Tính lƣợng hơi sử dụng: cộng tất cả các loại tiêu thụ hơi và 10% (so với lƣợng hơi trên) cho tiêu thụ hơi riêng của nồi, cộng thêm 0,5 kg/h đối với 1 ngƣời dùng cho sinh hoạt. Có khoảng 95 ngƣời đang hoạt động cùng 1 lúc trong giờ cao điểm.
Vậy tổng lƣợng hơi cần dùng là:
Hsum = (H1+ H2+ H3+ H4+ H5+ H6+ H7)x 1,1+ 0,5x 95
= (87,54 + 70,62 + 618+ 206 + 93,44 + 391,40 + 1545) x 1,1 + 0,5 x 95
= 3360,70 (kg/h).
Bảng 5 3 Thông số kỹ thuật của lò hơi [12]. Loại máy Năng suất (kg/h) Trọng lƣợng (kg) Kích thƣớc (mm) Số lƣợng thiết bị cần chọn là: Vậy chọn 1 lò hơi.
Chƣơng 6: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ
6.1 Tính và chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất đồ hộp nƣớc cà chua
6.1.1 Cân nguyên liệu
Khối lƣợng nguyên liệu là: M2 = 507,32 (kg/h) [Bảng 4.4]. Chọn 2 cân điện tử ADAM_GFK 300
Bảng 6. 1 Thông số kỹ thuật cân ADAM-GFK 300 [13]. STT 1 2 3 4 5 6.1.1.1 Cấu tạo
- Bàn cân đƣợc cấu tạo bằng Inox với kích thƣớc 42cm x 52cm: là bộ phận để đặt vật cần cân.
- Màn hình LCD đèn nền.
- Cổng kết nối vi tính RS232 phục vụ cho quá trình in phiếu cho mỗi sản phẩm đƣợc cân.
6.1.1.2 Nguyên tắc làm việc
Khi đặt vật cân lên bàn cân, khối lƣợng của vật sẽ tác động một lực đến mặt cân.Khi đó dẫn đến sự thay đổi của điện trở, vật càng nặng thì sự thay đổi điện trở càng nhiều. Bộ
xử lý tín hiệu của cân điện tử sẽ có nhiệm vụ quy đổi những tín hiệu nhận đƣợc thành kết quả và báo khối lƣợng lên màn hình [14].
6.1.2 Băng tải
Chọn băng tải kiểu trục lăn để lựa chọn, phân loại vàvận chuyển nguyên liệu tới máy rửa.
6.1.2.1 Cấu tạo
Băng tải gồm các bộ phận chính:
- Tấm băng đƣợc uốn cong trên tang dẫn và tang căng là bộ phận để di chuyển nguyên liệu.
- Động cơ cùng với hộp giảm tốc đƣợc nối với cơ cấu truyền động của máy [Tr 5, 15].
6.1.2.2 Nguyên tắc làm việc
Khi máy làm việc, tấm băng dịch chuyển trên các giá đở trục lăn, mang theo nguyên liệu. Ngƣời ta có thể thay đổi vận tốc di chuyển nhờ vào hộp giảm tốc để phù hợp với khả năng làm việc của công nhân.
6.1.2.3 Tính toán
Khối lƣợng quả cà chua để lựa chọn, phân loại là: M2 = 507,32 (kg/h) [Bảng 4.4] Các quả cà chua đƣợc công nhân trực tiếp quan sát trên các băng tải vận chuyển để lựa chọn và phân loại theo yêu cầu của nguyên liệu.
Do đó, nhà máy sử dụng băng tải con lăn truyền động bằng mô – tơ. Sử dụng 1 băng tải có chiều rộng băng tải 0,8m vận chuyển với vận tốc 0,15 m/s. Mỗi công nhân làm việc với năng suất là: 4 (kg/phút) = 240 (kg/h).
Suy ra, số lƣợng công nhân thao tác: n =
Chọn 3 công nhân.
Phân bố 2 công nhân đứng hai bên băng tải. Do đó, chiều dài mỗi băng tải L là:
L =
Trong đó, l1: chiều rộng làm việc của một công nhân (m), l
l2: chiều dài bộ phận dẫn động và tang quay (m), l
Bảng 6. 2 Thông số kỹ thuật băng tải vận chuyển STT
1 2
6.1.3 Máy rửa cà chua
Hình 6.3 Máy rửa sục khí [16].
6.1.3.1 Cấu tạo
Máy rửa sục khí gồm các bộ phận chính sau:
1-Phểu đƣa nguyên liệu vào 7- Bộ phận làm sạch ống lƣới
2- Ống thổi khí 8- Tấm dẫn nƣớc
3- Ống lƣới 9- Tạp chất
4- Ngăn chảy tràn 10- Ống xả cặn
5- Vòi phun nƣớc 11- Lƣới lọc cặn
6- Ống lƣới tách nƣớc 12- Van
6.1.3.2 Nguyên tắc hoạt động
Khi làm việc, không khí từ dàn ống thổi khí nổi lên làm xáo trộn rất mạnh nƣớc trong ngăn thứ nhất. Nguyên liệu nổi trong nƣớc nhƣ rau, trái cây nhỏ cho vào ở đầu ngăn thứ nhất. Nƣớc xáo động mạnh làm các chất bẩn nhanh chóng hút nƣớc, bở tơi và tách ra
Ống quay thứ nhất đƣa nguyên liệu sang ngăn thứ hai, tại đây nƣớc không bị xáo động nhiều nên các chất bẩn còn bám trên nguyên liệu sẽ tách ra hoàn toàn và lắng xuống đáy hình phễu của ngăn.
Cuối máy, nguyên liệu đƣợc ống lƣới quay thứ hai vớt lên và chuyển ra ngoài. Nguyên liệu còn đƣợc phun nƣớc sạch rửa lần cuối trƣớc khi rơi ra khỏi ống lƣới thứ hai. Nƣớc từ các ngăn đƣợc lọc và bơm trở lại ngăn đầu sử dụng lại. Cặn lắng chủ yếu ở ngăn đầu đƣợc xả ra ngoài.
6.1.3.3 Tính toán
- Khối lƣợng quả cà chua vào công đoạn rửa M3 = 499,71 (kg/h) [Bảng 4.4]. - Số lƣợng thiết bị cần chọn là n =
Vậy chọn 1 thiết bị.
Bảng 6. 3Thông số kỹ thuật máy rửa cà chua [16]. STT 1 2 3 6.1.4 Thiết bị chần 6.1.4.1 Cấu tạo
Thiết bị chần băng tải gồm các bộ phận chính sau: 1- Cửa nguyên liệu vào
6.1.4.2. Nguyên lí làm việc
Nguyên liệu vào cửa nạp và đƣợc vận chuyển trên băng tải, trong thùng chần có chứa nƣớc nóng hoặc dung dịch chần nóng. Băng tải đƣợc cấu tạo bằng dây xích truyền động trên có gắn các lá kim loại ghép có gờ ngang để giữ sản phẩm hoặc lƣới sắt hay gàu chứa vật liệu.
Thùng chần làm bằng kim loại và có nắp mở đƣợc khi cần thiết. Dung dịch hoặc nƣớc chần đƣợc đun nóng nhờ các ống phun hơi đặt ở giữa hai nhánh băng tải.
Vật liệu sau khi chần có thể đƣợc làm nguội hoặc rửa sạch nhờ hệ thống vòi rửa. Sản phẩm sau khi chần đƣợc ra ở máng [Tr 98, 15].
6.1.4.3 Tính toán
- Lƣợng nguyên liệu vào thiết bị chần M4 = 494,71 (kg/h) [Bảng 4.4].
- Số lƣợng thiết bị: n =
Vậy Chọn 1 thiết bị.
Bảng 6. 4 Thông số kỹ thuật máy chần [17].
STT Model 1 2 3 4 6.1.5 Máy chà cà chua Sử dụng máy chà cà chua cánh đập Hình 6. 4 Máy chà cánh đập [18] 6.1.5.1 Cấu tạo
6.1.5.2 Nguyên lí làm việc
Máy chà sử dụng cả lực ma sát lẫn lực ly tâm. Khi máy hoạt động trục quay tạo ra lực ly tâm làm trái cây văng ra ngoài đập vào lƣới rây trục vis vừa đẩy vừa chà giúp phần thịt trái dễ lọt qua rây. Các cánh đập sẽ va đập làm vỡ trái và phần thịt trái rồi đi qua rây. Có thể điều chỉnh máy chà để đảm bảo năng suất.
6.1.5.3 Tính toán
- Lƣợng nguyên liệu vào máy chà cánh đập: M5 = 489,76 (kg/h) [Bảng 4.4]. - Số lƣợng thiết bị n = = = 0,49
Vậy chọn 1 thiết bị.
Bảng 6. 5 Thông số kỹ thuật của máy chà cánh đập [18]. STT
1 2
6.1.6 Thùng chứa cà chua sau chà
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