Bảng 6. 4 Thông số thiết bị lọc [18]
Năng suất công đoạn lọc là: M9 = 677,99 (kg/h) [Bảng 4.7,tr.36].
Chọn độ khô của nước đu đủ sau khi lọc là 14% => Khối lượng riêng của nước đu đủ sau khi lọc là: y = 267 : (267 – 14) = 1,05 (Kg/l).
Vậy lượng thể tích của đu đủ sau khi lọc là: V = 677,99
1,05 = 645,70 (lit). Số thiết bị cần chọn: n = 645,70
4000 = 0,16. Chọn 1 thiết bị.
6.1.7. Chuẩn bị xiro
6.1.7.1. Thiết bị nấu xiro
Chọn nồi nấu hai vỏ có cánh khuấy và đậy nắp kín.
Bảng 6.4.Thông số thiết bị nấu xiro [19]
Tên Thông số
Số tấm bản 10
Năng suất lọc 4000 lit/h
Độ mịn 0,45 𝜇𝑚 Công suất 1,1 kW Áp lực 0,15MPa- 0,3MPa. Diện tích lọc 0,7 m2 Kích thước DxRxC 700×380×650 Tên Thơng số Thế tích 1700 lit Hệ số chứa đầy 0,85 Áp suất hơi làm việc 29,5 (N/m2). Tiêu thụ hơi 200 (kg/h) Khối lượng 2100 kg Kích thước (DxH) 1200 x1500 (mm) Hình 6. 6. Thiết bị lọc khung bản
Hình 6. 7. Thiết bị nồi nấu đường đường
Chọn số thiết bị:
Khối lượng nước cần dùng: 550,88 kg/h. [ Bảng 4.7, tr.36] Lượng đường cần sử dụng: 130,83kg/h. [ Bảng 4.7, tr.36] Lượng axit cần dùng: 3,48 kg/h. [ Bảng 4.7, tr.36]
Tổng khối lượng cần nấu: M= 550,88 + 130,83 +3,48 = 685,19 (kg/h) Năng suất của công đoạn: H = 685,19
1,083 = 632,67 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.
Vậy số thiết bị cần dùng: n = 632,67
1445 = 0,55. Ta chọn 1 thiết bị. Lượng hơi cần thiết cho quá trình: Mh = 0,55 x 200 = 110 (kg/h).
6.1.7.2. Thiết bị lọc xiro
Nguyên tắc hoạt động giống như nguyên tắc hoạt động của thiết bị lọc nước đu đủ ép.
Chọn máy lọc khung bản của Công ty TNHH Kỹ Thương Tuệ Minh có các thơng số kỹ thuật như sau:
Sản lượng : 1000lít/h.
Áp lực làm việc hệ thống: 25–28MP. Diện tích lọc: 54m2.
Cơng suất động cơ : 2,2kW. Trọng lượng tịnh: 4800kg.
Kích thước (D×R×C): 2500×1200×1100mm.
Năng suất của cơng đoạn: mxr = 657,65 (kg/h) [tr.42] nên số thiết bị cần: n = 657,65 1000 = 0,65. Chọn 1 thiết bị.
6.1.7.3. Thiết bị làm lạnh dịch đường
Để làm lạnh dịch đường ta sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm với tác nhân là nước 4oC.
Chọn thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm với nhãn hiệu DN40 có các thơng số kĩ thuật như sau:
Năng suất: 3021lít/h. Số tấm: 150.
Khoảng cách các tấm: 2,5mm.
Vận tốc sản phẩm: 0,4÷0,44m/s. Lượng nước tiêu tốn: 255kg/h. Áp suất làm việc lớn nhất: 25at. Đường kính ống sản phẩm: 36mm. Đường kính ống dẫn nước: 15mm.
Kích thước (D×R×C): 1140×450×1000mm. Nhiệt độ dung dịch sau khi ra khỏi thiết bị: 10oC.
Năng suất của công đoạn: mxr = 657,65 (kg/h), tr.42 nên số thiết bị: n = 657,65 3021 = 0,21. Chọn 1 thiết bị.
6.1.7.4. Thùng chứa xirô 20%
Lượng xirô cần sử dụng ở dây chuyền sản xuất đồ hộp nước đu đủ: 657,65 (kg/h). Thể tích xirơ 20%: V20 =657,65
1,083 = 607,24 lít/h .
Với 1,083 là khối lượng riêng của dung dịch đường 20%.
Chọn 1 thiết bị với các thông số như sau: D = 1000mm; H = 1500mm.
6.1.7.5. Bunke chứa đường
Lượng đường dùng trong 1 giờ: Mđ =130,83 (kg/h).[Bảng 4.7, tr.36] Tỷ trọng của đường: ρd = 1,5878 × 103 (kg/m3)
Thời gian chứa: τ = 3h. Hệ số chứa đầy: η = 0,75. Dung tích thiết bị: V = d M = 75 , 0 10 5878 , 1 3 83 , 130 3 = 0,32 (m3). Thiết bị dạng hình trụ, đáy cơn có góc ở đáy 600. Kích thước thùng: D = 1000 mm; H = 500 mm. HT HC x y 60o
Hình 6.9. Thiết bị phối trộn
6.1.8. Thiết bị phối trộn
Bảng 6. 5 Thông số thiết bị phối trộn [21]
]
Chọn thùng phối chế làm bằng thép khơng gỉ, có cánh khuấy, đường kính thân trụ D = 1600mm, chiều cao thân trụ H = 1400mm, chiều cao nón h = 400mm, Ø = 1000 mm. Khối lượng nước đu đủ ép đem phối trộn: M10=657,65 (kg/h) [Bảng 4.7 trang 36]
Khối lượng nguyên liệu cho vào phối trộn: mpt = 1315,30 (kg/h). Thể tích lượng nguyên liệu đem phối trộn:
V = 1315,30
1,083 = 1214,49 (lít/h).
Với 1,083 là khối lượng riêng của syrup đường 20%. Năng suất cơng đoạn: mpt = 1214,49 lít/h.
Số thiết bị cần chọn: n = 1214,49
1700 = 0,71. Vậy ta chọn 1 thiết bị.
6.1.9. Thiết bị chiết rót vơ trùng
Cấu tạo: [22]
Tên Thơng số
Dung tích thực 1700 lit Chiều cao thiết bị 400mm Chiều cao nón 200mm Chi phí hơi 450 kg/h Sử dụng khuấy 132 vòng/ phút
Cơng suất 1,5 KW
Hình 6.11 – Thiết bị chiết rót vơ trùng
1. Ngăn chứa
2. Bộ phận tiếp nhận và mở hộp
3. Cơ cấu hình thành đáy trong khơng khí tiệt trùng nóng 4. Cơ cấu hàn kín đáy hộp
5. Thùng đựng H2O2
6. Vòi phun H2O2 để tiệt trùng bao bì
7. Vùng làm khơ khơng khí tiệt trùng nóng làm bay hơi H2O2 8. Thùng đựng nguyên liệu và cơ cấu rót
9. Bộ phận hàn miệng hộp bằng siêu âm 10. Tạo hình miệng hộp
11. Bánh sao lấy hộp ra 12. Vùng khơng khí tiệt trùng Nguyên lí hoạt động:
Hộp được làm từ 6 lớp vật liệu, từ trong ra ngồi gồm có: polyethylene, surlyn, nhơm, polyethylene, giấy và polyethylene. Ban đầu vỏ hộp là một cuộn giấy 6 lớp, cuộn này được diệt khuẩn trong dung dịch hydro peroxide 3040%, 70°C trong 6 giây. Hydro peroxide được loại bỏ bằng cách sấy lớp bìa bằng khí nóng. Sau đó hộp được định hình, sản phẩm được rót vào hộp. Miệng hộp được hàn lại bằng nhiệt, ta có sản phẩm hoàn chỉnh.
Chọn thiết bị
Chọn thiết bị chiết rót vơ trùng của cơng ty Thương mại Sao Bắc Á với các thông số kĩ thuật sau đây: [23]
Bảng 6.7. Thơng số máy chiết rót vơ trùng
Năng suất máy từ 2000 -10000 hộp, chọn giá trị trung bình là 6000 hộp. Năng suất công đoạn: M12=1295,62 (kg/h). [Bảng 4.8, trang 38]
Số hộp được chiết rót với dung tích 350ml trong 1 giờ: 3525 hộp/h [Bảng4.7,tr.36] 3525 Tên Thông số Dung tích chiết rót 250-1000 ml Sản lượng 2000 – 10000 hộp/h Kích thước 3045×1750×1900mm
6.1.10. Thiết bị in date
Sử dụng kỹ thuật mới, tự động khống chế nhiệt độ, tự động đếm số, vị trí chữ in có thể điều khiển.
Sử dụng bánh răng cố định, nét in rõ ràng, màu in có thể tùy ý lựa chọn.
Có thể dùng 2 loại bánh răng in chữ kiểu R hoặc kiểu chữ T, có thể in 5 hàng chữ, mỗi hàng chữ nhiều nhất 15 ký tự, có ba loại kích thước chữ có thể lựa chọn 2mm, 2,5mm, 3mm. Có thể in trên giấy, các loại màng, giấy, thiếc ...
Thiết bị này hoàn tồn tự động, tốc độ cao nhất mỗi phút có thể in được 300 trang.
Bảng 6. 8 Thông số thiết bị máy in date [24]
Chọn 1 thiết bị in date
6.1.11. Băng tải đóng thùng
Năng suất cần thiết của băng tải ở công đoạn này là: M14= 1282,69 kg/h. [Bảng 4.8, trang 36]
Năng suất làm việc của công nhân trong 1h: 1000kg/h.
Số công nhân cần thiết làm việc ở băng tải này là: m = 1816,28
1000 = 1,8. Vậy chọn 2 công nhân.
Năng suất của băng tải: Q = 3600×B×V×η×N×h (kg/h). Thay số ta được: Q1 = 3600×0,6×0,15×0,75× 025 , 0 . 03 , 0 1 ×0,015= 3888 (kg/h). Chiều dài của băng tải được tính theo cơng thức: L = 1 2
2 I I
M (m) Trong đó : M: Số cơng nhân làm việc, M = 2 công nhân.
I1 : Khoảng cách giữa 2 công nhân, I1 = 1 (m). I2 : Khoảng cách an toàn, I2 = 1,25 (m). Vậy: L1 = 2 2× 1 + 1,25 = 2,25 (m). Tên Thơng số Kích thước vật in DxR D: 55-550mm R: 30-300mm Diện tích in 250 × 60 mm Cơng suất in 300 lần/phút
Nguồn điện cho máy 220V – 1 pha – 180W
Chọn 1 băng tải có các đặc tính kỹ thuật như sau:
Kích thước băng tải (D×R×C): 2250×600×950 (mm). Vận tốc băng tải: 0,15m/s.
Năng suất băng tải: 3888kg/h. Băng tải cao su.
6.1.12. Thùng chứa nước đu đủ sau ép
Lượng nước đu đủ sau ép trong 1h là: M8 = 684,84 (kg/h). [Bảng 4.7 trang 36] Khối lượng riêng của nước đu đủ sau ép là: 1,05 (kg/lít). [Mục 6.1.6, trang 61] Vậy lượng thể tích đu đủ sau ép: V= 684,84
1,05×1000 = 0,45 (m 3/h). Chọn hệ số chứa đầy của thùng là 0,85. Chọn 1 thùng chứa. Chọn thời gian lưu của thùng là 8h.
Thể tích thùng cần chứa: Vt = 0,45 × 8
0,85 = 4,23 (m 3).
Gọi D là đường kính đáy, H là chiều cao của thùng chứa. Chọn H = 1,2D. Thể tích thùng chứa là V = 𝜋𝐷
2𝐻
4 = 4,23 (m
3). Chọn D = 1,64m, H = 1,96m. Kích thước thùng chứa là: D × H = 1650×2000mm.
6.1.13. Thùng chứa nước đu đủ sau lọc
Lượng nước đu đủ sau khi lọc trong 1h là: M9= 657,65 (kg/h). [Bảng 4.7, tr.36] Khối lượng riêng của nước đu đủ sau lọc: 1,05 (kg/lít).
Vậy lượng thể tích đu đủ sau lọc: V= 657,65
1,05×1000 = 0,62 (m 3/h). Chọn hệ số chứa đầy của thùng là 0,85. Chọn 1 thùng chứa. Chọn thời gian lưu của thùng là 8h.
Thể tích thùng cần chứa: Vt= 0,62×8
0,85 = 5,89 (m 3).
Gọi D là đường kính đáy, H là chiều cao thùng chứa. Chọn H = 1,2D. Thể tích thùng chứa là V = 𝜋𝐷
2𝐻
4 = 5,89 (m
3). Chọn D =1,84 m, H = 2,21 m. Kích thước thùng chứa là: D × H = 1850×2250 mm.
6.1.14. Thùng chứa nước đu đủ sau phối trộn
Lượng nước cam sau khi phối trộn trong 1h: M9= 1302,14 (kg/h). [Bảng 4.7, trang 36]
Vậy lượng thể tích đu đủ sau phối trộn: V= 1302,14
1083 = 1,20 (m 3/h). Chọn hệ số chứa đầy của thùng là 0,85. Chọn 1 thùng chứa.
Chọn thời gian lưu của thùng là 8h. Thể tích thùng cần chứa: Vt= 1,20×8
0,85 = 11,31 (m 3).
Gọi D là đường kính đáy, H là chiều cao thùng chứa. Chọn H = 1,2D. Thể tích thùng chứa là V = 𝜋𝐷
2𝐻
4 = 11,31 (m3). Chọn D = 2,30m. H = 2,76m. Kích thước thùng chứa là: D × H = 2300×2800mm.
6.1.15. Thùng chờ rót
Lượng nước đu đủ sau khi thanh trùng trong 1h: M11 =1295,62 (kg/h). [Bảng 4.7,trang 36]
Khối lượng riêng của nước đu đủ sau khi phối trộn: 1083 (kg/m3). [9, tr53] Vậy lượng thể tích nước đu đủ sau phối trộn: V= 1295,62
1083 = 1,19 (m 3/h). Chọn thời gian lưu của thùng là 8h.
Chọn hệ số chứa đầy của thùng là 0,85. Chọn 1 thùng chứa. Thể tích thùng cần chứa: Vt= 1,19×8
0,85 = 11,25 (m 3).
Gọi D là đường kính đáy, H là chiều cao thùng chứa. Chọn H = 1,2D. Thể tích thùng chứa là V = 𝜋𝐷 2𝐻 4 = 11,25 (m 3). Chọn D = 2,28m. H = 2,76m. Kích thước thùng chứa là: D × H = 2300×2800 mm. 6.1.16. Tính chọn bơm
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 Thông số kĩ thuật
Năng suất 2,36m3/h
Áp suất làm việc 0,1 Mpa Công suất động cơ 1,7 kW
Tốc độ quay 1420 vịng/phút
Đường kính ống hút/đẩy 35/35 mm Kích thước DxRxC 1280×340×665
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. Bốn bơm dùng cho quá trình nấu syrup.
Bảng 6. 10. Tổng kết thiết bị cho quy trình sản xuất đồ hộp nước đu đủ
6.2. Tính và chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất nectar chuối.
6.2.1. Bể ngâm nguyên liệu sơ bộ
Lượng nguyên liệu cần rửa: G1= 964,62 kg/h. [Bảng 4.10, trang 42]
STT Thiết bị Số
lượng
Kích thước D×R×C (mm)
1 Băng tải chọn lựa và phân loại 01 5000 x 600 x 1000
2 Máy rửa 01 3400 ×1160 × 1300
3 Băng tải gọt vỏ, cắt lát 01 6000 x 600 x 1000
4 Thiết bị ép trục vít 01 1560×450×1340
5 Thiết bị gia nhiệt dạng tấm 01 1900×1800×2200
6 Thiết bị lọc khung bản 01 700×380×650
7 Thiết bị rót hộp vơ trùng 01 3045×1750×1900
8 Thiết bị in date 01 440×345 ×260
9 Băng tải đóng thùng carton 01 2250×600×950
10 Bơm 16 1280 × 340 × 665
11 Thùng chứa nước đu đủ sau ép 01 D=1650; H=2810 12 Thùng chứa nước đu đủ sau lọc 01 D=1850; H=2250 13 Thùng chứa nước đu đủ sau phối trộn 01 D=2300; H=2800
14 Thùng chờ rót 01 D = 2300; H = 2800
15 Thiết bị nấu xiro 01 D = 1200, H = 1500
16 Thiết bị lọc xiro 01 2500 × 1200 × 1100
17 Thiết bị làm lạnh dịch đường 01 1140 × 450 × 1000 18 Thiết bị thanh trùng bản mỏng 01 1900 × 1800 × 2200
19 Thùng chứa xirô 20% 01 D=1000; H=1500
20 Bunke chứa đường 01 D=1000; H=500
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: 0,07 02 , 12508 32 , 945
n . Vậy chọn 1 băng tải.
Tính số cơng nhân
Một công nhân làm được: 5 (kg/phút) = 300 (kg/h). Số công nhân: 3,15 300 32 , 945
N . Vậy chọn 4 công nhân. 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: 3 1 2 1 × 4 2 L × 2 1 N L L (m).
Trong đó: N: số cơng nhân, N = 4 (cơng 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: 3000×600×950mm.
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).
Như vậy lượng chuối phế thải cần chứa là: 0,20( ) 1103 88 , 226 3 m .
Với 977 (kg/m3) là khối lượng riêng của chuối [43]. Chọn hệ số chứa đầy: 0,85. Vậy thể tích thùng chứa cần có là: 3 23 , 0 85 , 0 20 , 0 m .
Gọi D là đường kính đáy thùng chứa, H là chiều cao thùng chứa.
Thể tích thùng chứa là: 3 2 23 , 0 4 m H D V . 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 khơng 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 khơng khí từ một quạt đặt bên ngồi.
Ngun 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 q trình ngâm được tăng cường nhờ thổi khí làm xáo trộn nước và nguyên liệu trên mặt băng, làm tăng diện tích tiếp xúc