Đồ án Thiết kế phân xưởng sản xuất nước dứa năng suất một tấn nguyên liệu/ngày

nướcép dứa đóng hộp là một trong những sản phẩm có tiềm năng lớn. Việc sử dụng bao bì nhiều lớp để đóng gói sản phẩm theo phương pháp Tetrapak có nhiều ưu điểm nhưđảm bảo chất lượng tươi nguyên ban đầu, bao bì nhẹ, có tính bảo vệ mội trường, tiện ích cho sử dụng, chuyện chở, phân phối và bảo quản các sản phẩm ở nhiệt độ thường với thời gian dài. Tại nước ta, hiện nay có nhà máy NAFOODS chuyên sản xuất các sản xuất các sản phẩm từ dứa theo công nghệ tiên tiến của Italia và Đức với năng suất 10 tấn nguyên liệu/ngày. Do đây đồ án này chỉ là thiết kế phân xưởng nên chọn năng suất là 1 tấn nguyên liệu/ngày. ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG Phân xưởng đặt tại khu công nghiệp Lê Minh Xuân A6/177B Trần Đại Nghĩa Xã Tân Nhựt, H.Bình Chánh, TP. HCM Khu công nghiệp Lê Minh Xuân là một trong những khu công nghiệp tập trung của thành phố được thành lập theo Quyết định số 630/ TTg ngày 8/8/1997 của Thủ tướng Chính Phủ. Khu công nghiệp Lê Minh Xuân là khu công nghiệp đầu tiên xây dựng Hệ thống đảm bảo chất lượng phù hợp tiêu chuẩn ISO 9002 :1994 do tổ chức SGS chứng nhận Thời hạn hoạt động: 50 năm ( bắt đầu từ năm 1997) Vị trí địa lý Khu công nghiệp Lê Minh Xuân nằm ở vị trí phía Tây nam cửa ngõ của TP Hồ Chí Minh, trên địa bàn 2 xã Tân Nhựt và Lê Minh Xuân, Huyện Bình Chánh thành phố Hồ Chí Minh, là đầu mối quan trọng với các tỉnh miền Tây và Đông nam bộ. Vị trí Khu công nghiệp: + Cánh trung tâm thành phố : 18 Km + Cách sân bay Tân Sơn Nhất: 18 Km + Cách cảng Sài Gòn : 18 Km - Trong tương lai theo kế hoạch phát triển của thành phố Hồ Chí Minh, Khu công nghiệp Lê Minh Xuân có những thuận lợi sau: + Nằm cạnh vùng đô thị mới đang phát triển. + Đất và nhà xưởng công nghiệp được xây dựng trong khu quy hoạch đảm bảo sự phát triển ổn định, bền vững, lâu dài. + Nằm gần Quốc lộ 1A và tiếp nối với đường cao tốc Bắc Nhà Bè – Nam Bình Chánh là tuyến đường gần nhất ra cảng Tân Thuận, thuận lợi cho việc vận chuyển hàng hóa ra vào cảng. + Có bán kính cách ly môi trường 2 Km so với các khu dân cư hiện hữu. Diện tích khuôn viên và các phân khu chức năng - Tổng diện tích toàn khu công nghiệp: 100 ha, trong đó: + Đất xây dựng nhà máy, xí nghiệp là : 66,23 ha + Đất xây dựng trung tâm quản lý và khu dịch vụ là: 5,53 ha + Đất cây xanh : 11,14 ha + Đất xây dựng đường giao thông : 15,8 ha + Đất đầu mối hạ tầng kỹ thuật : 1,2 ha Hình 1.1Khu công nghiệp Lê Minh Xuân Mật độ xây dựng bình quân: 66,23% Hình 1.1 Bản đồ quy hoạch khu công nghiệp Lê Minh Xuân Hạ tầng kỹ thuật - Có các lô đất trống dùng cho thuê để xây dựng nhà xưởng. - Hệ thống đường giao thông nội bộ khu công nghiệp bằng bê tông nhựa. - Hệ thống điện trung thế 15KV phục vụ cho sản xuất. - Mạng lưới đèn chiếu sáng dọc tuyến đường Trần Đại Nghĩa ( Tân Kiên- Bình Lợi cũ) và trong khu công nghiệp. - Hệ thống cấp nước của thành phố , hệ thống nước ngầm của Khu công nghiệp, đồng thời còn có nguồn nước thô từ kinh B. - Hệ thống thoát nước hoàn chỉnh. - Có nhà máy xử lý nước thải công nghiệp trong khu công nghiệp. - Hệ thống kho ngoại quan sẽ được xây dựng trên khuôn viên có diện tích 3ha với tiêu chuẩn hiện đại. - Trạm y tế phục vụ cho nhu cầu chăm sóc sức khỏe của công nhân viên trong khu công nghiệp. - Đội bảo vệ chuyên trách của khu công nghiệp về an ninh trật tự. - Hệ thống cây xanh tạo cảnh quan và bảo vệ môi trường. - Nhà trọ cho công nhân - Sân thể thao và giải trí. -Về hệ thống các dịch vụ khác trong khu công nghiệp Lê Minh Xuân: Khu công nghiệp đã cho phép nhiều công ty cung cấp dịch vụ đặt chi nhánh ở ngay tại khu công nghiệp để cung cấp các dịch vụ cần thiết cho các doanh nghiệp trong khu công nghiệp như: + Hải quan + Ngân hàng + Bưu chính viễn thông + Bảo hiểm…. Đơn giá cho thuê Giá thuê lại đất Bảng 1.1Giá thuê đất STT Thời hạn thuê(năm) Đơn vị tính (USD/m2) Ghi chú 1 20 29,03 Thanh toán một lần 2 25 31,54 Thanh toán một lần 3 30 33,41 Thanh toán một lần 4 35 34,70 Thanh toán một lần 5 40 35,58 Thanh toán một lần 6 47 36,79 Thanh toán một lần Trường hợp khách hàng thanh toán chậm: - Thanh toán 30% tổng giá trị Hợp đồng thuê lại đất ngay sau khi ký Hợp đồng chính thức - Thanh toán 70% tổng giá trị Hợp đồng thuê lại đất còn lại trong vòng 4 năm với lãi suất trả chậm 10% / năm trên số dư nợ giảm dần. Giá cho thuê và bán nhà xưởng trả chậm: - Diện tích nhà xưởng xây dựng sẵn cho thuê, bán: 20m x 63m = 1.260m2 + Giá cho thuê nhà xưởng: 20.500 đồng/m2/ tháng. + Thời gian thuê : 60 tháng. + Đóng tiền cọc trước 6 tháng. - Giá bán 1 nhà xưởng trả góp: 51.974.695 đồng/ tháng. + Thời gian trả góp: 60 tháng. + Đóng tiền cọc 6 tháng. + Sau khi thanh toán xong, doanh nghiệp được sở hữu toàn bộ diện tích nhà xưởng và đất .Nếu Doanh nghiệp muốn dược quyền sử dụng đất ổn định lâu dài sẽ đóng thêm thuế chuyển quyền, hiện nay đang áp dụng là 5.000 đ/m2. - Thời gian thanh toán tiền thuê, mua nhà xưởng từ ngày 1 đến ngày 5 hàng tháng. CHƯƠNG 2: CHỌN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Dứa E. Pectinase Phân loại Bỏ cuống Rửa Gọt vỏ Xay cắt Ủ Ép Lọc thô Gia nhiệt Lọc tinh Phối trộn Quả hư Cuống Vỏ Bã ép Bã lọc Bã Đường Rót hộp Nước ép dứa Nấu Syrup Nước A.Citric Bentonite Hình 2.1Quy trình sản xuất nước dứa GIẢI THÍCH QUY TRÌNH Nguyên liệu Dứa Dứa là một loại cây ăn trái nhiệt đới có tên khoa học là Ananas comosus, thuộc họ tầm gửi Bromeliaceae, rất được ưa chuộng ở phương Tây, và cùng với xoài, dứa được mệnh danh la “vua hoa trái”. Dứa có tất cả khoảng 60-70 giống, nhưng có thể gộp chung thành ba nhóm chính: Nhóm Queen: Trái dứa Queen tương đối nhỏ, khối lượng trung bình mỗi trái 0,8-1,6 kg/trái, mắt lồi, dạng trụ tròn khá đều. Thịt trái vàng đậm, giòn, hương dứa, vị chua ngọt đậm đà. Nhóm này có chất lượng cao nhất, trên thế giới thường dùng đẻ ăn tươi và xuất khẩu. Dứa hoa, dứa tây, dứa Victoria, khóm cũng thuộc nhóm dứa này. Nhóm Cayenne Dứa Cayenne cho trái lớn nhất, khối lượng trung bình 1,5-2,5 kg/trái, mắt phẳng và nông. Trái có dạng trụ côn, lớn ở dưới gốc nhỏ dần ở đầu ngọn. Thịt trái kém vàng, nhiều nước, ít ngọt và kém thơm hơn dứa Queen. Dứa độc bình, dứa tây thuộc nhóm này. Vì phù hợp với chế biến công nghiệp, nhóm Cayenne được trồng ở hầu hết các vùng dứa lớn trên thế giới (Thái Lan, Ha Oai, Philippin…). Ở Việt Nam đang có những dự án đẩy mạnh trồng dứa Cayenne thành quy mô lớn. Nhóm Spanish: Trái dứa Spanish lớn hơn dứa Queen, mắt to và sâu.Thịt trái vàng nhạt, có chỗ trắng, vị chua, ít mùi thơm nhưng nhiều nước hơn dứa hoa. Dứa ta, dứa mật, dứa thuộc nhóm dứa Spanish. Nhóm này có chất lượng kém nhất, được trồng lâu đời và tập trung ở khu vực Liễn Sơn (Tam Dương, Vĩnh Phú). Dứa được sử dụng trong quy trình này thuộc nhóm Cayenne với các tiêu chuẩn trong bảng 2.1 Bảng 2.1Các chỉ tiêu dứa tươi theo TCVN 1871: 88 Các chỉ tiêu Yêu cầu kỹ thuật Trạng thái bề ngoải Trái dứa phải có hình dáng phát triển tự nhiên, còn nguyên vẹn chồi ngọn và cuống. Không được làm dập, xước và gãy cuống. Trái dứa phải tươi sạch, không bị ướt, không có vết thối. Trạng thái bên trong Thịt trái phải cứng chắc, không còn nhớt, không được ủng hay khô nước, không bị thâm lõi. Mùi vị Bắt đầu có mùi thơm nhẹ đến thơm đặc trưng của dứa chín, vị chua ngọt đến ngọt chua Độ chín Độ chín 1: vỏ quả màu xanh, hai hàng mắt phía cuống đã có kẽ vàng (dứa mở mắt) Độ chín 2: Màu vàng ngoài vỏ chiếm 1/3 chiều cao trở xuống Độ chín 3: Màu vàng ngoài vỏ chiếm từ trên 1/3 đến 4/5 chiều cao quả. Bảng 2.2Các chỉ tiêu về kích thước trái Các chỉ tiêu Yêu cầu kỹ thuật Khối lượng (g) 3150 Chiều cao (mm) 240 Đường kính (mm) 150 Vỏ dày (mm) 3 Mắt sâu (mm) 10 Đường kính lõi (mm) 45 Đường Sử dụng đường RE của công ty đường Biên Hòa Bảng 2.3Các tiêu chuẩn đường theo TCVN1695: 97 Chỉ tiêu Mức tiêu chuẩn Độ Pol ≥ 99,80 Hàm lượng đường khử (%) ≤ 0,03 Tro (%) ≤ 0,03 Độ ẩm (%) ≤ 0,05 Độ màu, tính bằng độ ICUMSA ≤ 20 Hàm lượng tạp chất (ppm) ≤ 10 Nước Nước là thành phần nguyên liệu không thể thiếu trong các loại thức uống, nó thường chiếm tỷ lệ cao hơn nhiều so với các thành phần khác trong sản phẩm. Do đó, thành phần hóa học của nước sẽ ảnh hưởng đến tính chất cảm quan và độ bền hóa lý của sản phẩm. Nguồn nước được sử dụng ở đây là nguồn nước do khu công nghiệp cung cấp Bảng 2.4Tiêu chuẩn nước sản xuất thức uống theo QCVN 02:2009/BYT Chỉ tiêu Yêu cầu Chỉ tiêu vật lý Mùi vị Không Độ trong ( ống Dienert) 100 ml Màu sắc ( thang màu cobalt) 5o Chỉ tiêu hóa học pH 6.0 – 7.8 Độ cặn cố định (nung ở 600oC) 75 – 150 mg/ml Độ cứng toàn phần (độ Đức) Dưới 15o Độ cứng vĩnh viển (độ Đức) 7o CaO 50 – 100 mg/ml MgO 50 mg/ml Fe2O3 0.3 mg/ml MnO 0.2 mg/ml BO43- 1.2 – 2.5 mg/ml SO42- 0.5 mg/ml NH4+ 0.1 – 0.3 mg/ml NO2- Không có NO3- Không có Pb 0.1 mg/ml As 0.05 mg/ml Cu 2 mg/ml Zn 5 mg/ml F 0.3 – 0.5 mg/ml Chỉ tiêu vi sinh Tổng số vi sinh vật hiếu khí Dưới 100 cfu/ml Chỉ số coli Dưới 20 cfu/ml Chuẩn số coli Trên 50 ml Vi sinh vật gây bệnh Không có Phụ gia Chất chống oxy hóa: Sử dụng kali sorbate dạng bột trắng, dễ hòa tan trong nước, có tác dụng ức chế vi sinh vật. Hàm lượng sử dụng 1g/kg sản phẩm. Nấu ryrup Mục đích: Giúp quá trình phối trộn đồng đều hơn. Phương pháp thực hiện: Đầu tiên, cho nước vào thiết bị và gia nhiệt nước lên đến 55-60oC Cho cánh khuấy hoạt động với tốc độ 30-50 vòng/phút rồi cho đường và acid vào. Tỷ lệ đường : nước là 25% : 75% , hàm lượng acid citric là 0,1 % so với tổng syrup. Gia nhiệt hỗn hợp lên đến 70-80oC trong 5 phút, hạ nhiệt độ và cho 0,2% kali sorbate vào, khuấy tan, ngừng Thiết bị: Nồi nấu có cánh khuấy Lựa chọn và phân loại Mục đích: Lựa chọn những quả có độ chín 3 loại bỏ những quả hư hỏng, sâu bệnh ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan. Thiết bị: Được công nhân thực thực hiện bằng tay trên băng tải. Cắt cuống, chồi ngọn Mục đích: loại bỏ những phần không sử dụng được và làm gọn quả dứa để chuẩn bị cho các quá trình sau. Yêu cầu: cắt cuống gần sát thịt quả cách phần thịt khoảng 1 cm, loại bỏ hoàn toàn chồi. Cách thực hiện : Thực hiện bằng tay trên băng tải Rửa Mục đích: loại bỏ đất, cát, tạp chất và một phần vi sinh vật bám vào khe, mắt quả dứa. Yêu cầu: Nguyên liệu sau khi rửa phải sạch, không bị dập nát, các chất dinh dưỡng ít bị tổn thất, thời gian rửa ngắn và tốn ít nước. Cách thực hiện: Dứa được cho vào buồng rửa nhờ băng tải. Sau đó, dứa sẽ trải qua hai giai đoạn ngâm và rửa xối. Thiết bị: Thiết bị rửa xối tưới dạng băng tải Tách vỏ Yêu cầu :Dứa sạch vỏ, không còn mắt. Thiết bị: Sử dụng thiết bị đục vỏ Xay cắt Mục đích: chuẩn bị cho quá trình ép, giảm kích thước nguyên liệu, phá vỡ tế bào làm cho dịch bào thoát ra, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ép, tăng hiệu suất cho quá trình ép. Yêu cầu: Kích thước càng nhỏ càng thu được nhiều dịch ép, tuy vậy nếu nghiền quá nhỏ, thì khi ép sẽ không tạo thành rãnh thoát nước quả, cũng làm giảm hiệu suất ép. Thiêt bị : sử dụng thiết bị xay cắt Ủ Mục đích: Thủy phân pectin tạo điều kiện thuận lợi cho dịch bào thoát ra Phương pháp thực hiện: Bổ sung vào 1% enzyme pectinase, trộn đều rồi ủ ở nhiệt độ phòng trong 90 phút, thỉnh thoảng đảo trộn khối ủ Thiết bị: Bồn khuấy trộn Ép Mục đích: khai thác tối đa dịch bào trong nguyên liệu. Yêu cầu: Thu được càng nhiều dịch quả càng tốt Thiết bị : Sử dụng thiết bị ép trục vís. Lọc thô Mục đích: Tách bỏ phần lớn thịt trái lẫn trong dịch ép Yêu cầu: Nước quả ép có chứa các thành phần cặn từ thịt quả và các kết tủa thô. Phần cặn này có thể lọc bỏ bằng cách lọc sơ bộ qua lớp vải lọc.Lớp vải lọc càng dày, lượng cặn bị loại càng nhiều. Thiết bị :sử dụng thiết bị ly tâm lọc Gia nhiệt Mục đích: chuẩn bị cho quá trình lọc tinh, vô hoạt enzyme, oxi hóa bảo vệ màu sắc cho sản phẩm, keo tụ các hạt keo trong nước dứa đồng thời giảm độ nhớt tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lọc. Cách thực hiện: Dịch lọc thô được gia nhiệt lên 80oC trong 10 phút, bột trợ lọc cho vào trước khi gia nhiệt với hàm lượng 1% kèm theo khuấy trộn. Thiết bị: Sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng Lọc tinh Mục đích: Loại bỏ hoàn toàn phần thịt trái, các protein bị keo tụ. Yêu câu: Bán thành phẩm trong suốt Thiết bị: Thiết bị lọc chân không dạng đĩa quay Phối trộn Mục đích: hoàn thiện sản phẩm, đồng thời góp phần bảo quản sản phẩm Thành phần: Syrup, kali sorbate Yêu cầu: Sản phẩm phải có hương rõ rệt của nguyên liệu, vị chua thích hợp. Sản phẩm có nồng độ chất khô vào khoảng 20%, pH 3,2 – 4,0 Thiết bị: quá trình phối trộn được thực hiện trong các thùng phối chế chuyên dùng có cánh khuấy để trộn đều. Thanh trùng, rót hộp Mục đích: tiêu diệt hầu hết vi sinh vật gây bệnh và gây hư hỏng sản phẩm giúp bảo quản sản phẩm được lâu hơn Cách thực hiện: Phương thức tiệt trùng UHT nhiệt độ cao, thời gian cực ngắn đảm bảo cho sản phẩm không bị biến đổi màu, mùi Thiết bị: Sử dụng thiết bị đóng hộp theo hệ thống Tetrapak Thông số kỹ thuật: Nhiệt độ 1430C, thời gian thanh trùng: 15 giây Sản phẩm Chỉ tiêu cảm quan: màu vàng tự nhiên, mùi đặc trưng, dung dịch trong suốt không có cặn. Chỉ tiêu hóa lý: hàm lượng chất khô 20 %, pH 3,2 – 4,0 Bảng 2.5Giới hạn tối đa hàm lượng kim loại nặng của đồ uống pha chế sẵn không cồn Tên kim loại Giới hạn tối đa (mg/l) Asen (As) 0,1 Chì (Pb) 0,2 Thủy ngân (Hg) 0,05 Cadimi(Ca) 1,0 Chỉ tiêu vi sinh: Đạt được các chỉ tiêu trong bảng 2.6 Bảng 2.6Các chỉ tiêu vi sinh vật của đồ uống pha chế sẵn không cồn Chỉ tiêu Giới hạn tối đa 1. Tổng số VSV hiếu khí, số khuẩn lạc có trong 1ml sản phẩm 102 2. E.Coli, số vi khuẩn trong 1ml sản phẩm 0 3. Coliforms, số vi khuẩn trong 1ml sản phẩm 10 4. Cl. perfringens, số vi khuẩn trong 1ml sản phẩm 0 5. Streptococci faecal, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 0 6. Tổng số nấm men - nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1 ml sản phẩm 10 CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT Quy ước chung: M: khối lượng nguyên liệu ban đầu. Mtp : khối lượng thành phẩm. Tính cân bằng vật chất cho 3000 kg nguyên liệu/giờ Bảng 3.1Số liệu nguyên liệu và sản phẩm nước ép dứa Dứa nguyên liệu Sản phẩm nước ép dứa Độ Brix 13 20 pH 4,0 3,2 – 4,0 Bảng 3.2Biến đổi nguyên liệu trên từng quá trình STT Quá trình Tỷ lệ (%) Lý do biến đổi 1 Phân loại - 1 Hư hỏng 2 Bỏ cuống, Gọt vỏ - 15 Cuống, vỏ 3 Xay cắt - 0,5 Dính trên thành, trên dao cắt 4 Ép -10 Bã ép 5 Lọc thô - 0,5 Bã lọc 6 Gia nhiệt - 0,2 Dính lên thành thiết bị 7 Lọc tinh - 0,1 Bã lọc 8 Phối trộn - 1 + 58 Dính lên thành thiết bị Syrup 9 Tiệt trùng UHT - 0,1 Thiết bị TÍNH CHO TỪNG QUÁ TRÌNH Phân loại Khối lượng vào: M1v = M = 3000 kg Khối lượng ra: M1r= (1– 0.01) × 3000 = 2970 kg Bỏ cuống, gọt vỏ Khối lượng vào: M2v = M1r= 2970 kg Khối lượng ra: M2r= (1– 0.15) × 2970 = 2525 kg Xay cắt Khối lượng vào: M3v = M3r = 2525 kg Khối lượng ra: M3r= (1– 0.005) × 2376= 2511 kg Ép Khối lượng vào: M4v = M3r = 2511 kg Khối lượng ra: M4r= (1– 0.1) × 2364 = 2261 kg Lọc thô Khối lượng vào: M5v = M4r = 2261 kg Khối lượng ra: M5r= (1– 0.005) × 2010 = 2249 kg Gia nhiệt Khối lượng vào: M6v = M5r = 2249 kg Khối lượng ra: M6r= (1– 0.002) × 1999 = 2245 kg Lọc tinh Khối lượng vào: M7v = M8r = 2245 kg Khối lượng ra: M7r= (1– 0.001) × 1995 = 2243 kg Phối trộn Syrup có nồng độ 25OBx, nước ép dứa 13OBx. Nồng độ chất khô sản phẩm: Csp= (Csyrup × M yrup + Cdứa× Mdứa) / (Msyrup+Mdứa) = 20 %→ M syrup = 3140 kg Khối lượng sản phẩm sau khi phối trộn Mphối chế = M7r+ Msyrup = 2243 + 3140 = 5383 kg Khối lượng a.citric cần dùng Ma.citric = 0,001 × Msyrup = 3,1 kg Khối lượng Kali sorbat cần dùng Mkali sorbate= 0,002 × Msyrup = 6,3 kg Khối lượng đường RE cần dùng MRE = 0,25 × (Msyrup – M a.citric– Mkali sorbate) / 0,998 = 784 kg Khối lượng nước dùng Gnước = MRE × 3 = 2352 kg Tiệt trùng UHT Khối lượng vào: M9v = Mphối chế  = 5383 kg Khối lượng ra: M9r= (1– 0.001) × 6443 = 5377 kg Sản phẩm nước ép dứa Khối lượng thành phẩm : Mthành phẩm = 5377 (kg) Sản phẩm có hàm lượng chất khô 20%: Dthành phẩm = 1182,87 (kg/m3) Thể tích thành phẩm: Vthành phẩm = Mthành phẩm/ Dthành phẩm = 5377 / 1182,87 = 4,547 m3 Chọn bao bì giấy có dung tích: Vhộp = 200 ml Vậy số lượng hộp thành phẩm : Nhộp = Vthành phẩm / Vhộp= 4,547 / (200 * 10-6) ≈ 22728 hộp KẾT QUẢ Bảng 3.3Khối lượng nguyên liệu sau từng quá trình STT Quá trình Khối lượng đầu vào (kg) Khối lượng đầu ra (kg) 1 Phân loại 3000 2970 2 Bỏ cuống, bỏ cuống 2970 2525 3 Xay cắt 2525 2512 4 Ép 2512 2261 5 Lọc thô 2261 2249 6 Gia nhiệt 2249 2245 7 Lọc tinh 2245 2243 8 Phối trộn 5383 5383 9 Rót hộp 5383 5377 10 Sản phẩm 5377 Bảng 3.4Kết quả tính toán cho 3 tấn nguyên liệu Các thông số Đơn vị Giá trị Khối lượng nước dứa thành phẩm kg 5377 Khối lượng riêng của thành phẩm kg/m3 1182,87 Thể tích của lượng thành phẩm m3 4,546 Thể tích thành phẩm trong 1hộp ml 200 Số lượng hộp hộp 22.728 CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN THIẾT BỊ LỰA CHỌN VÀ PHÂN LOẠI Thiết bị: Được công nhân thực thực hiện bằng tay trên băng tải. Sử dụng băng tải hiệu GXJ-10 của công ty Jiangsu Kuwai Machinery, Trung Quốc. Thông số kỹ thuật Kích thước: 6000 × 1000 × 900 mm Công suất: 0,75 kW Năng suất: 3 tấn/giờ Số lượng: 1 Hình 4.1Băng tải GXJ-10 BỎ CUỐNG Thiết bị: Được công nhân thực thực hiện bằng tay trên băng tải. Sử dụng băng tải hiệu GXJ-10 RỬA Thiết bị: sử dụng thiết bị rửa CXJ-10 của công ty Jiangsu Kuwai Machinery, Trung Quốc Hình 4.2Thiết bị rửa xối CXJ – 10 Thông số kỹ thuật: Năng suất: 1,5 tấn/h Công suất : 6,25 kW. Kích thước thiết bị: 3500 × 1200 × 2000 Số lượng : 1 GỌT VỎ Thiết bị: Sử dụng thiết bị gọt vỏ của công ty Thai Shin-I, Thái Lan Hình 4.3Thiết bị đục vỏ Cấu tạo thiết bị Xích tải nhập liệu: Cơ cấu đẩy trái xuống bộ phận cắt. Cơ cấu định vị: cố định trái thơm trước khi cắt. Dao cắt hình trụ xoay được, để cắt ra phần thân trụ của trái. Các khoang chứa gắn trên một khung tròn: các khoang này chuyển động quay gián đoạn. Cứ mỗi lần khung ngừng lại sẽ có một bộ phận thực hiện cùng lúc việc cắt hai đầu và đục vỏ Các rãnh tháo phế phẩm. Thông số kỹ thuật Đường kính ngoài của quả gọt : 80 ÷ 120 mm Thông số động cơ: 380V – 50 Hz, 3 Hp Kích thước thiết bị: 2000 × 1650 × 1650 mm Năng suất: 1,5 tấn/giờ Số lượng: 1 XAY CẮT Thiết bị xay cắt sử dụng là thiết bị hiệu RC – L của công ty Sanritsu , Nhật Bản. Hình 4.4Thiết bị xay cắt RC – L Cấu tạo thiết bị Thiết bị xay cắt có hai hệ thống dao cắt và một cơ cấu đẩy. Mỗi hệ thống dao gồm nhiều lưỡi dao bố trí trên trục quay. Nguyên tắc hoạt động: Khi trục quay, các lưỡi dao sẽ quay theo và cắt quả dứa thành kích thước nhỏ hơn. Cơ cấu đẩy có tác dụng đẩy sản phẩm sau khi cắt ra ngoài. Khi vừa vào thiết bị, dứa sẽ được hệ thống dao thứ nhất cắt thành các miếng có kích thước to, sau đó tiếp tục được hệ thống dao thứ hai cắt thành kích thước nhỏ hơn. Cuối cùng cơ cấu đẩy sản phẩm ra ngoài. Thông số kỹ thuật Công suất: 3,7 KW. Năng suất: 1000 kg/h. Kích thước thiết bị: 720 × 1320 × 960 Trọng lượng thiết bị: 550 Kg Số lượng: 1 Ủ Sử dụng bồn chứa của công ty Jiangsu Kuwai Machinery, Trung Quốc Hình 4.5Bồn ủ Thông số kỹ thuật Kích thước: đường kính 1500 mm × cao 3300 mm Số lượng: 2 ÉP Thiết bị sử dụng là thiết bị ép trục vít hiệu PZJ-2.5 của công ty Jiangsu Kuwai Machinery, Trung Quốc Cấu tạo thiết bị Một trục vít có đường kính tăng dần và có thể quay nhờ một động cơ. Bên trong trục có cấu tạo rỗng để nước vào làm nguội. Một đầu nguyên liệu vào và một đầu bã đi ra. Bao quanh trục vít là một tấm thép có đục lỗ để dịch bào thoát ra. Bên dưới trục vít có máng hứng dịch bào Hình 4.6Thiết bị ép trục vít PZJ-2.5 Nguyên tắc hoạt động Nguyên liệu theo máng hứng được đưa vào trong lòng ép tại đây trục vít vừa đẩy nguyên liệu đi tới đồng thời cũng tạo ra một lực ép làm dịch bào thoát ra. Nhờ tấm thép đục lỗ mà bã được giữ lại, dịch bào thoát ra có kèm theo thịt quả. Đến cuối trục vít thì bả được đẩy ra ngoài. Thông số kỹ thuật Công suất: 4,4 kW Năng suất: 1 tấn/h Kích thước thiết bị: 2200 × 600 × 1800 Số lượng: 1 cái LỌC THÔ Sử dụng thiết bị ZHP-H25 của công ty Jiangsu Kuwai Machinery, Trung Quốc Thông số kỹ thuật Năng suất: 1 tấn/giờ Diện tích vùng lọc: 0,25m2 Đườngkính lỗ rây: 0,5 mm Kích thước: 900 × 320 × 1100 Số lượng: 1 Hình 4.7Thiết bị lọc ZHP-H25 GIA NHIỆT Thiết bị: sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng hiệu KQ cùa công ty Shanghai Kaiquan Machinery Valve Co., Ltd. Hình 4.8Thiết bị trao đổi nhiệt KQ Thông số kỹ thuật Công suất: 3 kW. Năng suất: 2500 kg/h. Kích thước thiết bị: 0,96 × 0,72 ×1,32m Số lượng: 1 cái. LỌC TINH Sử dụng thiết bị lọc chân không dạng trống quay hiệu ZLJ-180 của công ty Jiangsu Kuwai Machinery, Trung Quốc Thông số kỹ thuật Công suất: 1,1 kW Năng suất: 2,3 tấn/giờ Áp suất: ≤ 0,3 MPa Đường kính: 800 mm Kích thước: 2350 × 680 × 800 mm Diện tích vùng lọc: 9,8 m2 Đường kính vách ngăn: 0,1 – 1 µm Hình 4.9Thiết bị lọc chân không ZLJ-180 NẤU SYRUP Sử dụng nồi gia nhiệt hai vỏ có cánh khuấy hiệu MT -1.5 của công ty Hangzhou Haishun Pharmaceutical. Thông số kỹ thuật Công suất: 3 kW Tốc độ: 41 vòng/phút Kích thước: đường kính 1250 mm × cao 2400 mm Thể tích: 1500 lít Số lượng: 1 Hình 4.10Thiết bị nấu syrup PHỐI TRỘN Sử dụng thiết bị phối trộn của công ty Jiangsu Kuwai Machinery, Trung Quốc Thông số kỹ thuật: Công suất: 1,5 KW Tốc độ cánh khuấy: 18-200 vòng/phút. Kích thước: đường kính 1500 mm × cao 3300 mm Thể tích: 3000 lít Số lượng: 2. Hình 4.11Thiết bị phối trộn RÓT HỘP Sử dụng thiết bị TetraPakC3/Flex Thông số kỹ thuật Công suất: 7,5 kW Năng suất: 7000 hộp/giờ Thể tích hộp: 200-1136 ml Kích thước: 4550 × 2150 × 2200 mm Trọng lượng: 2300 Kg Hình 4.12Thiết bị Tetra Pak C3/Flex BƠM Chọn bơm hiệu WSB của công ty Jiangsu Kuwai Machinery, Trung Quốc. Hình 4.13Bơm WSB Thông số kỹ thuật: Năng suất: 3 m3/h Công suất: 4.6 kW Áp lực: 1 MPa Kích thước: 265 × 165 × 215 Điện thế 220V Tần số: 50 Hz Số lượng: 10 cái Bảng 4.1Bảng tổng kết các thiết bị STT Quá trình Thiết bị Số lượng Năng suất (kg/giờ) Lượng nguyên liệu xử lý (kg) Thời gian hoat động 1 Phân loại Băng tải GXJ-10 1 3000 3000 8h-9h 2 Bỏ cuống Băng tải GXJ-10 1 3000 2970 8h15-9h15 3 Rửa Rửa xối CXJ-10 1 1500 2747 8h30-10h30 4 Tách vỏ Gọt vỏ Thai Shin-I 1 1500 2747 9h-11h30 5 Xay cắt Xay cắt RC – L 1 1000 2525 9h30-12h 6 Ủ Bồn có cánh khuấy 2 - 2512 10h-13h30 7 Ép Ép trục vít PZJ-2.5 1 1000 2512 11h30-14h 8 Lọc thô Lọc ZHP-H25 1 1000 2261 12h-14h30 9 Gia nhiệt Bản mỏng KQ 1 1000 2249 12h30-14h45 10 Lọc tinh Lọc ZLJ-180 1 2300 2245 12h45-15h 11 Nấu syrup Nồi 2 vỏ MT -1.5 1 - 4200 12h30-14h50 12 Phối trộn Bồn có cánh khuấy 1 - 6443 13h-15h15 13 Rót hộp TetraPakC3/Flex 1 7000 (hộp/giờ) 27205 (hộp) 13h15-17h15 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN HƠI, ĐIỆN, NƯỚC TÍNH NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG Tính năng lượng Quá trình gia nhiệt mdịch = 2245 kg cdịch = 3887 J/kg.K (tra bảng 2.7 sách “Công Nghệ Chế Biến Rau Trái”, Tôn Nữ Minh Nguyệt) Nhiệt lượng cần cung cấp để dịch tăng từ 25oC lên 80oC Qdịch = mdịchcdịch(t2 – t1) = 2245 × 3887 × (80-25) ≈ 114820 kcal Nhiệt lượng cần cung cấp để gia nhiệt bồn Qbồn = mbồncthép(t2 – t1) = 500 × 500 × (80-25) ≈ 3289 kcal Nhiệt lượng thất thoát 5% Qthất thoát = 5% × (114820 + 3289) = 5905 kcal Vậy nhiệt lượng cần cung cấp cho quá trình nấu dịch là: Qgia nhiệt = Qdịch + Qbồn + Qthất thoát = 124014 kcal Quá trình nấu syrup msyrup = 3140 kg csyrup = 4190 – (2514 – 7,542.t)x Trong đó: t: nhiệt độ tại thời điểm cần tính x: Nồng độ phần trăm của dịch đường Suy ra nhiệt dung riêng của dung dịch đường 25oBx tại 25oC là csyrup = 3608 J/kg.K Nhiệt lượng cần cung cấp để syrup tăng từ 25oC lên 70oC Qsyrup = 3140 × 3608 × (70 – 25) ≈ 121942 kcal Nhiệt lượng cần cung cấp để gia nhiệt bồn Qbồn = mbồncthép(t2 – t1) = 500 × 500 × (70 – 25) ≈ 2691 kcal Nhiệt lượng thất thoát 5% Qthất thoát = 5% × (121942 + 2691) = 6233 kcal Vậy nhiệt lượng cần cung cấp cho quá trình nấu syrup là: Qnấu syrup= Qsyrup + Qbồn + Qthất thoát = 130866 kcal Vậy lượng nhiệt cần cung cấp cho 1 ngày sản xuất là Q = Qgia nhiệt + Qnấu syrup = 254880 kcal Tính chọn nồi hơi Tính hơi cho quá trình trình gia nhiệt Khối lượng cần gia nhiệt: m = 2245 kg Thời gian gia nhiệt: t = 10 phút Gia nhiệt dịch từ 25oC lên 80oC Lượng hơi ngưng là 90% Lượng nhiệt cần cung cấp để gia nhiệt dịch lên 80oC là Qgia nhiệt = 124014 kcal Nhiệt hóa hơi của nước ở 121oC là r = 526 kcal/kg Lượng hơi cần cung cấp cho quá trình gia nhiệt trong 1 ngày là Mgia nhiệt = Qgia nhiệt /(0,9r) = 262 kg Tính hơi cho quá trình trình nấu syrup Khối lượng cần gia nhiệt: m = 3140 kg Thời gian gia nhiệt: t = 5 phút Gia nhiệt dịch từ 25oC lên 70oC Lượng hơi ngưng là 90% Lượng nhiệt cần cung cấp để gia nhiệt dị