Năng suất phân xưởng tính theo nguyên liệu: 300 kg / ngày.
1 ngày làm 2 mẻ ⇒ năng suất của mỗi mẻ là : 150 kg nguyên liệu / mẻ
Bảng 13: Lượng nguyên liệu, bán sản phẩm, sản phẩm trong 1 ngày sản xuất
STT Nguyên liệu, bán sản phẩm, sản phẩm Đơn vị Giá trị 100kg 1 mẻ 1 ngày 1 Trà ban đầu kg 100 150 300 2 Nước L 1000 1500 3000
3 Trà sau quá trình nghiền kg 99 148,5 297 4 Trà sau quá trình trích ly L 1064,35 1596,53 3193,06 5 Trà sau quá trình lọc 1 L 1041,12 1588,55 3177,1 6 Dịch sau quá trình làm nguội L 1035,91 1580,6 3161,2
7 Dịch sau quá trình lọc 2 L 1033,84 1577,44 3154,88 8 Dịch sau quá trình thanh trùng L 1023,5 1561,67 3123,34 9 Dịch trà sau quá trình rót chai L 1018,38 1553,56 3107,12 10 Dịch trà sau quá trình đóng nắp L 1015,32 1549,2 3098,4 11 Nước trà thành phẩm L 1015,32 1549,2 3098,4 CHƯƠNG 5: CHỌN THIẾT BỊ 5.1 CHỌN THIẾT BỊ CHÍNH 5.1.1 Chọn thiết bị nghiền xé − Lượng NL dùng trong1 mẻ 150 kg
− Máy làm việc 45 phút/mẻ Năng suất yêu cầu của máy: 150/0,75=200 kg/giờ Chọn thiết bị nghiền xé (thương hiệu Giant Food)
+ Model PER-T22
+ Kích thước 470 × 330 × 330 (mm) + Năng suất 220 kg/giờ
+ Công suất 1 KW + Trọng lượng 26 kg
5.1.2 Chọn thiết bị trích ly
− Lượng trà dùng trong 1 mẻ 148,5 kg
− Lượng nước dùng trong 1 mẻ 1500 L
− Hệ số chứa đầy của thiết bị 0,6 ⇒ Thể tích thiết bị trích ly là : 2,5 m3
Chọn thiết bị trích ly ( đặt hàng công ty Kiên Cường) có cánh khuấy có thể tích 3 m3 có D = 1,4 m và H = 2 m
5.1.3 Chọn thiết bị lọc 1
Chọn thiết bị lọc đĩa (Hãng Anyang) + Model YLX-80
+ Năng suất 2500 L/ giờ + Công suất 4 KW
I.4 Chọn thiết bị làm nguội
− Lượng dịch trà đi vào thiết bị làm nguội trong 1 mẻ là 1580,6 L
− Thiết bị làm việc 45phút/mẻ Năng suất yêu cầu của thiết bị: 2107,5 L/giờ Chọn thiết bị làm nguội dạng ống chùm (Hãng Changshuyaoji)
+ Năng suất 2500 L/giờ + Công suất 3 KW
5.1.5 Chọn thiết bị lọc 2
− Lượng dịch cần lọc trong 1 mẻ 1577,44 L
− Thiết bị làm việc 0,5 giờ/mẻ Năng suất yêu cầu của thiết bị: 2103 L/giờ Chọn thiết bị lọc đĩa (Hãng Anyang)
+ Model YLX-80
+ Năng suất 2500 L/ giờ + Công suất 4 KW
5.1.6 Chọn thiết bị thanh trùng
− Lượng dịch trà cần thanh trùng trong 1 mẻ 1561,67 L
− Hệ số chứa đầy của thiết bị 0,7 ⇒ Thể tích của thiết bị là 2,23 m3
Chọn thiết bị thanh trùng (đặt hàng tại công ty Kiên Cường) có thể tích 2,5 m3 có D = 1,4 m và H = 1,6 m (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
5.1.7 Chọn thiết bị rót chai, đóng nắp :
− Khối lượng trà mỗi mẻ: 1553,56 L/mẻ
− Chọn thiết bị rót chai thủ công
− Thiết bị đặt hàng tại công ty Kiên Cường
5.2 CHỌN THIẾT BỊ PHỤ
5.2.1 Chọn bồn chứa dịch trà sau các quá trình lọc và thanh trùng:
• Hình dạng: hình trụ, đáy côn, vật liệu chế tạo là thép không rĩ.
• Hệ số chứa đầy là 0,80 Thể tích bồn chứa : 2000( ) 80 , 0 1600 L =
Chọn nồi chứa có kích thước D = 1,2 (m) và H = 1,8 (m).
5.2.2 Chọn bơm
Công suất của bơm được tính theo công thức sau:
) (kW GHg N η = Trong đó: − G: lưu lượng dòng dịch trà (kg/s): − H: cột áp của bơm (m): chọn H = 1.1 m − g: gia tốc trọng trường (m/s2): g = 9.81 m/s2
− η: hiệu suất của bơm: chọn η = 0.75
a) Bơm dịch trà từ thiết bị trích ly sang thiết bị lọc 1, bồn chứa sang thiết bị làm nguội, từ bồn chứa sang thiết bị lọc 2, từ bồn chứa sang thiết bị rót chai:
G = 2000 kg/h ≈ 0,555 kg/s 7,985( ) 75 , 0 81 , 9 * 1 , 1 * 555 , 0 kW GHg N = = = η
Ta chọn bơm có công suất 9 kW.
b) Bơm nước vào thiết bị trích ly, bơm dịch trà từ bồn chứa vào thiết bị thanh trùng (trong vòng 15 phút)
G = 1600 L/mẻ ≈ 1600 kg/mẻ = 1600 * 60 / 15 = 6400 kg/h = 1,778 kg/s
N =GHg =1,7780*,175,1*9,81=25,6(kW) η
CHƯƠNG 6: TÍNH NĂNG LƯỢNG
Công thức tính lượng nhiệt cần cho quá trình gia nhiệt:
) ( * *c T kJ m Q= ∆ Trong đó - m : khối lượng (kg)
- c : nhiệt dung riêng của nước (kJ/kgoC) - ∆T : biến thiên nhiệt độ (oC)
Công thức tính lượng nhiệt cần cho quá trình giữ nhiệt:
Q = G * T * r * q
Trong đó
- G : khối lượng (kg) - T : thời gian ( h )
- r : nhiệt hóa hơi của nước ( kJ/kg ) - q : lượng nước bốc hơi trong 1 giờ. Phân xưởng có hệ thống cấp nước ở 30oC.
• Nhiệt cung cấp cho thiết bị trích ly:
Lượng nhiệt dùng để gia nhiệt cho nước từ 30oC lên 90oC Q1(1) = 1500 * 4,18 * (90 – 30) = 376.103(kJ) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lượng nhiệt cung cấp trong quá trình trích ly trà ở 90oC Q1(2) = G1 * T1 * r1 * 0,02
Với
G1 : khối lượng nước và trà ( ≈ 1650 kg) T1 : thời gian trích ly ( 0,5 giờ )
r1 : nhiệt hóa hơi của nước ở 90C ( 2284 kJ/kg ) 0,02 : lượng nước bốc hơi trong 1 giờ.
Q1(2) = 1650 * 0,5 * 2284 * 0,02 = 37,7.103(kJ)
Nhiệt cung cấp cho thiết bị trích ly:
Q1 = Q1(1) + Q1(2) = 403,7.103(kJ)
• Nhiệt cung cấp để gia nhiệt cho nước trà trong thiết bị thanh trùng:
Sau khi qua lọc 2, nhiệt độ nước trà khoảng 35oC.
Nhiệt cung cấp để gia nhiệt cho nước trà từ 35oC đến 100oC là : Q2(1) = 1561,67 * 4,06 * (100 – 35) = 412.103 (kJ)
Nhiệt cung cấp để đun sôi nước trà trong 30 phút : Q2(2) = G2* T2* r2* 0,05
Với
G2 : khối lượng nước trà ( ≈ 1562 kg) T 2 : thời gian đun sôi ( 0,5 giờ )
r2 : nhiệt hóa hơi của nước ( 2260kJ/kg ) 0,05 : lượng nước bốc hơi trong 1giờ.
Q2(2) = 1562 * 0,5 * 2260 * 0,05 = 88.103(kJ)
Nhiệt cung cấp để gia nhiệt cho nước trà trong thiết bị thanh trùng : Q2 = Q2(1) + Q2(2) = 500.103(kJ)
Giả sử tổn thất nhiệt là 5%.
Vậy nhiệt lượng cần cung cấp trong 1 ngày sản xuất là :
CHƯƠNG 7: TÍNH NƯỚC
Chọn nguồn nước là nước sinh hoạt do thành phố cấp.
• Lượng nước dùng để trích ly trà : N1 = 3000 (L)
• Lượng nước sử dụng trong thiết bị làm nguội:
Nước trà sau khi lọc lần đầu có nhiệt độ khoảng 80oC sẽ được làm nguội về 35oC bằng nước ở nhiệt độ bình thường.
Các thông số của nước trà:
Lượng nước trà cần làm nguội: 3177 (L) ≈ 3177 (kg) Nhiệt dung riêng của nước trà: 4,06 kJ/kg.0C
Các thông số của nước:
Nhiệt dung riêng của nước: 4,18 kJ/kg.0C
Lượng nước làm nguội cần :
) ( 5554 ) ( 5554 ) 30 55 ( * 18 , 4 ) 35 80 ( * 06 , 4 * 3177 2 kg L N = ≈ − − =
• Lượng nước dùng để rửa chai : (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Rửa 1 chai cần 0,5 L nước ⇒ Rửa 3099 chai cần: N3 = 3099 * 0,5 = 1550 (L)
Lượng nước đã dùng trong các công đoạn sản xuất:
N4 = N1 + N2 + N3 = 3000 + 5554 + 1550 = 10104 (L) ≈ 10,1 m3
Lượng nước dùng vệ sinh thiết bị sau mỗi mẻ: N5 = 15% N4 = 1,52 m3
Lượng nước dùng để vệ sinh nhà xưởng: N6 = 20% N4 = 2,02 m3
N = N4 + 2* N5 + N6 = 10,1 + 2 * 1,52 + 2,02 = 15,16 m
Vậy ta chọn bể chứa nước có thể tích là 20 m3 (đủ dùng cho 1 ngày sản xuất) với kích thước là: dài × rộng × cao = 3,5 × 3 × 2 (m).
CHƯƠNG 8: TÍNH ĐIỆN
Điện dùng trong phân xưởng có 2 loại :
• Điện vận hành thiết bị.
• Điện thắp sáng và sinh hoạt.
• Điện vận hành thiết bị
Bảng 14: Công suất của các thiết bị
STT Tên thiết bị Công suất (kW)
1 Thiết bị nghiền xé 1 2 Thiết bị trích ly 8 3 Thiết bị lọc đĩa ( 2 cái) 4 4 Thiết bị làm nguội ống chùm 3 5 Thiết bị thanh trùng 7 6 Thiết bị rót chai 3 7 Bơm Q= 2000 kg/h (4 cái) 9 8 Bơm Q=9600 kg/h (2 cái) 30 Ta tính được công suất điện vận hành thiết bị của phân xưởng là :
Pđl = 126 (kW). Công suất tính toán :
) ( 6 , 75 126 * 6 , 0 *P kW k Pttdl = dl = =
Với k là hệ số sử dụng không đồng thời.
• Điện thắp sáng và sinh hoạt
) ( 08 , 10 6 , 12 * 8 , 0 *P kW k Pttdd = dd = =
Với k là hệ số sử dụng không đồng thời.
• Chọn máy ổn áp
Để đảm bảo phân xưởng hoạt động liên tục, chọn máy ổn áp có công suất sao cho phụ tải làm việc với công suất bằng 80% công suất định mức của phân xưởng, khi đó máy sẽ làm việc kinh tế nhất. Khi đó, ta có:
) ( 74 , 112 95 , 0 * 8 , 0 08 , 10 6 , 75 cos * 8 , 0 cos * 8 , 0 S P S P kVA P tt dm tt dm ≥ ⇒ ≥ = + = = ϕ ϕ
Dựa vào catalogue của hãng LiOA, ta chọn máy ổn áp NL – 80000 W/3 với các thông số kỹ thuật như sau:
− Công suất: 130 kVA
− Điện áp vào: 150 ~ 250 V
− Điện áp ra: 100 – 110 – 220 V
− Tần số: 49 – 62 Hz
• Tính lượng điện tiêu thụ hàng tháng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• Điện vận hành thiết bị :
Adl =Pttdl*(T1*T2)=75,6*15*26=29484(kWh)
• Điện thắp sáng và sinh hoạt :
) ( 4536 30 * 15 * 08 , 10 ) * ( * T1 T2 kWh P Add = ttdd = =
Với T1 : số giờ trong 1 ngày. T2 : số ngày trong 1 tháng.
Tổng lượng điện tiêu thụ trong 1 tháng :
) ( 35721 ) 4536 29484 ( * 05 , 1 ) ( * 05 , 1 A A kWh A= dl + dd = + =
CHƯƠNG 9: TÍNH TỔ CHỨC
Xác định số lượng công nhân trong phân xưởng:
Công nhân trực tiếp sản xuất: 6 người
+ Thiết bị nghiền : 1 người + Thiết bị trích ly : 1 người + Thiết bị làm nguội và lọc : 2 người + Thiết bị thanh trùng : 1 người + Bộ phận rót chai và đóng nắp : 6 người Công nhân phụ (bốc vác): 2 người
Công nhân dự trữ ( làm theo thời vụ) = 1 người
⇒ Vậy tổng số công nhân trong phân xưởng:
A = CN chính + CNphụ + CNdự trữ = 11 + 2 + 1 = 14 (người)
Xác định số lượng công nhân gián tiếp:
Nhân viên kỹ thuật: 1 người
⇒ Vậy tổng số công nhân gián tiếp : B = 1 người
KẾT LUẬN
Nhận xét về phân xưởng :
• Ưu điểm :
- Đáp ứng các yêu cầu về nguyên liệu, sản phẩm. - Thiết bị chuyên dụng, an toàn, dễ vận hành. - Qui trình công nghệ đơn giản.
• Nhược điểm :
- Tiêu hao nhiều năng lượng.
- Tính tự động hoá chưa cao, vẫn còn chiết rót kiểu thủ công.
- Các tính toán thiết kế dựa trên lý thuyết nên cần có quá trình vận hành thực tế hoàn chỉnh.
PHỤ LỤC
• LỊCH LAØM VIỆC
Lịch làm việc của phân xưởng
- Mỗi ngày sản xuất 2 mẻ, 150 kg nguyên liệu/mẻ - Mỗi tháng làm việc trung bình 25 ngày
- Mỗi năm làm việc trung bình 300 ngày (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lịch làm việc của thiết bị:
Bảng 15: Lịch làm việc của thiết bị
Thiết bị Tổng thời gian
(giờ) Giờ làm việc Mẻ 1 Mẻ 2 Nghiền 0,75 7.00-7.45 10.00-10.30 Trích ly 1 7.45-8.45 10.30-12.00 Lọc 1 0,75 8.45-9.30 12.00-12.30 Làm nguội 0,75 9.30-10.15 12.30-13.00 Lọc 2 0,75 10.15-11.00 13.00-13.30 Thanh trùng 0,5 11.00-11.30 13.30-14.00 Rót chai, đóng nắp 1,5 11.30-13.00 14.00-15.30 Tổng 6,5 • HÌNH THIẾT BỊ
Hình 8: Thiết bị nghiền xé Hình 9: Thiết bị làm nguội ống chùm
Hình 10: Thiết bị lọc đĩa Hình 11: Thiết bị thanh trùng
Hình 12: Thiết bị chiết chai Hình 13: Thiết bị xoáy nút chai
TAØI LIỆU THAM KHẢO
[1] Bùi Thế Đạt – Vũ Khắc Nhượng, Kỹ thuật gieo trồng và chế biến trà và cà phê, Nhà xuất bản Nông nghiệp Hà Nội, 1999.
[2] Tống Văn Hằng, Cơ sở sinh hóa và kỹ thuật chế biến trà, Nhà xuất bản Thành phố Hồ Chí Minh, 1983.
[3] Ngô Hữu Hợp, Hóa sinh chè, Nhà xuất bản Đại học Bách Khoa,1984.
[4] Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa và thức uống- tập 2- Công nghệ sản suất thức uống, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2006.
[5] Lê Ngọc Tú, Hoá sinh công nghiệp, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 2002. [6] Lê Bạch Tuyết, Các quá trình công nghệ cơ bản trong sản xuất thực phẩm, Nhà xuất bản giáo dục, 1996.
[7] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7041:2002, Đồ uống pha chế sẵn không cồn – Quy định kỹ thuật, Hà Nội, 2002.
[8] Brennan J.G., Butter J.R., Cowell N.D., Lilley A.E.V., Food engineering operations 3rd
edition, Elsevier Applied Science, London & New York, 1990.
[9] George Di.Saravacos, Athanasios E.Kostaropoulos, Handbook of food processing equipment, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York, 2002.
[10] I.A.Khôtrôlava (dịch: Ngô Hữu Hợp – Nguyễn Đăng Vinh), Kỹ thuật chế biến trà, Nhà xuất bản nông nghiệp Hà Nội, 1985.
[11] Yukihiko Hara, Green Tea – Health Benefits and Applications, Marcel Dekker Inc, New York, 2001.
[12] www.asia.ru/ProductInfo/328131.html
[13] www.alibaba.com/catalog/11493973/ [14] http://www.ng-engineering.com/ [14] www.chodansinh.net