Bảng 20: Tĩm tắt khối lượng vật chất qua từng quá trình tính cho 100kg nguyên liệu
Tên quá trình Trước quá trình (kg) Sau quá trình (kg)
Sơ chế 100 90 Rửa 90 89.1 Chần 89.1 88.2 Nghiền 88.2 87.318 Thủy phân 87.318 88.975 Phối trộn 88.975 210.79 Ép đùn 210.79 109.34 Sấy 109.34 104.19 Sàng rây 104.19 102.14 Đĩng gĩi 102.14 101.12 Nghiền mịn 2.042 2.022
49
Bảng 21: Khối lượng vật chất qua từng quá trình
Tên quá trình Trước quá trình (kg) Sau quá trình (kg)
Sơ chế 500 450 Rửa 450 445.5 Chần 445.5 441 Nghiền 441 436.59 Thủy phân 436.59 444.875 Phối trộn 444.875 1053.93 Ép đùn 1053.93 546.69 Sấy 546.69 520.93 Sàng rây 520.93 510.72 Đĩng gĩi 510.72 505.61 Nghiền mịn 10.21 10.11
Bảng 22: Khối lượng nguyên liệu cho tồn bộ quy trình
Quá trình Thành phần Khối lượng (kg)
Rửa Nước muối sinh lý 3000
Nước sạch 500
Chần Nước 1500
Thủy phân Enzyme Protease 8.73
Phối trộn Muối 116.51488 Bột ngọt 31.776786 Đường Saccharose 95.330357 Hạt nêm bột tái sử dụng 31.776786 Tiêu 5.296131 Bột hành 4.2369048 Bột tỏi 5.296131 Tinh bột bắp 116.51488 Protein đậu nành 112.27798 Dầu ăn 21.184524 Dịch nấm 444.875 Nước 74.145833
50
Chương 5 - TÍNH TỐN – CHỌN THIẾT BỊ
Lịch làm việc của nhà máy: 4 tấn nguyên liệu/ngày, 8 mẻ/ngày.
Bảng 23: Tĩm tắt khối lượng vật chất qua từng quá trình tính cho 1 mẻ
Tên quá trình Trước quá trình (kg) Sau quá trình (kg)
Sơ chế 500 450 Rửa 450 445.5 Chần 445.5 441 Xay 441 436.59 Thủy phân 436.59 444.875 Phối trộn 444.875 1053.93 Ép đùn 1053.93 546.69 Sấy 546.69 520.93 Sàng rây 520.93 510.72 Đĩng gĩi 510.72 505.61 Nghiền mịn 10.21 10.11 5.1. Chọn thiết bị chính [12]
5.1.1. Thiết bị ngâm rửa
Khối lượng nấm cần ngâm cho 1 mẻ: 450 kg Thời gian rửa: 30 phút
Năng suất: 900kg/h
Chọn thiết bị ngâm vegetable fruit washing machine , model HD-650 của ZhangQiu HongDun Trading Co., Ltd, China, năng suất 650 – 1000kg/h, kích thước 3050×950×1200 mm, cơng suất 3 KW.
51
Hình 25: Thiết bị ngâm rửa nấm
5.1.2. Thiết bị chần
Khối lượng nguyên liệu cần chần trong 1 mẻ: 445.5kg Thời gian chần: 10 – 20 phút
Chọn thiết bị chần vegetable blanching machine, model LPT của Zhejiang China (Mainland), China, năng suất 500-1500kg/h, kích thước
4380×1480×2180mm, cơng suất 1.5 KW.
52
5.1.3. Thiết bị xay
Khối lượng nấm cần xay 1 mẻ: 441kg/mẻ Chọn thời gian xay là 30 phút
Năng suất: 882kh/h
Chọn 2 thiết bị xay model QS650 của Guangdong China (Mainland), China, năng suất 500kg/h, kích thước 1200×1200×1138mm, cơng suất 2.8KW.
Hình 27: Thiết bị xay nấm
5.1.4. Thiết bị thủy phân
Khối lượng nấm cần thủy phân trong 1 mẻ: 436.59kg/mẻ Thời gian thủy phân là 1h10ph
Chọn 2 thiết bị FVP SERIES STANDING AGITATING COOLING AND HEATING TANK, model FVP-1 của Shanghai Ruipai Machinery Co., Ltd., China, Thể tích 1000L, đường kính 1150 mm, chiều cao 2530 mm, cơng suất 1.1 KW.
53
Hình 28: Thiết bị thủy phân
5.1.5. Thiết bị trộn
Khối lượng hỗn hợp cần phối trộn trong 1 mẻ: 1053.93kg Chọn thời gian phối trộn là 30 phút
Chọn 2 thiết bị trộn Dry Powder Food Mixer Machine, model JHX1000 của Henan China (Mainland), China, thể tích 1000 L, tốc độ quay 22 – 55 vịng/phút kích thước 3200×1300×2070mm, cơng suất 7.5 KW.
54
Hình 30: Cấu tạo cánh khuấy trong thiết bị trộn
5.1.6. Thiết bị ép đùn
Khối lượng hỗn hợp ép đùn trong 1 mẻ: 1053.93kg Chọn thời gian ép đùn là 40 phút/mẻ
Chọn 2 thiết bị ép đùn Twin screw extruder, model ALE50 của Henan China (Mainland), China, năng suất 300-600kg/h, kích thước 38000x1000x2000mm, cơng suất 80kw.
55
Hình 31: Thiết bị ép đùn
5.1.7. Thiết bị sấy tầng sơi
Khối lượng hạt nêm cần sấy trong 1 mẻ: 520.93kg/mẻ Thời gian sấy 1 mẻ: 40phút
Chọn 1 thiết bị sấy rung tầng sơi Fluid Bed Drying Equipment, model ZLG0.30×3 của Changgan,Taiwan, năng suất 2035 kg/h, kích thước 3000×1350×900 mm, sử dụng 2 động cơ ZDS10-6, cơng suất 0.75x2 KW.
56
5.1.8. Thiết bị sàng lọc
Khối lượng hạt nêm cần sàng trong 1 mẻ: 510.72kg/mẻ Thời gian sàng 1 mẻ: 40phút
Chọn 1 thiết bị sàng rung Rectangular Vibrating Sizer for Food Processing, model DZSF525của Changgan,Taiwan, năng suất 30-5000 kg/h, kích thước
2000×500×1200 mm, biên độ 4-7mm, tần số 960 – 1450/phút, gĩc nghiêng 0 – 100, sử dụng 2 động cơ cơng suất 0.4×2 KW.
Hình 33: Dịng nguyên liệu đi trong thiết bị sàng
57
5.1.9. Thiết bị nghiền
Khối lượng hạt nêm cần nghiền trong 1 mẻ: 10.21kg/mẻ
Chọn 1 thiết bị nghiền 5HP Stainless Steel Air Classification Powder Grinder Machine, model RT-MO50S của Rong Tsong Precision Technology Company, Taiwan, kích thước 1200×1200x1200 mm, cơng suất 3.7KW.
Hình 35: Thiết bị nghiền dĩa
5.1.10. Thiết bị đĩng gĩi
Khối lượng hạt nêm cần đĩng gĩi trong 1 mẻ: 510.72kg/mẻ
Chọn 1 thiết bị đĩng gĩi MSG Packaging machine, model JN3B+JW520 của Shanghai China (Mainland), China, năng suất 25 – 70 gĩi/phút, kích thước 1430×1200×2600 mm, cơng suất 4.4KW.
58
Hình 36: Thiết bị đĩng gĩi
5.2. Thiết bị phụ
5.2.1. Băng tải chuyền [12]
Khối lượng hạt nấm cần cho 1 mẻ xử lý: 500 kg
Ta chọn 2 băng tải wire mesh conveyor food and metal processing, model ZT- LE-T của Jiangsu China (Mainland), China, kích thước 6000×1000×800 mm, cơng suất 1.5KW.
5.2.2. Thiết bị chứa
Bể chứa nước muối sinh lý
1 mẻ ta cần dùng 2000L nước muối, ngày 8 mẻ, như vậy 1 ngày cần: 8×2000 = 16000L
Cho hệ số chứa đầy của Silo là 80%, do đĩ thể tích bể chứa nước muối là: 16000/80% = 20000L
59 Bể chứa nước sạch
Bảng 24: Lượng nước cần dùng trong 1 mẻ và trong 8 mẻ (L)
Quy trình Thể tích nước (L) 1 mẻ 8 mẻ Rửa 1500 12000 Chần 500 4000 - Quy trình rửa + Chần: Thể tích bể chứa mà ta cần: 12000+4000 = 16000L Cho hệ số chứa đầy là 80%, do đĩ ta chọn bể cĩ thể tích: 16000/80% = 20000L
Chọn bể chứa cĩ thể tích: 5x2.5x5m
- Silo chứa nước gia nhiệt sơ bộ trong quy trình chần:
Thể tích thiết bị chần: Ta chọn 2000L, cho hệ số chứa đầy là 80%, khi đĩ thể tích silo là:
2000/80% = 2500L
- Thể tích Silo chứa nước để phối trộn, chọn hệ số chứa đầy là 80%: 592/80% = 740L, chọn thiết bị cĩ thể tích 1000L
- Silo chứa hạt nêm sau khi sấy:
Khối lượng hạt nêm sau khi sấy là 520.93kg, cho khối lượng riêng của hạt nêm là 0.8kg/L. Chọn hệ số chứa đầy là 0.8, do đĩ thể tích Silo chứa: 520.93/0.8/0.8 = 813.953L, ta chọn Silo cĩ thể tích 1000L
5.2.3. Nồi hơi [13]
Lượng hơi cần dùng cho 1 mẻ sản xuất: 134kg
Ta sử dụng hơi để gia nhiệt nước trong qu trình chần, qu trình thủy phn. Do đĩ, năng suất nồi hơi: 134/1= 134 kg/h
Chọn nồi hơi mã hiệu LD0.5/8K của cơng ty cổ phần cơ nhiệt Việt Nam, năng suất 200kg/h, áp suất làm việc 8kg/cm2, nhiệt độ hơi bão hịa 175o
C, kích thước 2000x800x1500mm
60
Hình 37: Nồi Hơi
5.3. Bố trí lịch làm việc của các thiết bị
Bảng 25: Thời gian làm việc cho từng cơng đoạn trong mỗi mẻ
Quá trình Thời gian
Sơ chế 60 Phút Rửa 30 Phút Chần 15 Phút Xay 30 Phút Thủy phân 1h10 Phút Phối trộn 30 Phút Ép đùn 40 Phút Sấy 40 Phút Sàng rây 40 Phút Đĩng gĩi 20 Phút Nghiền mịn 10 phút
61
Bảng 26: Lịch làm việc của các mẻ sản xuất
I II III IV V VI VII VIII
Sơ chế 6h – 7h 7h10 – 8h10 8h20 – 9h20 9h30 – 10h30 10h40 – 11h40 12h50 – 13h50 14h – 15h00 14h10 – 15h10 Rửa 7h – 7h30 8h10 – 8h40 9h20 – 9h50 10h30 – 11h00 11h40 – 12h10 13h50 – 14h20 15h – 15h30 15h10 – 15h40 Chần 7h30 – 7h45 8h40 – 8h55 9h50 – 10h05 11h – 11h15 12h10 – 12h25 14h20 – 14h35 15h30 – 15h45 15h40 – 15h55 Xay 7h45 – 8h15 8h55 – 9h25 10h05 – 10h35 11h15 – 11h45 12h25 – 12h55 14h35 – 15h05 15h45 – 16h15 15h55 – 16h25 Thủy phân 8h15 – 9h25 9h25 – 10h35 10h35 – 11h45 11h45 – 12h55 12h55 – 14h05 15h05 – 16h15 16h15 – 17h25 16h25 – 17h35 Phối trộn 9h25 – 9h55 10h35 – 11h05 11h45 – 12h15 12h55 – 13h25 14h05 – 14h35 16h15 – 16h45 17h25 – 17h55 17h35 – 18h05 Ép đùn 9h55 – 10h35 11h05 – 11h45 12h15 – 12h55 13h25 – 14h05 14h35 – 15h15 16h45 – 17h25 17h55 – 18h35 18h05 – 18h45 Sấy 10h – 10h40 11h10 – 11h50 12h20 – 13h 13h30 – 14h10 14h40 – 15h20 16h50 – 17h30 18h – 18h40 18h10 – 18h50 Sàng rây 10h05 – 10h45 11h15 – 11h55 12h25 – 13h05 13h35 – 14h15 14h45 – 15h25 16h55 – 17h35 18h05 – 18h45 18h15 – 18h55 Đĩng gĩi 10h30 – 10h50 11h40 – 12h 12h50 – 13h10 14h00 – 14h20 15h10 – 15h30 17h20 – 17h40 18h30 – 18h50 18h40 – 19h Đĩng thùng 10h50 – 11h50 12h – 13h 13h10 – 14h10 14h20 – 15h20 15h30 – 16h30 17h40 – 18h40 18h50 – 19h50 19h – 20h Nghiền mịn 10h50 – 10h55 12h – 12h05 13h10 – 13h15 14h20 – 14h25 15h30 – 15h35 17h40 – 17h45 18h50 – 18h55 19h – 19h05 Cơng đoạn Mẻ
62
Chương 6 - TÍNH NĂNG LƯỢNG
6.1. Cấp hơi [5][14]
Tính hơi cho 500 kg nguyên liệu Quá trình gia nhiệt sơ bộ
Lượng nhiệt cung cấp để gia nhiệt nước từ 25oC lên 90oC: Q=4.18*500*(t2-t1)/0.95=500*4.18*(90-25)=156750kJ Lượng hơi cần thiết để gia nhiệt nước từ 25oC lên 90oC:
Gh=Q/ λ =156750/2038=76.9kg
(Sử dụng hơi 175oC, áp suất 8kg/cm2, cĩ nhiệt hĩa hơi λ =2038kJ/kg) - Cho thể tích nước hồn lưu lại là 1000m3
- Khối lượng nấm khi chần: mnr = 445.5kg
- Nhiệt dung riêng của nấm tươi: cnr = 1.84KJ/Kg [14] - Nhiệt độ của nấm rơm: t1 = 250C
Do đĩ, ta cĩ phương trình: Qnr = mnr* cnr *(t2-t1) Qn = mn* cn *(90-tns) Do Qnr = Qn, nên ta cĩ: mnr* cnr *(t2-t1)= mn* cn *(90-tns) 455.5*1.84*(90-25) = 1000*4.18*(90- tns) Tn = 75oC
Lượng hơi cần thiết để gia nhiệt nước từ 75oC lên 90oC: Gh=Q/ λ =66167/2038=32.47kg
Quá trình gia nhiệt nước
Cho tổn thất trong quá trình truyền tải và khi chứa trong Silon là 80C Tổng lượng nước cần gia nhiệt ở thiết bị gia nhiệt sau cùng là:
mn = 1000 + 500 = 1500kg Nhiệt lượng tổn thất của nước là:
Qn = mn* cn *(90-82)/0.95 = 1500*4.18*8/0.95 = 52800KJ Do đĩ lượng hơi cần thiết để đưa nước từ 820C lên 900C
Gh=Q/ λ =52800/2038=25.91kg Quá trình thủy phân
63
Lượng nhiệt cung cấp để gia nhiệt nấm trong quá trình thủy phân từ 20oC lên 55oC
Qnr =mnr*cnr*(t2-t1)/0.95=436.59*1.84*(55-20)/0.95=29596kJ
Lượng hơi cần thiết để gia nhiệt nước cần cho quá quá trình thủy phân từ 20o C lên 55oC:
Gh=Q/ λ =29596/2038=14.52kg
Lượng nhiệt cung cấp để gia nhiệt nấm trong quá quá trình thủy phân từ 550C lên 95oC:
Q=Gsđn*csđn*(t2-t1)/0.95=436.59*1.84*(95-55)/0.95=33824kJ Lượng hơi cần thiết để gia nhiệt nấm trong quá quá trình thủy phân từ 550
C lên 95oC
Gh=Q/ λ =33824/2038=16.596kg
Bảng 27: Tĩm tắt cho 500 kg nguyên liệu
Cơng đoạn Lượng hơi sử dụng (kg)
Gia nhiệt 1 76.9
2 25.91
Thủy phân 1 14.52
2 16.596
Tổng 133.926
Chọn nồi hơi mã hiệu LD0.5/8K của CƠNG TY CỔ PHẦN CƠ NHIỆT VIỆT NAM, năng suất 200kg/h, áp suất làm việc 8kg/cm2, nhiệt độ hơi bão hịa 175oC.
6.2. Tính điện
Bảng 28: Cơng suất điện của các thiết bị chính trong nhà máy
Quy trình Thiết bị Cơng suất (kW) Số lượng Tổng cơng suất (kW)
Rửa sạch Rửa 3 1 3
Chần Chần 1.5 1 1.5
Xay Xay nhuyễn 2.8 2 2.8
64
Quy trình Thiết bị Cơng suất (kW) Số lượng Tổng cơng suất (kW)
Phối trộn Máy trộn 7.5 2 7.5 Ép đùn Ép đùn 80 2 160 Sấy Sấy 1.5 1 1.5 Sàng rây Sàng rây 0.8 1 0.8 Đĩng gĩi Đĩng gĩi 4.4 1 4.4 Nghiền Nghiền 3.7 1 3.7
Tổng cơng suất thiết bị 197.7
Chọn tổng cơng suất khác bằng 10% tổng cơng suất thiết bị, tổng cơng suất tiêu thụ của phân xưởng là:
P = 110%*197.7 = 217.47 kW
Đối với các thiết bị chọn cos'=0.55 tan'=1.82 Dung lượng cần bù để cos=0.95 tan=0.33
Qbù=P*(tan'-tan)=217.47(1.82-0.33)= 324.03kW Cơng suất biểu kiến của nhà máy:
S=P/cos=324.03/0.95=341.1W
65
Chương 7 - TÍNH DIỆN TÍCH PHÂN XƯỞNG
7.1. Kho chứa nguyên liệu
7.1.1. Kho chứa nấm nguyên liệu
Khối lượng nấm rơm sản xuất trong 1 ngày: 4 tấn
Đặt nấm rơm trong các thùng nhựa cĩ đục lỗ với kích thước 350*500*200mm, với khối lượng 1 thùng trung bình là 10kg, như vậy tổng lượng thng ta cần l:
4000/10 = 400 thng
Sau khi nhập về, nguyn liệu được đặt vo kho lạnh.
Cho chiều cao ta đặt nguyn liệu l 1.5m, giao thơng chiếm 30% diện tích phịng, ta cĩ diện tích chứa nguyn liệu l:
400*(0.35*0.5*0.2)/2.5*1.3 =8.28m2 Cho khích thước phịng lạnh như sau: 4*4*6m
7.1.2. Kho chứa nguyên liệu khác
Bảng 29: Nguyên liệu sản xuất trong 10 ngày (kg)
Thành phần Khối lượng (kg) Khối lượng (Kg) 1 ngày 10 ngày Muối 677.904 6779.04 Bột ngọt 308.136 3081.36 Đường Saccharose 554.64 5546.4 Tiêu 42.368 423.68 Bột hành 33.896 338.96 Bột tỏi 42.368 423.68 Tinh bột bắp 616.28 6162.8 Protein đậu nành 599.624 5996.24 Dầu ăn 169.48 1694.8
66
7.1.3. Kho chứa sản phẩm
- Khối lượng hạt nấm sản xuất được trong 1 mẻ: 505.61 kg - Khối lượng nấm trong 1 hộp: 220g
- Số lượng bao bì cần thiết cho 1 ngày sản xuất: 505.61/0.22*8=18385 gĩi/ngày
- Bao hạt nêm là những bao PE cĩ kích thước 90*175 mm
- Ta đĩng 24 gĩi vào 1 thùng carton cĩ kích thước 420x300x185mm
- Thể tích 1 thùng là: 0.01369m3, số thùng carton cần thiết là: 18358/24 =766 thùng
- Chọn thời gian bảo quản sản phẩm là 15 ngày, diện tích kho chứa sản phẩm là 7.2354*14=95.5m2, kích thước 24*4*6m.
7.1.4. Kho chứa bao bì
Thùng được xếp dạng gọn nhẹ (Chưa mở thùng) nên ta có kích thước của thùng lúc chưa xếp là: 720*485*20mm
Diện tích của phần chứa thùng là: 776*0.007/2.5*1.3=3.3m2
Chọn thời gian lưu là 10 ngày, diện tích kho chứa là: 2.3*10=23 m2, kích thước phòng ta chọn là 4*6*6 m.
7.2. Diện tích phân xưởng
Bảng 30: Kích thước và số lượng thiết bị của phân xưởng Tên thiết bị Kích thước (mm) Số lượng Diện tích (m2)
Băng tải 6000*1000*800 2 6 Ngâm rửa 3050*950*1200 1 2.9 Chần 4380*1480*1280 1 6.5 Xay 1200*1400*1138 2 2.9 Thủy phân 1150*1150*2530 2 2.1 Phối trộn 3200*1300*2070 2 8.3 Eùp đùn 38000*1000*2000 2 7.6 Sấy tầng sôi 3000*1350*1500 1 4.1 Sàng rung 3000*500*1200 1 1 Đóng gói 1430*1200*2600 1 1.7 Nghiền 1200*1200*1200 1 1.4 Tổng 44.5
67
Do khoảng cách giữa các thiết bị với nhau và khoảng cách giữa thiết bị và tường là 1 – 2 m nên diện tích ước tính khoảng 100m2
Số lượng cơng nhân trong phân xưởng là 40 người. Ta ước tính diện tích dành cho 1 người là 3m2
Do đĩ, tổng diện tích dành cho cơng nhân: 40 * 3 = 120 m2
Diện tích lối đi trong thường chiếm 30% tổng diện tích phân xưởng. Do đĩ, diện tích cho lối đi trong phân xưởng:
0,3*(44.5+100+120)=79,35 m2
Tổng diện tích phân xưởng theo tính tốn: 44.5+200+120+109.32= 343.85 m2
Ta chọn diện tích cho nhà xưởng là : 504 m2, với kích thước phân xưởng là 48*42 m. Chọn chiều cao của phân xưởng là: 6m, bước cột là 6m
68
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Lê Văn Hồng, Các Quá Trình Và Thiết Bị Cơng Nghệ Sinh Học Trong Cơng Nghiệp, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2008
[2] Lê Mỹ Hồng, Cơng Nghệ chế biến thực phẩm đĩng hộp,Khoa Nơng nghiệp và sinh học ứng dụng, ĐH Cần Thơ
[3] Lê Văn Việt Mẫn và cộng sự, Cơng nghệ chế biến thực phẩm, NXB Đại học Quốc Gia TPHCM, 2011.
[4] Văn Minh Nhựt, Máy chế biến thực phẩm, NXB Đại học Kỹ Thuật, 2008.
[5] Trần Xoa, Trần Trọng Khuơn, Hồ Lê Viên, Sổ tay quá trình thiết bị cơng nghệ hĩa chất tập 1, Nhà xuất bản: Khoa học và kỹ thuật, 2006
[6] Khoa CN hố học và thực phẩm, Đại hoc Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, Nghiên cứu quy trình sản xuất hạt nêm từ nấm rơm, 2009
[7] Department of Applied Chemistry, Faculty of Agriculture, University of South Bohemia, 370 05 České Budějovice, Czech Republic, Chemical composition and nutritional value of European species of wild growing mushrooms
[8] Renato G. Reyes1, Evaristo A. Abella , Fumio Eguchi , Tomoaki Iijima , Miyato Higaki and Tricita H. Quimio3, Mushroom Growers’ Handbook 1
[9] Ferchak, J.D., and J. Croucher. 1993. Prospects and Problems in Commercialization of Small Scale Mushroom Production in South and Southeast Asia. In: Chang, S.T., J. A. Buswell, and S. Chiu. (eds). Mushroom Biology and Mushroom Products. Hong