Chọn bơm li tâm có nhãn hiệu H-HM3 với các thông số kĩ thuật như sau:
Bảng 6. 9. Thông số thiết bị máy bơm li tâm [25]
Tên
Năng suất
Áp suất làm việc Công suất động cơ Tốc độ quay
Đường kính ống hút/đẩy Kích thước DxRxC
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy chế biến rau quả
Chọn 16 bơm với mục đích như sau:
Hai bơm dùng cho quá trình ép đu đủ
Hai bơm dùng cho quá trình gia nhiệt
Hai bơm dùng cho quá trình lọc nước ép
Bốn bơm dùng cho quá trình phối trộn.
Hai bơm dùng cho quá trình thanh trùng.
Bảng 6. 10. Tổng kết thiết bị cho quy trình sản xuất đồ hộp nước đu đủ
STT Thiết bị
1 Băng tải chọn lựa và phân loại
2 Máy rửa
3 Băng tải gọt vỏ, cắt lát
4 Thiết bị ép trục vít
5 Thiết bị gia nhiệt dạng tấm
6 Thiết bị lọc khung bản
7 Thiết bị rót hộp vô trùng
8 Thiết bị in date
9 Băng tải đóng thùng carton
10 Bơm
11 Thùng chứa nước đu đủ sau ép
12 Thùng chứa nước đu đủ sau lọc
13 Thùng chứa nước đu đủ sau phối trộn
14 Thùng chờ rót
15 Thiết bị nấu xiro
16 Thiết bị lọc xiro
17 Thiết bị làm lạnh dịch đường
18 Thiết bị thanh trùng bản mỏng
19 Thùng chứa xirô 20%
20 Bunke chứa đường
Ngâm nguyên liệu với tỷ lệ nước: nguyên liệu = 2:1.
Thiết kế bể ngâm có kích thước như sau:
Chiều rộng: 1m.
Chiều dài: 4m.
Chiều cao bể: 1m.
Lượng nước sử dụng = 964,62 x 2= 1929,24 kg/h, nồng độ CaOCl2 là 0,03÷0,05%.
6.2.2. Băng chuyền lựa chọn, phân loại
Tính năng suất băng tải
Năng suất lựa chọn, phân loại: G2 = 945,32 (kg/h). [Bảng 4.10, trang 42] Lựa chọn, phân loại nguyên liệu do công nhân tiến hành bằng cách quan sát trên băng chuyền. Chọn thiết bị băng chuyền kiểu ống. Năng suất băng tải: Q = 3600 × B × h × y × v × η.
Trong đó: B: chiều rộng băng tải (m), B = 60 (cm) = 0,6 (m). v: vận tốc băng tải, (m/s), v = 0,15 (m/s).
h: chiều cao trung bình của lớp chuối (m), h = 5 (cm) = 0,05 (m). η: hệ số sử dụng của băng tải, η = 0,7.
y: khối lượng riêng của chuối, y = 267:(267-25) x 1000 = 1103 kg/m3 Ta tính được: Q = 3600×0,6×0,05×1103×0,15×0,7 = 12508,02 (kg/h).
Số băng tải chọn là:n =
Tính số công nhân
Một công nhân làm được: 5 (kg/phút) = 300 (kg/h).
= 945,32 =
Số công nhân:N 3,15 . Vậy chọn 4 công nhân.
300
Tính chiều dài băng tải
Ta sử dụng 1 băng tải, phân bố
băng tải là:
L=N×L2 1+L =
2
4 công nhân đứng hai bên băng tải. Vậy chiều dài
4
2×1 +1 = 3 (m).
Trong đó: N: số công nhân, N = 4 (công nhân).
L1: chiều rộng làm việc của một công nhân (m), L1 = 1 (m).
L2: chiều dài bộ phận dẫn động và tang quay (m), L2 = 1 (m).
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy chế biến rau quả
6.2.3. Thùng chứa phế thải sau khi lựa chọn, phân loại
Năng suất chứa chính là lượng phế thải cần chứa sau khi loại bỏ quả hư thối: Mpt = 945,32 – 916,96 = 28,36 (kg/h). [Bảng 4.10, trang 42]
Thùng chứa sẽ chứa chuối phế thải cho cả 1 ca (tức là 8h) với lượng chuối như sau: 28,36 × 8 = 226,88 (kg).
226,88
Như vậy lượng chuối phế thải cần chứa là: 1103= 0,20(m3 ) .
Chọn hệ số chứa đầy: 0,85.
Vậy thể tích thùng chứa cần có là: 0,20
0,85 = 0,23(m3 ).
Gọi D là đường kính đáy thùng chứa, H là chiều cao thùng chứa. Thể tích thùng chứa là:V = π × D2 H = 0,23(m3 ). 4 Chọn H = 1,3D. Vậy D = 0,64 (m), H = 0,83 (m). Chọn 1 thùng chứa có: D = 640 (mm); H = 830(mm). 6.2.4. Thiết bị rửa Cấu tạo
Máy được cấu tạo gồm một băng tải bằng thép không rỉ và thùng chứa nước rửa có thể tích tương đối lớn. Băng tải được chia làm 3 phần, phần nằm ngang ngập trong nước, phần nghiêng có các ống phun nước mạnh và một phần nằm ngang ở phía cao. Bên dưới băng tải phần ngập trong nước có bố trí các ống thổi khí nhận không khí từ một quạt đặt bên ngoài.
Nguyên tắc hoạt động
Quá trình rửa gồm 2 giai đoạn: giai đoạn ngâm và giai đoạn rửa.
Trong giai đoạn ngâm, nguyên liệu ở trên phần băng nằm ngang ngập trong nước, cặn bẩn bám trên ngoài bề mặt nguyên liệu bị bong ra. Băng tải di chuyển mang nguyên liệu đi dần về phía phần băng nghiêng. Hiệu quả của quá trình ngâm được tăng cường nhờ thổi khí làm xáo trộn nước và nguyên liệu trên mặt băng, làm tăng diện tích tiếp xúc của nguyên liệu và nước nên thời gian ngâm được rút ngắn.
Khi nguyên liệu di chuyển đến phần nghiêng của băng, các vòi phun nước với áp suất cao đến 2÷3at sẽ rửa sạch cặn bẩn. Ở cuối quá trình rửa, nguyên liệu di chuyển đến phần nằm ngang phía trên để được làm ráo nước.
Lượng nước cần thiết là từ 0,7÷1 lít/kg nguyên liệu.
Bảng 6. 6 Thông số máy rửa chuối [26]
Tên
Năng suất Kích thước máy Vật liệu
Hình 6. 14. Máy rửa băng chuyền
Ta có năng suất công đoạn: G3 = 916,96 (kg/h). [ Bảng 4.10, trang 42 ]
= 916,96 =
Vậy số thiết bị cần chọn:n 0,91 . Ta chọn 1 thiết bị.
1000
Lượng nước sử dụng: Mn = 916,96 × 0,8 = 733,56 (lit). = 733,56 kg nước.
6.2.5. Băng chuyền bóc vỏ, làm sạch
Tính năng suất của băng chuyền
Năng suất bóc vỏ, làm sạch: M4 = 907,79 (kg/h). [Bảng 4.10, trang 42]
Thiết bị bóc vỏ, làm sạch nguyên liệu do công nhân tiến hành bằng cách đứng hai bên băng chuyền thực hiện bóc vỏ, tước xơ và làm sạch những phần không cần thiết. Chọn thiết bị băng chuyền kiểu ống, giống với công đoạn lựa chọn, phân loại.
Năng suất băng tải:
Q = 3600×B×h×N×v×η.
Trong đó: B: chiều rộng băng tải (m). B = 60 (cm) = 0,6 (m). v: vận tốc băng tải, (m/s), v = 0,15 (m/s).
h: chiều cao trung bình của lớp chuối (m), h = 5 (cm) = 0,05 (m). η: hệ số sử dụng của băng tải, η = 0,6.
N: số quả chuối trên 1m2 bề mặt băng tải. Chuối có kích thước trung bình khi chiếu xuống mặt bằng:
D ×R = 0.15(m)× 0.04(m) Như vậy:
Ta có: Q = 3600 × 0,6 × 0,05 ×166,67 × 0,15 × 0,6 = 1620,03 (kg/h). Số băng tải chọn là:n =
Tính số công nhân
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy chế biến rau quả
= 907,79 =
Số công nhân:N 3,78 . Vậy chọn 4 công nhân.
240
Tính chiều dài băng tải
Ta sử dụng 1 băng tải, phân bố 4 công nhân đứng hai bên băng tải. Vậy chiều dài băng tải là:
L = N × L1 +L2 = 4×1 +1 = 5 (m).
2 2
Trong đó: N: số công nhân, N = 4 (công nhân).
L1: chiều rộng làm việc của một công nhân (m), L1 = 1 (m). L2: chiều dài bộ phận dẫn động và tang quay (m), L2 = 1 (m). Vậy kích thước của băng tải: 5000×600×950mm.
Chọn bàn thao tác có chiều rộng mỗi bên băng tải là 300mm, chiều dài cùng chiều dài với băng tải.
6.2.6. Thùng chứa vỏ chuối
Năng suất chứa chính là lượng vỏ chuối cần chứa sau khi bóc vỏ, làm sạch: m = 907,79 – 680,84 = 226,95 (kg/h). [Bảng 4.10, tr.42]
Thùng chứa sẽ chứa chuối phế thải cho cả 1 ca (tức là 8h) với lượng chuối như sau: m’vc = 226,95 × 8 = 1815,6 (kg).
Như vậy lượng chuối phế thải cần chứa là: mvc = 1815,6
960 =1,89(m3 ) . Giả sử khối lượng riêng của vỏ chuối là 977 (kg/m3), bằng khối lượng riêng của chuối. Chọn hệ số chứa đầy là 0,85.
Vậy thể tích thùng chứa cần có là:V = 1
0,,8985 = 2,22(m3 )
Gọi D là đường kính đáy thùng chứa, H là chiều cao thùng chứa. Thể tích thùng chứa là:V = π D2 H = 2,22(m3 ). Chọn H = 1,3D.
4
Vậy D = 1,29 (m), H = 1,67 (m).
Chọn 1 thùng chứa có D = 1300 (mm), H = 1670 (mm).
6.2.7. Thùng chứa chuối sau khi bóc vỏ, làm sạch
Năng suất chứa chuối sau bóc vỏ: G7= 680,84 (kg/h). [Bảng 4.10,tr.47]
Thùng chứa sẽ chứa chuối sau bóc vỏ cho cả 1 ca (tức là 8h) với lượng chuối như sau: mc = 680,84 × 8 = 5446,72 (kg).
Như vậy lượng chuối sau bóc vỏ cần chứa là: mbv = 5446,72 977 =
Chọn hệ số chứa đầy là 0,85.
Vậy thể tích thùng chứa cần có là:V = 5
0,,6785 = 6,67(m3 )
Gọi D là đường kính đáy thùng chứa, H là chiều cao thùng chứa. Thể tích thùng chứa là:V = π D 2 H = 6,67(m3 ). Chọn H = 1,3D. 4 Ta tính được D = 1,87 (m), H = 2,43 (m). Chọn 1 thùng chứa có D = 1900 (mm), H = 2430 (mm). 6.2.8. Thiết bị chần hấp Nguyên lý:
Hơi nước theo ống phun vào thùng hấp để tiến hành chần hấp diệt khuẩn nguyên liệu. Tại khoang chần, ở các vị trí khác nhau lắp đặt sencer cảm ứng nhiệt kiểm soát sự đồng nhất về nhiệt độ của cả khoang chần. Nhiệt độ có thể điều chỉnh tự động.
Nguyên liệu sau khi chần được đưa sang khoang làm nguội để tiến hành làm nguội, đảm bảo màu sắc và mùi vị của nguyên liệu. Chọn máy chần kiểu băng tải:
Bảng 6. 7 Thông số kĩ thuật thiết bị chần [28]
Tên
Nhãn hiệu Công suất
Công suất động cơ Kích thước
Thời gian chần
Hình 6. 15. Thiết bị chần
Lấy công suất chần trung bình của máy là 1000 kg/h.
Máy chần có lượng hơi tiêu thụ 500 kg/h. Suy ra lượng hơi để chần chuối là: Mh = 500 x 680,84/1000 = 340,420 (kg)
Máy có lượng nước tiêu thụ là 200 kg/h. Suy ra lượng nước dùng cho công đoạn chần chuối là: Mn = 200 x 680,84/1000 = 136,168 (kg).
Tính chọn số thiết bị
Năng suất công đoạn: G7 = 680,84 kg/h [Bảng 4.10, trang 42]. Chọn công suất làm việc trung bình của thiết bị là 1000kg/h.
Số thiết bị cần chọn: n =680,841000 = 0,68 . Ta chọn 1 thiết bị.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy chế biến rau quả
Gồm 7 bộ phận chính:
1. Máng xoắn tải nguyên liệu
2. Phiễu nạp liệu
3. Bơi chèo chuyển nguyên liệu
4. Cánh đập
5. Trục quay
6. Mặt rây
7. Cửa thải bã.
Hình 6.16. Sơ đồ cấu tạo thiết bị chà
Rây được làm bằng thép không rỉ có đục lỗ nhỏ, kích thước: 0,5; 0,75; 1;1,5mm.
Nguyên tắc hoạt động
Động cơ truyền chuyển động quay đến trục qua đai truyền động, nguyên liệu từ phễu nạp liệu nhờ vít tải nghiền sơ bộ và chuyển vào khoang chà. Nguyên liệu chịu tác dụng của lực đập của cánh chà nên tế bào bị phá vỡ và được làm nhỏ, dưới tác dụng của lực ly tâm sinh ra khi cánh đập quay nên phần thịt quả sẽ lọt qua các lỗ rây, sau đó thu hồi được qua máng tháo sản phẩm. Phần bã sau khi chà di chuyển đến cuối máy và được tháo ra ngoài qua cửa tháo bã. Máy chà cánh đập quay nhanh (700 vòng/phút).
Bảng 6. 8 Thông số thiết bị chà [29]
Tên
Năng suất máy Công suất động cơ Số vòng quay động cơ Kích thước DxRxC Khối lượng máy
Hình 6. 17. Thiết bị chà
Năng suất công đoạn: G8 = 667,23 kg/h.[ Bảng 4.10, tr.42]667,23
Số thiết bị cần chọn: n = 1000 = 0,66. Ta chọn 1 thiết bị.
6.2.10. Thùng pha chế dung dịch đường
Lượng dung dịch đường 20% cần dùng cho dây chuyền nectar chuối trong 1 giờ là 915,14 kg/h [Bảng 4.11, tr42]. Để có dung dịch đường 20% ta phối chế xirô 70% với nước nóng đồng thời ta cho axit xitric, vitaminC vào phối chế thu được dung dịch đường cấp cho dây chuyền sản xuất nectar chuối.
Chọn nồi nấu hai vỏ có cánh khuấy và đậy nắp kín, giống thiết bị nấu xiro cho dây chuyền sản xuất đồ hộp nước đu đủ
Chọn số thiết bị:
Khối lượng nước cần dùng: 770,23 kg/h. [ Bảng 4.11, tr.42]
Lượng đường cần sử dụng: 182,93 kg/h. [ Bảng 4.11, tr.42]
Lượng axit cần dùng: 0,52 kg/h. [ Bảng 4.11, tr.42]
Tổng khối lượng cần nấu: M = 770,23 + 182,93 +0,52 = 953,68 (kg/h)
Năng suất của công đoạn: H =953,681,083 = 880,59 lít/h.
Với 1,083 là khối lượng riêng của dung dịch đường 20% [4]. Thể tích làm việc của thiết bị là: V = 1700 × 0,85 = 1445lít.
880,59
Vậy số thiết bị cần dùng: n = 1445 = 0,60. Ta chọn 1 thiết bị.
6.2.11 Thùng phối chế
Chọn thùng phối chế
Thùng phối chế có hình trụ đứng, đáy chỏm cầu và có cánh khuấy, vỏ thùng làm bằng thép không gỉ. Thùng gồm hai lớp thép, ở giữa có phần không gian để chứa tác nhân trao đổi nhiệt, gần với lớp ngoài cùng có lớp vật liệu cách nhiệt. Có cánh khuấy để trộn đều.
Gọi: + D là đường kính của tank.
+ r là bán kính chỏm cầu.
+ H: chiều cao thân hình trụ.
+ h là chiều cao phần chỏm cầu. Ta có: V = Vt + 2.Vc
Với: + V là thể tích tank chứa.
+ Vt:thể tích phần hình trụ. + Vc là thể tích chỏm cầu. D H h Chọn: H = 1,3D, h = 0,3D. Ta có: V = Vc = π .h.(h2 6
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy chế biến rau quả
Khối lượng nước quả khi phối chế là : 1569,33 (kg/h) Sau khi phối chế, sản phẩm phải có nồng độ 18%,
+ Khối lượng riêng của dung dịch đường 18% là ρ = 1,07404(kg/dm3) [4, tr.59] Do đó thể tích sản phẩm sau khi phối chế sẽ là : V = m/ρ (lít/h)
Ta có: V =1569,331,07404 = 1461,14 (lít/h)
Vậy thể tích cần phối trộn dung dịch nước quả và sirô đường là: Mpt = 1461,14 + 678,09 = 2139,23 (lít/h)
Chọn thùng phối chế làm bằng thép không gỉ, có cánh khuấy, đường kính thân trụ D = 1600mm, chiều cao thân trụ H = 1400mm, chiều cao nón h = 400mm, Ø = 1000 mm. Thể tích thùng :V = Π D 2 H 4 V =Π D 2 H = 3,14x(1,6)2 x1,4 =2,813 (m3) = 2813 (lít). 4 4
Số thùng được chọn : n =2139,232813 = 0,76. Vậy chọn 1 thùng phối chế.
6.2.12. Thiết bị đồng hóa
Nguyên tắc hoạt động: dùng áp lực cao, đẩy sản phẩm đi qua các khe hở rất nhỏ
(áp suất của sản phẩm vào khoảng 150kg/cm2 và khi ra khỏi khe nhỏ chỉ còn khoảng 2÷3kg/cm2). Khi thay đổi áp suất một cách đột ngột và tốc độ tăng lên nhiều, làm cho sản phẩm bị tơi nhỏ ra. Kích thước của khe hở có thể điều chỉnh được từ 0,1÷0,15 mm. Tốc độ chuyển động của sản phẩm qua khe hở: 150÷200m/s.
Thiết bị đồng hóa
Bảng 6.9 Thông số thiết bị đồng hóa [30]
Tên Điện áp Lưu lượng Trọng lượng Kích DxRxC Hình 6. 19. Thiết bị đồng hóa
Năng suất công đoạn: G10 = 1553,64 (kg/h)
6.2.13. Thiết bị bài khí
Sử dụng thiết bị bài khí chân không.
Nguyên tắc hoạt động:
Nước chuối được bơm vào tank bài khí từ bên trên. Dịch được 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 được bơm ra khỏi tank từ ống thoát bên dưới
Thiết bị:
Bảng 6. 10.Thông số thiết bị bài khí [31]
Tên
Lưu lượng
Làm việc chân không Tổng công suất Kích thước DxRxC
Hình 6. 20. Thiết bị bài khí chân không
Năng suất công đoạn bài khí là: 1538,10 kg/h [Bảng 4.10, trang 42].
1538,10
− Số thiết bị cần chọn là: n =1,074 ×2000 = 0,71. Ta chọn 1 thiết bị
6.2.14. Thiết bị thanh trùng.
Sử dụng thiết bị gia nhiệt dạng tấm, bao gồm những bản mỏng ghép lại với nhau, chế tạo từ thép không rỉ. Các tấm có hình chữ nhật, có vách định hướng, có đệm cao su
ở phần rìa và có lỗ thông nhau ở các tấm.
Nguyên tắc hoạt động: dung dịch cần đun nóng được bơm vào thiết bị ở ống
dẫn phía trên vào các tấm bản xen kẽ. Chất tải nhiệt sẽ vào thiết bị ở ống dẫn phía dưới và vào các bản còn lại. Như vậy dung dịch cần đun nóng và chất tải nhiệt sẽ tiếp xúc gián tiếp qua các bản mỏng xảy ra quá trình truyền nhiệt
Thiết bị: thông số thiết bị tương tự như máy thanh trùng cho sản phẩm đồ hộp
nước đu đủ
Khối lượng dung dịch cần gia nhiệt là: G12 = 1522,72 (kg/h) [Bảng 4.10, tr 42]
Thể tích cần gia nhiệt: V=1522,721,07404 = 1417,74 (lit/h).
Số thiết bị cần chọn: n=1417,742000 = 0,70. Vậy chọn 1 thiết bị.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy chế biến rau quả
6.2.15. Máy rót hộp vô trùng
Sử dụng máy rót hộp vô trùng tương tự như máy rót hộp cho sản phẩm đồ hộp