Thiết kế nhà máy chế biến sữa bắp non từ nguyên liệu bắp trái tươi với năng suất 11,7 triệu lít sản phẩm năm

TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM

NGUYÊN LIỆU

Ngô, hay còn gọi là bắp, là một loại cây lương thực quan trọng được thuần hóa tại Trung Mỹ và sau đó phát triển rộng rãi khắp châu Mỹ Sự lan tỏa của ngô ra toàn thế giới bắt đầu sau khi người châu Âu tiếp xúc với châu Mỹ vào cuối thế kỷ 15 và đầu thế kỷ 16 Ngô được trồng phổ biến và các giống ngô lai ghép được nông dân ưa chuộng hơn so với giống ngô thông thường nhờ vào năng suất cao và ưu thế giống lai.

Thân cây ngô có hình dạng tương tự như thân cây tre, với các khớp nối cách nhau Các bắp ngô, hay bẹ ngô, là cụm hoa cái được bao bọc bởi nhiều lớp lá, chỉ lộ ra khi các râu ngô màu hung vàng xuất hiện Phía trên thân cây là cụm hoa đuôi sóc hình chùy chứa hoa đực, gọi là cờ ngô Mỗi râu ngô có khả năng thụ phấn để tạo ra hạt ngô Trong bắp ngô tươi, bẹ và râu chiếm 20% khối lượng, cùi 20%, và hạt 60% Ngô cần thời gian ban đêm dài và ra hoa khi nhiệt độ ban ngày đạt trên 10 °C.

Hạt ngô, phần chủ yếu của bắp ngô, có đặc điểm khác nhau tùy vào vị trí trên bắp Hạt ở cuống thường tròn, hạt giữa dẹt, và hạt ở cuối nhỏ hơn với độ ẩm cao Đây là loại hạt trần không có vỏ trấu, chỉ có các lớp vỏ ngoài và vỏ trong Đặc biệt, hạt ngô có phôi lớn, chiếm 8-15% khối lượng, trong khi các lớp vỏ chỉ chiếm 4-5% Mày ngô chiếm khoảng 1,2-1,8%, và nội nhũ chiếm 80-83%.

Dựa vào cấu tạo tinh bột của nội nhũ hạt, bắp được chia thành 5 loại sau:

Bắp răng ngựa (Zea mays Indentata Sturt) có hạt lớn, dẹt với đầu hạt có vết lõm hình cái răng Hạt chứa hai loại tinh bột: miền sừng chiếm 60-65% khối lượng hạt, bao gồm 21% amylose và 79% amylopectin Vỏ hạt thường có màu vàng hoặc trắng Loại bắp này chủ yếu được sử dụng để sản xuất thức ăn gia súc, đồng thời cũng là nguyên liệu cho công nghiệp và thực phẩm cho con người.

Bắp đá (Zea mays Indurata Sturt) là loại ngũ cốc có hạt tròn, với nội nhũ giàu tinh bột, chiếm từ 56-75% khối lượng hạt, trong đó 21% là amylose và 79% là amylopectin Vỏ hạt có màu trắng ngà, vàng hoặc đôi khi là màu đỏ Bắp đá thường được sử dụng để chế biến thực phẩm cho con người và gia súc, đồng thời là nguyên liệu quan trọng trong ngành công nghiệp.

Bắp nếp (Zea mays Cerating Kalesh), còn được biết đến với tên gọi bắp sáp, có hạt tròn, lớn, với bề mặt nhẵn và màu sắc từ trắng đục đến vàng Loại ngũ cốc này chứa khoảng 60% tinh bột, chủ yếu là amylopectin với tỉ lệ amylose rất thấp Bắp nếp không chỉ là nguồn thực phẩm quan trọng cho con người mà còn được sử dụng làm nguyên liệu trong ngành công nghiệp sản xuất bánh kẹo.

Bắp bột (Zea mays Amylacea Sturt) có hạt bẹt, đầu tròn và mặt hơi nhằn, chứa khoảng 55 - 80% tinh bột Trong đó, 20% là amylase và 80% là amylopectin Loại bắp này chủ yếu được sử dụng làm thức ăn cho con người.

Bắp đường (Zea mays Saccharata Sturt) có hạt dẹt nhăn với vỏ màu vàng, trắng hoặc tím Hàm lượng tinh bột trong hạt dao động từ 25 - 47%, trong khi lượng đường và dextrin có thể đạt từ 19 - 31% Thành phần tinh bột bao gồm 60 - 90% amylose và 10 - 40% mylopectin Loại ngô này thường được sử dụng làm thực phẩm cho con người và trong ngành công nghiệp thực phẩm.

1.1.1.2 T h à n h phần hóa học của bắp ngô

Hạt bắp chứa nhiều thành phần hóa học đa dạng, và sự biến đổi của từng thành phần này phụ thuộc vào cấu trúc vật lý của hạt, yếu tố di truyền, môi trường sống và quy trình chế biến thực phẩm.

Hình 1 5 Bắp ngọt Hình 1 4 Bắp tẻ

Bảng 1 1 Thông tin dinh dưỡng có trong 100g ngô ngọt [1]

Thông tin dinh dưỡng Hàm lượng

Bảng 1 2 Thành phần hóa học của một số loại bắp (%) [3]

Loại bắp Độ ẩm Tro Chất đạm Chất béo thô Cacbohydrat

Trong một hạt ngô, độ ẩm không phân bố đồng đều, với phần gần cuống hạt có độ ẩm cao hơn phần đầu hạt, chênh lệch có thể lên đến 10 - 15% Sự không đồng nhất về độ ẩm này, cùng với quá trình chín khác nhau, dẫn đến chất lượng hạt ngô không đồng đều Điều này gây khó khăn trong việc bảo quản hạt ngô, đặc biệt là đối với ngô mới thu hoạch chưa kịp làm khô.

Bảng 1 3 Thành phần hóa học của một số loại bắp (%) [4]

Các phần của hạt ngô Hạt ngô Phôi Vỏ Nội nhũ

1.1.1.3 Biến đổi nguyên liệu trong thu hoạch, vận chuyển và bảo quản

Sau khi thu hoạch, bắp ngô vẫn giữ vai trò là nguyên liệu sống, với các hoạt động sinh lý vẫn tiếp diễn Những quá trình chính diễn ra bao gồm hô hấp, chín sau thu hoạch, nảy mầm và quá trình bốc nóng.

Sự tiêu hao tinh bột trong hạt là nguồn năng lượng chính cho tế bào duy trì sự sống, và hàm lượng ẩm cao làm tăng cường hô hấp do nước tự do tham gia vào phản ứng thủy phân, dẫn đến tổn hao chất khô nhanh chóng Mức độ tiêu hao dinh dưỡng trong hạt phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thành phần hóa học, độ hoàn thiện của hạt, độ ẩm và nhiệt độ không khí bảo quản Hô hấp có hai dạng chính là hô hấp yếm khí và hiếu khí, tạo ra các sản phẩm khác nhau tùy thuộc vào điều kiện Quá trình hô hấp không chỉ làm giảm lượng chất khô mà còn làm tăng thủy phân, độ ẩm không khí, nhiệt độ trong khối hạt và thay đổi thành phần không khí nơi bảo quản.

- Quá trình chín sau thu hoạch

Sau khi thu hoạch, quá trình chín của hạt vẫn tiếp diễn, trong đó các chất đơn giản như acid amin, peptid, đường glucose, dextrin, acid béo và glycerin tiếp tục tồn tại Hệ enzym tổng hợp của hạt sẽ xúc tác để biến đổi các chất này thành protein, glucid và lipid đặc trưng, từ đó nâng cao chất lượng hạt.

Quá trình hô hấp và tự bốc nóng trong bảo quản hạt có thể dẫn đến nảy mầm nếu không đảm bảo điều kiện Khi hạt nảy mầm, hoạt động của các enzyme, đặc biệt là amilaza, tăng lên, giúp thủy phân tinh bột thành đường cung cấp cho mầm non, dẫn đến giảm hàm lượng chất khô của hạt Sự phát triển của mầm và rễ làm thay đổi hình dáng và cấu trúc hạt, có thể làm giảm chất lượng và gây hư hỏng Cụ thể, sau 8 ngày nảy mầm, hàm lượng chất khô giảm 12,2% và hàm lượng đường tăng từ 2,5% lên 6,8%.

Hạt bảo quản có khả năng dẫn nhiệt kém, dẫn đến nhiệt độ tăng cao do sự hô hấp sinh nhiệt của các cấu tử sống Nguồn nhiệt chủ yếu phát sinh từ chính lương thực và vi sinh vật, khiến nhiệt không thoát ra ngoài một cách hiệu quả.

1.1.1.4 Kỹ thuật thu hoạch, vận chuyển và bảo quản nguyên liệu

 Quá trình thu hoạch và vận chuyển

Thời điểm thu hoạch tốt nhất là khi ngô chín già, khi đó râu ngô khô, đen, bẹ ngô chuyển từ màu xanh sang màu vàng rơm.

- Gặp ngày khô, nắng cần nhanh chóng hái ngô đã chín về rải mỏng phơi khô.

Tổng quan về sản phẩm

1.2.1 Giới thiệu chung về sản phẩm

Sữa bắp là một thức uống dinh dưỡng, được chế biến từ hạt ngô nghiền nhỏ, có màu vàng đẹp và hương thơm tự nhiên của bắp non Sản phẩm này không chứa cholesterol và lactose, mang lại hương vị tự nhiên mà không có mùi hôi như sữa bò Sữa bắp không chỉ thơm ngon mà còn bổ dưỡng cho cơ thể, là lựa chọn lý tưởng cho những ai tìm kiếm một loại đồ uống lành mạnh.

Sữa bắp là một nguyên liệu dễ tìm, giá rẻ và dễ chế biến, cho phép nhiều người tự tay làm tại nhà Xuất phát từ Mỹ, sữa bắp được chế biến từ ngô ngọt dưới dạng lỏng hoặc sệt, thường được dùng trong các món xúp hoặc nước sốt, đóng vai trò quan trọng trong ẩm thực miền Trung Tây Hoa Kỳ và thường được bán trong các hộp đóng sẵn Tại Việt Nam, cách chế biến sữa bắp tương tự như sữa đậu nành và sản phẩm này đã xuất hiện trên thị trường gần đây.

Lợi ích sữa bắp mang lại cho sức khỏe con người: [13]

- Phòng ngừa các bệnh tim mạch.

- Chống táo bón và các bệnh đường ruột.

- Bảo vệ thai phụ, người thiếu máu.

- Giảm căng thẳng thần kinh, chống stress và suy giảm trí nhớ.

- Ngăn ngừa lão hóa nhanh

Lưu ý khi sử dụng sữa bắp: [14]

Sử dụng sữa bắp quá ngọt hàng ngày có thể dẫn đến các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng như béo phì, tiểu đường và sâu răng Điều này làm tăng lượng đường huyết, cholesterol và triglycerid trong cơ thể, gây ra nhiều nguy cơ cho sức khỏe.

- Không nên sử dụng sữa bắp ở các cơ sở tự làm, không có thương hiệu uy tín vì không đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.

1.2.2 Chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm sữa bắp

- Màu sắc: Màu vàng nhạt đến vàng.

- Trạng thái: Mịn, đồng nhất, không vón cục, không bị kết tủa Để lâu cho phép bị tách lớp nhẹ nhưng khi lắc thì vẫn đồng nhất.

- Hương: thơm đặc trưng của bắp non.

- Vị: ngọt dịu, hài hòa.

1.2.2.2 Chỉ tiêu kim loại nặng

Hàm lượng kim loại nặng tuân theo QCVN 6-2:2010/BYT đối với sản phẩm đồ uống không cồn.

- Chì (Pb) không quá : 0,05mg/l

- Thiếc (Sn) không quá : 150mg/l

1.2.2.3 Chỉ tiêu vi sinh vật

- Tổng số vi sinh vật hiếu khí: ≤ 100 CFU/ml

- Tổng số nấm men và nấm mốc: ≤ 10 CFU/ml.

Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa bắp trong và ngoài nước

1.3.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa bắp ngoài nước

Theo thống kê, ngô (bắp) là lương thực được sản xuất nhiều thứ ba sau lúa mì và lúa gạo Đây cũng là cây trồng có tốc độ tăng trưởng năng suất cao nhất trong số các loại lương thực chủ yếu.

Mỹ là quốc gia có diện tích trồng bắp lớn nhất, trong khi Trung Quốc dẫn đầu về sản lượng ngô ở khu vực Châu Á, tiếp theo là Thái Lan, Indonesia, Philippines và Việt Nam Theo Viện Nghiên cứu Chương trình Lương thực Thế giới, nhu cầu ngô toàn cầu vào năm 2020 đạt 852 triệu tấn.

Bắp không chỉ được sử dụng để chế biến thức ăn cho con người mà còn là nguồn thức ăn trong chăn nuôi Các sản phẩm chế biến từ bắp như bắp ngọt nguyên hạt đóng lon, bắp sấy, bắp tươi tách hạt, sữa bắp và ngũ cốc đang ngày càng phổ biến Trong bối cảnh thị trường thế giới, sữa thực vật như hạt hạnh nhân, óc chó, đậu nành và yến mạch rất được ưa chuộng, trong đó sữa bắp nổi bật như một lựa chọn mới mẻ, thu hút sự quan tâm của người tiêu dùng nhờ vào hương vị và chất lượng Mặc dù sữa bắp chủ yếu được sản xuất và tiêu thụ tại các nước Châu Á, nhưng sản phẩm này cũng đang dần chiếm lĩnh thị trường Châu Âu và Châu Mỹ nhờ vào sự thơm ngon và giá trị dinh dưỡng cao.

1.3.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa bắp trong nước

Trong những năm gần đây, trào lưu tiêu dùng sữa thực vật ngày càng phát triển mạnh mẽ nhờ vào sự đa dạng trong thói quen ăn uống, đặc biệt là xu hướng ăn chay Người tiêu dùng lựa chọn sữa hạt để nâng cao chất lượng chế độ ăn uống của mình Tại Việt Nam, bắp ngọt được sử dụng phổ biến trong nhiều món ăn và sản phẩm bắp hạt đóng hộp cũng ngày càng được ưa chuộng tại các thành phố lớn Sữa bắp non trở thành lựa chọn yêu thích nhờ vào hương vị thơm ngon, dễ uống và giá cả hợp lý, phù hợp cho cả người lớn và trẻ nhỏ, đồng thời mang lại lợi ích tốt cho sức khỏe tim mạch, dự đoán sẽ tiếp tục thu hút sự quan tâm của người tiêu dùng thông thái.

Sữa bắp chủ yếu được sản xuất bởi các doanh nghiệp tư nhân, thường được đóng chai nhựa và tiêu thụ ngay trong vòng 3 ngày ở nhiệt độ 4-8 độ C, dẫn đến sản lượng hạn chế Do đặc tính khó bảo quản và thời gian sử dụng ngắn, cùng với yêu cầu bảo quản lạnh, hiện tại rất ít nhà máy và công ty chế biến sữa bắp non mặc dù nhu cầu về loại thức uống này ngày càng gia tăng.

Trên thị trường hiện nay, có nhiều loại sữa bắp không rõ nguồn gốc, thường có màu vàng nhạt giống với sản phẩm chính hãng Tuy nhiên, các chai sữa này không ghi thông tin quan trọng như nơi sản xuất, cơ sở sản xuất, hạn sử dụng và thành phần dinh dưỡng Do đó, người tiêu dùng cần lựa chọn thương hiệu sữa bắp uy tín để đảm bảo sức khỏe và chất lượng sản phẩm.

Một số sản phẩm sữa bắp chính hãng trên thị trường Việt Nam hiện nay:

Hình 1 9 Một số sản phẩm sữa bắp trên thị trường Việt Nam hiện nay

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BẮP NON

Chọn quy trình sản xuất

SVTH: Hà Diệu Hiền GVHD: TS Mạc Thị Hà Thanh

Tiệt trùng UHT Đồng hóa (t o = 58-60 o C, 2 cấp 200/50) bar)

Nghiền ướt Trích ly lần 1

Phụ gia, hương liệu bắp

Bắp tươi Tiếp nhận nguyên liệu

Thiết kế nhà máy chế biến sữa bắp non năng suất 11,7 triệu lít sản phẩm/ năm

Rót và bao gói Dán ống hút (t o = 137-140 o C, t = 4-6s)

In phun HSD và NSX Đóng lốc Xếp thùng

Sữa bắp non Lưu kho

Sơ đồ 2 1 Sơ đồ quy trình sản xuất sữa bắp non

Thuyết minh quy trình sản xuất

2.2.1 Tiếp nhận nguyên liệu và bảo quản

Bắp là nguyên liệu chủ yếu trong sản xuất, và chất lượng sản phẩm phụ thuộc đáng kể vào nguyên liệu này Sản phẩm có chất lượng cao chỉ khi bắp được lựa chọn đạt tiêu chuẩn tốt Do đó, việc lựa chọn bắp với tiêu chuẩn chất lượng phù hợp là rất quan trọng trong quy trình sản xuất.

Sử dụng bắp ngọt mới thu hoạch với hạt đều, màu vàng sáng, không có dấu hiệu sâu mọt hay hư hỏng, và hình dáng nguyên vẹn Sau khi chọn bắp, bóc hết lá bẹ và râu, sau đó rửa sạch bắp để đảm bảo vệ sinh.

Một số yêu cầu khi lựa chọn nguyên liệu:

- Có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng

- Được cung cấp bởi những nhà cung cấp uy tín

- Đáp ứng các yêu cầu về vệ sinh an toàn thực phẩm

- Bắp tươi, có độ non kỹ thuật thích hợp, hạt bắp có màu vàng sáng, hạt mềm, khi châm vào có sữa trắng đục

Ngô thu hoạch nên được chế biến ngay để đảm bảo chất lượng Nếu không thể chế biến ngay, cần bảo quản ngô tươi trong kho lạnh từ 1-2 ngày, với nhiệt độ khoảng 5 độ C, trước khi tiến hành sản xuất.

Loại bỏ phần không có giá trị dinh dưỡng Đồng thời tiếp tục loại bỏ bớt những trái không đạt tiêu chuẩn.

Người công nhân tiến hành bóc bẹ và loại bỏ râu ngô, đồng thời kiểm tra bằng mắt thường để phát hiện các bắp ngô hư hỏng, bị sâu, hạt lép, bầm dập và không đạt tiêu chuẩn sản xuất, từ đó loại bỏ ngay những sản phẩm không đạt yêu cầu.

Lọai bỏ phần lõi, chỉ lấy phần hạt ngô để đem đi sản xuất.

Sử dụng máy tách lõi ngô tự động chuyên dụng, công nhân chỉ cần đặt ngô vào máy, thiết bị sẽ tự động tách lõi và hạt ngô ra riêng biệt Quá trình tách lõi yêu cầu đảm bảo đường cắt phẳng, sát lõi và hạt ngô không bị vỡ nát.

Loại bỏ các tạp chất cơ học như bụi, đất, râu ngô, mài ngô còn sót lại bám xung quanh nguyên liệu.

Rửa hạt ngô nguyên liệu trong bồn rửa bằng nước sạch để loại bỏ tạp chất Kết hợp sục khí giúp làm sạch tối đa, đồng thời loại bỏ những hạt lép, mài ngô và râu ngô còn sót lại.

Nhằm phá vỡ cấu trúc tế bào của hạt bắp, tạo điều kiện tốt cho các chất dinh dưỡng hòa tan trong nước tạo thành dung dịch huyền phù

Sử dụng nước với công nghệ 70 độ C để nâng cao hiệu quả trích ly, với tỷ lệ khối lượng nước là 5:1 so với bắp Quá trình nghiền được chia thành hai giai đoạn: nghiền thô và nghiền mịn, giúp đảm bảo hạt bắp được nghiền đều và nhỏ.

Tách dịch sữa bắp khỏi hạt bắp để thu hồi tối đa lượng dịch sữa cho việc chế biến sản phẩm Đồng thời, loại bỏ cặn và các chất không tan trong dịch sữa nhằm nâng cao chất lượng sữa một cách tốt nhất.

Quá trình trích ly diễn ra hai lần, bắt đầu bằng việc chuyển dịch ngô đã nghiền ướt vào thiết bị trích ly ly tâm liên tục để tách bã không hòa tan Sau lần trích ly đầu tiên, phần dịch thu được sẽ được xử lý tiếp Bã không hòa tan sau đó được trộn với nước theo tỷ lệ 2:1 để thực hiện trích ly lần hai, nhằm thu hồi các chất hòa tan còn lại Cuối cùng, dịch trích ly lần hai sẽ được bơm ngược trở lại để phục vụ cho quá trình nghiền.

Phối trộn dịch sữa bắp với nước, đường, phụ gia và hương liệu giúp tạo ra sản phẩm với các thành phần mong muốn Quá trình này không chỉ nâng cao chất lượng mà còn tăng thời hạn bảo quản và tạo ra hương vị đặc trưng cho sản phẩm.

Sử dụng thiết bị phối trộn có cánh khuấy để khuấy trộn tuần hoàn các thành phần như dịch sữa bắp, sữa bột hoàn nguyên, syrup đường nấu sẵn, chất ổn định nhũ tương và phụ gia thực phẩm theo tỷ lệ công thức Nhiệt độ phối trộn nên duy trì ở mức 40-45 độ C trong thời gian 5 phút.

+ Làm giảm độ nhớt của dung dịch sữa, nâng cao nhiệt độ của sữa để tạo điều kiện cho quá trình đồng hóa sữa được dễ dàng.

+ Tiêu diệt một phần vi sinh vật.

Sử dụng thiết bị gia nhiệt bản mỏng dạng tấm giúp nâng nhiệt độ dịch sữa bắp lên 68-70 o C trước khi tiến hành đồng hóa Thời gian gia nhiệt sữa khoảng 10 phút.

+ Tách khí còn lại trong sữa, giúp quá trình đồng hóa đạt hiệu quả cao nhất.

Hạn chế quá trình oxi hóa giúp bảo vệ chất dinh dưỡng trong sữa, giảm thiểu tổn thất và hiện tượng biến màu sản phẩm Đồng thời, việc này cũng giúp loại bỏ một số hợp chất dễ bay hơi, từ đó giảm bớt mùi lạ cho sữa.

+ Tạo áp suất chất không trong bao bì khi làm nguội để tránh phồng, rộp hộp.

Sữa được bơm từ thiết bị gia nhiệt sang thiết bị bài khí, nơi áp lực chân không thích hợp giúp loại bỏ khí hòa tan, dạng phân tán, hơi nước và các hợp chất dễ bay hơi Những thành phần này thoát ra qua bộ phận ngưng tụ trên đỉnh thiết bị, trong khi sữa được thu lại ở dưới đáy Mục tiêu của quá trình là tách tối đa hàm lượng khí còn lại trong sữa, thực hiện ở nhiệt độ 65-68 độ C và áp suất 0,6 bar.

+ Làm giảm kích thước của các hạt cầu béo, làm cho chúng phân bố đều các chất béo trong sữa.

+ Chống lại sự tách lớp, tách béo, giúp cho dịch sữa ở trạng thái đồng nhất, tăng thời gian bảo quản sản phẩm.

+ Làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm.

Quá trình đồng hóa sữa diễn ra trong thiết bị sử dụng áp lực cao từ 50 - 200 bar và nhiệt độ 55 - 60 độ C trong khoảng thời gian 10-15 giây Ở áp suất này, các cầu mỡ trong sữa được chia nhỏ và phân tán đồng đều, nhờ vào sự thay đổi đột ngột tốc độ dòng sữa khi đi qua các khe van Cấu trúc của khe van giảm dần và có mặt phẳng đối diện với rãnh thoát hẹp, khiến dòng sữa va đập vào bề mặt, từ đó làm tăng vận tốc chuyển động của nó.

+ Tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật chịu nhiệt và bào tử của nó.

+ Vô hoạt không thuận nghịch những enzyme có trong sữa.

+ Kéo dài thời hạn sử dụng của sản phẩm, đảm bảo an toàn tuyệt đối về mặt vi sinh cho sản phẩm.

TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

Kế hoạch sản xuất của nhà máy

Theo các số liệu ban đầu: Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp non năng suất 11,7 triệu lít sản phẩm/năm.

3.1.1 Biểu đồ nhập nguyên liệu

Trong năm 2023 bắp tươi nguyên trái được nhập về nhà máy theo bảng 3.1

Bảng 3 1 Biểu đồ nhập nguyên liệu

Chú thích: x - có nhập bắp

Nhà máy sản xuất sữa bắp tiệt trùng có công suất 11,7 triệu lít sản phẩm mỗi năm và hoạt động theo hình thức bán liên tục, chỉ sản xuất trong các tháng 1, 2, 3, 7, 8, và 9 do nguyên liệu theo thời vụ Máy móc và thiết bị sẽ được bảo trì và vệ sinh trong thời gian không sản xuất, tức là trong các tháng còn lại, bao gồm các ngày chủ nhật và ngày lễ, tết.

Bảng 3 2 Biểu đồ kế hoạch sản xuất theo ca của nhà máy Tháng

Chú thích: x - có nhập bắp

Bảng 3 3 Bảng kế hoạch sản xuất của nhà máy trong năm 2023

Tháng Số ngày sản xuất Ca/ ngày Ca/ tháng

Từ bảng số liệu trên ta có:

- Số ngày làm việc trong 1 năm: 154 ngày, mỗi ngày làm 3 ca.

- Số ca làm việc trong 1 năm: 462 ca, mỗi ca làm việc 7,5 tiếng.

Tính cân bằng vật chất

- Theo các số liệu ban đầu:

Năng suất : 11 700 000 lít sản phẩm/năm

Nguyên liệu: bắp tươi nguyên trái

- Giả thiết hao hụt qua các khâu như bảng sau:

Bảng 3 4 Tỉ lệ tiêu hao qua từng công đoạn trong quá trình sản xuất

STT Công đoạn Tiêu hao (%) Kí hiệu

1 Tiếp nhận, bảo quản nguyên liệu 1 x0

Sữa bắp có thành phần như sau:

- Ta có công thức tính tỉ trọng của sản phẩm là: [16] d= 100 0,93 F + SNF

F: hàm lượng chất béo trong sữa (% khối lượng) SNF: hàm lượng chất khô không béo trong sữa (% khối lượng) W: hàm lượng nước trong sữa (% khối lượng)

+ Đối chỉ tiêu sản phẩm sữa bắp non ta có:

SNF = 11% - 1,5% = 9,5% Áp dụng công thức tỉ trọng của sữa bắp non là: d= 100

- Theo giả thiết về tiêu hao ta có công thức tính lượng nguyên liệu thu được qua các công đoạn là:

Ti là khối lượng nguyên liệu trước công đoạn thứ i (tấn)

Khối lượng nguyên liệu sau công đoạn thứ nhất là Si (tấn), trong đó xi là tỷ lệ hao hụt nguyên liệu tại công đoạn này so với lúc đưa vào (%) Năng suất của sữa bắp non đạt 11,7 triệu lít, tương đương với 12.121.200 kg hay 12.121,2 tấn.

3.2.2.1 Công đoạn chiết rót và bao gói

Khối lượng nguyên liệu vào công đoạn này là:

100−1 =3,5335 tấn / h 3.2.2.2 Công đoạn làm nguội

Khối lượng nguyên liệu vào công đoạn này là:

100−0,5 =3,5513 tấn / h 3.2.2.3 Công đoạn tiệt trùng UHT

Khối lượng nguyên liệu vào công đoạn này là:

Khối lượng nguyên liệu vào công đoạn này là:

100−0,5 =3,6052 tấn / h 3.2.2.5 Công đoạn bài khí

Khối lượng nguyên liệu vào công đoạn này là:

Khối lượng nguyên liệu vào công đoạn này là:

100−0,5 =3,6415 tấn / h 3.2.2.7 Công đoạn phối trộn

Khối lượng nguyên liệu sau phối trộn chính là khối lượng nguyên liệu vào gia nhiệt M6 = 3,6415 tấn/h.

Sơ đồ phối trộn như sau:

Tỉ lệ phối trộn dịch sữa bắp : bột sữa hoàn nguyên : syrup đường = 10 : 1 : 2

Gọi 10x là khối lượng dịch sữa bắp đem đi phối trộn với hàm lượng chất khô là K

Gọi x là khối lượng sữa bột đã hoàn nguyên, đã pha với nước đem đi phối trộn với hàm lượng chất khô là 15%, đơn vị tấn/h.

Gọi 2x là khối lượng syrup đường đem đi phối trộn với hàm lượng chất khô là 70%, đơn vị tấn/h.

Tổng hàm lượng chất ổn định bổ sung là:

0,05% M6 = 0,05% × 3,615 = 0,0018 tấn/h Hàm lượng hương liệu bổ sung là:

0,05% M6 = 0,05% × 3,615 = 0,0018 tấn/h Hàm lượng chất bảo quản E202 bổ sung là:

10x + 2x + x = M6 - 0,0018 – 0,036 – 0,0018 = 3,6342 tấn/h Như vậy, khối lượng bột sữa đã hoàn nguyên bổ sung vào là: x= 3,6342

Ta có tỉ lệ hoàn nguyên sữa là 1:4

Lượng bột sữa hòa tan là:

Syrup, phụ gia, hương bắp Sữa bột hoàn nguyên

Lượng nước bổ sung để hòa tan sữa là:

Khối lượng syrup đường bổ sung vào là:

2x = 0,2796 × 2 = 0,5591 tấn/h Khối lượng sữa bắp đem đi phối trộn là:

10x = 0,2796 × 10 = 2,796 tấn/h Phương trình bảo toàn khối lượng:

M 6 = M sữa hoàn nguyên + M syrup + M phụ gia + M hương liệu + M E202 + M dịch sữa

Khối lượng riêng của syrup đường 70% là: d = 1,349kg/m 3 nên lượng syrup đường thực tế cần bổ sung là:

Trong quá trình nấu syrup, đường sẽ bị tiêu hao, với tỉ lệ tiêu hao 2% Nếu đường có hàm lượng chất khô đạt 99,8%, ta có thể tính toán lượng đường thực tế cần sử dụng.

100−2 =0,5398 tấn /h Khối lượng nước trong syrup là:

M nước lýthuyết = M syrup − M đường =0,7542−0,5398 =0,2144 tấn / h

Giả thiết nước hao hụt trong nấu syrup đường là 25%, khối lượng nước thực tế cần sử dụng để nấu đường là:

M nước thựctế = M nước lý thuyết × 100

Khối lượng dịch sữa vào công đoạn phối trộn là:

100−0,5 =2,8096 tấn / h 3.2.2.8 Công đoạn trích ly 1 và 2

SVTH: Hà Diệu Hiền GVHD: TS Mạc Thị Hà Thanh

Sau trích ly 1 và 2 ta thu được lượng dịch sữa chính là lượng dịch vào công đoạn phối trộn nên mdịch sữa sau trích ly 1,2 = M7 = 2,8096 tấn/h.

Gọi khối lượng dịch sữa vào công đoạn trích ly 1 và 2 lần lượt là Tv1 và Tv2

Gọi khối lượng dịch sữa thu được sau trích ly 1 và 2 lần lượt là Tr1 và Tr2

Gọi khối lượng bã sau trích ly 1 là mbã 1 = y.

Hàm lượng chất khô trong hạt ngô ngọt đạt khoảng 83%, trong đó 85% là chất khô hòa tan, và 15% còn lại là chất khô không hòa tan.

Thành phần dịch sữa bắp sau khi nghiền bao gồm: bắp sạch và nước công nghệ 70 o C với tỷ lệ nghiền là 1 : 5 nên lượng bắp đem nghiền chiếm 1/6 Tv1

Suy ra: m chất khôhòa tan % × 83% × Tv 1

100 Giả sử hiệu suất trích ly 1 đạt 92% thì lượng chất khô hòa tan thu thực tế là: m chất khôhòa tan 1 = 92% × 85% × 83% × Tv 1

100 Lượng chất khô hòa tan còn sót lại trong bã chiếm 8% là: m chất khôht sót lại1 =8 % × 85% × 83% × Tv 1

100 Giả sử hàm lượng ẩm của bã sau trích ly 1 là 45% thì hàm lượng chất khô là 55%

55 % × y=m chất khôkhông ht +m chất khôht sót lại1

Hòa tan bã sau trích ly 1 với nước theo tỷ lệ 2 nước : 1 bã thì khối lượng nước thêm vào bã 1 là 2y Ta có:

Tr1 + mbã 1 = Tv1, do đó Tr1 = Tv1 – mbã 1 = Tv1 – y mbã 2 = Tv2 – Tr2 = 3y – (2,8096 – Tr1) = 3y – 2,4774 + Tv1 – y = 2y + Tv1 – 2,8096 Giả sử hiệu suất trích ly lần 2 đạt 97%, ta có m chất khô ht còn sót lại2 = 3% × m chất khô ht còn sót lại1, và m chất khô ht còn sót lại2 = 3% × 8% × 85% × 83% × Tv1.

100 Giả sử hàm lượng ẩm của bã sau trích ly 2 là 45% thì hàm lượng chất khô là 55%.

55% × m bã2 =m chất khôkhông ht + m chất khôht cònsót lại 2

Giải phương trình (1) và (2), ta được: y = 0,1424 tấn/h , Tv1 = 2,6241 tấn/h Khi đó:

Tv2 = 3y = 0,4273 tấn/h. mbã 2 = 0,0994 tấn/h mnước bs vào bã 1 = 0,2849 tấn/h

- Tại trích ly 1, lượng dịch sữa vào là 2,6241 tấn/h, lượng dịch sữa thu được là 2,4816 tấn/h, bã thu hồi là 0,1424 tấn/h.

- Tại trích ly 2, lượng dịch sữa vào là 0,4273 tấn/h, lượng dịch sữa thu được là 0,3280 tấn/h, bã thu hồi là 0,0994 tấn/h.

- Tại công đoạn nghiền mẻ 2

Có thêm dịch bắp trích ly 2 bổ sung lại vào quá trình nghiền ướt Sau trích ly 2 thì lượng dịch sữa thu được là 0,4273 tấn/h.

SVTH: Hà Diệu Hiền GVHD: TS Mạc Thị Hà Thanh

Nghiền ướt Trích ly lần 1

Trích ly lần 2 lần 1 Trích ly lần 2

Thiết kế nhà máy chế biến sữa bắp non năng suất 11,7 triệu lít sản phẩm/ năm

Tổng lượng chất khô trong mẻ 2, bao gồm cả chất khô hòa tan và không hòa tan, được tính bằng tổng lượng chất khô từ dịch sữa sau trích ly 2 và lượng chất khô của nguyên liệu bắp trước khi nghiền Công thức tính tổng lượng chất khô này là: m tổngck 2 mẻ2 =(m ¿¿ ck trly 2+m ck )× 100−1.

100 ¿ Tổng lượng chất khô có trong dịch sữa bắp là: m chất khôtổng % × T v 1

Tổng lượng chất khô có trong dịch sữa bắp sau trích ly 2 là: m ck trly 2 vàodịch =8% × 85% × 83% × T v 1

100 =0,0244 tấn /h Khi đó: m tổngck mẻ 2 =( 0,3594+ 0,0244) × 100−1

 Tại công đoạn trích ly 1 mẻ thứ 2

Lượng chất khô hòa tan vào dịch sữa sau khi trích ly lần 1 được tính bằng công thức: m ckht sautrly1 = (m ck trly 2 vàodịch + m ckht) × 92%, với kết quả là 0,3035 tấn/h Đồng thời, lượng chất khô không hòa tan trong bã trích ly 1 là: m ck bã 1mẻ 2 = m tổngck mẻ 2 − m ck sau trly1, dẫn đến giá trị 0,0765 tấn/h.

Giả sử lượng bã không tan có 45% ẩm nên khối lượng bã sau trích ly 1 mẻ 2 là: m bã 1mẻ2 = 0,0765

Lượng dịch vào trích ly 1 là: m vàotrly 1 =(m ¿¿ bã 1 mẻ2+ M 7 )× 100

100−1 =2,9784 tấn / h 3.2.2.9 Công đoạn nghiền ướt

Khối lượng dịch sữa bắp đi vào trích ly 1 chính là khối lượng dịch sữa bắp thu được sau khi nghiền ướt: Mvào nghiền = 2,9784 tấn/h.

Thành phần dịch sữa bắp sau khi nghiền bao gồm: bắp sạch (a) và nước công nghệ

70 o C (b) với tỷ lệ nghiền là a : b = 1 : 5

Vậy lượng bắp có trong dịch nghiền là: a = 2,9784

Lượng nước có trong dịch nghiền là: b=5 ×0,4964 =2,4820 tấn / h

Giả sử hao hụt nước để nghiền là 15% khi đó lượng nước cần bổ sung trong quá trình nghiền thực tế là: b ' = b×100

Lượng nguyên liệu bắp vào công đoạn này là:

Do có dịch trích ly 2 bổ sung vào công đoạn nghiền ướt từ mẻ thứ 2 nên lượng nước bổ sung là: 2,9200 - 0,4273 = 2,4927 tấn/h.

Lượng nguyên liệu bắp vào công đoạn này là:

100−1 = 0,5116 tấn/ h 3.2.2.11 Công đoạn tách hạt

Lượng nguyên liệu bắp vào công đoạn này là:

Lõi bắp chiếm khoảng 20% khối lượng toàn trái nên khối lượng bắp còn lõi (bắp nguyên trái bỏ vỏ) là 0,6891 tấn/h.

Vỏ bắp chiếm khoảng 20% khối lượng toàn trái.

Lượng nguyên liệu bắp nguyên trái vào công đoạn này là 0,8614 tấn/h.

3.2.2.13 Công đoạn tiếp nhận và bảo quản

Lượng nguyên liệu bắp vào công đoạn này là:

3.2.3 Tính số hộp và thùng cần dùng để bao gói.

Thể tích sữa đem đi rót hộp là: M1 = 3,5335 tấn/h = 3533,5kg/h = 3410,7143 l/h 3410714,2857ml/h

Chọn hộp có dung tích 180ml.

Lượng hộp giấy phải dùng là:

Giả sử hao hụt hộp là 5% khi rót, vậy số hộp thực tế là:

Cứ 1 thùng là 24 hộp sữa Số thùng cần dùng là:

24 1,083 thùng /ca Giả sử hao hụt thùng là 5% khi bao gói, vậy số thùng thực tế là:

Vậy số hộp cần để bao gói sữa trong 1 ca là 19946 hộp, số thùng cần dùng trong 1 ca là 875 thùng.

Tổng kết

Bảng 3 5 Bảng tổng kết cân bằng vật chất của nguyên liệu chính

STT Công đoạn Tỷ trọng Năng suất nguyên liệu vào

Bảng 3 6 Bảng tổng kết cân bằng vật chất của nguyên liệu phụ

STT Công đoạn Nguyên liệu Theo giờ Theo ca

1 Nghiền ướt Nước nóng 2920,0 lít 21900 lít

2 Hòa tan bã sau trích ly 1 Nước nóng 284,8 lít 2136,6 lít

Nước nấu syrup 285,9 lít 2144,25 lít Đường 0,5398 tấn 4,0485 tấn

Syrup bổ sung 0,7542 tấn 5,6565 tấn Sữa bột hoàn nguyên 0,2796 tấn 2,0970 tấn

Nước pha sữa bột 223,68 lít 1677,6 lít

Chất ổn định 0,0018 tấn 0,0135 tấn

Chất bảo quản 0,0036 tấn 0,27 tấn

Hương liệu bắp 0,0018 tấn 0,0135 tấn

4 Bao bì Hộp giấy tetrapark 19946 hộp 149595 hộp

TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ

Các thiết bị sử dụng trong nhà máy

Bảng 4 1 Các thiết bị sử dụng trong nhà máy

1 Thiết bị tách hạt bắp

9 Thiết bị tiệt trùng UHT, làm nguội

10 Thiết bị rót vô trùng

11 Thiết bị gắn ống hút

13 Thiết bị đóng thùng carton

16 Nồi chứa sữa hoàn nguyên

17 Thùng chứa nước công nghệ

18 Thùng chứa dịch sữa sau trích ly

20 Thùng chứa syrup sau nấu

21 Thùng nhựa đựng phế liệu

Nguyên tắc và cách tính toán

Nguyên tắc chọn thiết bị:

- Thiết bị phù hợp với đặc điểm sản phẩm trong từng công đoạn.

- Đây phải là thiết bị đã và đang được sử dụng ở trong nước hoặc ngoài nước.

Thiết bị này đảm bảo chất lượng sản phẩm tốt, nâng cao năng suất, giảm thiểu tiêu hao nguyên liệu và mang lại hiệu quả kinh tế cao, đồng thời hạn chế tác động tiêu cực đến môi trường.

- Thiết bị làm việc liên tục, có cấu tạo đơn giản và gọn nhất có thể, dễ sử dụng, sửa chữa và nâng cấp.

4.2.2.1 Cách tính số lượng thiết bị

Ta tính thiết bị theo công thức sau:

 Đối với thiết bị làm việc liên tục, số lượng thiết bị tính theo công thức: n= N

 Đối với thiết bị làm việc gián đoạn, số lượng thiết bị tính theo công thức: n= N × T

V × 60 (4.2) Trong đó: n là số lượng thiết bị yêu cầu

N là năng suất giờ của dây chuyền ở từng công đoạn

M là năng suất giờ của thiết bị

T là thời gian tổng cộng của mỗi chu kỳ làm việc của máy (phút)

V là thể tích làm việc của thiết bị, được tính cùng đơn vị với N.

Lưu ý: n là số thiết bị nếu tính ra số lẻ thì làm tròn kết quả n Ví dụ: n = 0,6 thì lấy n = 1; n = 1,4 thì lấy n = 2.

Công thức tính chiều cao thùng chứa dịch sữa được tính như sau:

D là đường kính phần hình trụ của thùng chứa r là bán kính đáy phần chỏm cầu của thùng chứa

H là chiều cao phần hình trụ của thùng chứa h là chiều cao phần chỏm cầu của thùng chứa

Ho là chiều cao của thùng, Ho = H +2h

Thể tích thùng được tính theo công thức:

VC là thể tích phần chỏm cầu

Vtr là thể tích phần thân trụ Thể tích phần thân trụ là:

Ta có r = D 2 chọn H = 1,3D khi đó:

Thể tích phần chỏm cầu:

Thay vào công thức (5.3) thể tích thùng chứa là:

Hình 4 1 Mô hình thùng chứa

Dung tích xilo chứa trong 1 ca sản xuất là:

M là khối lượng chứa trong xilo d là khối lượng riêng bã, kg/m 3 n là hệ số chứa đầy Thể tích của xilo là:

Tính toán và chọn thiết bị

Lượng nguyên liệu bắp nguyên trái đã tách vỏ cần đem đi tách hạt là:

Chọn thiết bị tách hạt bắp TS- W168L với các đặc tính kỹ thuật như sau: [17] Năng suất : 400-600 kg/h

Kích thước : 1300mm×600mm×1250mm

400 =1,304 Vậy chọn 2 máy tách hạt bắp.

Hình 4 2 Mô hình xilo chứa

4.3.2 Thiết bị rửa sục khí băng tải

Lượng nguyên liệu hạt bắp sau khi tách hạt đem đi rửa là:

Chọn thiết bị rửa băng tải sục khí R3M3 với các đặc tính kỹ thuật như sau: [18] Năng suất : 300 kg/h

Kích thước : 3300mm×1250mm×1400mm

300 =1,2903 Vậy chọn 2 máy rửa sục khí kiểu băng tải.

Hình 4 4 Máy rửa sục khí băng tải

Chọn phương pháp chế biến sữa bắp là phương pháp ướt.

Lượng nguyên liệu đi vào công đoạn nghiền gồm bắp sạch và nước nóng 70 o C với khối lượng sau:

+ Khối lượng bắp: M9 = 0,3832 tấn/h = 383,2 kg/h

+ Lượng nước công nghệ: 2,2092 tấn/h = 2209,2 kg/h

Chọn thiết bị nghiền ướt JML 65 với các đặc tính kỹ thuật như sau: [19]

Hình 4 3 Thiết bị tách hạt bắp

Kích thước : 350mm×500mm×700mm

200 =1,2903 Vậy chọn 2 thiết bị nghiền ướt.

Hình 4 6 Thiết bị trích ly nằm ngang

Lượng dịch bắp đưa vào quá trình trích ly 1 là 2175,1 lít/h

Chọn thiết bị trích ly nằm ngang VCO với các đặc tính kỹ thuật như sau: [20] Năng suất : 2000 – 3000 lít/h

Kích thước : 2980mm×940mm×940mm

Hình 4 5 Thiết bị nghiền ướt

Vậy chọn 1 thiết bị trích ly cho công đoạn trích ly 1.

Lượng dịch bắp đưa vào quá trình trích ly 2 là 637,07 lít/h

Chọn thiết bị trích ly nằm ngang VCO với các đặc tính kỹ thuật như sau:

Kích thước : 2608mm×896mm×1110mm

1000 =0,637 Vậy chọn 1 thiết bị trích ly cho công đoạn trích ly 2.

Lượng dịch bắp vào quá trình phối trộn là 2,4774 tấn/h = 2391,31 lít/h.

Lượng sữa hoàn nguyên bổ sung là 256,659 lít/h.

Lượng syrup bổ sung là 513,317 lít/h.

Lượng phụ gia bổ sung là 128,33 lít/h.

Lượng hương liệu bắp bổ sung là 179,66 lít/h.

Tổng lượng nguyên liệu cần phối trộn là: 3395,66 lít/h

Hình 4 7 Thiết bị phối trộnChọn thiết bị phối trộn JIMEIVN làm việc gián đoạn với các đặc tính kỹ thuật như sau: [21]

Chiều cao tổng thể: 3900mm

Tốc độ khuấy: 1750 vòng/ phút

Thời gian khuấy trộn: 5 phút

500 × 60 =0,88 Vậy chọn 1 thiết bị phối trộn.

Lượng dịch sữa đi vào công đoạn gia nhiệt là 3514,96 lít/h.

Chọn thiết bị gia nhiệt dạng tấm Alfa-laval với các đặc tính kỹ thuật như sau: [22] Năng suất : 4000 lít/h

Kích thước : 2770mm×700mm×1500mm

Khối lượng : 1020 kg Điện năng tiêu thụ: 2kW

Nhiệt độ sữa ra: 75 o C Áp suất làm việc: 3,6 – 6 bar

4000 =0,88 Vậy chọn 1 thiết bị gia nhiệt.

Lượng dịch sữa đi vào công đoạn bài khí là 3497,39 lít/h.

Chọn thiết bị bài khí ZTD 2 với các đặc tính kỹ thuật như sau: [23]

Hình 4 8 Thiết bị gia nhiệt dạng tấm

Kích thước : 1135mm×780mm×3040mm

Công suất : 6,2kW Áp suất chân không: 0,064 – 0,087 Mpa

4000 =0,87 Vậy chọn 1 thiết bị bài khí.

Lượng dịch sữa đi vào công đoạn bài khí là 3479,39 lít/h.

Chọn thiết bị đồng hóa GJB 4-25 với các đặc tính kỹ thuật như sau: [24]

Kích thước : 1410mm×1120mm×1470mm

4000 = 0,87 Vậy chọn 1 thiết bị đồng hóa.

4.3.9 Thiết bị tiệt trùng UHT và làm lạnh

Hình 4 9 Thiết bị bài khí

Hình 4 10 Thiết bị đồng hóa

Hình 4 11 Thiết bị tiệt trùng UHT

Lượng dịch sữa đi vào công đoạn tiệt trùng là 3462,45 lít/h.

Chọn thiết bị tiệt trùng BS UHT 4 với các đặc tính kỹ thuật như sau: Năng suất : 4000 lít/h

Kích thước : 1900mm×1800mm×2200mm

Nhiệt độ tiệt trùng: 137 o C, nhiệt độ làm lạnh : 1 o C

Thời gian giữ nhiệt: 4 phút

Vậy chọn 1 thiết bị tiệt trùng UHT.

4.3.10 Thiết bị chiết rót vô trùng

Lượng dịch sữa đi vào công đoạn chiết rót là 3410,71 lít/h.

Số hộp sữa sản xuất trong 1h là 19946 hộp.

Chọn thiết bị chiết rót vô trùng với các đặc tính kỹ thuật như sau: [25] Năng suất : 9000-24000 hộp/h

Kích thước: 4500mm×1600mm×4000mm

20000 =0,99 Vậy chọn 1 thiết bị chiết rót.

Hình 4 12 Thiết bị chiết rót vô trùng

4.3.11 Thiết bị gắn ống hút

Số hộp sữa sản xuất trong 1h là 19946 hộp.

Chọn máy gắn ống hút với các đặc tính kỹ thuật như sau: [26]

Năng suất : 20 000 hộp/h cho 125 – 350ml

Hộp mẫu vào : single file

20000 =0,99 Vậy chọn 1 thiết bị gắn ống hút.

Sau khi rót và ghép mí cho các hộp sữa bắp, ống hút được gắn và in phun date, các hộp này sẽ được băng tải đưa đến quy trình đóng block Mỗi block chứa 4 hộp sữa, với kích thước tổng thể của block là 192×37×120mm.

Số block đóng trong 1h là:

Hình 4 13 Máy gắn ống hút

Chọn máy đóng block TB 6000 với các đặc tính kỹ thuật như sau: [27] Năng suất : 6000 block/h

Trọng lượng : 1200kg Đường kính : 130 ÷ 250 mm

6000 =0,83 Vậy chọn 1 máy đóng block.

Mỗi thùng chứa 12 block sữa bắp

Số thùng carton đóng trong 1h là 875 thùng

Chọn máy đóng thùng carton

KX-01 với các đặc tính kỹ thuật như sau: [28]

900 =0,972 Vậy chọn 1 máy đóng thùng carton.

4.3.14 Các thùng chứa và nồi nấu

4.3.14.1 Thùng chứa dịch sữa bắp sau trích ly

 Thùng chứa dịch sữa sau trích ly 1

Hình 4 15 Máy đóng thùng carton Hình 4 14 Máy đóng block

Dịch sau trích ly 1 cho một ca (7,5 giờ) sản xuất là: 2711,97 lít/h = 2,71 m 3 /h Chọn thùng sữa làm bằng thép không rỉ, thân hình trụ, đáy chỏm cầu.

Chọn thùng chứa, hệ số chứa đầy 0,85:

Chọn 2 thùng chứa có kích thước 1400×2600 (mm), trong đó 1 thùng chứa dịch sữa sau trích ly 1, thùng còn lại dùng để dự trữ đề phòng sự cố nhiếm bẩn.

 Thùng chứa dịch sữa sau trích ly 2

Dịch sau trích ly 2 là: 0,3280 tấn/h = 0,3166 m 3 /h

Chọn thùng sữa làm bằng thép không rỉ, thân hình trụ, đáy chỏm cầu, hệ số chứa đầy là 0,85 ta có:

Chọn 1 thùng chứa có kích thước 670×1300 (mm).

4.3.14.2 Thùng chứa sữa hoàn nguyên

Lượng sữa hoàn nguyên cần sử dụng là 271,94 lít/h= 0,272 m 3 / h

Chọn thùng chứa làm bằng thép không rỉ, thân hình trụ, đáy chỏm cầu, hệ số chứa đầy là 0,85 ta có:

Chọn 1 thùng chứa có kích thước 630×1200 (mm).

4.3.14.3 Thùng chứa syrup sau nấu

Lượng syrup cần dùng là 0,7542 tấn/h = 0,55885 m 3 / h

(với trọng lượng riêng của syrup ở 65 o C với 70% đường là d49,56 kg/m 3 )

Chọn thùng chứa làm bằng thép không rỉ, thân hình trụ, đáy chỏm cầu, hệ số chứa đầy là 0,85 ta có:

Chọn 1 thùng chứa có kích thước 800×1550 (mm).

Lượng nguyên liệu trước khi nấu là 825,7 lít/h

Chọn nồi nấu syrup làm việc gián đoạn với các đặc tính kỹ thuật như sau:

Hệ số sử dụng là:

Vậy chọn 1 nồi nấu syrup đường như hình

Lượng đường cần dùng là 4,405 tấn/ca = 4405 kg/ca

Khối lượng riêng của đường là 1590 kg/m 3

Lượng đường tính theo thể tích là 1590× 4405 0,85 =3,259 m 3 /h

Chọn thùng chứa làm bằng thép không rỉ, thân hình trụ, đáy hình côn có góc nghiêng là 60 o

Thể tích của xilo: V = Vcôn + Vtrụ = π D 4 2 H + π

Chọn 1 thùng chứa đường có kích thước 1300×2510 mm.

Lượng sữa trước khi vào bồn chờ rót là 3410,71 lít/h = 3,4107 m 3 / h

Chọn thùng chứa làm bằng thép không rỉ, thân hình trụ, đáy chỏm cầu, hệ số chứa đầy là 0,85 ta có:

H0 = H + 2h = 2,771 mChọn 1 thùng chứa có kích thước 1500×2800 (mm).

 Thùng nước công nghệ cho công đoạn nghiền ướt

Lượng nước cần dùng cho 1 giờ là 21,9 lít = 2,19 m 3

Chọn thùng chứa làm bằng thép không rỉ, thân hình trụ, đáy chỏm cầu, hệ số chứa đầy là 0,85 ta có:

H0 = H + 2h = 1,270 m Chọn 1 thùng chứa có kích thước 670×1300 (mm).

 Thùng nước công nghệ cho công đoạn hoàn nguyên bột sữa

Lượng nước cần dùng cho 1 ca 1,68 m 3

Chọn thùng chứa làm bằng thép không rỉ, thân hình trụ, đáy chỏm cầu, hệ số chứa đầy là 0,85 ta có:

H0 = H + 2h = 0,974 m Chọn 1 thùng chứa có kích thước 520×980 (mm).

Lượng bã thu được trong 1 ca sản xuất là 746 (kg/ca)

Dung tích xilo chứa bã bắp trong 1 ca là:

M là khối lượng chứa trong xilo d là khối lượng riêng bã, kg/m 3 n là hệ số chứa đầy, n=0,85 Thể tích của xilo là:

D= √ 3 1,285 V = √ 3 1,349 1,285 =1,0163 m h1 +h2 = 2D = 2,033 m d = D/8 = 0,127 m h = 0,253D = 0,2571 m Chọn một xilo chứa bã có kích thước 1100 × 2300 (mm).

4.3.14.9 Thùng nhựa rỗng đựng phế liệu (bẹ bắp)

Sử dụng thùng nhựa rỗng HS013 để đựng bẹ bắp ở công đoạn tách vỏ bắp với kích thước là

Hệ thống băng tải lưới inox không ăn mòn và không gỉ sét được sử dụng để vận chuyển bắp chưa bóc vỏ vào nhà máy, cũng như bắp đã bóc vỏ đến thiết bị tách hạt và từ đó chuyển sang thiết bị nghiền ướt.

Sử dụng hệ thống băng tải nhựa để vận chuyển hộp sữa từ thiết bị chiết rót vô trùng sang máy đóng block và máy đóng thùng carton.

Chọn băng tải nhựa, dây chuyền kết hợp thêm thành inox viền hai bên để giúp cho hộp không bị đổ ngã khi vận hành

Hình 4 19 Băng tải vận chuyển hàng

Kích thước băng tải: chiều rộng 400mm, chiều dài và chiều cao thay đổi linh hoạt theo độ cao từng thiết bị công đoạn đó [31]

Sử dụng vít tải để vận chuyển dịch ngô và nước sau nghiền sang thiết bị trích ly 1,2 và vận chuyển bã ngô sang thùng chứa bã [32]

Chọn vít tải 6 chiều, trúc vít tải ɸ320, cách vít tải dày 5 ly, mặt bích thép dày 8 ly Xích truyền động với công suất 5 tấn/h.

Kích thước vít tải: ɸ320×260 mm.

Chọn gàu tải bằng thép và inox không git để vận chuyển đường vào thùng chứa đường chuẩn bị cho công đoạn nấu syrup đường

Thông số kĩ thuật như sau:

Tốc độ gầu tải: 5-60 m/phút

Thông số kĩ thuật của bơm ly tâm Pentax

Thông số kĩ thuật của bơm thể tích Lobe pumbs [35]:

Tốc độ quay làm việc: 1420 vòng/ phút

Lượng syrup từ nồi nấu sang thùng chứa syrup là

S = 0,55885 m 3 /h Áp dụng công thức, số thiết bị là: n= 0,55885

Chọn 2 thiết bị bơm thể tích với thông số kỹ thuật 2 = 0,279 để bơm syrup từ nồi nấu sang thùng chứa syrup, sau đó từ thùng chứa syrup chuyển qua thiết bị phối trộn.