5. 2.1. Quá trình làm lạnh nhanh
- Nguyên liệu được cấp lạnh để giảm nhiệt độ từ 600C xuống 180C để thực hiện quá trình làm lạnh
- Nhiệt độ nguyên liệu ban đầu: t1 = 600C - Nhiệt độ làm lạnh : t2 = 180C
- Nhiệt dung riêng của hỗn hợp : chh = 1,896 kJ/kg0C[1] - Khối lượng nguyên liệu trong 1 mẻ: mhh = 447,368 kg - Nhiệt lượng cần lấy đi cho quá trình làm lạnh:
Qll = mhh x chh x (t1 – t2)
= 447,368 x 1,896 x (60 – 18) = 35624,808 kJ
- Mỗi ngày, chúng ta làm 3 ca, mỗi ca 8 mẻ, do đó:
- Lượng nhiệt cần lấy đi trong ngày cho quá trình làm lạnh: Q’ll = Q x (3 x 8)
= 35624,808 x 3 x 8 = 854995,405kJ 5.2.2. Kho ủ
- Kích thước kho lạnh: dài x rộng x cao = 9 m x 6 m x 5m.
⇒ Thể tích kho lạnh: V = 270 m3
- Nhiệt độ trong kho ủ: 26,70C
- Tổn thất lạnh cho không khí trong phòng kho ủ: Qll = V x p x a x ( ing – itr) Trong đó:
V = 270 m3: thể tích kho lạnh
p = 1,2kg/m3 : khối lượng riêng của không khí ở 26,70C [3] a = 1: hệ số tuần hoàn không khí
ing = 125 kJ/kg : entanpy không khí bên ngoài kho (thời điểm nóng nhất ở Vũng Tàu có độ ẩm 80% và nhiệt độ 370C) [4]
độ 26,7 C)[5]
⇒ Qll = 270 x 1,2 x 1 x (125 - 70) = 17820 kJ
- Tổn thất lạnh qua tường, sàn, trần và chiếu sáng Q’ll : Chọn Q’ll = 30%Qll = 30% x 17820 = 5346 kJ
- Tổng năng suất lạnh cung cấp cho kho ủ:
Q* = Qll + Qll’ = 17820 + 5346 = 23166 kJ.
5.3. TÍNH CẤP HƠI VAØ CẤP NƯỚC 5.3.1. Quá trình phối liệu
- Như đã tính ở trên, ta có:
Lượng hơi 3 bar cần cung cấp trong ngày: Hpl = 166,872 kg
5.3.2. Quá trình nóng chảy - Như đã tính ở trên , ta có:
Lượng hơi 3 bar cần cung cấp trong ngày: Hnc = 48,255 kg
5.3.2. Tính hơi cung cấp cho chạy CIP
- Quá trình chạy CIP sau mỗi ca được thưc hiện như sau: + Tráng rửa thiết bị với nước ấm ở 500C trong 3 phút.
+ Bơm tuần hoàn dung dịch NaOH 1% ở 750C trong 10 phút. + Tráng rửa thiết bị với nước ấm ở 500C trong 3 phút.
+ Thanh trùng thiết bị với nước nóng ở 950C trong 5 phút. + Làm nguội thiết bị với nước ở 300C trong 10 phút. - Chọn hệ thống: Nhãn hiệu Tetra Alcip 100
Điện: 220/400V, AC, 50/60Hz. Năng suất: 6000 l/h. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Công suất điện (bao gồm bơm và bộ điều khiển): 11 kW.
Hệ thống gồm: bồn chứa xút, bồn chứa acid, 1 thiết bị trao đổi nhiệt, bơm, bộ điều khiển.
Kích thước chung 1 hệ thống: D x R x C = 3 x 2 x 3 (m). - Tráng rửa thiết bị với nước ấm ở 500C trong 3 phút:
N1 = Q * T1
+ Q = 6000 kg/h: lưu lượng nước sử dụng cho 1 lần chạy CIP trong 1 giờ. + T1 = 3 phút
N1 = 6000 * (3 / 60) = 300 kg
Lượng hơi 3 bar:
H1 = (N1 * c * (t2 – t1)) / (0,9 * r)
+ c = 4,18 kJ/kg0C: nhiệt dung riêng của nước [3] + t1 = 300C : nhiệt độ nước lạnh
+ t2 = 500C : nhiệt độ nước sau khi gia nhiệt
+ r = 2141 kJ/kg: ẩn nhiệt hóa hơi của nước ở áp suất 3 bar [3] + 0,9: lượng hơi ngưng 90%
H1 = (300 * 4,18 * (50 – 30)) / (0,9 * 2141) = 13,02kg
- Bơm tuần hoàn dung dịch NaOH 1% ở 750C trong 10 phút: Lượng nước:
N2 = Q * T2
= 6000 * (10 / 60) = 1000 kg
Lượng hơi 3 bar:
H2 = (N2 * c * (t2 – t1)) / (0,9 * r) = (1000 * 4,18 * (75 – 30)) / (0,9 * 2141) = 97,62 kg Lượng NaOH 1%: Gk = N2 * 1% = 1000 * 1% = 10 kg
- Tráng rửa thiết bị với nước ấm ở 500C trong 3 phút: Lượng nước:
N3 = Q * T3
= 300 kg Lượng hơi 3 bar:
H3 = (N3 * c * (t2 – t1)) / (0,9 * r)
= (300 * 4,18 * (50 – 30)) / (0,9 * 2141) = 13,02 kg
- Thanh trùng thiết bị với nước nóng ở 950C trong 5 phút: Lượng nước:
N4 = Q * T4
= 6000 * (5 / 60) = 500 kg
Lượng hơi 3 bar:
H4 = (N4 * c * (t2 – t1)) / (0,9 * r)
= (500 * 4,18 * (95 – 30)) / (0,9 * 2141) = 70,51 kg
- Làm nguội thiết bị với nước ở 300C trong 10 phút: Lượng nước:
N5 = Q * T5 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
= 6000 * (10 / 60) = 1000 kg
- Tổng tiêu hao cho chạy CIP cho từng thiết bị sau mỗi ca: Lượng nước:
Nc = N1 + N2 + N3 + N4 + N5
= 300 + 1000 + 300 + 500 + 1000 = 3100 kg
Lượng hơi 3 bar:
Hc = H1 + H2 + H3 + H4
= 13,02 + 97,62 + 13,02 + 70,51 = 194,17 kg
Lượng NaOH: Gkc = 10 kg
- Tổng tiêu hao cho chạy CIP cho từng thiết bị trong 1 ngày: Lượng nước:
Nn = Nc * 3 = 3100 * 3 = 9300kg Lượng hơi 3 bar:
Hn = Hc * 3 = 194,17 * 3 = 582,51 kg Lượng NaOH: Gkn = Gkc * 3 = 10 * 3 = 30 kg
- Chúng ta sẽ chạy CIP cho 5 thiết bị, do đó:
- Tổng tiêu hao cho chạy CIP cho các thiết bị trong 1 ngày: Lượng nước:
NCIP = Nn * 5 = 9300 * 5 = 46500kg Lượng hơi 3 bar:
HCIP = Hn * 5 = 582,51 * 5 = 2912,55 kg Lượng NaOH: Gkn = Gkn * 5 = 30 * 5 = 150 kg
5.4. TÍNH VAØ CHỌN NỒI HƠI, MÁY CẤP LẠNH, HỆ CẤP NƯỚC 5.4.1. Tính và chọn nồi hơi
- Tổng lượng hơi tính toán sử dụng trong 1 ngày: Htt = Hpl + Hnc + HCIP
= 166,872 + 48,255 +2912,55 = 3127,677 kg
- Với tổn thất trên đường ống dẫn hơi là 5%.
- Chọn lượng hơi dùng để cung cấp cho bồn chứa để giữ nhiệt độ ở 450C là 10%.
⇒ Tổng lượng hơi sử dụng trong 1 ngày: H = Htt / (100% - 15%)
= 3127,677 / 0,85 = 3679,62kg
- Mỗi ngày, nhà máy làm việc 24 giờ - Năng suất bốc hơi tính toán:
Hbh = H / 24 giờ
= 3679,62 / 24 giờ = 153,318kg/h
- Chọn nồi hơi của công ty Hải Tân [22]. - Thông số kỹ thuật:
+ Công suất: 120 kW + Năng suất hơi: 200 kg/h + Dầu DO: 12,44 l/h
+ Diện tích tiếp nhiệt: 6,1 m2
+ Kích thước: dài x rộng x cao: 1750 x 850 x 900 + Van hơi chính: 32 + Van cấp nước: 20 + Van an toàn: 25 + Van xả đáy: 25 + Đường kính ống khói: 180mm 5.4.2. Tính và chọn máy lạnh[2]
- Chọn máy nén lạnh cho thiết bị làm lạnh nhanh (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Năng suất lạnh cần cung cấp cho thiết bị làm lạnh:Qll’= 854995,405 kJ Năng suất làm lạnh trong 1h: 854995,405 / 24 = 35624,808 kJ/h = 9,896 kW. - Chọn máy nén lạnh 2AT80 của Long Biên Hà Nội:
+ Tốc độ quay : 600 vòng/ phút. + Số lượng xylanh :2.
+ Đường kính xylanh : 80 mm. + Hành trình pittong : 70 mm.
+ Công suất động cơ máy nén : 7kW. + Điện áp : 220/380V.
+ Năng suất lạnh : 11,6 kW.
- Chọn máy lạnh cho kho lạnh
- Năng suất lạnh cần cung cấp kho ủ: Q* = 23166 kJ
- Năng suất lạnh cần cung cấp trung bình 1h: Q* =23166 /24 = 965,25kJ/h=268,125 W.
- Chọn máy lạnh của hãng Gao Xiang Trung Quốc loại FNH – 0.6/2 + Năng suất lạnh : 581 W
+ Số quạt điện : 1 cái
+ Đường kính quạt : 200 mm. + Lưu lượng không khí: 430 m3/h
+ Công suất động cơ : 35 W.
+ Diện tích trao đổi nhiệt: 2 m2.
5.4.3. Tính và chọn hệ thống cấp nước
- Nhà máy sử dụng nước để chạy CIP, nước sinh hoạt và các hoạt động khác. Lượng nước sử dụng cho quá trình chạy CIP trong 1 ngày:
NnCIP = 46500kg.
Lượng nước dùng cho sinh hoạt và các hoạt động khác : Nk= 20% NnCIP = 9300 kg
Lượng nước dùng để giữ nhiệt bồn chứa nguyên liệu: Ng = 10% NCIP = 4650 kg Tổng lượng nước cần dùng trong 1 ngày:
Mn = Nk + NnCIP + Ng
= 9300 + 46500 + 4650 = 60450 kg.
- Với tổn thất trên đường ống là 5%
M = Mn / (100% - 5%) = 60450/ 0,95
= 63631,578 kg = 63,63m3
- Chọn bồn chứa nước có kích thước: + Đường kính: 6 m
+ Chiều cao: 3 m
Sức chứa của bồn: V = r * (6/2)2 * 3 = 84,823 m3
- Chiều cao của đài nước phải tạo được áp lực và áp lực đó phải thắng được áp lực toàn bộ trong đường ống.
Chiều cao của đài nước: Hđ = H1 + H2 + Z1 – Zđ
+ H1 = 7,2 m: Chiều cao phân xưởng + H2 = 2 m: Trở lực đường ống
+ Z1 – Zđ = 4 m : Chênh lệch độ cao của phân xưởng và đài nước Hđ = H1 + H2 + Z1 – Zđ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
= 7,2 + 2 + 4 = 13,2 m
- Chọn chiều cao đài nước là 14 m.
5.5. TÍNH CẤP ĐIỆN
Bảng 5.1: Bảng tổng hợp công suất các thiết bị
STT Thiết bị Công suất (kW)
1 Phối trộn 0,37285
2 Bơm( 7 cái) 9,7
3 Thiết bị làm lạnh 62,5
4 Thiết bị nhồi nhuyễn 37
5 Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng 35
6 Thiết bị bao gói 7,5
7 Máy lạnh 7,035
8 CIP 11
9 Nồi hơi 120
- Tổng công suất thiết bị: PTB = 290,10785 kW - Tổng công suất khác: Pk = 10% * PTB = 10% * 290,10785 = 29,010785 kW - Công suất điện tiêu thụ:
Ptt = PTB + Pk
= 290,10785 + 29,010785 = 319,118635 kW
- Đối với các thiết bị, cos ϕ thường nằm trong khoảng 0,55 – 0,65. Ta chọn cosϕ = 0,6 - cosϕ = 0,6 tgϕ = 4/3 - Công suất phản kháng: Qtt = Ptt * tgϕ = 319,118635 * (4/3) = 425,492 kW - cosϕ2 = 0,95 tgϕ2 = 0,329 Dung lượng cần bù để cosϕ2 = 0,95:
Qbù = Ptt * (tgϕ – tgϕ2)
= 319,118635 * (4/3 – 0,329) = 320,501 kW
- Tính lại hệ số công suất cosϕ’ và công suất biểu kiến Stt
Hệ số công suất:
cosϕ’ = Ptt / [Ptt2 + (Qtt - Qbù )2]1/2
= 319,118635 / [319,1186352 + (425,492 – 320,501)2]1/2
= 0.9499 Công suất biểu kiến:
Stt = Ptt / cosϕ’
= 319,118635 / 0.9499 = 335,946 kW
- Chọn máy biến áp của công ty thiết bị điện Thibidi với công suất tối đa 350 kW.
5.6.TÍNH SỐ CÔNG NHÂN LAØM VIỆC TRONG PHÂN XƯỞNG
Khu vực làm việc Số công nhân làm việc (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tiếp nhận nguyên liệu 2
Phối trộn 1 Làm lạnh 1 Nhồi nhuyễn 1 Bao gói 5 Kho ủ 2 Khu vực điện 2
Khu vực nồi hơi 2
Cd = [Ct x (Ncd – Ntt)] / Ntt
Với Ct : số công nhân thực tế.
Ntt : Số ngày làm việc thực tế bình quân (300 ngày/năm). Ncd: Số ngáy làm việc theo chế độ.
Ncd = τ1 - Σ(τCN + τ2)
τ1: thời gian theo lịch ( 365 ngày/ năm). τCN : số ngày chủ nhật (48 ngày/ năm) τ2 :số ngày lễ (12 ngày).
Ncd = 305 ngày. - Số công nhân dự trư õ:
Cd = [16 x (305 – 300)]/ 300 = 0,27 người. - Chọn số công nhận dự trữ: 1 người
- Chọn số người giám sát: 2 người.
- Tổng số công nhân cần : 16 + 1+ 2 = 19 người.
KẾT LUẬN
- Shortening là nguồn nguyên liệu cung cấp chất béo quan trọng trong công nghiệp chế biến thực phẩm và người tiêu dùng. Với sự đổi mới không ngừng của công nghệ đã góp phần làm đa dạng hóa và nâng cao chất lượng sản phẩm
shortening giúp nhu cầu của người tiêu dùng về shortening tăng. Hiện nay, ở nước ta số lượng nhà máy sản xuất shortening không nhiều.Vì vậy việc xây dựng phân xưởng sản xuất shortening trong tương lai là cần thiết và có tính khả thi.
- Về công nghệ, phân xưởng đã được thiết kế dựa trên công nghệ sản xuất hiện đại với hệ thống máy móc và thiết bị chính chủ yếu được chọn từ các hãng nổi tiếng của nước ngoài như hãng Mueller, Cherry Burrel, Gertenberg
Schoder, Chempac…
- Về địa điểm xây dựng phân xưởng đã được xem xét trên nhiều cơ sở như nhân công, điện, nước, giao thông vận tải, cơ sở hạ tầng, thị trường…
- Với công nghệ hiện đại và địa điểm xây dựng thuận lợi sẽ đảm bảo cho phân xưởng hoạt động hiệu quả.
PHỤ LỤC 1 [21]
HÌNH ẢNH MỘT SỐ SẢN PHẨM SHORTENING TRÊN THỊ TRƯỜNG
Hình shortening dùng để chiên
Hình shortening đa năng
Icing shortening
Cake shortening Cake and icing
PHỤ LỤC 2
HÌNH ẢNH MỘT SỐ THIẾT BỊ DÙNG TRONG SẢN XUẤT
Thiết bị phối trộn
Thiết bị bơm trộn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thiết bị làm lạnh
Thiết bị nhồi nhuyễn
Van đẩy
Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng
Bồn chứa nguyên liệu Thiết bị bao gói
TAØI LIỆU THAM KHẢO
[1]Phạm Văn Bôn, Quá trình và thiết bị truyền nhiệt – Tập 2 : Truyền nhiệt
không ổn định, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Tp.HCM, 2004, 280 trang.
[2]Trần Đức Lợi, Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 2005, 410 trang.
[3]Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Hồ Lê Viên, Sổ tay quá trình và thiết bị
công nghệ hóa chất – tập 1, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 2004,
632 trang.
[4]Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Phạm Xuân Toản, Sổ tay quá trình và
thiết bị công nghệ hóa chất – tập 2, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật Hà
Nội, 2004, 447 trang.
[5]A.Bell, M.H.Gordon, W.Jirasubkunakorn, K.W. Smith, Effects of
composition on fat rheology and crystallization, 2006, 799-805.
[6]Baljit S.Ghortra, Sandra D.Dyal, Suresh S.Narine, Lipid shortenings: a
review, Food research International, 35, 2002, 1015-1048.
[7]Casimir C.Akoh, David B.Min, Food lipid, Marcel Dekker,Inc.New York,
2002, 1005p.
[8]Kris , Edward F., Oszlangi, Antal G., Pastry Shortening, United States Patent 3985911, 1976, 12 p.
[9]Ms.Miskandar, Y.B.Cheman, R.Abdulraham, I.Noraini, M.S.A.Yusoff, Palm
oil crystallization: effects of cooling time and oil content,11:3, 2004,190-207.
[10]Nurhan Turgut Dunford, H.Brian Dunford, Nutritionally Enhanced Edible
Oil and Oilseed processing, AOCS press, Champaign, Illinous, 2004 , 303p.
[11]O’Brian, R.D, Fats and Oils: Formulating and Processing for Applications, CRC Press, Boca Raton, 2004, 574p.
[12]Scavone , Timothy.A, Beta-prime stable low-saturate, low trans, all purpose
shortening, United States Patent 5470598 , 1995, 18p.
[13]Technical Committee of the Institute of Shortening and Edible Oils, Food (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Fats and Oils, Inc, Washington, 2006, 44p.
12p.
[15]W. Jirasubkunakorn, A.E. Bell, M.H.Gordon, K.W. Smith, Effects of
variation in the palm stearin: Palm olein ratio on the crystallisation of a low- trans shortening, 2006, 477-485.
[16]Widlak, Neil, Fluid emulsified shortening composition, United States Patent 6387433, 2002, 20 p. [17] www.airprocesssystems.com/html/chemtech.htm [18]www.apv.com [19]www.bungefoods.com. [20]http://en.wikibooks.org/wiki/Category:Fats_and_oils [21]www.gs-as.com [22]www.haitanco.com [23]www.iseo.org/foodfats.htm [24]www.machineryandequipment.com [25]www.muezhestindia.com [26]www.spxprocessequipment.com [27]www.tuongan.com.vn [28]www.vocarimex.com.vn