TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM
NGUYÊN LIỆU
Ngô, hay bắp, là một loại cây lương thực quan trọng được thuần hóa ở Trung Mỹ và sau đó lan rộng ra khắp châu Mỹ Sự phổ biến của ngô tiếp tục gia tăng khi người châu Âu tiếp xúc với châu Mỹ vào cuối thế kỷ 15 và đầu thế kỷ 16 Ngô được trồng rộng rãi và các giống ngô lai ghép được nông dân ưa chuộng hơn nhờ năng suất cao hơn so với các giống ngô thông thường.
Thân cây ngô có hình dáng tương tự như thân cây tre, với các khớp nối cách nhau Các bắp ngô, hay còn gọi là bẹ ngô, là cụm hoa cái hình bông, được bao bọc bởi nhiều lớp lá, khiến chúng không lộ ra cho đến khi các râu ngô màu hung vàng xuất hiện từ vòng lá ở cuối bắp ngô.
Trên đỉnh cây ngô, cụm hoa đuôi sóc hình chùy chứa hoa đực, được gọi là cờ ngô, là nơi thụ phấn cho các râu ngô, tạo ra hạt ngô Trong bắp ngô tươi, bẹ và râu chiếm 20% khối lượng, cùi 20%, và hạt 60% Ngô là loại thực vật 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 các đặc tính khác nhau tùy vị trí trên bắp Hạt ở cuống thường tròn, hạt giữa dẹt, trong khi hạt cuối nhỏ và ẩm hơn Hạt ngô là loại hạt trần, không có vỏ trấu, chỉ có lớp vỏ ngoài và trong Đặc biệt, hạt ngô có phôi lớn, chiếm 8 - 15% khối lượng, trong khi lớp vỏ chỉ chiếm 4 - 5%, mày ngô 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 giống như cái răng Hạt chứa tinh bột miền sừng ở hai bên và chất tinh bột mềm ở đầu và giữa, với vỏ màu vàng hoặc trắng Hàm lượng tinh bột trong hạt đạt khoảng 60 - 65%, bao gồm 21% amylose và 79% amylopectin Loại bắp này chủ yếu được sử dụng để sản xuất thức ăn gia súc và làm nguyên liệu cho công nghiệp cũng như thực phẩm cho con người.
Bắp đá (Zea mays Indurata Sturt) có hạt tròn với nội nhũ chứa nhiều tinh bột miền sừng, có vỏ màu trắng ngà, vàng hoặc đôi khi là màu đỏ Hàm lượng tinh bột trong hạt chiếm khoảng 56-75%, trong đó 21% là amylose và 79% là amylopectin Loại bắp này thường được sử dụng để chế biến thức ăn cho cả người và gia súc, cũng như làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp.
Bắp nếp (Zea mays Cerating Kalesh), còn được gọi là bắp sáp, có hạt tròn, to, bề mặt nhẵn và màu trắng đục hoặc vàng Hàm lượng tinh bột trong bắp nếp chiếm khoảng 60%, chủ yếu là amylopectin gần như 100%, trong khi tỉ lệ amylose rất thấp Loại bắp này chủ yếu được sử dụng làm thức ăn cho con người và là nguyên liệu quan trọng trong ngành sản xuất bánh kẹo.
Bắp bột (Zea mays Amylacea Sturt) là loại hạt có hình dạng bẹt, đầu tròn và bề mặt hơi nhằn Hạt này chứa khoảng 55 - 80% tinh bột, trong đó 20% là amylase và 80% là amylopectin Bắp bột 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 nội nhũ chiếm từ 25% đến 47% khối lượng hạt, mang lại giá trị dinh dưỡng cao cho loại ngũ cốc này.
Hàm lượng đường và dextrin trong ngô đường có thể đạt từ 19-31% khối lượng hạt, với thành phần tinh bột bao gồm 60-90% amylose và 10-40% mylopectin Ngô đường không chỉ được sử dụng làm thực phẩm cho con người mà còn phổ biến trong ngành công nghiệp thực phẩm.
1.1.1.2 T h à n h phần hóa học của bắp ngô
Bắp có một tổng thành phần hóa học đa dạng, với sự biến đổi của từng thành phần hạt phụ thuộc vào cấu trúc lý học, yếu tố di truyền, môi trường và quá 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 của hạt, 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, tiếp tục diễn ra các hoạt động sống quan trọng như hô hấp, chín sau thu hoạch, nảy mầm và quá trình bốc nóng.
Quá trình hô hấp trong hạt chủ yếu tiêu hao tinh bột để cung cấp năng lượng cho tế bào duy trì sự sống Hàm lượng ẩm cao dẫn đến hô hấp mạnh mẽ, làm tăng tốc độ phản ứng thủy phân và tổn hao chất khô nhanh chóng Mức độ tiêu hao chất dinh dưỡng trong hạt phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thành phần hóa học, độ hoàn thiện, độ ẩm và nhiệt độ không khí bảo quản Có hai dạng hô hấp: yếm khí và hiếu khí, tạo ra các sản phẩm khác nhau tùy theo điều kiện Kết quả của quá trình này là làm giảm lượng chất khô, tăng thủy phân và độ ẩm không khí xung quanh, đồng thời làm tăng 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, với sự hiện diện của các chất đơn giản như acid amin, peptid, đường glucose, dextrin, acid béo và glycerin Những chất này được hệ enzym trong hạt xúc tác để tổng hợp thành các loại protein, glucid và lipid đặc thù, từ đó nâng cao chất lượng hạt.
Tổng quan về sản phẩm
Sữa bắp là một loại thức uống bổ dưỡng, có màu vàng đẹp và hương thơm tự nhiên từ bắp non Được chế biến từ hạt ngô qua quá trình nghiền và nấu chín, sữa bắp không chứa cholesterol và lactose, mang đến hương vị tự nhiên, khác biệt với sữa bò thông thường.
Sữa bắp là một nguyên liệu dễ tìm, giá rẻ và dễ chế biến, cho phép nhiều người tự làm tại nhà Xuất xứ từ nước Mỹ, sữa bắp được làm từ ngô ngọt, thường ở dạng lỏng hoặc sệt, và được sử dụng trong các món xúp hoặc nước sốt, đóng vai trò quan trọng trong ẩm thực miền Trung Tây Hoa Kỳ, thường được bán dưới dạng đóng hộp Tại Việt Nam, sữa bắp được chế biến tương tự như sữa đậu nành và đã xuất hiện trên thị trường trong thời gian 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 nguy cơ mắc các bệnh như béo phì, tiểu đường và sâu răng, đồng thời làm tăng lượng đường huyết, cholesterol và triglycerid trong cơ thể.
- 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 1.2.2.1 Chỉ tiêu cảm quan
- 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
Theo thống kê, ngô (bắp) là loại lương thực đứng thứ ba về sản lượng, chỉ 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 chính.
Mỹ là quốc gia có diện tích trồng bắp lớn nhất, trong khi Trung Quốc dẫn đầu về sản lượng ngô tại khu vực Châu Á, theo sau là Thái Lan, Indonesia, Philippines và Việt Nam.
Theo Viện nghiên cứu chương trình lương thực thế giới, nhu cầu ngô trên thế giới vào năm 2020 lên tới 852 triệu tấn [15]
Bắp được sử dụng để chế biến thức ăn cho con người và 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 khi thị trường thế giới ưa chuộng các loại sữa thực vật như hạt hạnh nhân, óc chó, đậu nành và yến mạch, thì sữa bắp, một dòng sữa thực vật mới mẻ, đang thu hút sự chú ý của người tiêu dùng nhờ hương vị độc đáo và chất lượng cao Sản phẩm này chủ yếu được sản xuất và tiêu thụ tại các nước Châu Á, trong khi ở Châu Âu và Châu Mỹ, sữa bắp vẫn còn ít được ưa chuộng Tuy nhiên, nhờ vào hương vị thơm ngon và giá trị dinh dưỡng tốt, sữa bắp đang dần chiếm được cảm tình của người tiêu dùng trên toàn cầu.
1.3.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa bắp trong nước
Trong những năm gần đây, xu hướng tiêu dùng sản phẩm sữa thực vật, đặc biệt là sữa bắp non, đã phát triển mạnh mẽ nhờ vào sự đa dạng trong thói quen sinh hoạt và chế độ ăn uống Người tiêu dùng ngày càng ưa chuộng sữa hạt để bổ sung vào chế độ ăn uống lành mạnh Tại Việt Nam, bắp ngọt không chỉ được sử dụng để ăn tươi mà còn được chế biến thành các sản phẩm như sữa bắp non, ngày càng phổ biến trong thị trường thành phố Với hương vị thơm ngon, dễ uống và giá thành hợp lý, sữa bắp non đang thu hút sự quan tâm của cả người lớn và trẻ nhỏ, đồng thời mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe tim mạch, dự đoán sẽ là lựa chọn ưu tiên của người tiêu dùng thông thái.
Sữa bắp chủ yếu được sản xuất bởi các doanh nghiệp tư nhân, được đóng trong chai nhựa và có thời gian sử dụng ngắn, chỉ khoảng 3 ngày ở nhiệt độ từ 4-8 độ C, dẫn đến sản lượng hạn chế.
Sữa bắp non có thời gian bảo quản ngắn và yêu cầu nhiệt độ lạnh, khiến cho việc chế biến và sản xuất trở nên khó khăn Do đó, mặc dù nhu cầu về loại thức uống này ngày càng tăng, nhưng hiện tại chỉ có rất ít nhà máy và công ty đáp ứng được.
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 rõ thông tin như nơi sản xuất, cơ sở sản xuất, hạn sử dụng hay thành phần dinh dưỡng Do đó, người tiêu dùng cần lựa chọn những 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
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
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
Bắp là nguyên liệu chủ yếu trong sản xuất, và chất lượng sản phẩm phụ thuộc nhiều vào chất lượng của bắp Nếu bắp đạt tiêu chuẩn tốt, sản phẩm cuối cùng sẽ có chất lượng cao hơn, ngược lại, bắp kém chất lượng sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến sản phẩm Do đó, việc lựa chọn bắp theo đúng tiêu chuẩn chất lượng là rất quan trọng trong quy trình sản xuất.
Chọn bắp ngọt mới thu hoạch với hạt đều, màu vàng sáng và không bị sâu mọt hay hư hỏng Đảm bảo hình dáng bắp nguyên vẹn, sau đó bóc hết lá bẹ và râu, rồi rửa sạch trước khi sử dụng.
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 lý tưởng là 5 độ C.
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 những bắp ngô hư hỏng, bị sâu, hạt lép hoặc bầm dập Những bắp ngô không đạt tiêu chuẩn sản xuất sẽ được loại bỏ ngay lập tức.
Lọai bỏ phần lõi, chỉ lấy phần hạt ngô để đem đi sản xuất.
Sử dụng máy tách lõi ngô tự động chuyên dụng giúp nâng cao hiệu quả sản xuất Người công nhân chỉ cần đặt ngô vào máy, sau đó máy sẽ tách lõi và hạt ngô một cách chính xác Đường cắt cần phải phẳng và sát lõi để đảm bảo 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.
Cho hạt ngô vào bồn rửa và rửa sạch với nước Kết hợp sục khí để tối ưu hóa quá trình làm sạch, loại bỏ 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 ở nhiệt độ 70 độ C giúp tăng cường hiệu quả trích ly với tỷ lệ nước so với bắp là 5:1 Quy trình nghiền được chia thành hai giai đoạn: nghiền thô và nghiền mịn, nhằm đảm bảo hạt bắp được nghiền đều và nhỏ.
+ Tách dịch sữa bắp ra khỏi hạt bắp, thu hồi tối đa dịch sữa để chế biến sản phẩm
+ Loại bỏ cặn và các chất không tan trong dịch sữa giúp nâng cao chất lượng sữa tốt nhất.
Quá trình trích ly diễn ra qua hai lần Đầu tiên, dịch ngô sau khi nghiền ướt được đưa vào thiết bị trích ly kiểu ly tâm liên tục để tách bã không hòa tan Sau lần trích ly đầu, phần dịch thu được sẽ tiếp tục được xử lý Phần bã không hòa tan 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 sử dụng trong 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 sản phẩm mà còn kéo dài thời hạn bảo quản và tạo ra hương vị đặc trưng.
Sử dụng thiết bị phối trộn có cánh khuấy để khuấy trộn dịch sữa bắp, sữa bột hoàn nguyên, syrup đường đã nấu sẵn, chất ổn định nhũ tương và phụ gia thực phẩm theo tỉ lệ đúng công thức Quá trình phối trộn diễn ra ở nhiệt độ 40-45°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 đưa vào thiết bị 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 ngăn ngừa biến màu sản phẩm Đồng thời, quá trình này cũng giúp loại bỏ một số hợp chất dễ bay hơi, từ đó giảm thiểu 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 được tạo ra để loại bỏ khí hòa tan, dạng phân tán và một phần hơi nước cùng các hợp chất dễ bay hơi Các chất này thoát ra qua bộ phận ngưng tụ trên đỉnh thiết bị, trong khi sữa được thu gom dưới đáy thiết bị Mục tiêu là tách tối đa hàm lượng khí còn lại trong sữa Quá trình bài khí diễn ra 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 được thực hiện trong thiết bị với áp lực cao từ 50 đến 200 bar và nhiệt độ từ 55 đến 60 độ C trong khoảng thời gian 10-15 giây Ở áp suất này, các cầu mỡ trong sữa sẽ bị chia nhỏ và phân tán đồng đều trong dung dịch Hiện tượng này xảy ra do sự thay đổi đột ngột tốc độ dòng sữa khi đi qua các khe van, nơi có cấu trúc giảm dần và rãnh thoát sữa hẹp, khiến dòng sữa va chạm với bề mặt và tăng tốc độ chuyển động.
+ 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.
Tiệt trùng UHT (Ultra High Temperature) là quá trình sử dụng hơi nước nóng để tiệt trùng sữa thông qua thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng Nhiệt độ xử lý đạt từ 137-140 độ C trong khoảng thời gian 4-6 giây, giúp tiêu diệt vi khuẩn và kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.
Làm nguội nhằm tránh những biến tính tiếp theo của sữa ở nhiệt độ cao, tiếp tục tiêu diệt vi sinh vật do làm lạnh nhanh gây sốc nhiệt.
Sữa được làm lạnh xuống nhiệt độ khoảng 20-25 o C tại vùng trao đổi nhiệt gần cuối của thiết bị tiệt trùng UHT, tác nhân làm nguội là nước lạnh.
+ Giữ nguyên được các chất dinh dưỡng và làm cho sản phẩm ít bị thay đổi về mặt sinh lý và sinh hóa.
+ Cách ly sản phẩm với môi trường bên ngoài nhằm kéo dài thời hạn sử dụng của sản phẩm.
+ Tạo kiểu dáng thích hợp, hấp dẫn cho tiêu dùng và thuận tiện khi bao gói vận chuyển.
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 năng suất 11,7 triệu lít/năm và hoạt động bán liên tục, chỉ sản xuất trong các tháng 1, 2, 3, 7, 8, 9 do nguyên liệu theo thời vụ Máy móc được vận hành theo 3 ca/ngày, với ngày nghỉ vào chủ nhật và các dịp lễ, tết Sau một thời gian sản xuất, tất cả thiết bị và nhà xưởng đều cần được vệ sinh và bảo trì, diễn ra trong các tháng không có nguyên liệu.
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
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:
T i là khối lượng nguyên liệu trước công đoạn thứ i (tấn)
Khối lượng nguyên liệu sau công đoạn thứ i được ký hiệu là S i (tấn), trong khi hao hụt nguyên liệu tại công đoạn thứ i so với lúc đưa vào được ký hiệu là x i (%) 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:
Khối lượng nguyên liệu vào công đoạn này là:
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:
Khối lượng nguyên liệu vào công đoạn này là:
Khối lượng nguyên liệu vào công đoạn này là:
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 với bột sữa hoàn nguyên và syrup đường là 10:1:2 Trong đó, khối lượng dịch sữa bắp được sử dụng là 10x, 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 khoảng 2% Với hàm lượng chất khô của đường đạt 99,8%, ta có thể tính toán lượng đường thực tế cần sử dụng.
100−2 =0,5398tấn /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
100−25 =0,2859 tấn /h Khối lượng dịch sữa vào công đoạn phối trộn là:
3.2.2.8 Công đoạn trích ly 1 và 2
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.
Trong quy trình trích ly sữa, khối lượng dịch sữa được gọi là Tv1 cho công đoạn trích ly 1 và Tv2 cho công đoạn trích ly 2 Sau khi thực hiện hai lần trích ly, khối lượng dịch sữa thu được lần lượt là Tr1 và Tr2 Đồng thời, khối lượng bã sau trích ly lần đầu tiên được ký hiệu là mbã 1, với giá trị là y.
Hàm lượng chất khô trong hạt ngô ngọt đạt khoảng 83%, với 85% trong số đó là chất khô hòa tan và 15% 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
6 =0,0299×T v 1 y= 0,0543× T v1 (1 ) 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 Khi giả sử hiệu suất trích ly lần 2 là 97%, ta có m chất khô ht còn sót lại2 = 3% × m chất khô ht còn sót lại1 Cụ thể, 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 bã 2 =m chất khôkhông ht +m chất khôht cònsót lại2
2 y +0,9621× T v1 =2,8096(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 Kết luận:
- 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.
Tổng lượng chất khô trong mẻ 2, bao gồm cả chất khô hòa tan và không hòa tan, bằng tổng chất khô từ dịch sữa sau trích ly 2 cộng với lượng chất khô của nguyên liệu bắp trước khi nghiền Công thức tính tổng lượng chất khô trong mẻ 2 là: m tổngck2mẻ 2 = (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 2vàodịch =8% × 85% × 83% × T v 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 sautrly 1 = (m ck trly 2 vàodịch + m ckht) × 92% Cụ thể, với các giá trị m ck trly 2 vàodịch là 0,0244 tấn/h và m ckht là 0,3055 tấn/h, ta có m ckht sautrly 1 = (0,0244 + 0,3055) × 92% = 0,3035 tấn/h Đồng thời, lượng chất khô không hòa tan trong bã trích ly 1 được tính bằng: m ck bã 1 mẻ 2 = m tổngck mẻ 2 − m ck sau trly 1, với m tổngck mẻ 2 là 0,3800 tấn/h, dẫn đến m ck bã 1 mẻ 2 = 0,3800 − 0,3035 = 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 bã1 mẻ2 = 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
Trong quá trình nghiền, lượng nước có trong dịch nghiền đạt 0,4964 tấn/h, tương đương với 2,4820 tấn/h Giả sử hao hụt nước trong quá trình nghiền là 15%, lượng nước cần bổ sung thực tế sẽ được tính bằng cách nhân lượng nước hiện có với 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 = 0,5116tấn / 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:
180 948,4 hộp /ca 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:
Giả sử hao hụt thùng là 5% khi bao gói, vậy số thùng thực tế là:
100−5 = 874,824 thùng /ca≈ 875thùng /ca Vậy số hộp cần để bao gói sữa trong 1 ca là 19946 hộp, số thùng cần dùng trong 1 ca là 875 thùng.
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
CHƯƠNG 4: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ
4.1 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 sản phẩm có chất lượng tốt, năng suất cao, đồng thời tiêu hao nguyên liệu ít Điều này không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế cao mà còn giúp giảm thiểu 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:
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:
Chọn h1 +h2 -; d=D/8; h= D−d 2 × tgα Chọn α = 30 o khi đó: h = 0,253D Suy ra: V = 1,65 D 3
Tính toán và chọn thiết bị
Lượng nguyên liệu bắp nguyên trái đã tách vỏ cần đem đi tách hạt là:
M11 = 0,5214 tấn/h = 521,4 kg/h Chọn thiết bị tách hạt bắp TS- W168L với các đặc tính kỹ thuật như sau: [17]
Năng suất : 400-600 kg/h Trọng lượng : 110kg
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:
M10 = 0,3871 tấn/h = 387,1 kg/h Chọn thiết bị rửa băng tải sục khí R3M3 với các đặc tính kỹ thuật như sau: [18]
Năng suất : 300 kg/h Trọng lượng : 520 kg 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
Năng suất : 200 kg/h Trọng lượng : 60 kg 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 Trọng lượng : 1700 kg
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:
Năng suất : 1000 lít/h 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]
Năng suất : 400 lít/h Kích thước : 1620mm×2000mm 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 vào: 4 – 8 o C 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 Trọng lượng : 350kg
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]
Năng suất : 4000 lít/h Kích thước : 1410mm×1120mm×1470mm Trọng lượng : 1600kg
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 Trọng lượng : 1350kg
Nhiệt độ tiệt trùng: 137 o C, nhiệt độ làm lạnh : 1 o C Thời gian giữ nhiệt: 4 phút
4000 =0,87 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 Dung tích hộp: 100-1000ml 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
Trọng lượng : 300kg Hộp mẫu vào : single file Kích thước: 3500×860×1500 mm
20000 =0,99 Vậy chọn 1 thiết bị gắn ống hút.
Sau khi rót và ghép mí hộp sữa bắp, ống hút được gắn và in phun date, các hộp này được đưa đến quá trình đóng block bằng băng tải 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 Kích thước :
2200mm×1100mm×2300mm Trọng lượng : 1200kg Đường kính : 130 ÷ 250 mm Công suất : 2kW
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]
Năng suất : 900 thùng/h Kích thước :
2100mm×1900mm×1450mm Chiều cao bàn : 750 ÷ 50mm
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:
H0 = H + 2h = 2,5722 m 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:
H0 = H + 2h = 1,2574 m 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 m³/h) Để chứa lượng sữa này, cần chọn thùng chứa bằng thép không rỉ, có hình trụ và đáy chỏm cầu, với hệ số chứa đầy là 0,85.
H0 = H + 2h = 1,1954 m Chọn 1 thùng chứa có kích thước 630×1200 (mm).
4.3.14.3 Thùng chứa syrup sau nấu
Lượng syrup cần sử dụng là 0,7542 tấn/h, tương đương với 0,55885 m³/h, dựa trên trọng lượng riêng của syrup ở 65°C với 70% đường là 49,56 kg/m³ Thùng chứa được chọn là thép không rỉ, có hình trụ và đáy chỏm cầu, với hệ số chứa đầy là 0,85.
H0 = H + 2h = 1,5197 m 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:
Năng suất: 400 lít/h Kích thước: 740×1200mm Công suất: 1,528 kW
Hệ số sử dụng là:
N = 825,7 400 ×60 × 15 =0,516 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 2 H
H = 2D = 2,51 m d = D/8 = 0,157 m h = 0,253D = 0,317 m Chọn 1 thùng chứa đường có kích thước 1300×2510 mm.
Lượng sữa trước khi vào bồn chờ rót đạt 3410,71 lít/h, tương đương 3,4107 m³/h Để đảm bảo chất lượng, thùng chứa được chọn làm bằng thép không gỉ với hình dạng trụ và đáy chỏm cầu, có hệ số chứa đầy là 0,85.
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:
Chọn h1 +h2 -; d=D/8; h= D−d 2 × tgα Chọn α = 30 o khi đó: h = 0,253D Suy ra: V = 1,65 D 3
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 350×350×375 mm [29]
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 sau đó từ thiết bị tách hạt 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:
Model: GT - 01 Công suất: 3-50 tấn/h Tốc độ gầu tải: 5-60 m/phút Chiều rộng gàu: 350 mm [33]
Thông số kĩ thuật của bơm ly tâm Pentax CM32-160 [34]:
Năng suất: 6 – 24 m 3 /h Kích thước: 390×145×290 mm Công suất: 2,2 kW
Thông số kĩ thuật của bơm thể tích Lobe pumbs [35]:
Năng suất: 2 m 3 /h Kích thước: 250×130×185 mm 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 tiếp đến thiết bị phối trộn.