PHẦN 2 CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ
3.4. Tính cân bằng vật chất đối với 75 tấn sản phẩm/ngày
Lượng nguyên liệu ban đầu cho 1 ngày
Cứ 100 kg sản phẩm ban đầu cho 13,281 kg thành phẩm. Với năng suất 75 tấn sản phẩm/ngày.
- Năng suất cho 1 giờ là
- Chi phí nguyên liệu chanh dây cho 1 giờ là
Với T: lượng nguyên liệu chính cần thiết để sản xuất (kg)
S: lượng sản phẩm cần sản xuất tính theo nguyên liệu chính (kg) Xi: tỷ lệ hao hụt ở từng công đoạn so với công đoạn trước % N: số cơng đoạn sản xuất quy trình
Lượng ngun liệu ban đầu cho 1 ngày ở từng công đoạn
3.4.1. Lựa chọn
- Lượng nguyên liệu vào: 23600,76 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 1%
- Lượng nguyên liệu hao hụt: = 236,008 (kg/giờ)
3.4.2. Rửa
- Lượng nguyên liệu vào: 23600,76 – 236,008 = 23364,752 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 0,3%
- Lượng nguyên liệu hao hụt: = 70,094 (kg/giờ)
3.4.3. Tách ruột quả
- Lượng nguyên liệu vào: 23364,752 – 70,094 = 23294,658 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 15,0%
- Lượng nguyên liệu hao hụt: = 3494,199 (kg/giờ)
3.4.4. Ủ enzyme
- Lượng nguyên liệu vào: 23294,658 – 3494,199 = 19800,459 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 0,5%
- Lượng nguyên liệu hao hụt: = 99,002 (kg/giờ)
3.4.5. Chà
- Lượng nguyên liệu vào: 19800,459 – 99,002 = 19701,457 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 3%
- Lượng nguyên liệu hao hụt: = 591,044 (kg/giờ)
3.4.6. Phối trộn
Chọn syrup có độ Bx = 65% Ta có tỷ lệ thêm vào 0,6%
-> Gsyrup = 0,006 * (19701,457 591,044) = 114,662 (kg/h) Vậy khối lượng của sản phẩm sau khi phối chế
G = Gr cô + Gsyrup = (19701,457 – 591,044) + 114,662 = 18995,751 (kg/h) Khối lượng đường trắng cần dùng
GRE = 99,8% * 65%*Gsyrup = 0,998*0,65*114,662 = 74,381 (kg/h) Lượng nước cần để hòa tan lượng đường là:
Gnước = 114,662 – 74,381 = 40,281 (kg/h)
Khối lượng CMC cần dùng = 0,003 19110,413 = 57,331 (kg/h).
3.4.7. Cô đặc
- Lượng nguyên liệu vào: 18995,751 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 83,4%
3.4.8. Rót hộp
- Lượng nguyên liệu vào: 18995,751 15842,456 3153,295(kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 0,3%
- Lượng nguyên liệu hao hụt: = 9,460 (kg/giờ)
3.4.9. Thanh trùng, làm nguội
- Lượng nguyên liệu vào: 3153,295 – 9,460= 3143,835 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 0,3%
- Lượng nguyên liệu hao hụt: = 9,432 (kg/giờ)
3.4.10. Bảo ôn
- Lượng nguyên liệu vào: 3143,835 – 9,432 = 3134,403 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 0,3%
- Lượng nguyên liệu hao hụt: = 9,403 (kg/giờ)
3.4.11. Thành phẩm
- Lượng bán thành phẩm thu được: 3134,403 – 9,403 = 3125 (kg/giờ) - Tỷ lệ giữa nguyên liệu và thành phẩm là A = 7,552 (kg/giờ)
- Vậy cứ 7,552 (kg) nguyên liệu cho ra 1 (kg) sản phẩm chanh dây cô đặc nồng độ chất khô 55%
- Như vậy để sản xuất 75 tấn sản phẩm/ngày thì cần lượng ngun liệu là 23600,76 × 24 = 566418,230 (kg) = 566,418 (tấn)
Chi phí hộp, nắp:
Chọn hộp làm bằng sắt tây có khối lượng tịnh 400 g/hộp Lượng sản phẩm cần rót vào hộp là 20 tấn
Trọng lượng tịnh trung bình mỗi hộp là 400 g Vậy số hộp trong 1 ngày là
187500 (hộp/ngày)
Chọn tỷ lệ hộp hao hụt là 3%, vậy số hộp cần dùng trong thực tế là: (hộp/ngày)
Nếu rót vào hộp lớn ( thùng sắt vng): Trọng lượng trung bình của mỗi thùng 21 kg Vậy số thùng trong một ngày là:
= 3571 ( thùng)
Chọn số thùng hao hụt là 1%, vậy số thùng trong thực tế là: 3571 + 3571 0,01 = 3607,143 (thùng/ngày) Chọn 3607 thùng Số thùng trong một giờ: = 150,298 (thùng/giờ) Chọn 150 thùng Chi phí nắp:
Số nắp cần cho 1 ngày = Số hộp cần cho 1 ngày : 193125 nắp. Số nhãn trong một giờ: = 8051,338 (nhãn)
Bảng 3.3. Bảng tổng kết lượng nguyên liệu vào, nguyên liệu ra, tỷ lệ hao hụt
theo từng cơng đoạn tính theo ngun liệu cho giờ
S
tt Cơng đoạn
Lượng ngun liệu tính theo giờ (kg/giờ)
Đầu vào Đầu ra Hao
hụt
1 Lựa chọn, phân loại 23600,76 23364,75 2 236,0 08 2 Rửa 23364,752 23294,65 8 70,09 4 3 Tách ruột quả 23294,658 19800,45 9 3494, 199 4 Ủ enzyme 19800,459 19701,45 7 99,00 2 5 Chà 19701,457 10574,42 9 591,0 44 6 Phối trộn 19110,413 18995,75 1 114,6 62 7 Cơ đặc 18995,751 3153,295 15842 ,456 8 Rót hộp 3153,295 3143,835 9,460 9 Thanh trùng, làm nguội 3143,835 3134,43 9,432 1 0 Bảo ôn 3134,403 3125,000 9,403
Bảng 3.4. Bảng tổng kết lượng nguyên liệu vào, nguyên liệu ra, tỷ lệ hao hụt
theo từng cơng đoạn tính theo ngun liệu cho ngày
S
tt Công đoạn
Lượng nguyên liệu tính theo ngày (kg/ngày)
Đầu vào Đầu ra Hao hụt
1 Lựa chọn, phân loại 566418, 230 560754,0 47 5664,18 2 2 Rửa 560754, 047 559071,7 85 1682,26 2 3 Tách ruột quả 559071, 475211,0 83860,7
785 18 68 4 Ủ enzyme 475211, 018 472834,9 62 2376,05 5 5 Chà 472834, 962 458649,9 14 14185,0 49 6 Phối trộn 458649, 914 455898,0 14 2751,89 9 7 Cô đặc 455898, 014 75679,07 0 380218, 944 8 Rót hộp 75679,0 70 75452,03 3 227,037 9 Thanh trùng, làm nguội 75452,0 33 75225,67 7 226,356 1 0 Bảo ôn 75225,6 77 75000,00 0 225,677
PHẦN 4. TÍNH VÀ CHỌN THIÊT BỊ 4.1. Thiết bị băng tải con lăn
Năng suất công đoạn lựa chọn , phân loại nguyên liệu đối với chanh dây cô đặc là 23600,76 kg/giờ.
Chọn băng tải phân loại con lăn hiệu JIMEI có một số đặc tính kỹ thuật như sau:
- Năng suất làm việc: 10 tấn/h - Nguồn điện: 220 V
- Công suất: 0,75 kW - Điều khiển: PLC
- Điều khiển: 5000 1400 1500 mm Số lượng thiết bị: N = = 2,360 Vậy chọn 2 băng tải phân loại con lăn
Hình 4.1. Băng tải con lăn [15]
4.2. Máy rửa sục khí
Năng suất cần sử dụng ở công đoạn rửa là 23364,752 (kg/giờ) Chọn máy rửa sục khí CXJ-10 với các thơng số kỹ thuật - Kích thước (L x W x H): 3400 x 1400 x 2000 mm. - Năng suất thiết bị : 10000 (kg/giờ)
- Xuất xứ : Trung Quốc
Dựa vào năng suất của thiết bị. Ta chọn số thiết bị là N = = 2,336
Vậy chọn 2 máy rửa sục khí
Hình 4.2. Máy rửa sục khí [16]
4.3. Máy tách ruột quả
Năng suất cần sử dụng ở công đoạn tách ruột quả là: 23294,658 (kg/h) [CBVC, bảng 3.3].
- Kích thước (L x B x H): 3300m x 980m x 2560mm. - Công suất : 7,88 (kW)
- Xuất xứ : Đài Loan
- Năng suất thiết bị : 3 (tấn/giờ)
Dựa vào năng suất của thiết bị. Ta chọn số thiết bị là N= = 7,765
Vậy số máy tách ruột vỏ chanh dây cần chọn là 8
4.4. Thiết bị ủ enzyme
Năng suất cần sử dụng ở công đoạn ủ enzyme là 19800,459 (kg/h) [CBVC, bảng 3.3].
Chọn hệ số chứa đầy thiết bị: 0,8
Khối lượng riêng của chanh dây là d = 1,027 kg/l. Ta có thể tích bồn phối trộn:
V = = 25418,84 - Kích thước: 26504450 mm
- Công suất: 1,5 (kW)
- Xuất xứ: Chiết Giang, Trung Quốc - Tốc độ của cánh khuấy: 200 vịng/phút - Thể tích: 15000 lít
Dựa vào năng suất của thiết bị. Ta chọn số thiết bị là N= =2,542
Vậy số máy tách ruột vỏ chanh dây cần chọn là 3
4.5. Thiết bị chà
Chọn máy chà cánh đập để tách hạt ra khỏi dịch chanh dây sau khi tiến hành ủ enzyme.
Năng suất cần sử dụng ở công đoạn tách ruột quả là: 19701,457 (kg/h) [CBVC, bảng 3.3].
- Kích thước: 1950 x 1050 x 1880 - Kích thước lưới rây: 0,3 mm - Tốc độ vòng quay: 960-1350 rpm - Năng suất thiết bị : 10 (tấn/giờ)
Dựa vào năng suất của thiết bị. Ta chọn số thiết bị là: N = = 1,970
Vậy số máy tách ruột vỏ chanh dây cần chọn là 2
Hình 4.5. Máy chà cánh đập [19]
4.6. Thiết cô đặc
Năng suất của công đoạn cô đặc này là 10574,429 (kg/h) [CBVC, bảng 3.3]. Chọn thiết bị cô đặc chân khơng 3 nồi GL-12 có thơng số kỹ thuật như sau: - Năng suất thiết bị: 10000 kg/h
- Lượng nước bốc hơi: 6000 kg/h - Áp suất hơi: < 0,1 Mpa
N = = 1,900 Vậy số thiết bị cô đặc chanh dây cần chọn là 2
Hình 4.6. Thiết bị cơ đặc chân không 3 nồi liên tục [24]
4.7. Thiết bị phối trộn
Năng suất cần sử dụng ở công đoạn phối trộn là: 19110,413 (kg/h) [CBVC, bảng 3.3].
Thiết bị sử dụng trong quá trình này là các nồi inox hai vỏ, bên trong có cánh khuấy có trang bị cánh khuấy tuabin 2 tầng để tăng tốc độ phối trộn, có lớp vỏ áo giúp ổn định nhiệt, tránh xảy ra các phản ứng sinh hóa làm ảnh hưởng đến chất lượng dịch quả, đảm bảo hương vị, màu sắc và độ đặc cần thiết của sản phẩm.
Khi cánh khuấy quay sẽ tạo ra động năng đẩy chất lỏng chuyển động trong lòng thiết bị giúp đảo trộn đồng đều cho khối chất lỏng.
- Kích thước: 1480 900 1400 mm - Công suất: 38 (kW)
- Năng suất thiết bị: 4000 – 12000 lít/h - Tốc độ của cánh khuấy: 200 vịng/phút
Khối lượng riêng của chanh dây d = 1,027 kg/l Chọn hệ số chứa đựng thiết bị: 0,8
Thể tích bồn phối trộn: Vp t = = = 24532,993 (lít/h)
Số thiết bị cần chọn là: N = = 2,044 Vậy số máy phối trộn chanh dây cần chọn là 2
Hình 4.7. Thiết bị phối trộn [20]
4.8. Thiết bị rót, đóng nắp
Năng suất của công đoạn chà này là 3153,295 (kg/h) [CBVC, bảng 3.3]. Số hộp cần rót trong 1 giờ là 2575 (hộp/giờ)
Số mí cần ghép trong 1 giờ là 2575 (mí/giờ)
Chọn thiết bị chiết rót và ghép mí lon tự động với các thơng số kỹ thuật - Model: YLG100
- Tốc độ đóng gói: 80 - 100 (hộp/phút) - Cơng suất: 3,5–5,5 KW
- Trọng lượng máy: 3–4 tấn
- Kích thước thiết bị: (L x W x H): 2700 x 1700 x 2000 (mm) - Xuất xứ JIMEI Việt Nam
Số thiết bị cần chọn là
Hình 4.8. Thiết bị chiết rót, đóng nắp ILG-150 [26]
4.9. Thiết bị thanh trùng
Năng suất của công đoạn chà này là 3143,835 (kg/h) [CBVC, bảng 3.3]. Thông số kỹ thuật của thiết bị thanh trùng GT7C3A:
- Áp lực làm việc: 0,3 Mpa - Thể tích: 1,8
- Khối lượng: 910 kg
- Kích thước: 2150 1650 1450 mm - Đường kính: = 110 mm
Khối lượng riêng của chanh dây d = 1,027 kg/l Chọn hệ số chứa đầy của thiết bị là 0,8
Thể tích thiết bị V = = = 3826,478 (lít/h).
Số thiết bị cần chọn là: N = = 2,126 Vậy chọn 2 thiết bị thanh trùng sản phẩm.
Hình 4.9. Thiết bị thanh trùng nằm ngang GT7C3A [1]
4.10. Thiết bị nấu syrup
Lượng đường trắng dùng để nấu syrup là: 74,381 (kg/h) (CBVC). Lượng nước cần để hòa tan đường là: 40,281 (kg/h) (CBVC). Lượng hỗn hợp dịch syrup đường trong 1 giờ là: 114,662 (kg/h). Khối lượng riêng chanh dây d = 1,027 kg/l
Chọn hệ số chứa đầy thiết bị là 0,8 Thể tích bồn nấu:
Vnấu = = = 89,318 (lít/h). Chọn 1 nồi nấu syrup có thơng số kỹ thuật như sau:
Bảng 4.1. Thơng số kỹ thuật của nồi nấu syrup [25]
STT Danh mục Thông số
1 Dung tích 200 lít
2 Cơng suất 7 – 15 kw
3 Kích thước 800 x 720 x 1650 mm
Hình 4.10. Thiết bị nấu có cánh khuấy [25]
4.11. Thùng chứa dịch trung gian
Chọn thùng chứa dịch chanh dây có thân hình trụ đứng có đáy hình chỏm cầu, vỏ làm bằng thép khơng gỉ.
Kích thước thùng được tính như sau: Với D: đường kính của thân hình trụ H: chiều cao phần hình trụ
h: chiều cao phần chỏm cầu
r: bán kính chỏm cầu Chọn: H = 1,3 * D; h = 0,3 * D; r = D/2.
Thể tích thùng chứa dịch cần dùng trong 1 giờ [CBVC, bảng 3.3]
Thùng chứa dịch trước khi vào thiết bị ủ enzyme : 19800,459 (kg/h). Thùng chứa dịch trước khi vào thiết bị chà : 19701,457 (kg/h). Thùng chứa dịch trước khi vào thiết bị cô đặc : 18995,751 (kg/h). Thùng chứa dung dịch trước khi vào thiết bị chiết rót : 3153,295 (kg/h). Ta chọn thùng chứa dung dịch trước khi vào thiết bị chà làm thùng chứa để tính kích thước:
Chọn hệ số chứa đầy của thiết bị là 0,8.
Đổi ra thể tích V = = 23979,378 (lít/h) = 23,979 (m3/h). Kích thước của thùng trung gian (bỏ qua hai phần chóp)
V = = 23,979 = D3 -> D = 2,864 (m) Chọn D = 2,9 (m) H = 1,3 D = 1,3 2,9 = 3,77 (m) h = 0,3 D = 0,3 × 2,9 = 0,87 (m) Vậy chiều cao của thùng là:
Ho = H + 2h = 3,77 + 2 0,87 = 5,51 (m)
Vậy kích thước thùng: D H = 2900 5510 (mm) Vậy ta chọn 4 thùng chứa cho 4 công đoạn trên.
4.12. Bơm
4.12.1. Bơm ly tâm
Chọn bơm ly tâm Ecm146 có thơng số kỹ thuật như sau: - Lưu lượng tối đa: 90 lít/phút
- Tổng cột áp H: 28 m - Công suất: 600 W - Hút sâu tối đa: 8 m - Nguồn điện: 220 V
Hình 4.12. Bơm ly tâm [29]
Dùng để bơm nước và dịch quả qua các công đoạn của dây chuyền sản xuất Đặt 16 bơm tương ứng với các công đoạn sau:
9 bơm sau công đoạn tách ruột 4 bơm trong công đoạn ủ enzyme 3 bơm sau cơng đoạn chà
4.12.2. Bơm răng khía
Thường dùng để bơm những chất có độ nhớt cao.
Chọn bơm răng khía 2CY7.5/25 có thơng số kỹ thuật như sau: - Lưu lượng: 7,5 m3/h
- Áp lực: 25 bar - Vật liệu: Gang
- Tốc độ quay: 1440 vòng/phút - Độ cao hút: 5,5 m
- Động cơ tối đa: 5,5 kW/3 pha; 380 V – 50 Hz - Kích thước: 239 190 205 mm
Hình 4.13. Bơm bánh răng 2CY7.5/25 [30]
Chọn 9 bơm răng khía tương ứng với các cơng đoạn sau: 6 bơm ở sau công đoạn cô đặc
4.13. Băng tải phụ vận chuyển chanh dây vào thiết bị tách vỏ
Ta có năng suất băng tải: Q = 3600 * B * y * v * * h Trong đó:
B: chiều rộng băng tải; chọn B = 0,8 m
y: khối lượng riêng của chanh dây y = 1027 kg/m3
v: vận tốc băng tải; chọn v = 0,1 m/s : hệ số sử dụng băng tải; = 0,75
h: chiều cao trung bình của lớp chanh dây; chọn h = 0,05 m -> Q = 3600 * 0,8 * 1027 * 0,1 * 0,75 * 0,05 = 11091,6 (kg/h)
Để đảm bảo cho quá trình vận chuyển nguyên liệu vào máy tách vỏ ta chọn băng tải có chiều dài là 9,5 m, chiều cao H = 1 m.
Năng suất của công đoạn tách ruột: 23294,658 (kg/h).
Số băng tải cần chọn là N = = 2,100 Vậy chọn 2 băng tải
4.14. Băng tải vỏ chanh dây
Ta có lượng vỏ chanh dây ra khỏi thiết bị tách ruột quả là: 4798,495 [Bảng 3.4] Chọn băng tải lưới inox nằm ngang có đặc tính kỹ thuật như sau.
Bảng 4.2. Thông số kỹ thuật của băng tải [28]
STT Danh mục Thông số
1 Bề dày băng tải 100 mm
Hình 4.14. Băng tải vận chuyển vỏ chanh dây [3]
Vậy căn cứ vào khoảng cách theo chiều dài của các thiết bị tách ruột quả chanh dây ta chọn 5 băng tải.
Bảng 4.3. Tổng kết thiết bị cho quy trình sản xuất dung dịch chanh dây cô đặc.
STT Tên máy/thiết bị Số lượng
Kích thước
L B H (mm)
1 Băng tải con lăn 2 5000 1400 1500 2 Rửa sục khí 2 3400 1400 2000 3 Tách ruột quả 8 3300 9802560
4 Ủ enzyme 3 2650 4450
5 Chà 2 195010501880
7 Thiết bị nấu syrup 1 8007201650 7 Phối trộn 2 14809001400 8 Cô đặc 2 10000 42003200 9 Chiết rót, đóng nắp 1 270017002000 10 Thanh trùng 2 215016501450 11 Thùng chứa 4 2900 5510 12 Bơm ly tâm 16 456240250 13 Bơm răng khía 9 239190205 14 Băng tải phụ 2 95008001000
15 Băng tải vận chuyển vỏ
chanh dây 5 5000400800
KÊT LUẬN
Nhiệm vụ của đồ án là “Thiết kế phân xưởng sản xuất chính trong nhà
máy sản xuất chanh dây cô đặc với năng suất 75 tấn sản phẩm/ ngày”.
Qua đồ án công nghệ lần này, đã giúp em hầu như hiểu rõ hơn về một số vấn đề sau:
- Xây dựng và chọn được quy trình cơng nghệ sản xuất dịch chanh dây cô đặc phù hợp với năng suất 75 tấn sản phẩm/ngày.
- Đã tính tốn được cân bằng vật chất và tính tốn chọn thiết bị trong dây chuyền sản xuất dịch chanh dây cô đặc.
- Đã thực hiện bố trí các hệ thống thiết bị chính trong mặt bằng phân