng cách sấy lớp bìa bằng khí nóng Cuối cùng, hộp được định hình và sản phẩm được rót vào, sau đó miệng hộp được hàn lại bằng nhiệt để hoàn thiện sản phẩm.
Chọn thiết bị chiết rót vô trùng của công ty Thương mại Sao Bắc Á với các thông số kĩ thuật sau đây:
Hình 5.30 Thiết bị chiết rót vô trùng [28]
+ Dung tích chiết rót: Từ 250-1000ml
Năng suất công đoạn: M10 86,12 (kg/h) [Bảng 4.9]
Sản phẩm có độ khô là 25% => d = 1105,51kg/m 3 = 1,10551 kg/l [11 – tr 59]
Vậy năng suất công đoạn là: M10 = 1434,74
Số hộp được chiết rót với dung tích 400g trong 1 giờ là: 3907 hộp/h [Mục 4.3.3]
Số lượng thiết bị cần chọn là: 0 , 39
Sử dụng kỹ thuật mới, tự động khống chế nhiệt độ, tự động đếm số, vị trí chữ in có thể điều khiển
Sử dụng bánh răng cố định, nét in rõ ràng, màu in có thể tùy ý lựa chọn