tầng Ta chọn 1 máy chà và chọn 1 công nhân đứng máy.
Hình 4. 5. Thiết bị chà cánh đập hai tầng
4.6. Thiết bị nấu dịch syrup
Thiết bị nồi hai vỏ có cánh khuấy.
56
Hình 4. 6. Thiết bị nồi hai vỏ có cánh khuấy Khối lượng dịch cần nấu là: 1981,42 kg/h khuấy Khối lượng dịch cần nấu là: 1981,42 kg/h
Thời gian đưa sản phẩm vào, thời gian phối chế và thời gian lấy sản phẩm ra của 1 mẻ là 15 phút. Vậy có 2 thiết bị, mỗi thùng có 4 mẻ, 1 giờ có 8 mẻ.
Khối lượng cho mỗi mẻ là : 1981,42 / 8 = 247,68 (Kg/mẻ) Thể tích nguyên liệu : V= (m3)
Trong đó :G là khối lượng nguyên liệu mỗi mẻ.
β là khối lượng chiếm chỗ của nguyên liệu , của dịch xoài là 1100 kg/m3. Vậy = 247,68/ 1100 = 0,23 ( m3)= 230l
Chọn hệ số chứa đầy là 0,6
Thể tích của bể phối trộn: V = 230/0,6= 383,33 lít.
Sử dụng nồi gia nhiệt hai vỏ có cánh khuấy, gia nhiệt đến 100 ℃.
Tên thiết bị Kích thước Áp lực Dung tích Giá thành Xuất xứ download by : skknchat@gmail.com
Số lượng 2
B ảng 4. 6. Thơng số nồi gia nhiệt hai vỏ có cánh khuấy Ta cần
2 công nhân đứng máy.
4.7. Thiết bị phối chế
Thiết bị: tank phối trộn có cánh
khuấy dạng bản mỏng.
Tính chọn thiết bị
Nguyên liệu cần phối trộn: 2615,71 Kg/h.
Để đảm bảo tính liên tục cho q trình sản xuất, ta sử dụng 2 thùng để phối chế.
Thời gian đưa sản phẩm vào, thời gian phối chế và thời gian lấy sản phẩm ra của 1 mẻ phối chế là 15 phút. Vậy 1 h có 8 mẻ, mỗi thùng có 4 mẻ.
Khối lượng cho mỗi mẻ là : 2615,71 / 8 = 326,96 (Kg/mẻ) Thể tích nguyên liệu : V= (m3)
Trong đó :G là khối lượng nguyên liệu mỗi mẻ.
β là khối lượng chiếm chỗ của
nguyên liệu , của dịch xồi là 1100 kg/m3. V ậ y = 3 2 6 , 9 6 / 1 1 0 0 = 0 , 3 0 ( m 3 ) = 3 0 0 l C h ọ n h ệ s ố c h ứ a đ ầ y l à
0 , 7 Thể tích của tank phối trộn: V = 300/0,7= 428,57 lít. Vậy ta chọn thùng có thể tích 600 lít. download by : skknchat@gmail.com
Hình 4. 7. Thiết bị phối chế - gia nhiệt
Cấu tạo: gồm một thùng khuấy, bên trong có một cánh khuấy dạng bản mỏng được
gắn vào trục khuấy. Tốc độ quay cánh khuấy tương đối thấp. Với thiết bị này, các phân tử chất lỏng thường được chuyển động theo phương thẳng đứng là rất ít. Thiết bị ln ln cần lắp thêm các thanh chặn trên thành thiết bị.
- Tốc độ cánh khuấy quá thấp sẽ khơng thực hiện tốt q trình phối trộn do dung dịch syrup có độ nhớt cao, nhưng nếu tốc độ khuấy quá lớn sẽ làm tăng lượng oxi hòa tan trong sản phẩm.
Tiến hành:
Dịch quả và syrup được bơm vào tank phối trộn theo tỷ lệ: xồi:syrup = 25:75. Tank phối trộn có hình trụ làm bằng kim loại, bên trong có cánh khuấy, hỗn hợp được khuấy đảo trong 10 phút, tốc độ cánh khuấy 60 vòng/phút. Độ nhớt cao nên tốc độ cánh khuấy phải đủ để phối trộn, khơng q lớn làm tăng lượng oxi hịa tan trong sản phẩm. Sau đó gia nhiệt lên 70o C trong 3 phút.
Nguyên lý hoạt động: nguyên liệu được nạp vào theo cửa nạp liệu. Hai vỏ thiết
bị được nối với nhau bởi mặt bích. Khoảng trống giữa hai vỏ chứa tác nhân gia nhiệt là hơi nước để làm nóng dịch ở trong. Cánh khuấy có tác dụng đảo trộn làm tăng tốc độ truyền nhiệt nhiệt và tránh gây ra hiện tượng cháy khét. Dịch sau khi đun sôi sẽ được bơm đến thiết bị rót dịch qua cửa tháo dịch.
Ta cần 2 cơng nhân đứng máy.
4.8. Thiết bị bài khí
Thiết bị bài khí chân khơng.
Năng suất cơng đoạn: 2589,55 kg/h.
59
Tên thiết bị Năng suất làm việc Làm việc chân khơng
Tổng cơng suất Kích thước Khối lượng Giá thành Xuất xứ Số lượng
Hình 4. 8. Thiết bị bài khí chân khơng
Nguyên lý hoạt động: Thiết bị bao gồm thùng kín 16, có đáy hình phễu và nắp, lắp trên
khung di động 1 cùng với bơm chân không 10 và bơm chuyển 13. Sản phẩm được đưa vào máy bằng hút chân không hay tự chảy qua ống 18, phun ra qua đĩa có lỗ lưới 15 nhờ lực ly tâm quay của đĩa và bắn vào thành máy rồi chảy thành màng mỏng xuống đáy. Lưu lượng của sản phẩm được điều chỉnh bằng van 17 và 4, sao cho mức sản phẩm trong máy luôn ở khoảng giữa của ống thủy tinh quan sát mực 14, nhằm tránh không tải cho bơm chuyển 13. Đĩa quay bằng moto 1, độ chân không được quan sát bằng đồng hồ 2. Số 3 là ống hút chân không, 5 – vỏ, 6 – bảng điện, 8 – ống thoát của bơm chân không, 9 – ống dẫn nước vào bơm chân khơng vịng nước.
60
Thiết bị này có thể điều chỉnh cho sản phẩm có độ nhớt khác nhau bằng cách thay đổi tần số quay của đĩa 15 và độ lớn của lỗ lưới; điều chỉnh cho sản phẩm có nhiệt độ vào khác nhau nhờ thay đổi độ chân không trong thùng ; điều chỉnh năng suất bằng thay đổi tần số quay của bơm 13 qua hộp số 12 khi quay bánh.
Ta cần 1 công nhân đứng máy.
4.9. Thiết bị đồng hóa
Thiết bị đồng hóa sử dụng áp lực cao. Năng suất cơng đoạn: 2576.60 kg/h. Tên thiết bị
Dung tích chứa Áp lực
Cơng suất động cơ Kich thước
Trọng lượng Giá thành Xuất xứ Số lượng
Hình 4. 9. Thiết bị đồng hóa sử dụng áp lực cao
61
Cấu tạo: 1. Motor chính; 2. Bộ truyền đai; 3. Đồng hồ đo áp suất; 4. Trục vít; 5. Piston;
6. Hộp piston; 7. Bơm; 8. Van; 9. Bộ phận đồng hóa; 10. Hệ thống tạo áp suất thủy lực
Nguyên lý hoạt động: Thiết bị đồng hóa áp suất cao. Nguyên liệu được bơm vào thiết bị
qua khe hẹp khoảng 0,1mm, dưới áp suất cao ( áp suất đầu dao động từ 200-250 bar). Sau đó do sự thay đổi áp suất lớn và đột ngột, nên sản phẩm có tốc độ di chuyển lớn (150-200m/s), khả năng va đập giữa các phần tử với nhau và với thành thiết bị tăng cao. Dòng chảy của nguyên liệu ở điều kiện như vậy nên lực xé lớn và kết quả là các mảnh nguyên liệu bị phá vỡ (xé nhỏ) thành hạt nhỏ.
Ta cần 1 công nhân đứng máy.
4.10. Thiết bị tiệt trùng UHT
Thiết bị tiệt trùng UHT dạng ống . Năng suất công đoạn: 2550.84 kg/h. Tên thiết bị Cơng suất Áp suất hơi Áp suất khí nén Kích thước Khối lượng Giá thành Xuất xứ Số lượng 62 download by : skknchat@gmail.com
Hình 4. 10. Thiết bị tiệt trùng UHT dạng ống
Cấu tạo: Hệ thống ống lồng ống gồm 2 lớp, lớp ngoài là nhiệt, lớp trong là
nguyên liệu. Hệ thống bơm trục vít, bơm nước, thiết bị đảo trộn hơi và nước.
Nguyên lý: Nguyên liệu được được bơm vào hệ thống ống lồng ống. Quá trình nguyên
liệu chuyển động trong hệ thống này, mở van hơi cung cấp nhiệt. Sự thay đổi nhiệt giữa 2 khoang thông qua bề mặt lớp vỏ ống sẽ xảy ra. Sản phẩm thu nhiệt cho tới khi đạt độ nóng cần thiết sẽ được lấy ra ở cuối đường ống. Tác nhân gia nhiệt là nước nóng và hơi, tác nhân làm nguội là nước lạnh..
4.11. Bồn chứa vơ trùng
Do u cầu chiết rót phải liên tục, ta chọn bồn chứa có thể tích để chứa đủ nguyên liệu cho 1 ca làm.
Năng suất mỗi ca: 20304,66 Kg/ca
63
Thể tích ngun liệu : V= (m3)
Trong đó :G là khối lượng nguyên liệu mỗi mẻ.
β là khối lượng chiếm chỗ của nguyên liệu , của dịch xoài là 1100 kg/m3. Vậy = 20304,66/ 1100 = 18,45 ( m3)
Chọn hệ số chứa đầy là 0,7.
Thể tích bồn chứa là 18,45/0,7= 26,37 m3 Tên sản phẩm
Kích thước
Cơng suất động cơ Giá thành
Xuất xứ Số lượng
Bảng 4. 11. Thơng số bồn chứa vơ trùng
Hình 4. 11. Bồn chứa vơ trùng
64
Ta cần 1 công nhân đứng máy.
4.12. Thiết bị rót vơ trùng
Thiết bị: tủ rót vơ trùng. Thiết bị này thực hiện nhiều chức năng như tạo hình hộp, vơ
trùng bao bì giấy, chiết rót, định hình. Năng suất 2500 hộp/h với dung tích 1l Tên thiết bị
Năng suất Cơng suất điện Nguồn điện thế Khí nén Kích thước Giá thành Xuất xứ Số lượng
Hình 4. 12. Máy rót vơ trùng hộp giấy
Cấu tạo:
1. Ngăn chứa hộp cac – tông; 2. Bộ phận tiếp nhận và mở hộp; 3. Cơ cấu hình thành đáy
65
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
Phương pháp:
Đầu tiên, các tấm các-tông sẽ được tiếp nhận và mở hộp, tạo hình đáy trong khơng khí tiệt trùng nóng, hàn kín đáy hộp. Tiếp đến, hộp sẽ được đưa đến vùng phun H2O2 để tiệt trùng, người ta sẽ phun dịch H2O2 lên bề mặt bao bì, phần diện tích tiếp xúc với H2O2
chiếm khoảng 30-40% tổng diện tích bề mặt bao bì, sau đó người ta phun khơng khí nóng vơ trùng (180oC) để đuổi H2O2 bám trên bề mặt bao bì. Hộp sau khi tiệt trùng được đưa đến cơ cấu rót dịch và được rót theo thể tích quy định. Sau cùng, hộp được hàn kín miệng và đưa ra ngồi.
Ta chọn 1 cơng nhân đứng máy ở công đoạn này, 5 công nhân làm nhiệm vụ vận chuyển sản phẩm vào kho bảo quản.
STT Thiết bị
1 Băng tải
2 Máy rửa băng
chuyền 3 Máy chần 4 Bàn để tách thịt quả xoài 5 Thiết bị chà 6 Thiết bị nấu dịch syrup 7 Thiết bị phối chế 8 Thiết bị bài khí download by : skknchat@gmail.com
9 Thiết bị đồng hóa 10 Thiết bị tiệt trùng UHT 11 Bồn chứa vô trùng 12 Thiết bị rót vơ trùng Tổng Bảng 4. 13. Bảng tổng hợp các thiết bị chính 4.13. Thiết bị phụ 4.13.1. Thiết bị đẩy hàng
Vận chuyển nguyên liệu hay các thiết bị khác trong phân xưởng Tên thiết bị Kích thước Trọng tải Trọng lượng xe Giá thành Xuất xứ Số lượng Hình 4. 13. Xe đẩy hàng 4.13.2. Xe nâng điện
Dùng vận chuyển trong kho bảo ôn.
67
Bảng 4. 15. Thông số xe nâng điện
4.13.3. Giỏ đựng trung gian
68
Hình 4. 15. Giỏ đựng trung gian
4.13.4 Máy bắn date
Bảng 4. 17.Thông số máy bắn date
Cấu tạo: hộp điều khiển, băng tải, cục mực nhiệt, giá đỡ. Nguyên lý hoạt động:
Máy được sử dụng để in các thông tin về ngày sản xuất và hạn sử dụng cho sản phẩm trên các bề mặt chất liệu giấy, carton hoặc kim loại. Người công nhân cài đặt chế độ in.
Lần lượt thả từng nắp hoặc hộp chạy trên băng tải, máy in date tự động nhận lấy từng tem nhãn chuyển qua bộ phận đóng date.
Dưới tác dụng truyền nhiệt qua cục mực nhiệt, bộ gá số sẽ lấy mực và dập date vào sản
69
phẩm. Có thể tùy chỉnh được tốc độ in, vị trí in date, số lượng nhãn đã in.
Hình 4. 16. Máy bắn date
4.13.5. Bơm
Cơng suất của bơm được tính theo cơng thức sau:
N= GHg (kW )
Trong đó: G: lưu lượng dịng dịch (kg/s):
H: cột áp của bơm (m): chọn H = 1.1 m g: gia tốc trọng trường (m/s2): g = 9.81 m/s2 : hiệu suất của bơm: chọn = 0.8
Bơm dịch từ thiết bị nấu syrup đường sang thùng phối chế (G=1961,68 kg/h), từ thiết bị chà sang thùng phối chế (G=653,92 kg/h), từ thùng phối chế sang cụm thiết bị bài khí – đồng hóa – tiệt trùng (G= 2589,55 kg/h), từ cụm thiết bị bài khí – đồng hóa – tiệt trùng sang bồn chứa vơ trùng (G= 2538,08 kg/h), bơm từ bồn chứa vô trùng sang thiết bị chiết rót.
Cơng suất bơm dịch từ thiết bị nấu syrup đường sang thùng phối chế (G=1961,68 Kg/h= 0,545 kg/s).
N= GHg = 0,545×1,1×9,81 = 7,35 ( ) 0,8
Công suất bơm từ thiết bị chà sang thùng phối chế (G=653,92 kg/h=0,182 kg/s)
70
N= GHg = 0,182×1,1×9,810,8 = 2,45 ( )
Cơng suất bơm từ thùng phối chế sang cụm thiết bị bài khí – đồng hóa – tiệt trùng (G=2589,55 kg/h=0,719 kg/s)
N= GHg = 0,719×1,1×9,81 = 9,70 ( ) 0,8
Cơng suất bơm từ cụm thiết bị bài khí – đồng hóa – tiệt trùng sang bồn chứa vơ trùng (G=2538,08 kg/h=0,705 kg/s) và bơm từ bồn chứa vơ trùng sang thiết bị chiết rót
N= Ta chọn 5 máy bơm Tên thiết bị Cơng suất Điện áp Lưu lượng Kích thước Giá thành Xuất xứ Số lượng Bảng 4. 18. Thơng số về bơm Hình 4. 17. Máy bơm 71 download by : skknchat@gmail.com
STT Thiết bị 1 Xe đẩy hàng 2 Xe nâng điện 3 Giỏ nhựa 4 Máy bắn date 5 Máy bơm Tổng Bảng 4. 19. Tổng hợp các thiết bị phụ 72 download by : skknchat@gmail.com
KẾT LUẬN
Dưới sự hướng dẫn tận tình của cơ Nguyễn Thị Hạnh, với những kiến thức đã học cùng với sự nghiên cứu, tham khảo một số tài liệu sách báo, tài liệu mạng, em đã hoàn thành đồ án thiết kế của mình với đề tài: “Thiết kế phân xưởng sản xuất nectar xoài với năng suất 20 tấn sản phẩm/ca”.
Qua qua trình thực hiện đồ án, em đã có thể hiểu thêm về một số vấn đề:
• Những điều kiện cần thiết để xây dựng một nhà máy rau củ.
• Quy trình cơng nghệ phù hợp với điều kiện kinh tế, kỹ thuật nước ta.
• Tính và chọn thiết bị phù hợp với dây chuyền cơng nghệ.
• Những phương pháp kiểm tra, đánh giá chất lượng nguyên liệu và sản phẩm. Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã có thể tích lũy thêm được nhiều kiến thức, công việc thiết kế một nhà máy cồn nói riêng và nhà máy thực phẩm nói chung. Đồng thời em đã được ôn lại kiến thức đã và học được cách tính tốn, làm quen với việc tìm tài liệu, tra cứu và cách tính tốn, giúp em nắm được mối liên hệ giữa lý thuyết và thực tế.
Đối với đồ án này, việc lấy số liệu, thiết kế, tính tốn được tham khảo trong nhiều tài liệu khác nhau. Việc sử dụng công thức, số liệu như vậy đã khơng tránh khỏi sai số trong q trình thực hiện. Để chính xác hơn, ta nên lập hệ thống thử nghiệm để kiểm tra và chọn chế độ làm việc tối ưu. Hơn nữa, việc thiết kế hệ thống dựa trên nhiều tài liệu lý thuyết chứ khơng có trong thực tế kinh nghiệm, nên có nhiều điều chưa hợp lý, em rất mong nhận được sự hướng dẫn, góp ý của các thầy cơ để hệ thống hồn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
73
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hà Văn Thuyết, Cao Hoàng Lan, Nguyễn Thị Hạnh, 2003, Công nghệ rau quả, NXB Bách Khoa Hà Nội.
2. GS.TS. Hồng Đình Hịa, 2016, Cơ sở lập dự án và thiết kế nhà máy trong công nghệ sinh học và công nghệ thực phẩm, NXB Bách Khoa Hà Nội.
3. Sổ tay q trình và thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 1, NXB Khoa học – kỹ thuật.
4. Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7946:2008 (CODEX STAN 247:2005) về nước quả và nectar.
74