Số lượng thiết bị: n Năng suất dây chuyền Năng suất thiết bị
Mỗi ca làm việc 8 giờ, tuy nhiên các thiết bị phải mất 0,5 giờ để nghỉ giữa ca, vệ sinh thiết bị. Do đó tính thời gian hoạt động cho các thiết bị là 7,5 giờ.
5.2.1. Thiết bị dùng chung cho cả hai dây chuyền 5.2.1.1. Thùng chứa sữa tươi
Sữa tươi nguyên liệu ban đầu có các số liệu sau: + Độ khô: 12%
+ Chất béo: 3,5%
Giả sử chỉ có công đoạn chuẩn hóa trong dây chuyền sản xuất phô mai làm tỉ trọng sữa nguyên liệu thay đổi đáng kể.
Tỉ trọng của sữa tươi được tính theo công thức sau:
d = W 608 , 1 93 , 0 100 + + SNF F (g /cm3) (5.1)
F: Hàm lượng chất béo trong sữa (% khối lượng), F= 3,5%
SNF: Hàm lượng các chất khô không béo trong sữa (% khối lượng) W: Hàm lượng nước trong sữa (% khối lượng)
d = (100 13) 608 , 1 5 , 3 13 93 , 0 5 , 3 100 − + − + = 1,03 (g/cm3)
Theo bảng 4.6, lượng sữa tươi cần cho 1 ca sản xuất: 30,296 (tấn/ca)
Vậy thể tích của sữa tươi cần đưa vào là: 30, 296
29, 414
1,030 = (m3/ca)
Vì trong 1 ca làm việc 7,5h nên lượng sữa trong 1h là: 29, 414 7,5 = 3,922 (m3/h) H h D
Hình 5.1: Thùng chứa sữa tươi
Chọn thùng đựng sữa làm bằng thép không gỉ, thân hình trụ, đáy chỏm cầu. Thể tích thùng được tính theo công thức:
V= 2Vc+Vtr Vc: thể tích phần chỏm cầu. Vtr: thể tích phần thân trụ. Thể tích phần thân trụ: Vtr 4 2H D π = D: đường kính thùng.
H: chiều cao phần thân trụ, chọn H=1,3D
⇒Vtr 2 2 1,021 3 4 3 , 1 4 D D D H D = = =π π Thể tích phần chỏm cầu: Vc= ( 3 ) 6 2 2 r h h× + × π = 2 )2 2 ( 3 ) 3 , 0 [( 3 , 0 6 D D D× + × × π = 0,132×D3 Trong đó:
h: chiều cao phần chỏm cầu, chọn h= 0,3D. r: bán kính chỏm cầu.
Từ đó ta được:
V = 1,021×D3 + 2×0,132×D3 = 1,285×D3
⇒V = 1,285×D3 (5.2)
Chọn 2 thùng, mỗi thùng chứa 1,961 m3, hệ số chứa đầy 0,85 V= 1,9610,85= 2,307 (m3) D= 3 285 , 1 V = 3 2,307 1, 285 = 1,215 (m) Chọn D = 1,3 m H = 1,3×D = 1,69 (m) h = 0,3×D = 0,39 (m)
Vậy chiều cao của thùng: H0 = 2h + H = 2,470 (m) Vậy ta chọn 2 thùng, kích thước 1300×2470 mm.
Lượng sữa cần lọc trong 1h là: 30296
1,03 7,5× = 3921,812 (l/h)
Chọn thiết bị lọc dạng bát úp, cửa mở thoát cặn tự động + Năng suất thiết bị: 2700 l/h
+ Kích thước: D = 800 mm; H = 1200 mm; + Tốc độ quay: 3000÷4000 vòng/phút. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Số thiết bị lọc cần chọn: n = 3921,812
2700 = 1,453
Vậy chọn 2 thiết bị lọc, kích thước 800×1200 (mm)
5.2.1.3.Thùng chứa sữa sau khi lọc
Lượng sữa cần chứa sau khi lọc: 29,842 (tấn/ca) = 29842 (kg/ca) Đổi ra thể tích m3/h
29842
7,5 1,03 1000× × = 3,863 (m3/h)
Chọn 2 thùng có dạng như ở mục 5.2.1.1, có hệ số chứa đầy 0,85. Thể tích thực của 1 thùng là:
⇒V = 3,863
2 0,85× = 2,272 (m3)
Theo công thức (5.2) ⇒D = 3 V 3 2,308 1, 216 (m) 1, 285 = 1, 285 = Chọn D = 1,30 (m) H = 1,3×D = 1,69 (m) h = 0,3×D = 0,39 (m)
Vậy chiều cao của thùng: H0 = 2h + H = 2,47 (m) Vậy chọn 2 thùng, kích thước: 1300×2470 (mm)
5.2.1.4. Cân định lượng
Theo bảng 4.6 lượng sữa cần định lượng là: 29,842 (tấn/ca) = 29842 (kg/h) Đổi sang thể tích: 1,03 7,529842× = 3863,042 (l/h) Sử dụng cân GHJ-15 (Nhật bản) + Năng suất: 6000 l/h + Khối lượng: 70 kg + Kích thước: 500×550×2100 mm Số lượng: 3863,042 6000 = 0,644
Vậy chọn một cân kích thước 500×550×
2100 (mm)
5.2.1.5. Bơm
Chọn bơm li tâm OUH [19-372] + Năng suất : 5 m3/h. + Áp suất : 8 mH2O
+ Số vòng quay : 1420 vòng/phút. + Công suất động cơ : 1,8 kW.
+ Đường kính bên trong ống hút và đẩy: 36/36 mm.
+ Chiều cao hút : 8 m.
+ Kích thước (mm) : 285×432×920 + Khối lượng : 29,3 kg.
Hình 5.3: Cân sữa tươi GHJ-15
5.2.2. Tính và chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng 5.2.2.1. Thùng chứa sau khi cân dùng cho sữa tươi tiệt trùng
Theo bảng 4.6, lượng sữa sau khi cân chính là lượng sữa trước khi xử lí nhiệt: 21,991 (tấn /ca) = 21991 (kg/ca)
Lượng sữa sau khi cân tính theo thể tích: 21991
1,03 7,5× = 2,847 (m3/h)
Chọn thùng chứa sữa như mục 5.2.1.1, có hệ số chứa đầy 0,85 Vậy thể tích thực của thùng là: V = 2,8470,85 = 3,349 m3 Theo công thức (5.2) ta có: D = 3 V 3 3,349 1,376 (m) 1, 285 = 1, 285 = Chọn D = 1,400 (m) Chiều cao phần trụ: H = 1,3×D = 1,820 (m)
Chiều cao phần chỏm cầu: h = 0,3 x D = 0,420 (m) Chiều cao của thùng chứa: H0 = 2h + H = 2,660 (m)
Vậy ta chọn 1 thùng kích thước 1400× (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2660 (mm)
5.2.2.2. Thiết bị gia nhiệt và làm nguội:
Theo bảng 4.6, lượng sữa cần đưa vào gia nhiệt: 21,721 (tấn /ca)
Đổi ra thể tích lít/h: 21,721 1 000
7,5 1,03
×
× = 2811,780 (lít/h)
Chọn thiết bị gia nhiệt dạng tấm OTTA-5 [19- Trang 247]
+ Năng suất :
5000 lít /h Hình 5.5: Thiết bị gia nhiệt dạng tấm
Dòng sữa
Dòng nước nóng
+ Nhiệt độ sữa vào : 45÷50oC + Nhiệt độ sữa ra : 60 ÷80oC
+ Hơi sử dụng : 56 kg/h
+ Số tấm truyền nhiệt : 21 + Vận tốc chuyển động của sữa : 0,44 m /s + Điện năng tiêu thụ : 10,7 kW
+ Kích thước thiết bị (mm) : 1800×1200×1500
+ Khối lượng : 940 kg
Số thiết bị gia nhiệt: 2811,7805 000 = 0,562
Vậy ta chọn 1 thiết bị gia nhiệt dạng tấm, kích thước 1800×1200×1500 (mm)
5.2.2.3. Thùng chứa sữa sau khi gia nhiệt
Theo bảng 4.6, lượng sữa sau khi gia nhiệt: 21,612 (tấn/ca) Đổi sang thể tích: 3
21612
7,5 1,03 10× × = 2,798 (m3/h)
Chọn 1 thùng chứa, có hệ số chứa đầy 0,85
Vậy thể tích thực của thùng là: V = 2,7980,85 = 3,291 (m3) Chọn thùng hình trụ, đáy cầu, làm bằng thép không gỉ Theo công thức (5.2) ta có: D = 3 V 3 3, 291
1,368 (m) 1, 285 = 1, 285 =
Chọn D = 1,400 (m)
Chiều cao phần trụ : H = 1,3×D = 1,820 (m)
Chiều cao phần chỏm cầu : h = 0,3 ×D = 0,420 (m)
Chiều cao của thùng : H0 = 2 h + H = 2,660 (m) Vậy chọn 1 thùng, kích thước 1400×2660 (mm) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
5.2.2.4. Thiết bị bài khí
Theo bảng 4.6, lượng sữa đi vào thiết bị: 21,612 (tấn /ca) = 21612 (kg/ca)
Đổi ra thể tích: 7,5 1,0321612× = 2797,670
(lít/h)
Chọn thiết bị DART-10. [14] + Năng suất thiết bị: 4500 lít/h + Nhiệt độ trước khi vào: 60- 680C
+ Nhiệt độ làm việc: 60 - 650C + Độ chân không: 556 mmHg + Kích thước: D= 1,1m; H= 2 m Số thiết bị: 2797,6704 500 = 0,622
Vậy chọn 1 thiết bị bài khí, kích thước 1100×2000 (mm).
5.2.2.5. Thùng chứa sau khi bài khí
Theo bảng 4.6 ta có lượng sữa sau khi bài khí: 21,504 (tấn /ca) = 21504 (kg/ca) Vậy thể tích nguyên liệu sau khi bài khí: 3
21504
7,5 1,03 10× × = 2,784 (m3/h)
Chọn 1 thùng chứa, có hệ số chứa đầy 0,85
Vậy thể tích thực của thùng là: V = 2,7840,85 = 3,275 (m3)
Chọn thùng hình trụ, đáy cầu, làm bằng thép không gỉ như mục 5.2.1.1 Theo công thức (5.2) ta có: D = 3 V 3 3, 275
1,366 (m) 1, 285 = 1, 285 =
Chọn D = 1,40 (m)
Chiều cao phần trụ : H = 1,3×D = 1,82 (m) Chiều cao phần chỏm cầu : h = 0,3×D = 0,42 (m) Chiều cao của thùng : H0 = 2h + H = 2,66 (m)
Vậy ta chọn 1 thùng chứa sữa sau bài khí, kích thước 1400×2660(mm)
1. Thiết bị ngưng tụ 2. Đường sữa vào 3. Đường sữa ra
5.2.2.6. Thùng hiệu chỉnh chất khô
Chọn thùng như mục: 5.2.1.1
Theo bảng 4.6, lượng sữa đi vào thùng hiệu chỉnh chất khô bao gồm:
+ Lượng sữa sau khi bài khí: 21,504 (tấn /ca)
+ Lượng sữa bột nguyên cream: 0,126 (tấn /ca)
Vậy lượng sữa đi vào thùng hiệu chỉnh chất khô: 21,504 + 0,126 = 21,630 (tấn /ca)
Lượng sữa này tương ứng với thể tích: 1,03 7,521,630× = 2,800 (m3/h)
Chọn 1 thùng với hệ số chứa đầy 0,85 Thể tích thực của thùng: V=2,8000,85 = 3,294(m3/h) Theo công thức (5.2), ta có: D = 3 3, 294 1, 285 = 1,369 (m) Chọn D = 1,400 (m) H = 1,3×D = 1,82 (m) h = 0,3×D = 0,42 (m)
Chiều cao của thùng: H0 = 2h + H = 2,66 (m)
Vậy ta chọn 1 thùng hiệu chỉnh chất khô, kích thước:1400×2660 (mm).
5.2.2.7. Thùng chứa sữa sau khi hiệu chỉnh chất khô (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Theo bảng 4.6, lượng nguyên liệu sau khi hiệu chỉnh chất khô: 21,414 (tấn /ca) Lượng sữa này tương ứng với thể tích:
21, 414
1,03 7,5× = 2,772 (m3/h)
Chọn 1 thùng, hệ số chứa đầy 0,85.
Thể tích thực của thùng: V=2,7720,85 = 3,261 (m3/h)
Theo công thức (5.2), ta có: D = 3 3, 261
1, 285= 1,364 (m) Chọn D = 1,400 (m)
H = 1,3×D = 1,820 (m) h = 0,3×D = 0,420 (m)
Chiều cao của thùng: H0 = 2h + H = 1,9 (m)
Vậy ta chọn 1 thùng, kích thước 1400×2660 (mm)
5.2.2.8. Thiết bị đồng hóa
Lượng dịch sữa cần đưa vào thiết bị đồng hóa: 21,414 (tấn /ca)
Thể tích: 21, 414 10007,5 1,03×
× = 2772,039 (l/h)
Chọn thiết bị Tetra Alex 2 [12] + Năng suất: 5000 lít/h
+ Áp suất làm việc: 140 ÷ 200 bar
+ Kích thước thiết bị: 1435×1280×1390
mm
+ Công suất động cơ : 15 kW + Số lượng piston : 3 cái + Đường kính ống dẫn sữa vào : 51 mm + Đường kính ống dẫn sữa ra : 38 mm + Đường kính piston : 40 mm + Khối lượng thiết bị : 1250 kg Số lượng thiết bị chọn:
2772,039
5000 = 0,554
Chọn 1 thiết bị đồng hóa, kích thước: 1435×1280×1390 (mm)
5.2.2.9. Thùng chứa sữa sau khi đồng hóa
Theo bảng 4.6, lượng nguyên liệu sau khi đồng hóa: 21,200 (tấn /ca) Đổi ra thể tích: 1,03 7,521, 200× = 2,744 (m3/h)
Chọn 1 như mục 5.2.1.1 với hệ số chứa đầy 0,85.
Hình 5.8: Thiết bị đồng hóa Tetra Alex 2
Thể tích thực của thùng: V=2,7440,85 = 3,229 (m3/h) Theo công thức (5.2) ta có: D = 3 3, 229 1, 285 = 1,359 (m) Chọn: D = 1,400 (m) H = 1,3×D = 1,820 (m) h = 0,3×D = 0,420 (m)
Chiều cao của thùng: H0 = 2h + H = 2,660 (m) Vậy ta chọn 1 thùng, kích thước 1400×2660 (mm).
5.2.2.10. Thiết bị tiệt trùng, làm nguội
Theo bảng 4.6, lượng dịch sữa trước khi tiệt trùng và làm nguội là: 21,200 (tấn /ca) Đổi ra thể tích: 1,03 7,521200× = 2744,337 (lít/h) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chọn thiết bị tiệt trùng dạng ống lồng loại Tetra Therm Aseptic Flex 1 [12]
+ Năng suất : 4500 lít/h
+ Nhiệt độ : 137 ÷ 1400C
+ Thời gian tiệt trùng : 4s
+ Lượng hơi dùng : 115 kg/h
+ Áp suất hơi : 6 bar
+ Lượng nước làm nguội ở 200C, 3bar : 3200 lít/h
+ Khối lượng : 3550 kg
+ Kích thước : 8500× 4600× 4000 (mm)
⇒ Số lượng thiết bị: n 2744,337 0,610 4500
Vậy ta chọn 1 thiết bị tiệt trùng UHT, kích thước 8500× 4600×4000 (mm).
5.2.2.11. Bồn chờ rót
Chọn bồn chờ rót loại Tetra Alsafe SV [12] + Thể tích làm việc : 3500 lít + Tiêu thụ hơi nước : 75 kg/h + Áp suất hơi nước : 270 kPa + Tiêu thụ nước làm mát : 1000 l/h + Tiêu thụ dung dịch CIP : 7000 l/h + Chiều cao thiết bị : 4200 mm
+ Đường kính : 1700 mm
Theo bảng 4.6, lượng sữa vào bồn chờ rót là: 20,776 (tấn/ca).
⇒ Thể tích lượng sữa vào bồn chờ rót trong 1 giờ là:
20,776 1000 V 2689, 450 1,03 7,5 × = = × (lít/h) ⇒ Số lượng thiết bị là: n 2689, 450 0,768 3500 = =
Vậy ta chọn 2 bồn chờ rót Tetra Alsafe SV (trong đó có 1 bồn chờ rót dự trữ), kích thước là: 1700×4200 (mm).
5.2.2.12. Thiết bị rót, bao gói sữa tươi tiệt trùng
Hình 5.10: Bồn chờ rót
Theo bảng 4.6 lượng sữa cần rót: 20,776 (tấn/ca) Vậy lượng sữa trước khi rót hộp tính
theo thể tích là: d M = 20,776 10001, 03 7,5× × = 2689,450 (lít /h)
Chọn máy rót hộp Tetrapak [19-trang 30]
+ Năng suất : 1120 lít/h + Sai số khi rót : 2% + Động cơ điện AO2-31-4 + Điện năng tiêu thụ : 1,7 kW + Vận tốc quay khi rót : 1420 vòng/phút
+ Nhiệt độ của khí tiệt trùng khi tiệt trùng máy: 280 - 310oC + Nhiệt độ của khí sạch khi máy đang rót sữa: 35 - 40oC + Nhiệt độ của Tube Heater : 480oC
+ Nhiệt độ của Super Heater : 365oC
+ Lưu lượng H2O2 tiêu hao : 190-230 ml/h + Lượng hơi sử dụng : 150 kg/h
+ Khối lượng : 2260 kg
+ Kích thước : 3000×1800×4100 mm
Tetrapak làm việc 7 tiếng vì trừ hao thời gian khởi động máy, thời gian thay cuộn strip, thời gian thay cuộn bao bì, ... (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Số lượng thiết bị: n = 2689, 4501120 = 2,401
Vậy ta chọn 3 máy rót Tetrapak, kích thước 3000×1800×4100 (mm)
5.2.3. Tính và chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất phô mai 5.2.3.1. Thùng chứa sữa sau khi cân dùng cho phô mai
Lượng sữa sau khi cân chính là lượng sữa trước khi chuẩn hóa Theo bảng 4.6: M= 7,832 (tấn/ca)
Lượng sữa sau khi cân tính theo thể tích: 1,03 7,57, 631× = 0,988 (m3/h)
Chọn thùng chứa sữa như mục 5.2.1.1, có hệ số chứa đầy 0,85 Vậy thể tích thực của thùng là: V = 0,9880,85 = 1,162 (m3) Theo công thức (5.2) ta có: D = 3 V 3 1,162 0,967 (m) 1, 285 = 1, 285 = Chọn: D = 1,000 (m) Chiều cao phần trụ: H = 1,3×D = 1,300 (m)
Chiều cao phần chỏm cầu: h = 0,3×D = 0,300 (m) Chiều cao của thùng chứa: H0 = 2h+H = 1,900 (m)
Vậy ta chọn 1 thùng chứa sữa sau khi cân, kích thước 1000×1900 (mm).
5.3.3.2. Thùng chứa cream cho chuẩn hóa
Ta có tỉ trọng của cream: d = 0,971 (g/cm3) Lượng cream cần bổ sung vào: 1,659 (tấn/ca) Lượng cream này tương ứng với thể tích:
1,659 0,971 7,5
V =
× = 0,228 (m3)
Chọn 1 thùng với hệ số chứa đầy 0,85. 0, 228 0,85 V = = 0,268 (m3) Theo công thức 5.2 ta có: D=3 3 0, 268 1, 285 1, 285 V = = 0,593 (m) Chọn: D = 0,6 (m) H = 1,3D = 0,780 (m) h = 0,3D = 0,180 (m) H0=2h + H = 1,140 (m)
5.2.3.3. Thùng chuẩn hóa
Lượng sữa và cream đi vào thùng chuẩn hóa: 9,290 (tấn /ca)
Ta có: Lượng sữa nguyên liệu khi vào chuẩn hóa: 7,631 (tấn/ca), hàm lượng béo 3,5%.
Lượng cream cần bổ sung: g = 1,659 (tấn/ca) có hàm lượng béo 40% Hàm lượng béo sau chuẩn hóa: 7,631 0,035 1,659 0, 40 100
9, 290
× + × ×
= 10,018 % Sau chuẩn hóa, hàm lượng chất khô tăng từ 12 % đến 17 %
Tỉ trọng của sữa: d = 100 100 F SNF 10,018 17 10,018 W (100 17) 0,93 1,608 0,93 1,608 = − + + + + − = 1,019 (g/cm3) Thể tích: 1,019 7,59, 290× = 1,216 (m3/h) Chọn 1 thùng có hệ số chứa đầy 0,85 Thể tích thực của thùng chứa: V=1, 2160,85 = 1,431 (m3) Chọn thùng chứa như mục 5.2.1.1 Theo công thức 5.2, ta có: D= 3 V 3 1, 431 1, 285 = 1, 285 = 1,036 (m) Chọn: D = 1,100 m H = 1,3D = 1,430 (m) h = 0,3D = 0,330 (m) H0 = 2h + H = 2,090 (m)
Vậy ta chọn 1 thùng chuẩn hóa, kích thước 1100×2090 (mm).
5.2.3.4. Thùng chứa sữa sau khi chuẩn hóa
Theo bảng 4.6, lượng sữa sau khi chuẩn hóa chính là lượng sữa trước khi đi vào thiết bị đồng hóa: M= 9,244 (tấn /ca)
Thể tích: 1,019 7,59, 244× = 1,210 (m3/h)
Thể tích thực của thùng chứa: V= 1, 2100,85 = 1,423 (m3) Chọn thùng chứa như mục: 5.2.1.1 Theo công thức (5.2) ta có: D = 3 V 31, 423 1,035 m 1, 285 = 1, 285 = Chọn: D = 1,1 (m) H = 1,3×D = 1,430 (m) h = 0,3×D = 0,330 (m)
Chiều cao của thùng chuẩn hóa: H0= 2h +H = 2,090 (m)
Vậy ta chọn 1 thùng chứa sữa sau chuẩn hóa, kích thước 1100×2090 (mm).
5.2.3.5. Thiết bị đồng hóa (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lượng dịch sữa cần đưa vào thiết bị đồng hóa: 9,244 (tấn /ca) Thể tích:
9, 244 1000 1,019 7,5
×
× = 1209,552 (lít/h)
Chọn thiết bị Tetra Alex 2 (Tetrapak) như mục 5.2.2.8. Số thiết bị: 1209,552
2000 = 0,605
Vậy ta chọn 1 thiết bị đồng hóa Tetra Alex 2, kích thước 1435×1280×1390 (mm).
5.2.3.6. Thùng chứa sữa sau khi đồng hóa
Theo bảng 4.6, lượng nguyên liệu sau đồng hóa: 9,151 (tấn /ca) Lượng sữa sau khi cân tính theo thể tích: 1,019 7,59,151× = 1,197 (m3/h)
Chọn thùng chứa sữa như mục 5.2.1.1, có hệ số chứa đầy 0,85 Vậy thể tích thực của thùng là: V = 1,1970,85 = 1,409 (m3)