5.1.7. Thiết bị làm mát,làm lạnh
Lượng dịch sữa vào làm lạnh 1:
13502,786 (kg/ca) = 12549,058 (l/ca) = 1568,632 (l/h)
Lượng dịch sữa vào làm mát:
13354,916 (kg/ca) = 12411,632 (l/ca) = 1551,454 (l/h) Lượng dịch sữa vào làm lạnh 2:
13634,075 (kg/ca) = 12671,073 (l/ca) = 1583,884 (l/h)
Chọn thiết bị làm mát loại BR0.25-22-IIB của hãng QJYL, xuất xứ Trung Quốc với các thông số kỹ thuật [22].
+ Năng suất: 2000 lít/h. + Kích thước: 800 × 470 × 1400 mm. Số lượng thiết bị: n =1568,632 2000 = 0,784 < 1 n =1551,454 2000 = 0,776 < 1 n =1583,884 2000 = 0,792 < 1 Vậy chọn 3 thiết bị làm lạnh, làm mát.
Hình 5.7. Thiết bị trao đổi nhiệt BR0.25-22-IIB
[22] 5.1.8. Tank ủ hoàn ngun
Tank ủ có dạng hình trụ đứng, đáy chỏm cầu, vỏ được làm bằng thép khơng gỉ. Q trình ủ hồn ngun làm việc gián đoạn. Một mẻ ủ hoàn nguyên là 6h - 8h, như vậy tính 1 ca ta ủ 1 mẻ.
Gọi:
D là đường kính thân hình trụ. r là bán kính hình chỏm cầu. Ht là chiều cao của thân hình trụ. h là chiều cao của phần chỏm cầu. H là chiều cao của thùng, H = Ht + 2h. Chọn: Ht = 1,3D
h = 0,3D
Chiều cao toàn thiết bị là:
H = Ht + 2h = 1,3D + 2×0,3D = 1,9D Ta có: V = Vt + 2Vc Thể tích phần thân trụ: V = π×D 2 ×H t Thể tích phần chỏm cầu: V = π c 6 Thể tích bồn chứa: V = Vt + 2Vc = 1,02×D3 + 2×0,13×D3 = 1,28× D3 D = 3 =>
Lượng dịch sữa cần ủ hồn ngun:
13489,284 (kg/ca) = 13489,284
Chọn hệ số chứa đầy của thiết bị là 0,9, nên ta có:
V = 12,537 0,9 = 13,93 ( m3 ) Vậy: D = √313,93 1,28 = 2,216 ( m3 ) Chọn D = 2,3 (m)
Suy ra
h = 0,3D = 0,3 × 2,3 = 0,690 (m) Ht = 1,3D = 1,3 × 2,3 = 2,990 (m)
H = Ht + 2h = 2,99 + 2 × 0,690 = 4,370 (m)
Vậy chọn 1 bồn ủ hồn ngun có kích thước: D = 2300 mm, H = 4370 mm. Vậy số lượng thùng là 1 nhưng để đảm bảo vệ sinh và quá trình sản xuất được diễn ra liên tục ta chọn 2 thùng. Kích thước là 2300 × 4370 (mm). Chọn thân thiết bị cách sàn nhà 1000 (mm).
5.1.9. Tank lên men
Tank lên men có dạng hình trụ đứng, đáy hình nón, vỏ thùng được làm bằng thép khơng gỉ, bên trong có gắn cánh khuấy và bên trên có động cơ gắn với cánh khuấy để giúp cánh khuấy hoạt động.
Gọi:
D là đường kính thân hình trụ. r là bán kính hình chỏm cầu. Ht là chiều cao của thân hình trụ. h là chiều cao của phần chỏm cầu. H là chiều cao của thùng, H = Ht + 2h. Chọn: Ht = 1,3D
h = 0,3D
Chiều cao toàn thiết bị là:
H = Ht + 2h = 1,3D + 2×0,3D = 1,9D Ta có: V = Vt + 2Vc Thể tích phần thân trụ: V = t Thể tích phần chỏm cầu: Vc = π 6 × h ×(h2 + 3r2 ) = π 6 ×0,3D× (0,3D)2 + 3× ( D 2)2 = 0,13× D3 44
Thể tích bồn chứa: V = Vt + 2Vc = 1,02×D3 + 2×0,13×D3 = 1,28× D3 V D = 3 => 1, 28 13675,1003 (kg/ca) = 13675,1003 = 12,709 (m3 /mẻ) 103 × 1,076
Chọn hệ số chứa đầy của thiết bị là 0,9, nên ta có:
V = 12,709 0,9 = 14,121 ( m3 ) Vậy D = √314,121 1,28 = 2,226 ( m3 ) Chọn: D = 2,3 (m) Suy ra h = 0,3D = 0,3 × 2,3 = 0,690 (m) Ht = 1,3D = 1,3 × 2,3 = 2,990 (m) H = Ht + 2h = 2,99 + 2 × 0,690 = 4,370 (m)
Vậy chọn 1 bồn lên men có kích thước: D = 2300 mm, H = 4370 mm.
Vậy số lượng thùng là 1 nhưng để đảm bảo vệ sinh và quá trình sản xuất được diễn ra liên tục ta chọn 2 thùng. Kích thước là 2300 × 4370 (mm). Chọn thân thiết bị cách sàn nhà 1000 (mm).
5.1.10. Tank chờ rót
Bồn chờ rót có dạng hình trụ đứng, đáy chỏm cầu, vỏ thùng làm bằng thép khơng gỉ, bên trong thùng có gắn các tấm kim loại có tác dụng là khuấy đảo, động cơ gắn cánh khuấy được bố trí một bên thành thùng.
Gọi:
D là đường kính thân hình trụ. r là bán kính hình chỏm cầu. Ht là chiều cao của thân hình trụ.
D
Ht H
45
Hình 4.2.Cấu
tạo bồn h là chiều cao của phần chỏm cầu.
H là chiều cao của thùng, H = Ht + 2h. Chọn:
Ht = 1,3D h = 0,3D
Chiều cao toàn thiết bị là: H = Ht + 2h = 1,9D Ta có: V = Vt + 2Vc Thể tích phần thân trụ: V = π×D 2 ×H t Thể tích phần chỏm cầu: V = π c 6 Thể tích bồn chứa: V = Vt + 2Vc = 1,02 × D3 + 2 × 0,13 × D3 = 1,28 × D3 D = 3 =>
Lượng dịch sữa vào chờ rót:
13620,441 (kg/ca) = 13620,441
Chọn hệ số chứa đầy của thiết bị là 0,9, nên ta có:
V = 12,658 0,9 = 14,064 ( m3 ) Vậy D = √314,064 1,28 = 2,223 (m3 ) Chọn: D = 2,3 (m) Suy ra h = 0,3D = 0,3 × 2,3 = 0,690 (m)
Ht = 1,3D = 1,3 × 2,3 = 2,990 (m)
H = Ht + 2h = 2,99 + 2 × 0,690 = 4,370 (m)
Vậy chọn 1 bồn chờ rót có kích thước: D = 2300 mm, H = 4370 mm.
Vậy số lượng thùng là 1 nhưng để đảm bảo vệ sinh và quá trình sản xuất được diễn ra liên tục ta chọn 2 thùng. Kích thước là 2300 × 4370 (mm). Chọn thân thiết bị cách sàn nhà 1000 (mm).
Lượng mứt vào chờ rót:
435,741 (kg/ca) =
Chọn hệ số chứa đầy của thiết bị là 0,9, nên ta có:
V = 0,405 0,9 = 0,450 ( m3 ) Vậy D = √30,450 1,28 = 0,706 (m3 ) Chọn: D = 0,8 (m) Suy ra h = 0,3D = 0,3 × 0,8 = 0,240 (m) Ht = 1,3D = 1,3 × 0,8 = 1,040 (m) H = Ht + 2h = 1,04 + 2 × 0,240 = 1,520 (m)
Vậy chọn 1 bồn chờ rót mứt nhưng để đảm bảo vệ sinh và quá trình sản xuất được diễn ra liên tục ta chọn 2 thùng. Có kích thước: D = 800 mm, H = 1520 mm.
Vậy số lượng thùng là 1 có kích thước là 800 × 1520 (mm). Chọn thân thiết bị cách sàn nhà 1000 (mm).
5.1.11. Thiết bị chiết rót
Số hộp cần dùng để sản xuất trong 1h là 17500 hộp
Chọn thiết bị rót hộp BZ – 16type của hãng JIMEI Việt Nam [25]. Thông số kỹ thuật:
Năng suất tối đa: 2200 hộp/h. Loại hộp: 100 g.
Công suất: 18 kW. Số đầu rót: 4. Kích thước thiết bị: 9300 × 3750 × 4000 mm. Số lượng thiết bị: n = 17606 2000
Vậy chọn số lượng thiết bị là 1 thiết bị.
Hình 5.9. Thiết bị rót vơ trùng cho sữa chua[25]
5.2. Tính và chọn bơm trong dây chuyền sản xuất
5.2.1. Bơm ly tâm
Bơm ly tâm được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm, đặc biệt là ngành sữa, dùng để bơm các chất lỏng thơng thường có độ nhớt thấp.
Chọn Bơm ly tâm Ebara Matrix 3 – 6T/0,9 của hãng EBARA (ITALY). Năng suất: 1,2 – 4,8 m3/h.
Số vịng quay: 2900 vịng/phút. Kích thước: 456 × 240 × 284 mm. Đường kính hút - xả: 34 - 34 mm. Công suất động cơ: 0,9 kW. Số lượng: 12 bơm ly tâm.
Hình 5.10. Bơm ly tâm [26]5.2.2. Bơm răng khía 5.2.2. Bơm răng khía
Bơm răng khía thường dùng để bơm các chất lỏng có độ nhớt cao. Chọn bơm răng khía 2CY-2,1/25 với các thơng số kỹ thuật :
Năng suất: 2,1 m3/h. Cơng suất: 3 KW.
Kích thước: 586 × 302 × 293 mm. Số lượng bơm cần chọn: 4 cái
Hình 5.11. Bơm răng khía 2CY-2,1/25 [27]
5.3. Hệ thống CIP
Chọn hệ thống CIP (Cleaning in plance) của hãng JIMEI Việt Nam. Đó là thiết bị tự động cung cấp quá trình vệ sinh, tẩy rữa, sát trùng tại chỗ mà không cần tháo lắp thiết bị trong các dây chuyền. Tính các chế độ vận hành, cấu hình quá trình chất lỏng, làm sạch theo lộ trình có sẵn, van điều khiển khí nén được nối với bơm tăng áp và bơm lưu hồi, để hoàn thành quá trình làm sạch vệ sinh các đường ống, tank chứa lưu thơng trong tồn bộ dây chuyền, quá trình tái chế các chất tẩy rửa một cách tuần hoàn, toàn bộ quá trình được điều khiển bằng màn hình cảm ứng PLC, các dụng cụ đo lường nhiệt độ và đo lường acid [28].
Thông số hệ thống với model SCIP - 1 Bơm dịng chảy: 2 m3/h.
Bơm cao áp: 36m. Cơng suất: 3 kW.
Chế độ 1: Với thiết bị tiếp xúc trực tiếp với sữa có gia nhiệt như: Thiết bị thanh trùng, thiết bị gia nhiệt, thiết bị đồng hóa,…, chế độ chạy CIP như sau:
Rửa với nước ấm 10 phút.
Chạy dung dịch kiềm (0,5 - 1,5%) trong 15 phút ở 60°C. Rửa lại bằng nước ấm trong 3 phút.
Chạy dung dịch axit nitric (0,5 - 1%) trong 10 phút ở 60°C. Rửa lại bằng nước lạnh.
Chế độ 2: Với thiết bị tiếp xúc với sữa khơng có gia nhiệt như: Bồn chứa, đường ống… chế độ chạy CIP như sau:
Rửa bằng nước ấm trong 3 phút.
Tuần hoàn dung dịch kiềm (0,5 - 1,5%) trong 6 phút ở 60°C. Rửa bằng nước ấm trong 3 phút.
Tiệt trùng bằng nước nóng 90 - 95°C trong 5 phút. Làm nguội từ từ bằng nước lạnh trong 10 phút.
Hình 5.12. Hệ thống vệ sinh thiết bị CIP JIMEI [28]Bảng 5.1. Bảng tổng kết các thiết bị dùng trong dây chuyền Bảng 5.1. Bảng tổng kết các thiết bị dùng trong dây chuyền
5 0
Tên thiết bị
Tank phối trộn Thiết bị phối trộn Thiết bị lọc
Thiết bị gia nhiệt 1 và 2 Thiết bị đồng hóa 1 và 2 Thiết bị thanh trùng 1 và 2 Thiết bị làm mát, làm lạnh Tank ủ hồn ngun
Tank lên men
Tank chờ rót
Thiết bị chiết rót Bơm răng khía Bơm ly tâm PHẦN 6. TÍNH TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG 6.1. Tính tổ chức 6.1.1. Sơ đồ tổ chức GIÁM ĐỐC PGĐ SẢN XUẤT PGĐ KINH TẾ Phị ng Quả n lý chấ t lượ ng
Phịng Sản xuất Phịn g Kỹ thuật Thủ kho ịngPh hàn h chí nh nhân sự Phịn g tài vụ, kế tốn Phịng Marke t ing Phịn g đầu tư phát triển
Phân xưởng sản xuất Phân xưởng cơ điện Phân xưởng xử lý nước thải Hình 6.1. Sơ đồ hệ thống tổ chức nhà máy 6.1.2. Tính nhân lực xây dựng
6.1.2.1. Nhân lực làm việc gián tiếp
Bảng 6.1. Nhân lực
làm việc gián tiếp
Chức năng Giám đốc Phó giám đốc Phịng Quản lí chất lượng Chức năng Phịng sản xuất Phịng kỹ thuật Phịng hành chính nhân sự Phịng marketing Phịng tài vụ kế tốn Thủ kho
Phòng đầu tư và phát triển Phòng y tế
Vệ sinh, giặt là
Nhà ăn Lái xe Bảo vệ 6.1.2.2. Nhân lực làm việc trực tiếp Bả ng 6.1 . Nh ân lực là m việ c trự c tiế p Nhiệm vụ
Kiểm tra, tiếp nhận Cân định lượng Phối trộn
Gia nhiệt 1,đồng hóa 1, thanh trùng 1, làm lạnh nhanh, ủ hồn ngun, chuẩn hóa
Gia nhiệt2, đồng hóa 2, thanh trùng 2, làm mát
Nhiệm vụ
Lên men, làm lạnh, chờ rót Chiết rót
Nhà nồi hơi, phát điện dự phòng, lạnh trung tâm
Trưởng ca, giám sát sản xuất Nhân viên CIP
Xử lý nước thải Xử lý cấp nước Tổ trưởng sản xuất 53
Nhân viên QC
Vận chuyển nguyên liệu, sản phẩm Phân xưởng cơ điện
Quét dọn, vệ sinh Tổng nhân lực của nhà máy: 37 + 96 = 133 người . Số nhân lực đông nhất trong một ca: 37 + 32 = 69 người . 6.2. Tính tốn xây dựng
6.2.1. Phân xưởng sản xuất chính
Kích thước phân xưởng:
Bước cột là B = 6 (m), số bước cột là 7. Vậy chiều dài nhà là 42 (m) Nhịp nhà là L = 6 (m), chọn nhà 3 nhịp. Vậy chiều rộng là 18 (m) Chiều cao khơng tính mái: 7 (m) Vậy chọn phân xưởng có kích thước: Dài × rộng × cao: 42 × 18 × 7 (m)
Đặc điểm nhà:
- Nhà bê tơng cốt thép, 1 tầng, cột 400 × 400 (mm) chịu lực, tường bao che là tường gạch dày 200 (mm), nhà có nhiều cửa ra vào vận chuyển nguyên liệu, sản phẩm và cho công nhân đi lại, nhà có nhiều cửa sổ và cửa thơng gió.
- Nền có cấu trúc:
+ Lớp gạch hoa dày: 20 (mm)
+ Lớp đệm bê tông chịu lực: 200 (mm)
+ Lớp trung gian bằng vật liệu vữa xi măng, cát: 300 (mm)
+ Lớp đất nện chặt cuối cùng. - Mái có cấu trúc:
+ Giàn tam giác trực tiếp lên dầm bê tông làm theo kết cấu mạng chịu lực.
+ Trên cùng là lớp lợp tôn kẽm.
+ Lớp dưới là lớp chịu nhiệt.
+ Khung thép đỡ.
Vị trí phân xưởng sản xuất chính: Đặt ở giữa khu đất của nhà máy, các phịng và kho có liên quan đặt lân cận như: Kho nguyên liệu, kho thành phẩm, kho bao bì, khu hành chính...
6.2.2. Khu hành chính
Xây dựng nhà 2 tầng có kích thước các phịng như sau: Tầng 1: + Phịng khách: 4 × 4 × 4 (m) + Phịng trưng bày sản phẩm: 4 × 4 × 4 (m) + Phịng hành chính, tổng hợp: 4 × 4 × 4 (m) + Phịng hội trường: 9 × 4 × 4 (m) + Phịng y tế: 3 × 4 × 4 (m) + Phịng vệ sinh: 3 × 4 × 4 (m) Tầng 2: + Phịng giám đốc: 4 × 4 × 4 (m) + Phịng phó giám đốc kinh tế: 4 × 4 × 4 (m) + Phịng phó giám đốc sản xuất: 4 × 4 × 4
+ Phịng đầu tư - phát triển: 4 × 4 × 4 (m)
+ Phịng marketing: 4 × 4 × 4 (m)
+ Phịng kế tốn, tài vụ: 4 × 4 × 4 (m)
+ Hành lang: 10 m2
Tổng diện tích đất xây dựng khu nhà hành chính là 226 (m2). Vậy chọn kích thước khu hành chính: Dài × rộng × cao = 12 × 10 × 8 (m).
6.2.3. Kho nguyên liệu
6.2.3.1. Kho chứa sữa bột gầy
Lượng sữa bột gầy dự trữ cần phải đủ cho nhà máy sản xuất trong một tháng.
Lượng sữa bột cần để sản xuất trong một ca là: 2855,050 (kg/ca). Lượng sữa bột cần để sản xuất trong một ngày là: 8565,15 (kg/ngày).
5 5
Lượng sữa bột cần để sản xuất trong một tháng là: 8565,15 × 30 = 256954,5 (kg/tháng)
Bột sữa chứa trong bao 40 kg có kích thước: 0,8 × 0,4 × 0,2 (m). Bao xếp trong kho thành từng chồng, mỗi chồng là 15 bao. Chiều cao mỗi chồng: 0,2 × 15 = 3 (m).
Diện tích mỗi bao nằm ngang: 0,8 × 0,4 = 0,32 (m2). Số bao sữa bột tích lũy để sản xuất:
256954,5 = 6423,863( bao) ≈ 6424 (bao)
40
Số chồng để sắp xếp hết bao sữa bột:
6424 = 428,267 ≈ 429 (chồng)
15
Diện tích chiếm chỗ của lượng sữa bột cần tích trữ: F1 = 429 × 0,32 = 137,28 (m2).
Diện tích đi lại trong kho chiếm 20% so với diện tích sữa bột chiếm chỗ. F2 = 0,2 × 137,28 = 27,456 (m2).
Tổng diện tích:
F = F1 + F2 = 137,28 + 27,456 = 164,736 (m2) Chọn kích thước của kho: 17 × 10 × 6 (m).
6.2.3.2. Kho chứa đường RE
Xây dựng kho có kích thước tối thiểu chứa đủ lượng cung cấp sản xuất cho 7 ngày.
Lượng đường cần dùng = 686,739 (kg/ca) = 2060,217 (kg/ ngày). Lượng đường cần dùng trong 7 ngày: 2060,217 × 7 = 14421,519 (kg). Đường chứa trong bao 50 kg, kích thước mỗi bao: 0,8 × 0,4 × 0,2 (m). Số bao tích lũy đường để sản xuất:
14421,519 = 288,430( bao) ≈ 289 (bao).
50
Các bao được chồng lên nhau thành từng chồng, mỗi chồng xếp 15 bao. Số chồng để sắp xếp hết bao đường:
5 6
289 = 19,267 ≈ 20 (chồng).
15
Chiều cao mỗi chồng: 0,2 × 15 = 3 (m).
Diện tích mỗi bao nằm ngang: 0,8 × 0,4 = 0,32 (m2). Diện tích chiếm chỗ của lượng đường cần tích trữ: F1 = 20 × 0,32 = 6,4 (m2).
Diện tích lối đi chiếm 20% diện tích chiếm chỗ của đường: F2 = 0,2 × 6,4 = 1,28 m2).
Tổng diện tích:
F = F1 + F2 = 6,4 + 1,28 = 7,68 (m2)
6.2.3.3. Kho chứa bơ, mứt, men, phụ gia, hương liệu.
Thiết kế kho chứa bơ, mứt, men, hương liệu, bao bì bằng 20% kho sữa bột: 0,2× 164,736 = 32,947 (m2).
Tổng diện tích kho nguyên liệu: 164,736 + 7,68 + 32,947 = 205,363(m2) Vậy kích thước của kho nguyên liệu: 21 × 10 × 6 (m)
6.2.4. Kho thành phẩm
Trong kho thành phẩm sẽ được lắp các dàn làm lạnh để giữ cho sản phẩm luôn ở nhiệt độ thấp 2 - 4 °C.
Kích thước tối thiểu của kho đủ để chứa sản phẩm trong 5 ngày. Hộp được chứa trong thùng carton, mỗi thùng chứa 48 hộp. Kích thước mỗi thùng: 45 × 30 × 15 (cm)
Diện tích chiếm chỗ mỗi thùng f = 0,45 × 0,3 = 0,135 (m2)
Thùng chứa sữa chua được bảo quản xếp thành cột, một cột được xếp 4 pallet chồng lên nhau, mỗi pallet chất được 8 lớp, mỗi lớp có 8 thùng xếp đan xen.
Diện tích chiếm chỗ một lớp: 8 × 0,135 = 1,08 (m2)