Lƣợng nƣớc cà chua sau khi chà là: M’5 = 440,78 kg/h [Bảng 4.4]. Thể tích thùng chứa: Vtb = m
01,8 (m3) Với: m: khối lƣợng nguyên liệu đƣa vào, (kg/h).
m = M’
: khối lƣợng riêng của nguyên liệu, kg/m3.
= 550 kg/m3; 0,8: hệ số chứa đầy
Vtb =
Gọi: - D: đƣờng kính của thân hình trụ.
- H: chiều cao của thân hình trụ.
- h: chiều cao của thân hình chỏm cầu.
- r: bán kính chỏm cầu, r = D/2.
- Chọn: H = 1,2 × D; h = 0,3 × D
Chiều cao toàn thiết bị là : HT = H + 2 × h = 1,8 × D Gọi : Vtb : thể tích của thùng chứa.
Vtrụ : thể tích thân hình trụ, Vc: thể tích thân chỏm cầu Vtb = Vtrụ + 2Vc Trong đó : V t ru Vc = 3,14 × 0,3× D × (0,09 × D2 0,75× D2 ) 0,13188 × D3 6 => Vtb Vtru 2 × Vc (0,942 2 × 0,13188) × D31,206 × D3 Vậy D Vậy chọn thùng có kích thƣớc là: H × D = 1690 x 940 mm 6.1.7 Thiết bị gia nhiệt
Hình 6. 6 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống
6.1.7.1 Cấu tạo
Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống gồm các bộ phận chính sau: 1- Cửa nguyên liệu vào 5- Lớp bọc cách nhiệt
2- Đƣờng hơi vào 6- Cửa nguyên liệu ra
3- Van xả nƣớc ngƣng 7- Khoảng không
4- Ống truyền nhiệt 8- Nắp thiết bị
ống, nƣớc ngƣng đƣợc xả theo van, còn khí không ngƣng xả định kỳ theo van. Thiết bị đƣợc bọc cách nhiệt, nắp thiết bị có thể tháo lắp để vệ sinh ống khi cần. [Tr 96, 15].
6.1.7.3 Tính toán
- Lƣợng nguyên liệu vào công đoạn gia nhiệt: M6 = 440,78 (kg/h) [Bảng 4.4].
- Khối lƣợng riêng của cà chua: ρ = 550 kg/m3
Vậy lƣợng thể tích cà chua là: (l/h). V = = 0,80 (m3/h) = 800 (l/h)
- Số thiết bị cần chọn n = 1000800
0,80 Vậy chọn 1 thiết bị.
Bảng 6. 6 Thông số kỹ thuật của thiết bị gia nhiệt [19]. STT
1 2 3
6.1.8 Thiết bị lọc
6.1.8.1 Cấu tạo Hình 6. 7 Thiết bị lọc khung bản [20].
Bộ phận chủ yếu của máy lọc là khung và bản, giữa khung và bản là vách ngăn lọc. Khung và bản lọc thƣờng đƣợc chế tạo dạng hình vuông và phải có sự bịt kín tốt khi ghép lại với nhau. Khung và bản đƣợc xếp liên tiếp nhau trên giá đỡ.
6.1.8.2 Nguyên tắc hoạt động
Thiết bị lọc áp lực làm việc gián đoạn nghĩa là nhập liệu vào liên tục, nƣớc lọc tháo ra liên tục nhƣng bã đƣợc tháo ra chu kì.
Khung giữ vai trò chứa bã lọc và là nơi nhập huyền phù vào. Bản tạo ra bề mặt lọc với các rãnh dẫn nƣớc lọc hoặc là các lỗ lọc. Ép chặt khung và bản nhờ cơ cấu đai vít xoắn nhờ tay quay. Lỗ dẫn huyền phù nhập liệu của khung và bản đƣợc nối liền tạo thành
ống dẫn nhô ra để ghép với hệ thống cấp liệu. Nƣớc lọc chảy ra từ bản qua hệ thống đƣờng ống và lấy ra ngoài. Bã đƣợc giữ lại trên bề mặt vách ngăn lọc và đƣợc chứa trong khung. Khi bã trong khung đầy thì dừng quá trình lọc để tiến hành rửa và tháo bã.Trong quá trình lọc, chất rắn trong huyền phù đƣợc giữ lại nhờ một lớp vật liệu lọc.
6.1.8.2 Tính toán
- Lƣợng nguyên liệu vào công đoạn lọc: M7 = 438,58 (kg/h) [Bảng 4.4].
- Khối lƣợng riêng của cà chua: ρ = 550 kg/m3
Vậy lƣợng thể tích cà chua là: (l/h). V = = 0,80 (m3/h) = 800 (l/h)
- Số thiết bị cần chọn n = 800 600
1,33 Vậy chọn 2 thiết bị.
Bảng 6. 7 Bảng thông số kỹ thuật của thiết bị lọc [20].
STT Model
1 Số tấm bản lọc
2 Năng suất làm việc(l/h)
3 Trọng lƣợng (kg) 4 Áp suất lọc (Mpa) 5 Kích thƣớc L x W x H (mm) 6.1.9 Thùng phối chế Hình 6. 8 Thùng phối chế [21]. 6.1.9.1 Cấu tạo
Bên trong thiết bị gồm cánh khuấy nằm ở vị trí trung tâm từ trên đến gần xuống đáy thùng.
6.1.9.2 Nguyên lý hoạt động
Nƣớc cà chua sau quá trình lọc sẽ đƣợc bơm vào thùng phối chế, đƣợc phối trộn thêm sirô với nồng độ 30% và lƣợng muối sử dụng 0,5% lƣợng nƣớc cà chua. Khi đƣợc bơm vào thùng phối chế. Công nhân sẽ bật công tắc và giúp cánh khuấy hoạt động, nó sẽ giúp dung dịch sirô và muối hòa chung cùng với dịch sau quá trình lọc.
6.1.9.3 Tính toán
- Lƣợng nguyên liệu vào công đoạn phối chế: M8 = 523,10 (kg/h) [Bảng 4.4].
- Khối lƣợng riêng của cà chua: ρ = 550 kg/m3 Vậy lƣợng thể tích cà chua là: (l/h). V =
- Số thiết bị cần chọn n =
Vì thùng phối chế làm việc gián đoạn nên để đảm bảo đủ lƣợng nguyên liệu cung cấp liên tục cho quá trình đồng hóa tiếp theo ta chọn 2 thùng phối chế.
Bảng 6. 8 Thông số kỹ thuật của thùng phối chế [21].
STT Model
1 Năng suất làm việc (l/h)
2 Tốc độ khuấy (vòng/phút)
3 Kích thƣớc: D x H (mm)
6.1.10 Chuẩn bị sirô
6.1.10.1 Thiết bị nấu sirô
Hình 6. 9 Thiết bị nấu sirô [22].
- Lƣợng nguyên liệu nấu sirô: Msr = 95,96 (kg/h) [Bảng 4.5]. - Khối lƣợng riêng của sirô nồng độ 30%: ρsr = 1,083 kg/l Vậy lƣợng thể tích sirô là: (l/h). V =
- Số thiết bị cần chọn: n = 88
300,61
0,30 Vậy chọn 1 thiết bị.
Bảng 6. 9 Thông số kỹ thuật của thiết bị nấu sirô [22]. STT 1 2 3 6.1.10.2 Thiết bị lọc sirô Chọn thiết bị lọc khung bản [Mục 6.1.8]. - Khối lƣợng sirô: Msr = 95,96 (kg/h). - Thể tích sirô: V = - Số thiết bị sử dụng: n = 88 600,61 0,15 Vậy chọn 1 thiết bị. 6.1.10.3 Thiết bị làm lạnh dịch đường
Chọn thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm với tác nhân là nƣớc 40C. - Lƣợng sirô đƣa vào làm lạnh: V = = 88,61 (l/h).
- Số thiết bị cần chọn: n = 88
500,61
0,18 Vậy chọn 1 thiết bị.
Bảng 6. 10 Thông số kỹ thuật của thiết bị làm lạnh dịch đƣờng [23]. STT 1 2 3 4 6.1.10.4 Thùng chứa sirô - Khối lƣợng siro: Msr = 95,96 (kg/h). - Thể tích của siro là: V = 95,96 1,083 88,61 (l/h) = 88,61 1000 0,09 (m3/h).
- Thể tích thùng cần chứa: Vt = 0,090,85 0,11 (m3/h).
Gọi D là đƣờng kính đáy, H là chiều cao của thùng chứa. Chọn H = 1,2D. - Thể tích thùng chứa là: Vt = = = 0,11 (m3/h). Vậy D = 0,49 (m), H = 0,59 (m).
Kích thƣớc thùng chứa là: DH = 490590 (mm).
6.1.10.5 Bunke chứa đường
Bunke có dạng hình trụ, đáy hình nón có góc nghiêng = 600, đƣợc chế tạo bằng thép, chọn hệ số chứa đầy Hình 6. 10 Bunke chứa đƣờng - Thể tích bunke chứa : m V=VT+VN= Trong đó: V: thể tích bunke (m3). VT: thể tích phần hình trụ (m3). VN: thể tích phần nón cụt (m3).
m: khối lƣợng nguyên liệu cần xử lý (kg).
: khối lƣợng riêng của nguyên liệu (kg/m3).
- Theo hình 6.11 ta có: V D2h
VN Mà: h2 D 2 d tg Nên: V V D 2 h1 1 tg (D 3 d 3 ) 424 + Chọn: đƣờng kính ống tháo liệu d = 0,2 (m).
+ Chiều cao ống tháo liệu h3 = d = 0,2 (m).
+ Chiều cao phần trụ h1= D. + Góc α = 60oC suy ra tg 3 . Vậy: V D3 1 3 (D3 d 3 ) 1, 015D3 1,81103 (m3) 4 24 Suy ra: D 3 V 1,81103 (*) 1,015 - Lƣợng đƣờng sử dụng trong 1 giờ: Mđ = 28,24 (kg/h) [Bảng 4.5].
- Khối lƣợng riêng của đƣờng là:1,587103 (kg/m3).
- Thể tích của bunke chứa đƣờng là: Vbunke =
Theo (*) ta có:
D = √
h2 =
Vậy kích thƣớc bunke là: DH = 280550 (mm). Chọn 1 bunke để chứa đƣờng.
6.1.11 Thiết bị đồng hóa
Hình 6. 11 Thiết bị đồng hóa
6.1.11.1 Cấu tạo
Thiết bị đồng hóa bao gồm các thành phần chính:
- Phần dẫn động: bao gồm motor truyền động, puli và hộp giảm tốc.
- Phần vỏ: làm bằng gang đúc, các bánh răng đƣợc bôi trơn bằng dầu
- Khối bơm áp suất cao
- Hệ thống điều khiển: áp suất có van đƣợc cà đặt thông qua bảng điều khiển, bao gồm van an toàn, van solenoid cho nƣớc làm mát.
6.1.11.2 Nguyên lí làm việc
Khi máy hoạt động, áp lực tại đầu của khe hẹp tăng lên. Hiệu chỉnh khoảng cách khe hẹp để tạo nên một đối áp lên hệ phân tán. Bộ phận khe hẹp đƣợc thiết kế với góc nghiêng 500 để gia tốc hệ phân tán theo hƣớng vào khe hẹp. Sau khi rời khe hệ phân tán tiếp tục va vào vòng đập và bị giảm kích thƣớc. Dùng áp lực cao đẩy sản phẩm đi qua các khe hở rất nhỏ, chênh lệch áp suất giữa đầu vào và ra lớn. Khi thay đổi áp suất đột ngột và tốc độ tăng lên nhiều làm sản phẩm bị tơi nhỏ ra.
6.1.11.3 Tính toán
- Lƣợng nguyên liệu đi vào đồng hóa: M9 = 520,48 (kg/h) [Bảng 4.4]. - Thể tích nguyên liệu vào đồng hóa: V9 = = = 0,95 (m3/h).
- Số thiết bị: n 0,951 0,95
Vậy chọn 1 thiết bị đồng hóa
3
6 .1.12 Thiết bị bài khí
Hình 6. 12 Thiết bị bài khí [57].
6.1.12.1 Cấu tạo
Thiết bị bài khí gồm các bộ phận chính sau:
1- Ống hút chân không 5- Ống thủy tinh quan sát 2- Ống thoát của bơm chân không 6- Motor
3- Ống dẫn nƣớc vào bơm chân không 7- Bơm chuyển động
4- Bơm chân không 8- Van
6.1.12.2 Nguyên lý làm việc
Nƣớc quả đƣợc bơm vào tank bài khí từ bên trên. Dịch đƣợc phun vào tank thành những giọt nhỏ để không khí dễ thoát ra. Một bơm chân không liên tục hút không khí ra khỏi tank. Dịch đƣợc bơm ra khỏi tank từ ống thoát bên dƣới.
6.1.12.3 Tính toán
- Lƣợng nguyên liệu vào công đoạn bài khí: M10 = 517,88 (kg/h) [Bảng 4.4].
- Khối lƣợng riêng của cà chua: ρ = 550 kg/m3 Vậy lƣợng thể tích cà chua là: V =
Vậy chọn 1 thiết bị.
Bảng 6. 12 Thông số kỹ thuật của thiết bị bài khí [25].
STT
6.1.13 Rót hộp, đóng kín
6.1.13.1 Cấu tạo
Máy chiết rót gồm các bộ phận chính sau: 1- Thùng rót
2- Bình lƣờng
6.1.13.2 Nguyên lí làm việc
Khi máy hoạt động, hộp rỗng sẽ đƣợc di chuyển vào vị trí đáy của bình lƣờng. Tại đây hệ thống van điều khiển mở van để sản phẩm theo đƣờng ống lớn chảy vào trong hộp. Khi lƣợng sản phẩm đạt đƣợc 80-90% thì thực hiện đóng van trên và mở một van khác để sản phẩm theo đƣờng ống nhỏ chảy vào hộp với vận tốc chậm hơn. Khi lƣợng sản phẩm vào hộp đủ, hộp sẽ di chuyển đến bộ phận ghép mí và đƣợc băng tải đƣa ra ngoài.
6.1.13.3 Tính toán
- Số hộp phải rót: mh = 1495 (hộp/h) = 25 (hộp/phút) [Mục 4.2.5].
- Số máy rót: n = 8025 = 0,31. Vậy chọn 1 máy chiết rót.
Bảng 6. 13 Thông số kỹ thuật của máy chiết rót [26] STT 1 2 3 4 5 6 6.1.14 Thanh trùng, làm nguội
Hình 6. 14 Thiết bị thanh trùng dạng phun [27].
6.1.14.1 Cấu tạo
Thiết bị thanh trùng dạng phun gồm những bộ phận chính sau:
1- Băng tải lƣới 5- Vùng làm nguội
2- Giàn ống phun nƣớc 6- Vùng làm mát
3- Vùng nâng nhiệt sơ bộ 7- Bể thu hồi nƣớc 4- Vùng thanh trùng
6.1.14.2 Nguyên lý làm việc
Hộp đƣợc vận chuyển trên băng tải theo một đƣờng thẳng vào ở đầu máy và ra ở cuối máy.
Hộp đƣợc vận chuyển đến vùng nào thì đƣợc phun nƣớc ở vùng đó, lƣợng nƣớc sẽ đƣợc thu gom ngay vào bể chứa tƣơng ứng ở phía dƣới. Các bể chứa nƣớc đƣợc trang bị đƣờng ống dẫn hơi để thƣờng xuyên bổ sung nhiệt bị thất thoát.
- Số hộp nƣớc cà chua vào thiết bị thanh trùng là: mh = 1495 (hộp/h) = 25 (hộp/phút) [Mục 4.2.5].
Số thiết bị: n = 10025 = 0,25 Vậy chọn 1 thiết bị thanh trùng.
Bảng 6. 13 Thông số kỹ thuật của thiết bị thanh trùng [27].
STT Model
1 Năng suất làm việc (hộp/phút)
2 Công suất (Kw)
3 Lƣợng tiêu hao hơi (kg/h)
4 Kích thƣớc LxWxH (mm)
5 Nhiệt độ thanh trùng lớn nhất (
6 Nhiệt độ sản phẩm đầu ra(0C)
7 Lƣợng nƣớc sử dụng (m3/h)
6.1.15 Dán nhãn và in date
Hình 6. 15 Máy dán nhãn [28].
6.1.15.1 Cấu tạo
Máy dán nhãn – in date gồm những bộ phận chính sau:
- Màn hình cảm ứng với mạch tích hợp rất lớn và đƣợc điều khiển bằng máy tính và bộ điều khiển PLC.
- Bộ điều khiển trung tâm điều khiển trực tiếp tốc độ của mỗi động cơ
- Hệ thống băng tải dẫn.
6.1.15.2 Nguyên lý làm việc
Khi máy hoạt động, băng tải sẽ di chuyển nhờ vào con lăn di động và con lăn cố định. Dƣới tác dụng kéo của băng tải cùng với lực ép của lò xo thì nhãn sẽ đƣợc dán lên hộp sản phẩm.
- Số hộp cần dán nhãn, in date mh = 25 (hộp/phút) [Mục 4.2.5]. Số thiết bị: n = 8025 = 0,31
Vậy chọn 1 thiết bị
Bảng 6. 14 Bảng thông số kỹ thuật của máy dán nhãn, in date [28].
STT Thiết bị 1 2 3 4 6.1.15 Thiết bị đóng thùng Hình 6. 16 Máy đóng thùng [29]. 6.1.15.1 Cấu tạo Máy đóng thùng gồm các bộ phận chính sau:
- Bảng tải di chuyển thùng carton.
- Bộ phận cấp vỏ thùng, sản phẩm vào thùng
- Bộ phận gập và dán đáy thùng.
6.1.15.2 Nguyên lý làm việc
Khi máy hoạt động, hộp sản phẩm sẽ đƣợc chia vào làn phù hợp với quy cách đóng thùng đồng thời thùng sẽ từ máy mở thùng đến vị trí chờ thả. Khi thả đủ số lƣợng hộp vào thùng thì sẽ đƣợc di chuyển đến vị trí máy dán thùng. Sau khi dán xong sẽ đƣợc chuyển đến khu vực xếp pallet.
6.1.15.3 Tính toán
- Để đóng 1 thùng carton thì trong 1 thùng sẽ chứa 12 hộp. Tốc độ đóng gói của thiết bị là 8 (thùng/phút).
Vậy trong 1 phút sẽ đóng đƣợc 8 × 12 = 96 hộp vào 8 thùng
- Năng suất rót hộp lúc đầu là: 25 (hộp/phút) [Mục 4.2.5].
- Số thiết bị: n = 9625 = 0,26 Vậy chọn 1 thiết bị
Bảng 6. 15 Bảng thông số kỹ thuật của máy đóng thùng [29]. STT
1 2
Bảng 6. 16 Bảng tổng kết thiết bị cho sản phẩm đồ hộp nƣớc ép cà chua STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
6.2 Tính và chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất puree chuối
6.2.1 Thiết bị lựa chọn, phân loại
Chọn thiết bị băng tải kiểu trục lăn giống mục 6.1.2 Năng suất băng tải:
Q = 3600 × B × h × N × v × η.
B:chiều rộng băng tải. B = 80 cm = 0,8 m. v: vận tốc băng tải, m/s. v = 0,15 m/s.
h: chiều cao trung bình của lớp chuối, h = 5 cm = 0,05 m. η: hệ số sử dụng của băng tải, η = 0,75.
N:số quả chuối trên 1m2 bề mặt băng tải.
Chuối có kích thƣớc trung bình khi chiếu xuống mặt bằng: DR 0,150,04 m
N
Ta có: Q = 3600 × 0,8 × 0,05 × 166,67 × 0,15 × 0,75 = 2700,05 (kg/h).
- Lƣợng nguyên liệu vào công đoạn lựa chọn, phân loại N2 = 791,67 (kg/h) [Bảng 4.7].
Số băng tải chọn là: n
Vậy chọn 1 băng tải. Tính số công nhân
- Một công nhân làm đƣợc: 7 kg/phút = 420 kg/h.
- Số công nhân:N 791,67
420 1,89 .Vậy chọn 2 công nhân. Tính chiều dài băng tải
L = 2N × L1 L2 (m). Trong đó: L: chiều dài băng tải (m).
L1: chiều rộng chỗ làm việc của 1 công nhân, L1 = 0,8 m. L2: chiều dài bộ phận dẫn động và tang quay, L2 = 1 m. N: số công nhân làm việc: N = Qqpl .
=>L 220,81 1,8 (m). Kích thƣớc băng tải: L × H = 1800 × 1000 mm. Bảng 6. 17 Bảng thông số kỹ thuật của băng tải phân loại, lựa chọn STT 1 2 6.2.2. Thiết bị rửa Chọn thiết bị rửa nhƣ mục 6.1.3 Số thiết bị: n = Chọn 1 thiết bị
6.2.3 Băng chuyền bóc vỏ, tƣớc xơ
6.2.3.1 Năng suất của băng tải