Với H = 1,3D, h =0,3D, Ho = 2h + H
4.2.2.3. Xilo chứa bã
Dung tích xilo chứa trong 1 ca sản xuất là:
V=d ×nM
Trong đó:
M là khối lượng chứa trong xilo d là khối lượng riêng bã, kg/m3
n là hệ số chứa đầy Thể tích của xilo là: V = Vcơn + Vtrụ = π D42H+π 3×h×(d 2 4 +D 2 4 +dD4 ) Chọn h1 + h2 =2D; d=D/8; h=D−d2 × tgα Chọn α = 30o khi đó: h = 0,253D Suy ra: V = 1,65D3 D=3 √ V 1,285 4.3. Tính tốn và chọn thiết bị 4.3.1. Thiết bị tách hạt
Lượng nguyên liệu bắp nguyên trái đã tách vỏ cần đem đi tách hạt là: M11 = 0,5214 tấn/h = 521,4 kg/h
Chọn thiết bị tách hạt bắp TS- W168L với các đặc tính kỹ thuật như sau: [17] Năng suất : 400-600 kg/h Trọng lượng : 110kg Kích thước : 1300mm×600mm×1250mm Số lượng thiết bị: n=521,4400 =1,304 Vậy chọn 2 máy tách hạt bắp.
4.3.2. Thiết bị rửa sục khí băng tải
Lượng nguyên liệu hạt bắp sau khi tách hạt đem đi rửa là: M10 = 0,3871 tấn/h = 387,1 kg/h
Chọn thiết bị rửa băng tải sục khí R3M3 với các đặc tính kỹ thuật như sau: [18] Năng suất : 300 kg/h
Trọng lượng : 520 kg
Kích thước : 3300mm×1250mm×1400mm Số lượng thiết bị:
n=387,1300 =1,2903
Vậy chọn 2 máy rửa sục khí kiểu băng tải.
Hình 4. 4 Máy rửa sục khí băng tải
4.3.3. Thiết bị nghiền ướt
Chọn phương pháp chế biến sữa bắp là phương pháp ướt.
Lượng nguyên liệu đi vào công đoạn nghiền gồm bắp sạch và nước nóng 70oC với khối lượng sau:
+ Khối lượng bắp: M9 = 0,3832 tấn/h = 383,2 kg/h + Lượng nước công nghệ: 2,2092 tấn/h = 2209,2 kg/h
Chọn thiết bị nghiền ướt JML 65 với các đặc tính kỹ thuật như sau: [19] Hình 4. 3 Thiết bị tách hạt bắp
Năng suất : 200 kg/h Trọng lượng : 60 kg
Kích thước : 350mm×500mm×700mm Số lượng thiết bị:
n=382,2200 =1,2903
Vậy chọn 2 thiết bị nghiền ướt.
4.3.4. Thiết bị trích ly
Hình 4. 6 Thiết bị trích ly nằm ngang Thiết bị trích ly 1
Lượng dịch bắp đưa vào q trình trích ly 1 là 2175,1 lít/h
Chọn thiết bị trích ly nằm ngang VCO với các đặc tính kỹ thuật như sau: [20] Năng suất : 2000 – 3000 lít/h
Trọng lượng : 1700 kg
Kích thước : 2980mm×940mm×940mm Số lượng thiết bị:
n=2175,12500 =0,87
Vậy chọn 1 thiết bị trích ly cho cơng đoạn trích ly 1. Thiết bị trích ly 2
Lượng dịch bắp đưa vào q trình trích ly 2 là 637,07 lít/h
Chọn thiết bị trích ly nằm ngang VCO với các đặc tính kỹ thuật như sau: Năng suất : 1000 lít/h
Kích thước : 2608mm×896mm×1110mm Số lượng thiết bị:
n=637,07
1000 =0,637 Vậy chọn 1 thiết bị trích ly cho cơng đoạn trích ly 2.
4.3.5. Thiết bị phối trộn
Lượng dịch bắp vào quá trình phối trộn là 2,4774 tấn/h = 2391,31 lít/h. Lượng sữa hồn ngun bổ sung là 256,659 lít/h.
Lượng syrup bổ sung là 513,317 lít/h. Lượng phụ gia bổ sung là 128,33 lít/h.
Lượng hương liệu bắp bổ sung là 179,66 lít/h.
Tổng lượng ngun liệu cần phối trộn là: 3395,66 lít/h
Hình 4. 7 Thiết bị phối trộn
Chọn thiết bị phối trộn JIMEIVN làm việc gián đoạn với các đặc tính kỹ thuật như sau: [21]
Năng suất : 400 lít/h
Kích thước : 1620mm×2000mm Chiều cao tổng thể: 3900mm Tốc độ khuấy: 1750 vịng/ phút Thời gian khuấy trộn: 5 phút Số lượng thiết bị:
n=3853,23×5
500×60 =0,88 Vậy chọn 1 thiết bị phối trộn.
4.3.6. Thiết bị gia nhiệt
Lượng dịch sữa đi vào cơng đoạn gia nhiệt là 3514,96 lít/h.
Chọn thiết bị gia nhiệt dạng tấm Alfa-laval với các đặc tính kỹ thuật như sau: [22] Năng suất : 4000 lít/h
Kích thước : 2770mm×700mm×1500mm Khối lượng : 1020 kg
Điện năng tiêu thụ: 2kW Nhiệt độ sữa vào: 4 – 8oC Nhiệt độ sữa ra: 75oC
Áp suất làm việc: 3,6 – 6 bar Số lượng thiết bị:
n=3514,964000 =0,88
Vậy chọn 1 thiết bị gia nhiệt.
4.3.7. Thiết bị bài khí
Lượng dịch sữa đi vào cơng đoạn bài khí là 3497,39 lít/h.
Chọn thiết bị bài khí ZTD 2 với các đặc tính kỹ thuật như sau: [23] Năng suất : 4000 lít/h
Kích thước : 1135mm×780mm×3040mm Trọng lượng : 350kg
Cơng suất : 6,2kW
Áp suất chân không: 0,064 – 0,087 Mpa Số lượng thiết bị:
n=3497,394000 =0,87
Vậy chọn 1 thiết bị bài khí.
4.3.8. Thiết bị đồng hóa
Lượng dịch sữa đi vào cơng đoạn bài khí là 3479,39 lít/h.
Chọn thiết bị đồng hóa GJB 4-25 với các đặc tính kỹ thuật như sau: [24] Năng suất : 4000 lít/h Kích thước : 1410mm×1120mm×1470mm Trọng lượng : 1600kg Cơng suất : 37kW Số lượng thiết bị: n=3479,394000 =0,87 Vậy chọn 1 thiết bị đồng hóa.
4.3.9. Thiết bị tiệt trùng UHT và làm lạnh
Hình 4. 9 Thiết bị bài khí
Hình 4. 11 Thiết bị tiệt trùng UHT Lượng dịch sữa đi vào công đoạn tiệt trùng là 3462,45 lít/h.
Chọn thiết bị tiệt trùng BS UHT 4 với các đặc tính kỹ thuật như sau: Năng suất : 4000 lít/h
Kích thước : 1900mm×1800mm×2200mm Trọng lượng : 1350kg
Nhiệt độ tiệt trùng: 137 oC, nhiệt độ làm lạnh : 1oC Thời gian giữ nhiệt: 4 phút
Số lượng thiết bị: n=3462,45
4000 =0,87 Vậy chọn 1 thiết bị tiệt trùng UHT.
4.3.10. Thiết bị chiết rót vơ trùng
Lượng dịch sữa đi vào cơng đoạn chiết rót là 3410,71 lít/h. Số hộp sữa sản xuất trong 1h là 19946 hộp.
Chọn thiết bị chiết rót vơ trùng với các đặc tính kỹ thuật như sau: [25] Năng suất : 9000-24000 hộp/h
Dung tích hộp: 100-1000ml
Kích thước: 4500mm×1600mm×4000mm Số lượng thiết bị:
n=1994620000=0,99
Vậy chọn 1 thiết bị chiết rót.
Hình 4. 12 Thiết bị chiết rót vơ trùng
4.3.11. Thiết bị gắn ống hút
Số hộp sữa sản xuất trong 1h là 19946 hộp.
Chọn máy gắn ống hút với các đặc tính kỹ thuật như sau: [26] Năng suất : 20 000 hộp/h
cho 125 – 350ml Trọng lượng : 300kg Hộp mẫu vào : single file
Kích thước: 3500×860×1500 mm Số lượng thiết bị:
n=1994620000=0,99
Vậy chọn 1 thiết bị gắn ống hút.
4.3.12. Máy đóng block
Các hộp sữa bắp sau khi rót và ghép mí, gắn ống hút và in phun date được băng tải đưa đến đóng block. Mỗi block gồm 4 hộp sữa với kích thước block là 192×37×120mm.
Số block đóng trong 1h là:
19946
4 =4986,5≈4987block
Chọn máy đóng block TB 6000 với các đặc tính kỹ thuật như sau: [27] Năng suất : 6000 block/h
Kích thước : 2200mm×1100mm×2300mm Trọng lượng : 1200kg Đường kính : 130 ÷ 250 mm Cơng suất : 2kW Số lượng thiết bị: n=49876000=0,83
Vậy chọn 1 máy đóng block.
4.3.13. Máy đóng thùng
Mỗi thùng chứa 12 block sữa bắp.
Số thùng carton đóng trong 1h là 875 thùng Chọn máy đóng thùng carton
KX-01 với các đặc tính kỹ thuật như sau: [28] Năng suất : 900 thựng/h Kớch thc : 2100mmì1900mmì1450mm Chiu cao bn : 750 ữ 50mm S lng thiết bị: n=875 900=0,972 Vậy chọn 1 máy đóng thùng carton.
4.3.14. Các thùng chứa và nồi nấu
4.3.14.1. Thùng chứa dịch sữa bắp sau trích ly
Thùng chứa dịch sữa sau trích ly 1
Hình 4. 15 Máy đóng thùng carton Hình 4. 14 Máy đóng block
Dịch sau trích ly 1 cho một ca (7,5 giờ) sản xuất là: 2711,97 lít/h = 2,71 m3/h Chọn thùng sữa làm bằng thép khơng rỉ, thân hình trụ, đáy chỏm cầu.
Chọn thùng chứa, hệ số chứa đầy 0,85:
V=2,710,85=3,1882m3 Suy ra: D=3 √ V 1,285= 3 √3,1882 1,285 =1,3538m Khi đó: H = 1,3×D = 1,3×1,3538 = 1,7599 m h = 0,3 ×D = 0,3×1,3538 = 0,4061 m H0 = H + 2h = 2,5722 m
Chọn 2 thùng chứa có kích thước 1400×2600 (mm), trong đó 1 thùng chứa dịch sữa sau trích ly 1, thùng cịn lại dùng để dự trữ đề phòng sự cố nhiếm bẩn.
Thùng chứa dịch sữa sau trích ly 2
Dịch sau trích ly 2 là: 0,3280 tấn/h = 0,3166 m3/h
Chọn thùng sữa làm bằng thép khơng rỉ, thân hình trụ, đáy chỏm cầu, hệ số chứa đầy là 0,85 ta có: V=0,3166 0,85 =0,3725m 3 Suy ra: D=3 √ V 1,285= 3 √0,3725 1,285 =0,6618m Khi đó: H = 1,3×D = 1,3×1,3538 = 0,8603 m h = 0,3 ×D = 0,3×1,3538 = 0,1985 m H0 = H + 2h = 1,2574 m Chọn 1 thùng chứa có kích thước 670×1300 (mm).
4.3.14.2. Thùng chứa sữa hồn ngun
Lượng sữa hồn ngun cần sử dụng là 271,94 lít/h= 0,272 m3/h
Chọn thùng chứa làm bằng thép khơng rỉ, thân hình trụ, đáy chỏm cầu, hệ số chứa đầy là 0,85 ta có:
V=0,272
0,85 =0,32m 3
Suy ra: D=3 √ V 1,285= 3 √ 0,32 1,285=0,6291m Khi đó: H = 1,3×D = 1,3×0,6291 = 0,8179 m h = 0,3 ×D = 0,3×0,6291 = 0,1887 m H0 = H + 2h = 1,1954 m Chọn 1 thùng chứa có kích thước 630×1200 (mm).
4.3.14.3. Thùng chứa syrup sau nấu
Lượng syrup cần dùng là 0,7542 tấn/h = 0,55885 m3/h
(với trọng lượng riêng của syrup ở 65oC với 70% đường là d=1349,56 kg/m3 )
Chọn thùng chứa làm bằng thép khơng rỉ, thân hình trụ, đáy chỏm cầu, hệ số chứa đầy là 0,85 ta có: V=0,55885 0,85 =0,6575m 3 Suy ra: D=3 √ V 1,285= 3 √0,6575 1,285 =0,7998m Khi đó: H = 1,3×D = 1,3×0,7998 = 1,0398 m h = 0,3 ×D = 0,3×0,7998 = 0,2399 m H0 = H + 2h = 1,5197 m Chọn 1 thùng chứa có kích thước 800×1550 (mm).
4.3.14.4. Nồi nấu syrup đường
Lượng ngun liệu trước khi nấu là 825,7 lít/h Chọn nồi nấu syrup làm việc gián đoạn với các đặc tính kỹ thuật như sau:
Năng suất: 400 lít/h
Kích thước: 740×1200mm Cơng suất: 1,528 kW Hệ số sử dụng là: N = 825,7400×60×15=0,516
Vậy chọn 1 nồi nấu syrup đường như hình
4.3.14.5. Thùng chứa đường
Lượng đường cần dùng là 4,405 tấn/ca = 4405 kg/ca Khối lượng riêng của đường là 1590 kg/m3
Lượng đường tính theo thể tích là 1590×44050,85=3,259m3/h
Chọn thùng chứa làm bằng thép khơng rỉ, thân hình trụ, đáy hình cơn có góc nghiêng là 60o
Thể tích của xilo: V = Vcơn + Vtrụ = π D42H+π3×h×(d42+D42+dD4 )
Chọn H=2D; d=D/8; h=D−d2 × tgα Chọn α=30o suy ra h=D−D2 /8×tg30o=0,253D V = 1,65D3 (m3) D = 3 √3,259 1,65 =1,258m H = 2D = 2,51 m d = D/8 = 0,157 m h = 0,253D = 0,317 m
Chọn 1 thùng chứa đường có kích thước 1300×2510 mm.
4.3.14.6. Bồn chờ rót
Lượng sữa trước khi vào bồn chờ rót là 3410,71 lít/h = 3,4107 m3/h
Chọn thùng chứa làm bằng thép khơng rỉ, thân hình trụ, đáy chỏm cầu, hệ số chứa đầy là 0,85 ta có: V=3,41070,85 =4,0126m3 Suy ra: D=3 √ V 1,285= 3 √4,0126 1,285 =1,4616m Khi đó: H = 1,3×D = 1,3×1,4616= 1,9001 m h = 0,3 ×D = 0,3×1,4616= 0,4385 m H0 = H + 2h = 2,771 m Chọn 1 thùng chứa có kích thước 1500×2800 (mm).
4.3.14.7. Thùng nước công nghệ
Thùng nước công nghệ cho công đoạn nghiền ướt
Lượng nước cần dùng cho 1 giờ là 21,9 lít = 2,19 m3
Chọn thùng chứa làm bằng thép khơng rỉ, thân hình trụ, đáy chỏm cầu, hệ số chứa đầy là 0,85 ta có: V=2,190,85=2,576m3 Suy ra: D=3 √ V 1,285= 3 √2,576 1,285=0,668m Khi đó: H = 1,3×D = 1,3×0,6291 = 0,869 m h = 0,3 ×D = 0,3×0,6291 = 0,201 m H0 = H + 2h = 1,270 m Chọn 1 thùng chứa có kích thước 670×1300 (mm).
Thùng nước cơng nghệ cho cơng đoạn hồn ngun bột sữa
Lượng nước cần dùng cho 1 ca 1,68 m3
Chọn thùng chứa làm bằng thép khơng rỉ, thân hình trụ, đáy chỏm cầu, hệ số chứa đầy là 0,85 ta có: V=1,68 0,85=1,976m 3 Suy ra: D=3 √ V 1,285= 3 √1,976 1,285=0,513m Khi đó: H = 1,3×D = 1,3×0,6291 = 0,667 m h = 0,3 ×D = 0,3×0,6291 = 0,154 m H0 = H + 2h = 0,974 m Chọn 1 thùng chứa có kích thước 520×980 (mm). 4.3.14.8. Xilo chứa bã
Lượng bã thu được trong 1 ca sản xuất là 746 (kg/ca) Dung tích xilo chứa bã bắp trong 1 ca là:
V= M
d ×n=650746×0,85=1,349 Trong đó:
M là khối lượng chứa trong xilo d là khối lượng riêng bã, kg/m3
n là hệ số chứa đầy, n=0,85 Thể tích của xilo là: V = Vcơn + Vtrụ = π D42H+π 3×h×(d 2 4+D 2 4 +dD4 ) Chọn h1 + h2 =2D; d=D/8; h=D−d2 × tgα Chọn α = 30o khi đó: h = 0,253D Suy ra: V = 1,65D3 D=3 √ V 1,285 = 3 √1,349 1,285=1,0163m h1 + h2 = 2D = 2,033 m d = D/8 = 0,127 m h = 0,253D = 0,2571 m
Chọn một xilo chứa bã có kích thước 1100 × 2300 (mm).
4.3.14.9. Thùng nhựa rỗng đựng phế liệu (bẹ bắp)
Sử dụng thùng nhựa rỗng HS013 để đựng bẹ
bắp ở công đoạn tách vỏ bắp với kích thước là 350×350×375 mm. [29]
4.3.15. Thiết bị vận chuyển
4.3.15.1. Băng tải
Băng tải lưới inox
Sử dụng hệ thống băng tải lưới inox, khơng ăn mịn, khơng gỉ sét để vận chuyển bắp chưa bóc vỏ đi vào nhà máy và bắp đã bóc vỏ sang thiết bị tách hạt và từ thiết bị tách hạt sang thiết bị nghiền ướt. [30]
Chiều rộng băng tải: 0,5 – 1,2m
Hình 4. 18 Băng tải lưới Băng tải nhựa
Sử dụng hệ thống băng tải nhựa để vận chuyển hộp sữa từ thiết bị chiết rót vơ trùng sang máy đóng block và máy đóng thùng carton.
Chọn băng tải nhựa, dây chuyền kết hợp thêm thành inox viền hai bên để giúp cho hộp khơng bị đổ ngã khi vận hành.
Hình 4. 19 Băng tải vận chuyển hàng
Kích thước băng tải: chiều rộng 400mm, chiều dài và chiều cao thay đổi linh hoạt theo độ cao từng thiết bị cơng đoạn đó. [31]
Sử dụng vít tải để vận chuyển dịch ngơ và nước sau nghiền sang thiết bị trích ly 1,2 và vận chuyển bã ngơ sang thùng chứa bã. [32]
Hình 4. 20 Vít tải
Chọn vít tải 6 chiều, trúc vít tải ɸ320, cách vít tải dày 5 ly, mặt bích thép dày 8 ly. Xích truyền động với cơng suất 5 tấn/h.
Kích thước vít tải: ɸ320×260 mm. Tốc độ: 75 – 150 vịng/ phút.
4.3.15.3. Gàu tải
Chọn gàu tải bằng thép và inox không git để vận chuyển đường vào thùng chứa đường chuẩn bị cho công đoạn nấu syrup đường.
Thông số kĩ thuật như sau: Model: GT - 01
Công suất: 3-50 tấn/h Tốc độ gầu tải: 5-60 m/phút Chiều rộng gàu: 350 mm [33]
4.3.15.4. Bơm
Bơm ly tâm
Thông số kĩ thuật của bơm ly tâm Pentax CM32-160 [34]: Năng suất: 6 – 24 m3/h Kích thước: 390×145×290 mm Cơng suất: 2,2 kW Xuất xứ: Italia Bơm thể tích
Thơng số kĩ thuật của bơm thể tích Lobe pumbs [35]: Năng suất: 2 m3/h
Kích thước: 250×130×185 mm
Tốc độ quay làm việc: 1420 vịng/ phút Lượng syrup từ nồi nấu sang thùng chứa syrup là
S = 0,55885 m3/h Áp dụng công thức, số thiết bị là:
n=0,558852 =0,279
Vậy chọn 2 thiết bị bơm thể tích có thơng số kĩ thuật như trên để bơm syrup từ nồi nấu qua thùng chứa syrup, từ thùng chứa syrup qua thiết bị phối trộn.
4.4. Tổng kết thiết bị sử dụng trong nhà máy
Bảng 4. 2 Bảng tổng kết thiết bị sử dụng trong nhà máy
STT Tên thiết bị Ghi chú Kích thước (mm) Số lượng
1 Thiết bị tách hạt D×W×H 1300×600×1250 2
2 Thiết bị rửa băng tải D×W×H 1100×1000×820 2
3 Thiết bị nghiền ướt D×W×H 350×500×700 2
4 Thiết bị trích ly 1 D×W×H 2980×940×940 1
5 Thiết bị trích ly 2 D×W×H 2608×896×1110 1
Hình 4. 22 Bơm ly tâm
6 Thiết bị phối trộn D×W×H 1620×2000×3900 1
7 Thiết bị gia nhiệt D×W×H 2770×700×1500 1
8 Thiết bị bài khí D×W×H 1135×780×3040 1
9 Thiết bị đồng hóa D×W×H 1410×1120×1470 1
10 Thiết bị tiệt trùng UHT và
làm nguội D×W×H 1900×1800×2200 1 11 Thiết bị rót vơ trùng D×W×H 4500×1600×4000 1 12 Thiết bị gắn ống hút D×W×H 3500×860×1500 1 13 Máy đóng block D×W×H 2200×1100×2300 1