Bánh kẹo là những thực phẩm truyền thống đã có từ rất lâu và trở nên quen thuộc với người tiêu dùng ở mọi lứa tuổi.Không chỉ đóng vai trò là một sản phẩm thực phẩm, mà còn là sản phẩm có tính thị hiếu và mang giá trị văn hoá vì đã từ lâu bánh kẹo là những sản phẩm không thể thiếu trong các dịp lễ tết, cưới hỏi, sinh nhật.Ngành công nghiệp bánh kẹo hiện nay với công nghệ tiên tiến và các thiết bị hiện đại đã mang đến cho thị trường rất nhiều sản phẩm bánh kẹo có chất lượng cao, mẫu mã đẹp. Cùng với sự phát triển đó, ngành công nghiệp bánh kẹo của nước ta cũng đang trên con đường phát triển và đổi mới mạnh mẽ để đáp ứng được nhu cầu thị trường và tăng khả năng cạnh tranh trong tiến trình hội nhập với khu vực và trên thế giới.Hiện nay ngành công nghiệp sản xuất bánh kẹo nước ta cũng đang phát triển, có các nhà máy với quy mô lớn như: Bibica, Kinh đô, Biscafun… Tuy nhiên sản lượng bánh kẹo hàng năm vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu trong nước.
LỜI NÓI ĐẦU Bánh kẹo thực phẩm truyền thống có từ lâu trở nên quen thuộc với người tiêu dùng lứa tuổi.Không đóng vai trò sản phẩm thực phẩm, mà sản phẩm có tính thị hiếu mang giá trị văn hoá từ lâu bánh kẹo sản phẩm thiếu dịp lễ tết, cưới hỏi, sinh nhật Ngành công nghiệp bánh kẹo với công nghệ tiên tiến thiết bị đại mang đến cho thị trường nhiều sản phẩm bánh kẹo có chất lượng cao, mẫu mã đẹp Cùng với phát triển đó, ngành công nghiệp bánh kẹo nước ta đường phát triển đổi mạnh mẽ để đáp ứng nhu cầu thị trường tăng khả cạnh tranh tiến trình hội nhập với khu vực giới Hiện ngành công nghiệp sản xuất bánh kẹo nước ta phát triển, có nhà máy với quy mô lớn như: Bibica, Kinh đô, Biscafun… Tuy nhiên sản lượng bánh kẹo hàng năm chưa đáp ứng nhu cầu nước Xuất phát từ tình hình thực tế, với điều kiện thuận lợi tiềm bánh kẹo, tiến hành thực đề tài “Thiết kế phân xưởng sản xuất kẹo cứng không nhân, suất sản phẩm /ngày” 1 PHẦN TỔNG QUAN 1.1 Lịch sử kẹo [8] Việc sản xuất kẹo có từ thời Ai Cập cổ đại cách khoảng 3500 năm Cuộc khai quật Herculaneum cho thấy có phân xưởng kẹo với nhiều dụng cụ tương tự với thứ mà sử dụng để sản xuất kẹo ngày Các chứng cho thấy hầu hết kẹo thời Ai Cập cổ sản xuất mật ong, Ấn Độ hay Trung Hoa cổ sử dụng loại đường thu cách cho bốc cách sơ sài loại nước cốt trái Nhờ mía trồng ngày phổ biến, vào kỷ thứ việc phát triển đường mía đời Persia Đến kỷ thứ 13, nhờ đường biển phát triển, mía trồng lan rộng từ vùng Địa Trung Hải đến nước Châu Mỹ La Tinh đến Châu Á Sau mía trồng khắp nước vùng nhiệt đới cận nhiệt đới Cho đến kỷ thứ 16 nhờ thương mại hoá việc chế biến đường nên kẹo mứt trở nên ngày phổ biến Rồi dần dần, bên cạnh nguyên liệu truyền thống đường để làm kẹo, hàng loạt nguyên liệu khác phát làm cho kẹo ngày trở nên phong phú chủng loại, kể đến cacao với đường dùng để sản xuất sôcôla hay thêm sữa để sản xuất sôcôla sữa Bơ sữa với đường để làm kẹo caramen, sau loại đường khử, mạch nha chất tạo bọt tạo nhũ, chất ổn định biến kẹo từ thủ công trở thành khoa học Bên cạnh dây chuyền công nghệ đời giúp cho việc sản xuất diễn cách liên tục tự động hoá Tất yếu tố thiết lập nên công nghệ sản xuất kẹo đại phổ biến khắp giới mà thấy ngày Theo quan diểm khoa học đại, ngày ta hiểu kẹo từ mặt kỹ thuật dùng để xác định hỗn hợp đường saccharose mạch nha nấu nhịêt độ cao, kết thu khối hỗn hợp mang tính chất đặc trưng sau: • Về mặt cảm quan, không thấy hạt tinh thể đường • Độ ẩm lại thấp với độ ẩm cân 3%, dẫn đến kết kẹo hút ẩm không khí • Sau nấu, hai thành phần đường sacarose mạch nha có thêm lượng đường khử kết nghịch đảo đường trình nấu 2 Tuy nhiên định nghĩa không đề cập tính chất vật lý đặc trưng mà nhà sản xuất kẹo cần phải nắm bắt để kiểm soát chất lượng sản phẩm Một số khái niệm sau làm rõ cấu trúc kẹo: Kẹo thể trạng thái vô định hình, bão hoà, không bị kết tinh hỗn hợp đường đun sôi.Đặc điểm loại kẹo phụ thuộc vào tỉ số đường sacarose/mạch nha lượng nước lại kẹo 1.2 Phân loại kẹo [8] Người ta phân loại kẹo theo nhóm: Nếu phân loại theo hàm lượng nước có loại sau: - Kẹo cứng: độ ẩm < 3% - Kẹo mềm: độ ẩm 12-20% - Kẹo dẻo: độ ẩm 5-10 % Nếu phân loại theo đặc trưng thành phần kẹo loại kẹo đa dạng người ta thường phân loại theo đặc điểm này: Bảng1.1 Các chủng loại kẹo [8] Nhóm Chủng Loại Kẹo cứng hoa Quýt, chanh, dừa, chuối, táo, Kẹo cứng bơ Bơ sữa, bơ dừa, bơ ca cao, café, Kẹo cứng Kẹo cứng tinh dầu Bạc hà, hoa hồng, hoa quế, hạnh nhân, Kẹo mềm tinh bột Quýt, chanh, nho, vải, bí đỏ, Kẹo mềm aga Quýt, chanh, dừa, sữa, Kẹo mềm Kẹo mềm pectin Quýt, chanh, dâu, Kẹo mềm gelatin Quýt, dâu, Kẹo mềm albumin Cam, quýt, dứa, sữa, Kẹo cao su Bạc hà, chanh, cam thảo, Kẹo dẻo Kẹo mè xửng Chuối, nho, bạc hà, Keo nhân bột Quýt, chanh, dâu, dừa, Kẹo nhân bột hạt thơm Lạc, hạnh nhân, vừng, Kẹo có nhân Kẹo nhân rượu Rượu rum, rượu uýt – ki, rượu Kẹo có nhân khác nho, Sô cô la, bơ, sữa, Sôcôla chuất Chanh, quýt, chuối, Kẹo sôcôla Sôcôla có nhân Hạnh nhân, caramen, mứt Kẹo dinh dưỡng Vitamin A, B, C Kẹo thuốc Kẹo kháng sinh Penicillin, biomixin, 1.3 Giá trị dinh dưỡng kẹo [8] Trong đời sống hàng ngày, trẻ em người lớn thích ăn kẹo mùi vị hấp dẫn vẻ bề họ nghĩ tới việc ăn kẹo để 3 cung cấp chất dinh dưỡng Tuy nhiên ta ăn kẹo có nghĩa cung cấp cho thể lượng định Điều tùy thuộc vào thành phần nguyên liệu sử dụng Các chất dinh dưỡng có kẹo gồm: Glucid Glucid kẹo chủ yếu đường Đây nguồn chủ yếu cung cấp nhiệt cho thể người Cứ gam đường tỏa nhiệt lượng 4,22Kcal Disaccharit chất có nhiều loại kẹo trái cây.Trong kẹo cứng, hàm lượng saccharose đạt 75 – 80%.Một số loại kẹo trái khác chế biến từ nha có chứa nhiều maltose Dạ dày hấp thu chất dễ dàng, đặc biệt trẻ em sử dụng thích hợp Monosaccharit tồn phổ biến kẹo trái cây.Thường loại kẹo trái chế biến chủ yếu từ mật tinh bột dạng chuyển hóa, chứa nhiều glucose fructose.Trong số kẹo mềm trái cây, hàm lượng monosaccharit cao chí 35% Các loại glucid khác pectin, tinh bột,… có mặt thành phần kẹo với hàm lượng nhỏ nhiều Lipid Chất béo kẹo lên đến 40% đưa vào kẹo dạng bơ, sữa, cacao… Lượng nhiệt sinh đơn vị khối lượng chất béo lớn gấp lần đường Mỗi gam chất béo tỏa nhiệt lượng 9,3Kcal Do ăn kẹo có chứa nhiều chất béo bù đắp nhiều nhiệt tiêu hao thể Những người lao động nặng nhọc vận động viên thể thao, lái máy bay, bơi lặn, v.v dùng kẹo có hàm lượng chất béo cao để cung cấp nhiệt Nói chung chất béo kẹo nhũ hóa cách đầy đủ, thể tích chúng phân tán cao làm cho thể hấp thu dễ dàng Protein Protein kẹo bổ sung vào thông qua thành phần sữa, cacao,… Hàm lượng albumin loại kẹo tương đối cao, bù đắp thiếu hụt thể người số lượng lẫn chất lượng Albumin từ lòng trắng trứng bổ sung sản xuất kẹo mềm Về quan điểm dinh dưỡng học, albumin động vật nâng cao hệ số hấp thu thể albumin thực vật; trẻ em thời kỳ sinh trưởng, phụ nữ có thai, người ốm dùng kẹo chứa nhiều albumin để điều tiết dinh dưỡng Vitamin khoáng 4 Trong kẹo trái có sinh tố chất khoáng cần thiết cho thể vitamin C, chất khoáng canxi, photpho, sắt… Kẹo trái nguồn bổ sung quan trọng chất vi lượng cần thiết cho thể mà bữa ăn cung cấp không đầy đủ 1.4 Kẹo cứng [3] Khái niệm chung Caramen sản phẩm kẹo nấu dung dịch đường với mật tinh bột đường với đường chuyển hóa đến độ ẩm - % Dựa vào cấu tạo chia caramen làm hai nhóm sau ; - Caramen không nhân - Caramen có nhân Nhìn hình thức bên chia làm loại : - Caramen bọc giấy - Caramen không bao giấy Caramen chất vô định hình, cứng dòn hay gọi kẹo cứng Bài đồ án giới thiệu sản phẩm kẹo cứng cam (kẹo không nhân) 1.5 Một số nguyên liệu chủ yếu sản xuất kẹo cứng không nhân 1.5.1 Đường Sacarose * Tính chất vật lý [3] - Đường sacarose disacarit - Công thức phân tử: C12H22O11 - Khối lượng phân tử: M = 342g/mol - Bề ngoài: rắn, trắng - Tỷ trọng: 1,587g/cm3 - Điểm nóng chảy: 165÷180oC - Độ hòa tan nước: 211,5g/100ml - Được cấu tạo từ monosacarit: α-D glucose β-D Fructose liên kết α với liên kết -1,4-Glucozit Chúng sản xuất từ mía, củ cải đường số nguyên liệu khác như: ngô đường, cao lương đường - Tính hoà tan [3] Sacarose có tính hoà tan tốt, hoà tan nhiệt độ thấp Sacarose dễ hòa tan nước, hợp chất rượu, dung môi có cực NH lỏng, không hòa tan xăng, CCl4, Benzen, cồn Tecpen Độ hoà tan sacarose 5 tăng nhiệt độ tăng Cứ 1kg nước 20°C hoà tan hết 2,09kg đường nhiệt độ khác độ hòa tan sacarose khác Bảng 1.2 Độ hoà tan đường sacarose theo nhiệt độ [3] Nhiệt độ (°C) Độ hòa tan (g sac/100g H2O) Nhiệt độ (°C) Độ hòa tan (g sac/100g H2O) 10 190,4 60 287,3 20 203,9 70 320,5 30 219,5 80 362,2 40 238,1 90 415,7 50 260,1 100 487,2 Khi nồng độ tăng độ hoà tan giảm độ tinh khiết giảm độ hoà tan giảm Khi có mặt đường khác glucose, maltose, fructose độ hoà tan sacarose giảm độ hoà tan đường chung lại tăng lên Nếu ta cho đường sacarose dịch nước glucose sacarose hoà tan nước tinh khiết hàm lượng chất khô lớn dung dịch đường sacarose tinh khiết Vậy hỗn hợp với dạng đường khác sacarose cho ta dung dịch với hàm lượng đường chung cao hơn, tính chất quan trọng công nghệ sản xuất bánh kẹo Sự tăng hàm lượng chất khô dung dịch mật đường bão hoà dịch đường chuyển hoá làm cho siro kẹo khối kẹo không bị kết tinh - Tính háo nước Sacarose không háo nước, bắt đầu hút ẩm độ ẩm tương đối không khí đạt 90%.Nhưng ta nấu đường sacarose với dạng đường khử khác sản phẩm tạo dễ hút ẩm dạng đường khử có khả hút ẩm lớn.Tuy nhiên tác động tính háo nước loại đường khác nhau.Glucose có mặt hỗn hợp làm cho tính háo nước sacarose tăng so với sacarose tinh khiết lại có mặt fructose đường chuyển hoá - Tính kết tinh Đường sacarose dễ tạo dung dịch bão hoà, dung dịch bão hoà tạo thành không bền vững thay đổi số điều kiện khuấy trộn học, hạ nhiệt độ đột ngột lượng đường bão hoà dễ kết tinh trở lại Vì vậy, 6 công nghiệp sản xuất bánh kẹo, người ta luôn dùng chất chống hồi đường để làm cho viên kẹo có tính chất phi tinh - Độ nhớt [3] Dung dịch đường sacarose có độ nhớt cao độ nhớt dung dịch tăng nồng độ tăng nhiệt độ giảm Đối với sản xuất kẹo, trình xảy nấu dung dịch đường đậm đặc có ý nghĩa quan trọng.Thực nghiệm rõ nấu dịch đường saccarose tinh khiết đậm đặc thay đổi hóa học không nhiều lắm.Nếu có tham gia dạng đường khác phân hủy xảy mạnh phân hủy nhiệt độ thấp (1000C) Khi tăng nhiệt độ đến 115-1250C thời gian nấu tăng từ 60 phút đến 90 phút hàm lượng chất khử siro tăng từ 13-17% Nếu tăng nhiệt độ đến 1450C lượng chất khử tăng 19-20% nhiệt độ 160 0C thời gian nấu 30 phút hàm lượng chất khử đạt tới 52% Saccarose phân hủy nhiệt độ thấp có tác dụng mật tinh bột mật tinh bột có độ axit định (pH=5,2) nên làm đường saccarose chuyển hóa Mức độ phân hủy tăng theo thời gian nhiệt độ * Tính chất hoá học - Khả chuyển hoá Dưới có mặt ion H+, dung dịch sacarose phân giải tạo thành đường chuyển hoá + H → C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 [+ 66,5][+ 52,2][-93,0] Glucose Fructose Tốc độ chuyển hoá phụ thuộc vào nồng độ dung dịch đường, nhiệt độ, nồng độ axit thời gian chuyển hóa Lượng đường chuyển hoá có ảnh hưởng tới kết tinh sacarose.Khi nấu kẹo nhiệt độ cao có mật tinh bột phần sacarose bị chuyển hóa (vì mật tinh bột có độ axit định) 7 Nếu độ axit tăng nhiệt độ tăng phản ứng chuyển hoá tăng Nếu dung dịch axit có tính oxy hoá HNO phản ứng xảy tiếp Nếu pH thấp glucose, fructose bị phân huỷ - Tác dụng với kiềm Trong môi trường kiềm nhiệt độ cao, đường phân hủy tạo chất màu axit Tốc độ phân hủy tăng theo độ pH, thời gian, nhiệt độ, chất lượng đường Khi tác dụng với Ca cho sản phẩm sau: C12H22O11.CaO, C12H22O11.2CaO, C12H22O11.3CaO Dưới tác dụng độ kiềm cao nhiệt độ sacarose bị phân hủy tạo nhiều chất có màu Sacarose→ Monosacarit → Aldehit đường → hydrometyl fucforol → axit levilic + axit foocmic + chất màu - Phản ứng caramen hóa Dưới tác dụng nhiệt độ đường sacarose bị nước trùng hợp tạo nhiều sản phẩm khác chất màu Khi nâng nhiệt độ đến 135°C sacarose bắt đầu biến đổi tạo andehyt (glucozan, frutozan) không màu C12H22O11 °C 135 → C6H10O5 Glucozan + C6H10O5 + H2O Frutozan Nếu nhiệt độ cao 185 - 190°C (chủ yếu xảy sản xuất bánh sản xuất kẹo xảy sirô tiếp xúc trực tiếp với nhiệt) C6H10O5 + C6H10O5 C12H22O11 Glucozan Frutozan izo sacarozan Khi nhiệt độ cao 10% nước tạo thành caramelan (C 12H18O9 C24H36O18) có màu vàng C12H20O10 - H2O C12H18O9 C24H36O18 Khi 14% nước tạo thành caramelen C12H20O10 + C24H36O18 C36H48O24 + H2 O Và 25% nước tạo thành caramelin có màu nâu đen * Tiêu chuẩn kỹ thuật đường tinh luyện (TCVN 1695-87)[1,tr5] - Độ ẩm - Đường khử : 0,05% ≤ 0,03% - Độ tinh khiết : 99,8% - Tỷ lệ tro ≤ 0,03% - Màu sắc 100 - 150 IC 1.5.2 Mật tinh bột [3] Mật tinh bột sản phẩm thủy phân tinh bột chưa triệt để axit enzyme Là nguyên liệu dùng sản xuất kẹo Khi thủy phân tinh bột thuđược hydratcacbon có trọng lượng phân tử khác thành phần mật tinh bột dextrin, maltose glucose Mức độ thủy phân cao lượng glucose nhiều dextrin.Dextrin thành phần mật tinh bột chất đồng mà phân tử có cấu tạo từ số lượng khác gốc glucose maltose gọi làđường mạch nha (C 12H22O11).Khi bị thủy phân, phân tử maltose tạo hai phân tử glucose Chất lượng vàđộ bền sản phẩm bánh kẹo bảo quản phụ thuộc vào thành phần hydratcacbon mật, phụ thuộc vào tỉ lệ glucose, maltose dextin mật Tùy theo yêu cầu sử dụng người ta sản xuất mật tinh bột có hàm lượng đường loại khác chia làm loại: - Mật đường hóa thấp - Mật đường hóa cao - Mật đường hóa trung bình Các loại khác mức độ đường hóa hay nói cách khác khác hàm lượng đường khử Hàm lượng đường khử loại sau: - Mật đường hóa cao có hàm lượng đường khử > 60% tính theo glucose - Mật đường hóa thấp có hàm lượng đường khử từ 28-38% tính theo glucose - Mật đường hóa trung bình có hàm lượng đường khử từ 48-58% theo glucose Thu mật đường hóa cao thủy phân tinh bột axit sau tiếp tục thủy phân enxyme Hàm lượng dextrin so với loại mật khác, độ nhớt thấp Mật tinh bột công nghệ sản xuất kẹo đóng vai trò chất chống hồi đường Tính chất chống kết tinh mật tinh bột làm tăng độ nhớt dung dịch đường mật so với dung dịch đường saccarose tinh khiết nồng độ đồng thời làm tăng độ hòa tan chung đường có hợp chất * Ảnh hưởng mật tinh bột đến trình sản xuất bánh kẹo: - Glucose :C6H12O6 (M=180) [3] 9 Đường glucose sản xuất kẹo có thành phần đường chuyển hóa mật tinh bột Glucose có thủy phân đường saccarose với chất xúc tác axit Glucose tinh thể háo nước, bắt đầu hút ẩm không khí đạt tới 85-90% Làm tăng độ hoà tan đường saccarose đến kết tinh có tác dụng chống hồi đường sản xuất kẹo - Maltose : C12H22O11 (M=342) [3] Khi thủy phân maltose amylase hay axit thu phân tử glucose Maltose có nhiệt độ đóng chảy 1080C Trong sản xuất kẹo, maltose có vai trò quan trọng khả chống hồi đường làm cho kẹo giòn tính hút ẩm maltose không cao glucose kẹo không bị chảy - Frutose: C6H12O6 [3] Đường fructose sản xuất kẹo có thành phần đường chuyển hóa hay bán thành phẩm kẹo nấu hàm lượng frutose mạch nha không nhiều Fructose dễ tan nước, có tính hút ẩm cực mạnh, độ ẩm không khí 45-50%, fructose hút ẩm Do có mặt fructose làm tăng khả chảy nước kẹo - Dextrin : (C6H10O5)n [8] Số lượng tính chất dextrin trực tiếp ảnh hưởng tới độ nhớt, độ ngọt, độ mật tinh bột Khi mật tinh bột nhiều dextrin làm cho kẹo khó bị chảy, khó hồi đường, làm giảm vị ngọt, làm giảm độ tăng độ nhớt Do đó, dextrin mật tinh bột dùng để nấu kẹo cần có độ nhớt vừa phải, tính linh động tương đối cao tính tan tốt Trong sản xuất kẹo, dùng mật tinh bột có hàm lượng dextrin cao làm cho kẹo bị dính Một số quan trọng mật tinh bột độ axit, khả chuyển hoá đường sacarose trình sản xuất kẹo phụ thuộc vào độ axit mật tinh bột, độ axit mật cao nấu kẹo làm phân giải đường sacarose tạo nhiều đường khử dẫn tới kẹo sau dễ hút ẩm 10 10 d D Ht h 4.1.2 Thiết bị lọc - Lượng sirô cần lọc 383,005 (kg/h) [CBVC, tr29] - Nồng độ dung dịch 84% - Tra bảng ta có : ρ= 1443,0 (kg/m3)[4, Bảng I-87, tr64] - Hệ số chứa đầy 0,8 - Thời gian chứa 4h Hình 4.2.Thiết bị lọc 383,005 1443,0 × 0,8 Thể tích cần chứa siro sau lọc là: V= = 0,332m3 Chọn thùng hình trụ thùng lọc có lắp lớp lưới lọc, thân trụ D = 0,7 (m), d = 0,2 (m) đáy nón có góc nghiêng α = 450, tính toán sau : - Chiều cao đáy thiết bị: D−d 0,7 − 0,2 ×1 h= × tgα = - Thể tích đáy thiết bị: = 0,25 (m) 12 Vđ = ×π×h×(D2+d2+D×d)=0,044 ( m3) - Thể tích đoạn trụ: Vt = V – Vđ = 0,332 – 0,044 = 0,288(m3) - Chiều cao đoạn trụ: × Vt π × D2 × 0,288 = 0,748 π × 0,7 Ht = = (m) - Chiều cao thiết bị lọc: H = Ht +h= 0,748 + 0,25= 0,998(m) Chọn H = (m) Vậy thiết bị lọc có D= 0,7m H= m Số lượng thiết bị: Trong thiết bị lọc có đặt lưới lọc thiết kế sau: - Lưới làm thép không rỉ, hay inox… - Đường kính 0,7m - Đường kính lỗ 3-0,5 mm (khoảng 120 lỗ/cm2 ).[2] 38 4.1.3 Thiết bị nấu siro caramen [10] Lượng kẹo cần nấu 1h là: 336,607 (kg/h) [CBVC, tr29] Hình 4.3.Thiết bị nấu si rô caramen [10] Chọn thiết bị nấu chân không liên tục có thông số kỹ thuật sau: Khả làm việc Lượng yêu cầu Diện tích khu vực làm nóng Kích thước máy (L x W x H) Trọng lượng máy Công suất bơm Bơm chân không 400 kg/h 0,5~0,7 Mpa, 100 kg/h 2,45m2 1700 x 1000 x 2200 mm 1000 kg 0,75 kw 6,25 kw 336,607 400 Số lượng nồi cần chọn: n= = 0,842 Vậy chọn nồi nấu chân không liên tục 4.1.4 Thiết bị phối trộn hương liệu [11] Lượng nguyên liệu cần phối trộn: 337,188(kg/h) [CBVC, tr29] Chọn thiết bị đánh trộn LC-36 có thông số kỹ thuật sau: Năng suất 40 (kg/mẻ) Thời gian mẻ (phút) Công suất động 1, ½ (HP) Kích thước máy (L x W x H) 1020x 770 x 1200 (mm) 39 Trọng lượng máy 680 (kg) Ta thấy thời gian trộn mẻ phút, phút thiết bị trộn 40kg kẹo, lượng kẹo thiết bị trộn là: 40 × 60 = 480 (kg) Số thiết bị phải chọn: 337,188 480 n= =0,702 Vậy chọn thiết bị đánh trộn LC-36 Hình 4.4 Thiết bị phối trộn hương liệu [11] 4.1.5 Thiết bị rót khuôn - Làm nguội [12] Lượng kẹo đưa vào rót khuôn 336,521 (kg/h)[CBVC, tr29] Hình 4.5.Thiết bị rót khuôn – làm nguội [12] 40 Thông số kỹ thuật: Nơi sản xuất: ZhejiangChina Nhãn hiệu: ESM Model Năng lực sản xuất (5g kẹo) (kg / h) Công suất tiêu thụ (nồi) (kw) Tiêu thụ khí nén (L / min) Áp lực khí nén (Mpa) Tiêu thụ nước (kg / h) Áp lực (Mpa) Lượng nước tiêu thụ (L / h) Diện tích cho máy (L x W x H) (m) Trọng lượng máy (tấn) 336,521 = 0,748 450 Số thiết bị phải chọn: n = Chọn thiết bị rót khuôn - làm nguội 4.1.6 Thiết bị bao gói kẹo [13] Chọn thiết bị bao gói kẹo cứng có thông số kỹ thuật: Hình 4.6 Thiết bị bao gói kẹo [13] 41 LJC-II 360 30-45 500 P = 0,4-0,6 450 P = 0,6-0,8 2200 13x2x2.7 9,5 Model number Nơi sản xuất Tốc độ gói Kích thước đóng gói Kích thước ( L x W x H) Trọng lượng DXD-1200 Wenzhou Ruida Machinery, Trung Quốc 1200 / phút Chiều cao: 12 – 40 mm Rộng: 12 – 30 mm Chiều cao: – 18 mm 2800 x 1350 x 1720 mm 1400kg Với trọng lượng kẹo 5g số lượng kẹo cần bao gói là: 333497 = 66699,4 N= (cái kẹo) Với suất đóng gói máy tối đa 1200 cái/phút số kẹo máy đóng gói : 1200 x 60 = 72000 (cái kẹo) = 66699,4 = 0,926 72000 - Vậy số máy cần chọn: n Số máy cần chọn máy 4.2 Thiết bị phụ 4.2.1 Bunke chứa a Chứa đường Bunke chứa đường, suất 2037,272 (kg/ca),[CBVC, tr29] Đường có Bx =99,9% phương pháp nội suy ta có ρ =1554,175 (kg/m ) [4, Bảng I87, tr64] Chọn bunke chứa thân hình trụ có D = 0,8m; đáy nón có d = 0,2m; góc nghiêng α = 45 ; hệ số chứa đầy bunke β = 0,8 - Thể tích cần thiết bunke: V = - Chiều cao đáy: - Thể tích phần đáy: - Thể tích phần trụ: h= đ 2037,272 = 1,635 1557,175 × 0,8 D−d × V = 12 π t α tg = 0,8 − 0,2 ×1 2 (m ) = 0,3 (m) × h × (D +d +D ×d) = 0,066(m ) đ V = V- V = 1,635 – 0,066 = 1,569 (m ) 42 4.Vt π D 4.1,569 = 1,997 π 12 Suy ra: H= = (m) Vậy tổng chiều cao thiết bị là: 1,997 + 0,3= 2,297 (m) Chọn chiều cao thiết bị: 2300(mm) Vậy kích thước thiết bị là: Đường kính:800mm Chiều cao: 2300mm b Buke chứa mật tinh bột - Năng suất chứa 814,909 (kg/ca), [CBVC, tr29] Ta có suất chứa 2037,272 = 2,5 814 ,909 buke chứa mật tinh bột nhỏ buke chứa đường : - Nên ta chọn thể tích buke chứa mật tinh bột là: = Vbunkeduong 2,5 = lần 1,635 = 0,654 2,5 V (m3) Chọn bunke chứa thân hình trụ có D = 1m; đáy nón có d = 0,2m; góc nghiêng α = 45 ; hệ số chứa đầy bunke β = 0,8 - Chiều cao đáy: - Thể tích phần đáy: - Thể tích phần trụ: h= đ D−d × V = 12 π t α tg = − 0,2 × 2 1= 0,4 (m) × h × (D +d +D ×d) = 0,129(m ) đ V = V- V = 0,654 - 0,129 = 0,525 (m ) 4.Vt π D × 0,525 = 0,668 3,14 × 12 Suy ra: H= = (m) Vậy tổng chiều cao thiết bị là: 0,668 + 0,4= 1,068 (m) Chọn chiều cao thiết bị: 1500(mm) - Vậy kích thước thiết bị là: Đường kính:1000mm Chiều cao: 1500mm c Buke chứa nước - Năng suất chứa 364,824 (kg/ca), [CBVC, tr29] - Khối lượng riêng nước là: 1000 (kg/m ) 43 Chọn bunke chứa thân hình trụ có D = 0,5m; đáy nón có d = 0,1m; góc nghiêng α = 45 ; hệ số chứa đầy bunke β = 0,8 - Thể tích cần thiết bunke: V = - Chiều cao đáy: - Thể tích phần đáy: - Thể tích phần trụ: h= đ 364,824 = 0,456 1000 × 0,8 D−d × V = 12 π t α tg = (m ) 0,5 − 0,1 × 2 1= 0,2 (m) × h × (D +d +D ×d) = 0,016(m ) đ V = V- V = 0,456 - 0,016 = 0,440 (m ) 4.Vt π D × 0,44 = 0,561 3,14 × 12 Suy ra: H= = (m) Vậy tổng chiều cao thiết bị là: 0,561+ 0,2= 0,761 (m) Chọn chiều cao thiết bị: 800(mm) - Vậy kích thước thiết bị là: Đường kính:500mm Chiều cao: 800mm d Tank chứa siro sau lọc [14] Năng suất chứa 383,005 (kg/h) [CBVC, tr29] - Nồng độ dung dịch 84% - Tra bảng ta có : ρ= 1443,0 (kg/m3) [4, Bảng I-87,tr64] - Thể tích cần để chứa siro giờ: = V 383,005 = 0,332 1443× 0.8 (m3) Hình 4.7.Thiết bị tank chứa si rô sau lọc [14] Chọn thùng có cánh khuấy có thông số kỹ thuật:[14] Nơi xuất xứ Hena,china Nhãn hiệu SSJB- 400L Thể tích Kích thước (D x H) Φ Công suất động 44 400 L 800 x 800 mm 0,75 Kw Trọng lượng 180 kg e Thùng chứa siro sau nấu, phối trộn Năng suất chứa 337,188 (kg/h),[CBVC, tr29] Φ − − − − − − − − − − − − − − Chọn thùng chứa có kích thước: (D x H) : 800 x 800 mm 4.2.2 Thiết bị vận chuyển a Gàu tải đường [6] Lượng đường cần tải 1h: 254,660 kg/h[CBVC, tr29] Chọn suất gàu tải Q: 300 kg/h Thiết kế gàu tải với thông số [7] Chiều rộng băng: 125 mm Chiều rộng gàu: 110 mm Tầm với gàu: 110 mm Chiều cao gàu: 132 mm Chiều cao miệng gàu: 66 mm Góc lượn đáy: 35 mm Góc nghiêng thành gàu: 4º Góc xúc: 41º31’ Khối lượng gàu: 0,48 kg Đường kính gàu tải: chọn D= 150 mm Khoảng cách gàu: chọn a= 250 mm Đường từ vít tải chuyển vào buke chứa đường cao 2,5m Thiết bị hòa siro cao 0,95m ta đặt buke chứa đường cao 1,5m để dễ chuyển đường vào thiết bị hòa siro Vậy tổng chiều cao nâng vật liệu vít tải: H = 1,5 + 2,5 = 4(m) − Số lượng gàu tải: k= (2 × H ) + (2 × π × R ) a k: số lượng gàu tải H: chiều cao nâng vật liệu, chọn H= (m) R: bán kính tang quay (m) a: khoảng cách gàu gần (m), chọn a=0,25 Vậy, số lượng gàu tải (cái) k= − × + × 3,14 × 0,15 = 36 0,25 (Cái) Vận tốc gàu tải Q = 3,6 × Q×a i V = ρ ×ϕ ×V 3,6 × i × ρ × ϕ ⇒ a 45 (m/s) Q: suất gàu tải (kg) ρ : khối lượng riêng vật liệu, i: dung tích gàu (lít), i= 0,81 ϕ = 1,553 tấn/ m3 [1,-bảng 1.87, 64] ϕ : hệ số chứa đầy gàu, chọn = 0,6 V = − ρ 0,3 × 0,25 3,6 × 0,81 × 1,553 × 0,6 = 0,0276 (m/s) Tính công suất động N đc = Q× H 367 × η (kw) Q: suất gàu tải (kg) H: chiều cao nâng vật liệu, chọn H= (m) η η : hiệu suất gàu tải, chọn = 0,7 N đc = − 300 × 367 × 0,7 = 4,671 (kw) Kích thước thiết bị (mm): Dài x rộng x cao : 1000 x 500 x 4000 N= − Số lượng thiết bị: 254,660 = 0,849 300 , Chọn N= b Bơm Bảng 4.1 Bảng tổng kết bơm sử dụng dây chuyền kẹo cứng cam ST T Bơm dùng công đoạn Năng suất công đoạn (kg/h) Loại bơm Bơm mật tinh bột vào máy hòa siro 101,864 M-193 Bơm nước vào máy hòa siro 43,353 M-193 Bơm dịch siro từ máy hòa siro vào thùng lọc 397,878 M-193 Bơm sirô sau lọc vào thùng chứa 383,005 M-193 336,607 M-193 336,521 M-193 Bơm sirô từ thùng chứa vào thiết bị nấu chân không liên tục Bơm siro từ thùng chứa sau phối trộn vào thiết bị rót khuôn kẹo Chọn bơm pittông M-193[4,BảngII.43,tr451] 46 Tên bơm : M-193 Năng suất : 0,45-0,9 (m /h) Áp suất đẩy : (at) Số vòng quay : 62,5 (vòng/phút) Đường kính xylanh : 55 (mm) Đường kính pittông : 85 (mm) Công suất : (kw) Số xylanh :1 Đường kính ống hút đẩy : 35 (mm) Khối lượng bơm : 210 (kg) Bảng 4.2 Tổng kết thiết bị dây chuyền kẹo cứng cam STT Tên thiết bị Số lượng Kích thước, mm Thiết bị hòa tan sirô (L x W x H) 1000 900 950 Lọc (D x H) 700 1000 Nấu (L x W x H) 1700 1000 2200 Thiết bị phối trộn (L x W x H) 1020 770 1200 Thiết bị rót khuôn Làm nguội (L x W x H) 13000 2000 2700 Thiết bị bao gói kẹo (L x W x H) 2800 1350 1720 Bunke chứa đường (D x H) 800 2300 Buke chứa mật tinh bột (D x H) 1000 1500 Buke chứa nước (D x H) 500 800 10 Tank chứa siro(D x H) 800 800 11 Gàu tải đường (L x W x H) 1000 500 4000 12 Bơm piston × × × × × × × × × × × × × × × × × - Bố trí thiết bị theo thứ thự sản xuất dây chuyền công nghệ Kích thước phân xưởng sản xuất chính:[5] - Chọn chiều dài phân xưởng sản xuất bội số 6m - Chiều rộng bội số 3m - Chiều cao nhà tầng 6m Chọn kích thước phân xưởng: L x W x H: 30000 x 18000 x 6000 mm 47 48 PHẦN 5: KẾT LUẬN Sau thời gian làm đồ án môn học “Thiết kế phân xưởng sản xuất sản xuất kẹo cứng không nhân, suất sản phẩm/ngày”,cùng với nỗ lực học tập tìm hiểu em để hoàn thành đồ án hướng dẫn nhiệt tình cô giáo Th.s Tống thị Quỳnh Anh Em hoành thànhmột số vần đề sau: -Giới thiệu quy trình công nghệ sản xuất kẹo : sản xuất kẹo cứng không nhân - Tính toán khối lượng(kg) cho công đoạn cụ thể từ chọn suất thiết bị ứng với công đoạn - Tính toán chọn thiết bị phụ : buke chứa đường, mật, nước, bơm, gầu tải, Quá trình làm đồ án, em phần nắm bắt kiến thức thiết kế nhà máy thực phẩm nói chung nhà máy sản xuất kẹo nói riêng, có cách nhìn tổng quan nhà máy, công nghệ sản xuất, cách bố trí lựa chọn thiết bị cho kinh tế hợp lý Tuy nhiên kiến thức thân hạn chế, thiếu kinh nghiệm thực tế tài liệu tham khảo nên nhiều thiếu sót Vì em mong giúp đỡ, đóng góp ý kiến thầy cô để đồ án em hoàn thiện 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tài liệu: Nguyễn Bin, Sổ tay Quá trình thiết bị công nghệ hóa chất- Tập Nhà xuất KHKT T.S Trương Thị Minh Hạnh, Công nghệ sản xuất đường, bánh, kẹo Hồ Hữu Long, Kỹ thuật sản xuất kẹo, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 1983 Văn Minh Nhật, Giáo trình Máy chế biến thực phẩm Trần Thế Truyền Cơ sở thiết kế nhà máy Đại học BK Đà Nẵng II Trang web: http://doc.edu.vn/ tai-lieu/de-tai-san-xuat-keo-cung-52956/ http://thuvientructuyen.vn/chi-tiet-tai-lieu/679/24034.ebook http://www.alibaba.com/productgs/344056208/Mechanical_Mixing_Ingredient_Tank_syrups_mixing.html http://www.alibaba.com/productgs/613992923/KQ600_Hard_Candy_Continuous_Vacuum_Cooker.html 10 http://www.linhandle.com/1-1.htm 11 http://www.alibaba.com/productgs/566956244/Small_Hard_Candy_Making_Machine.html 12 http://www.alibaba.com/productgs/470348654/High_Speed_Hard_Candy_Pillow_Packing.html?s=p 13 http://www.alibaba.com/productgs/578548027/400L_Sugar_storage_tank.html 50 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ KHOA CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ Bộ môn: Công nghệ sau thu hoạch - CỘNG HOÀ XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc o0o - NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN THIẾT BỊ Họ tên sinh viên : Lê Viết Thông MSSV : 1210310392 Lớp : CNTP46B Ngành : Công nghệ Thực Phẩm 1/ Tên đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất kẹo cứng không nhân – suất sản phẩm/ngày 2/ Các số liệu ban đầu: - Năng suất: sản phẩm/ngày - Nguyên liệu: đường, mật tinh bột, nước, hương liệu - Độ ẩm kẹo thành phẩm – 3% 3/ Nội dung phần thuyết minh tính toán: - Lời mở đầu - Tổng quan - Chọn thuyết minh quy trình công nghệ - Tính cân băng vật chất - Tính chọn thiết bị - Kết luận - Tài liệu tham khảo 4/ Các vẽ - Bản vẽ dây chuyền công nghệ (A1) - Bản vẽ mặt phân xưởng sản xuất (A1) - Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất (A1) 5/ Giáo viên hướng dẫn: Họ tên giáo viên: Tống thị Quỳnh Anh 6/ Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 22/1/2015 Thông qua môn Huế, Ngày… tháng… năm 2016 TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN (Ký, ghi rõ họ tên) GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) Th.s Tống Thị Quỳnh Anh TS Nguyễn Văn Toản 51 MỤC LỤC 52 [...]... Cả năm Số ngày 26 24 16 24 23 26 26 26 24 27 26 26 294 Số ca 78 72 48 72 69 78 78 78 72 81 78 78 882 Nhà máy sản xuất 3 ca /ngày. Mỗi ca làm việc 8h Năng suất của nhà máy 8 tấn sản phẩm/ ngày =8 103 kg sản phẩm/ ngày - Năng suất của mỗi ca : 8. 10 3 = 2666,667 3 kg sản phẩm/ ca 2666,667 = 333,334 8 - Năng suất của mỗi giờ sản xuất : kg sản phẩm/ h 3.3 Tính tổng nguyên liệu cho một mẻ thực đơn 3.3.1 Tính... 254.660 2037.272 6111 ,81 6 179 687 3.90 4 2 Mật tinh bột 305.591 101 .86 4 81 4.909 2444.7 28 7 187 50.032 3 Axit citric 3 .82 1.273 10. 187 30.56 89 84.64 4 Nước 130,059 43.353 364 .82 4 1040.472 30 589 8.7 68 5 Muối 3 .82 1.273 10. 187 30.56 89 84.64 12.733 ml 101 .86 4 ml 305.592 ml 89 844.0 48 ml 6 Tinh dầu cam 38. 199ml Bán thành phẩm và thành phẩm 7 Hòa siro 1193.632 397 .87 8 3 183 .019 9549.056 8 Lọc 1149.013 383 .005 3064.035... 9 Nấu chân không 1009 .81 9 336.607 2692 .85 1 80 78. 552 10 Phối trộn 1011.561 337. 188 2697.496 80 92. 488 11 Rót khuôn 1009.562 336.521 2692.166 80 76.496 12 Làm nguội 1005.524 335.175 2 681 .3 98 8044.192 13 Chọn kẹo 1000.490 333.497 2667.974 80 03.920 14 Bao gói, bảo quản 1000.001 333.334 2666.670 80 00.0 08 35 35 280 7422.46 4 27024 78. 57 6 2375094. 28 8 2379191.47 2 2374 489 .82 4 2364992.44 8 2353152. 48 0 2352002.35... 1149,013 3 Nấu chân không 991,642 1 ,8 1009 ,81 9 4 Phối trộn 993,353 1 ,8 1011,561 5 Rót khuôn 991,390 1 ,8 1009,562 6 Làm nguội 987 ,425 1 ,8 1005,524 7 Chọn kẹo 982 ,490 1 ,8 1000,499 8 Bao gói Bảo quản 982 ,001 1 ,8 1000,001 34 34 Bảng 3 .8 Nguyên liệu cho sản phẩm kẹo cứng cam trong 1 giờ, 1 ca, 1 ngày, 1 năm Năng suất: 333,334 kg SP/h; 2666,667 kg SP/ ca ST T Nguyên liệu kg /tấn kg/h kg/ca kg /ngày kg/năm 1 Đường... đơn, (kg) bk: lượng chất khô thu được của thành phẩm, (kg) wb: độ ẩm của kẹo thành phẩm, % Ta có : bk = 1 28, 5 38 (kg) wb =1 ,8 % [3] 1 28, 5 38 × 100 100 − 1 ,8 mb = = 130 ,89 4 kg 3.4 Tính cân bằng cho 1 tấn sản phẩm 3.4.1 Tính lượng chất khô nguyên liệu để sản xuất 1 tấn sản phẩm Ta có lượng chất khô nguyên liệu cần để sản xuất 1 tấn sản phẩm được xác định theo công thức: CKi = 1000 × c Ki mb (kg) [5] Trong... 1000 ×129,2 48 = 987 ,425 130 ,89 4 BK6 = (kg) 7) Lượng chất khô tại công đoạn chọn kẹo: 1000 ×1 28, 602 = 982 ,490 130 ,89 4 BK7 = (kg) 8) Lượng chất khô tại công đoạn bao gói - bảo quản: BK8 = 31 1000 ×1 28, 5 38 = 982 ,001 130 ,89 4 31 (kg) Bảng 3.6 Bảng tổng kết lượng chất khô bán thành phẩm qua các công đoạn theo 1 tấn sản phẩm Lượng chất khô của Lượng chất khô của bán thành phẩm tại bán thành phẩm tại STT... nguyên liệu cho 1 tấn 1 mẻ , cKi (kg) sản phẩm, CKi (kg) 99,9 762,213 32 244,473 0, 485 3,705 0,475 3,629 3.4.2 Tính lượng nguyên liệu để sản xuất 1 tấn sản phẩm Lượng nguyên liệu theo độ ẩm để sản xuất 1 tấn sản phẩm được tính theo công thức sau: 1000 × mi mb Mi = (kg)[5] Trong đó: mi : lựợng nguyên liệu thứ i theo một mẻ thực đơn, (kg) Mi: lượng nguyên liệu thứ i để sản xuất ra 1 tấn thành phẩm, (kg) mb... liệu thứ i để sản xuất 1 tấn sản phẩm, (kg) mb: lượng thành phẩm của một mẻ thực đơn, (kg) mb= 130 ,89 4 (kg) - Đường saccharose: CKi= - Mật tinh bột: CKi= - Axit xitric: CKi= 1000 × 99,9 = 763,213 130 ,89 4 1000 × 32 = 244,473 130 ,89 4 1000 × 0, 485 = 3,705 130 ,89 4 1000 × 0,475 = 3,629 130 ,89 4 (kg) (kg) (kg) - Muối : CKi = (kg) Bảng 3.4 Tính chất khô của nguyên liệu trong 1 tấn sản phẩm 28 28 STT 1 2 3 4... khá trong nước, có khả năng chuyển hoá yếu và không bay hơi ở 1200C - Hàm lượng axit phụ thuộc vào khối kẹo và giới hạn là 4 – 15g/1 kg khối kẹo - Axit xitric: Trong chanh có từ 60 – 80 % axit xitric + Công thức hoá học : C6H8O7 + Khi kết tinh sẽ thành tinh thể không màu, không mùi, vị chua + Nhiệt độ nóng chảy của axit xitric khan là 1530C + Khi dùng axit xitric trong sản xuất kẹo cần chú ý tới nhiệt... công đoạn i theo 1 mẻ công đoạn i theo 1 tấn thực đơn, bKi (kg) sản phẩm, BKi (kg) 1 Hòa sirô 131,241 1002,651 2 Lọc 130 ,84 7 999,641 3 Nấu 129 ,8 991,642 4 Phối trộn 130,024 993,353 5 Rót khuôn 129,767 991,390 6 Làm nguội 129,2 48 987 ,425 7 Chọn kẹo 1 28, 602 982 ,490 Bao gói 8 1 28, 5 38 982 ,001 Bảo quản 3.4.3.2 Tính theo độ ẩm của bán thành phẩm Khối lượng bán thành phẩm được tính theo công thức: Di= BKi ×100