Tải bản đầy đủ
PHẦN 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ

PHẦN 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ

Tải bản đầy đủ

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

Số lượng xe: 2 xe.
1.2. Cân xe bồn – Cân điện tử
Chọn cân điện tử - cân chìm- 40
tấn.
Thông số kỹ thuật:
 Kích thước sàn: 9x3 m.
 Kiểu sàn: sàn chìm.
 Cảm biến tải: WBKL-30T.
 Đầu hiển thị: NT-501A.
 Phần mềm điều khiển: CAS
Corporation ( Việt-AnhTrung).
Số lượng cân: 1.

1.3. Bồn chứa sữa nguyên liệu

Lượng sữa nguyên liệu 1 ca: 15000 kg.
Thể tích: 14534.88 lít.
Chọn thể tích bồn chứa là
15000 lít.
Thông số kỹ thuật:
- Bồn có dạng hình trụ, đáy
cầu, đặt nằm ngang. Cấu tạo vỏ áo
có lớp cách nhiệt nhằm ổn định
nhiệt độ bảo quản của sữa. Bồn
được trang bị các cảm biến mực
chất lỏng, cảm biến nhiệt độ, bộ
phận điều khiển kết nối CIP.
- Bồn chứa vô trùng có lớp vỏ
áo và cánh khuấy.
- Vật liệu: vật liệu bồn là thép
không gỉ AISI 304, vật liệu ống và van là thép không gỉ AISI 306.
- Áp suất làm việc max: 300 Kpa (3 bar).
- Công suất motor: 1KW.
- Kích thước: + đường kính 2000mm.
+ chiều dài cần thiết của bồn : L =
=> chiều dài thực tế đặt mua 5m.
- Mỗi bồn có hai cánh khuấy, công suất động cơ 2.5 hp.
Số lượng bồn chứa: 2 bồn. Đảm bảo nhà máy hoạt động liên tục

Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 31

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

1.4. Thiết bị ly tâm tách béo

-

Lượng nguyên liệu:
15000kg/ca.
- Thời gian dự kiến: 1 giờ.
- Năng suất lý thuyết: kg/h.
- Chọn thiết bị Tetra Centri
AirTight – hãng Tetra
Pak.
- Năng suất thiết bị : 18909
kg/h.
- Thông số kỹ thuật: + Công
suất motor: 25 hp.
+
Áp
suất làm việc : 87 psi.
+ Bồn
cân bằng: 1 tấn.
+ Nước
làm mát: 48 gallons/h = 182 lít/h.
+ Công suất thiết bị: 13 hp.
+ Kích thước: D x R x C: 2,800 x 2,800 x 2.800 (m).
- Thời gian ly tâm thực tế: 15000/18000 = 0.833 giờ = 50 phút.
- Số lượng: 1.
Cấu tạo: thiết bị gồm có thân máy, bên trong là thùng quay, được nối với một
motor truyền động bên ngoài thông qua trục dẫn. Các đĩa quay có đường kính giao
động từ 20-102cm và được xếp chồng lên nhau. Các lỗ trên đĩa ly tâm sẽ tạo nên
những kênh dẫn theo phương thẳng đứng. Khoảng cách giữa hai đĩa ly tâm liên
tiếp là 0.5-1.3mm.
Nguyên tắc hoạt động: thiết bị làm việc liên tục:
Sữa nguyên liệu được nạp vào máy ly tâm theo cửa ở trên thiết bị, tiếp theo sữa
sẽ theo hệ thống kênh dẫn chảy vào khoảng không gian hẹp giữa các đĩa ly tâm.
Dưới tác dụng của lực ly tâm, sữa được phân chia thành hai phần: phần cream có
khối lượng riêng thấp sẽ chuyển động về phía trục của thùng quay; phần sữa gầy
có khối lượng riêng cao sẽ chuyển động về phía thành của thùng quay. Sau cùng,
cả hai dòng sản phẩm sẽ theo những kênh riêng thoát ra ngoài.
Trước khi đưa vào thiết bị ly tâm, sữa tươi thường được gia nhiệt lên đến 550
65 C.
1.5. Thiết bị thanh trùng
Trên thị trường hiện nay có nhiều loại thiết bị thanh trùng khác nhau sử dụng để
thanh trùng cream. Thiết bị thanh trùng dạng ống, dạng bảng mỏng, dạng ống có
khuấy trộn.

Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 32

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng

Thiết bị trao đổi nhiệt có cánh khuấy

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống












So sánh các thiết bị trên để hiểu rõ hơn loại thiết bị nào ứng dụng hiệu quả
nhất:
Hiệu quả truyền nhiệt
Dạng bảng mỏng: Tuy dịch kem có độ nhớt cao, khả năng truyền nhiệt kém, nhưng
do chảy thành từng lớp mỏng xen kẽ với chất tải nhiệt nên nhiệt lượng tổn thất
không nhiều, nhiệt độ được phân phối đều trong toàn dịch cream giúp nâng cao
hiệu quả truyền nhiệt.
Dạng ống: dạng thiết bị này thích hợp để thanh trùng hoặc tiệt trùng thực phẩm
dạng huyền phù nên cũng có thể sử dụng để thanh trùng dịch cream có nồng độ
chất khô cao và độ nhớt cao. Tuy nhiên do khả năng truyền nhiệt của cream kém
cũng như cấu tạo đặc trưng của thiết bị nên sự truyền nhiệt trong thiết bị dạng ống
kém hiệu quả hơn dạng bảng mỏng.
Dạng ống có khuấy trộn: do thiết bị có các cánh khuấy và thanh chắn nên sẽ giúp
cho quá trình truyền nhiệt diễn ra nhanh và đồng đều hơn. Dạng thiết bị này thích
hợp để gia nhiệt và làm nguội những thực phẩm dạng lỏng có độ nhớt cao, thực
phẩm dạng huyền phù với các hạt phân tán kích thước lớn hoặc để thực hiện quá
trình kết tinh, nên cũng có thể sử dụng để thanh trùng cream có nồng độ chất khô
cao và độ nhớt cao. Tuy nhiên do khả năng truyền nhiệt của cream kém cũng như
cấu tạo đặc trưng của thiết bị (sự truyền nhiệt chủ yếu xảy ra ở lớp kem tiếp xúc
chủ yếu với bề mặt ống trụ trong) nên sự truyền nhiệt trong dạng thiết bị này kém
hơn dạng bản mỏng.
Chi phí năng lượng:
Dạng ống có khuấy trộn: tốn nhiều năng lượng nhất do phải thực hiện hai quá trình
gia nhiệt và khuấy trộn dịch cream.
Dạng bản mỏng và dạng ống: chỉ gia nhiệt chứ không khuấy trộn dịch cream nên ít
tốn năng lượng hơn.
=> Sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng giúp quá trình thanh trùng
cream đạt hiệu quả cao hơn hai dạng thiết bị còn lại về mặt kinh tế cũng như chất
lượng bán thành phẩm.
 Chọn thiết bị thanh trùng dạng bản mỏng Tetra Plex C6

Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 33

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

Là thiết bị trao đổi nhiệt dạng
tấm. Gồm các tấm thép hình sóng
không gỉ và các đệm cao su gắn kín.
Các tấm thép được cố định với nhau
nhờ 2 tấm cố định bên ngoài. Đường
vào và ra của sản phẩm nằm ở góc.
Ưu điểm:
 Hoạt động ổn định.
 Hiệu quả sản xuất cao.
 Có thể mở rộng.
 Chi phí bảo trì tối thiểu.
Thông số kỹ thuật:
 Năng suất :2000 lít/giờ

Việt liệu chế tạo: thép
không rỉ AISI 316
 Kích thước tấm truyền nhiệt: 500x110
 Diện tính bề mặt truyền nhiệt: 0.09 m2
 Bề dày mỗi tấm: 0.3mm
 Công suất: 1kW
 Kích thước: 250 x 2600 x 1000
 Khối lượng: 90kg
Số lượng thiết bị: 1.
Nguyên lý hoạt động của thiết bị: Khi ghép các tấm bảng mỏng lại với nhau,
trên bộ khung của thiết bị sẽ hình thành nên những hệ thông đường ống vào và ra
cho mẫu khảo sát và chất tải nhiệt chuyển động xen kẽ nhau. Mẫu khảo sát và chất
tải nhiệt có thể chuyển động cùng chiều hay ngược chiều. Tùy thuộc vào điều kiện
cụ thể, các nhà sản xuất sẽ bố trí hệ thống những đường dẫn thích hợp.

Nguyên tắc chảy của mẫu khảo sát và chất tải nhiệt.
Ví dụ về sơ đồ dòng chảy của sữa và chất tải nhiệt.
Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 34

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

1.6. Cấy giống

Sử dụng chế phẩm vi khuẩn lactic dưới dạng sấy thăng hoa. Tỉ lệ giống cấy vào
là 5% so với lượng cream thu được sau thanh trùng.
Trước khi cấy giống chế phẩm vi khuẩn lactic sẽ được hoạt hóa trong môi
trường sữa vô trùng trong thời gian 30 phút ở nhiệt độ 400C (thao tác này thực hiện
trong phòng thí nghiệm của nhà máy).
Sau khi được hoạt hóa toàn bộ canh trường lactic sẽ được cho vào bồn lên men.
Các bộ phận chính:
 Cánh khuấy.
 Cửa vào và cửa ra.
 Cửa quan sát.
 Nhiệt kế.
 Lớp vỏ áo để ổn định nhiệt độ.
 Hệ thống vệ sinh tự động.
 Công suất 4kW.

Thiết bị cấy giống.
1.7. Thiết bị lên men và xử lý nhiệt lạnh

Do cream là môi trường lỏng vì vậy cần sử dụng thiết bị lên men thích hợp
đem lại hiệu quả cao và tiện lợi dễ dàng cho quá trình.
Thiết bị không cần có hệ thống sục khí do vi khuẩn lactic là vi khuẩn kị khí tùy
ý nên không cần cung cấp oxy trong quá trình lên men.
Theo bảng 4.3 nguyên liệu vào lên men là 1371 kg/ ca
m = D.V -> V = 1371/0.91 = 1506 (lít)
Nên chọn thiết bị có thể tích 1500 lít.
Nhà máy chọn thiết bị của công ty Shanghai Zhuheng Industrial Co., Ltd
Vật liệu : Thép không gỉ SS304 hoặc 316
Dạng hình trụ đứng. bên trong có hệ thống cánh khuấy và các đầu dò nhiệt độ,
pH,…để theo dõi các thông số trong quá trình lên men.
Phần trên nắp thiết bị nên có nhiều cửa với nhiều chức năng khác nhau : cửa
thông cánh khuấy với motor, cửa nạp giống, cửa nạp giống điều chỉnh pH,…
Cửa nạp môi trường và tháo canh trường ra khỏi thiết bị thường được bố trí ở
phần đáy.
Ngoài ra thiết bị còn có cửa quan sát, van lấy mẫu,…
Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 35

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

Thể tích thiết bị : 1000 lít
Kích thước : 1000x1000x2000 mm
Điện áp : 380 V
Xuất xứ : Trung Quốc
Trọng lượng : 300 kg
Chứng nhận : ISO, SGS, 3A, …
Công suất : 2200
Số lượng : 2.

Nguyên lý hoạt động :
Thiết bị hoạt động liên tục với các công đoạn như sau :
+ Chuẩn bị thiết bị lên men
+ Nạp môi trường vô trùng vào thiết bị
+ Cấy giống và lên men
Sau khi lên men xong điều chỉnh nhiệt độ để xử lí nhiệt lạnh. Xong quá trình
này dự kiến là 2,5 h.
Sau đó nguyên liệu được chạy qua thiết bị tạo hạt bơ.
1.8. Thiết bị tạo hạt bơ
Có 2 dạng là thiết bị làm việc gián đoạn và thiết bị làm việc liên tục. Nhưng khi
so sánh hai thiết bị hoạt động gián đoạn và liên tục thì nhận thấy :
Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 36

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

+ Thiết bị hoạt động gián đoạn cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ, ít chiếm diện tích
nhà xưởng hơn nhưng năng suất hoạt động thấp hơn so với thiết bị hoạt động liên
tục (do thể tích hoạt động nhỏ, chỉ bằng 40 – 50% thể tích thiết bị).
+ Thiết bị hoạt động gián đoạn thực hiện thủ công hoặc cơ giới hóa một phần
nhưng vẫn phải có công nhân kiểm tra trong khi thiết bị hoạt động liên tục tự động
hóa hoàn toàn, tiện lợi trong việc điều khiển và kiểm tra các quá trình xảy ra trong
thiết bị.
+ Chi phí vận hành cho thiết bị gián đoạn cũng thấp hơn một chút so với máy
hoạt động liên tục nhưng lại tốn chi phí cho việc thuê công nhân. Trong khi thiết bị
hoạt động liên tục không càn tốn chi phí thuê mướn công nhân.
+ Về chất lượng sản phẩm thì thiết bị hoạt động gián đoạn do thiết bị không kín
và hoạt động gián đoạn nên độ đồng đều và ổn định của sản phẩm không cao bằng
thiết bị hoạt động liên tục nên sản phẩm dễ bị nhiễm vi sinh vật, chất lượng kém.
Còn thiết bị hoạt động liên tục do hệ thống kín, máy làm việc liên tục nên độ đồng
đều và ổn định cảu sản phẩm cao hơn, các chỉ tiêu chất lượng cảm quan, hóa lý và
vi sinh đảm bảo hơn, khó nhiễm vi sinh vật hơn và chất lượng sản phẩm cũng cao
hơn. Đây cũng là yếu tố quan trọng cho việc cân nhắc chọn thiết bị.
Nhà máy sẽ chọn thiết bị hoạt động liên tục để đảm bảo chất lượng sản phảm
tốt hơn
Chọn mua hệ thống tạo hạt bơ và xử lý sản phẩm của hãng Invensys APV
1.8.1. Cấu tạo :
Thiết bị được cấu tạo bởi 4 vùng chính :
+ Vùng tạo hạt bơ :
Là một bộ phận hình trụ ngang có các thanh đập thực hiện chuyển động xoay.
Quá trình tạo hạt bơ diễn ra rất ngắn chỉ trong vài giây.
+ Vùng tách hạt bơ và sữa bơ : Vùng này có dạng hình trụ nằm ngang, có thể
xoay quanh trục của nó và chia làm 2 khu vực :
Khu vực 1 : Có bố trí các tấm ngăn để thực hiện tiếp các quá trình xử lý cơ học
hỗn hợp hạt bơ và sữa bơ.
Khu vực 2 : Thiết kế như một thiết bị rây để tách sữa bơ. Kích thước các lỗ trên
rây rất mịn nên ta có thẻ giữ lại các hạt bơ có kích thước nhỏ. Do thùng hình trụ
ngang thực hiện chuyển động xoay quanh trục nên hiện tượng các hạt bơ nhỏ làm
bít nghẹt lỗ rây của thùng được hạn chế ở mức tối thiểu, việc tách sữa bơ diễn ra
hiệu quả hơn. Phần sữa bơ chảy qua rây theo hệ thống máng bên dưới được đưa
đến cửa thoát để tháo ra ngoài.
+ Vùng tạo khối bơ : cũng gồm hai khu vực I và II tương ứng với hai ống hình
trụ đặt nghiêng, hai khu vực này cách nhau bởi buồng chân không.
Bên trong mỗi ống trụ có hệ thống trục vis và tấm lưới. Mỗi ống trụ có một
motor tương ứng để làm quay trục vis.
Ở vùng này, trục vis xoay sẽ nén các hạt bơ lại thành khối và đẩy khối bơ
chuyển động theo chiều dài thân trục.
Việc hiểu chỉnh độ ẩm cho sản phẩm cũng sẽ được thực hiện tại khu vực này
nhờ đầu dò độ ẩm theo phương pháp tự động.
Thêm các chất phụ gia vào khu vực một của vùng tạo khối bơ.
+ Vùng xử lý chân không :
Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 37

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

Buồng chân không được thiết kế để làm giảm lượng khí trong bơ thành phẩm.
Khối bơ qua khu vực I của vùng tạo khối bơ sẽ được nén qua hai tấm bảng đục
lỗ để làm tăng tổng diện tích bề mặt của toàn bộ khối bơ. Dưới áp lực chân không
quá trình tách khí trong khối bơ diễn ra nhanh và hiệu quả. Lượng khí trong sản
phẩm còn không quá 0.5% (v/v).
Sau cùng bơ sẽ rời khỏi khu vực II của vùng tạo khối bơ qua đầu phun, bơm sẽ
vận chuyển bơ đi đến thiết bị bao gói.

1.8.2. Các thông số kỹ thuật
Tốc độ đập : 0 – 1400 vòng/phút (có thể điều chỉnh).
Máy của hãng Invensys APV có năng suất hoạt động từ 500 – 1200 kg/giờ.
Theo bảng 4.3 nguyên liệu vào của quá trình tạo hạt bơ là 1341 kg/ca + 201 kg phụ
gia vì vậy nên chọn máy có năng suất khoảng 1000 kg/giờ. Vậy khoảng 1.5 giờ thì
công đoạn tạo hạt bơ cho 1 mẻ sẽ xong.
Kích thước : 3x1.5x4
Chất liệu : thép không gỉ SS304
Công suất : 40 kW
Số lượng : 1

Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 38

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

Sản phẩm của hãng Invensys APV
1.9. Thùng đựng
Trong công đoạn này, cần có thùng chứa phế phẩm sữa bơ
Chọn mua của công ty Jiangsu Zhengheng Light Industrial Machinery Co.,
Ltd.
Vật liệu : thép không gỉ SS316, SS304
Độ dày : 1 – 3 mm
Thể tích : tối đa 1000 lít.
Kích thước : 1300 x 800 mm
Số lượng : 10

Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 39

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

1.10. Thiết bị bao gói :
Khối lượng sản phẩm trên 1 gói là 100g, bao trong gói có kích thước
75x50x37.
Chọn thiết bị bao gói hãng FASA có các thông số :
Số sản phẩm/phút
Trên 80
Khối lượng sản phẩm, g
100
o
Nhiệt độ sản phẩm, C
9 – 16
Kích thước bánh sản phẩm, mm
75x50x37
Vật liệu bao bì
Lá nhôm
Vật liệu nhãn
Giấy
Kích thước nhãn, mm
60x40
Công suất, kw
2.3
Kích thước máy, mm
2900x2500x1500
Số lượng
1
Khối lượng máy, kg
1390
Nơi xuất xứ
Lithuania (cộng hòa Litva)

1.11. Xe đẩy
đẩy nguyên liệu qua lại giữa các thiết bị trong nhà máy và đẩy bơ thành phẩm
vào kho bảo quản

Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 40

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

Sản phẩm sau khi bao gói sẽ được công nhân đóng vào thùng carton có kích
thước 1300x600x1200 (số gói
bơ trong thùng là 5x5x3).
Nhà máy chọn xe đẩy hàng
Phong Thanh với thông số như
sau :
Kích thước sàn xe : 600x1300 mm
Chiều cao sàn : 200 mm
Chiều cao tay đẩy : 1000 mm
Tải trọng : có thể chở được 500 kg
Khối lượng xe : 34 kg
Chất liệu : thép ống
Số lượng : 10
Giá : 2649000/cái

Ưu điểm của xe đẩy hàng này là :
Kích thước theo tiêu chuẩn thế giới phù hợp với vóc dáng người sử dụng.
Được sơn tĩnh điện (màu đỏ).
Sàn làm bằng thép ống nên rất khó hư hỏng, nhà phân phối có bán bánh xe
riêng lẻ nên khi bánh mòn chỉ cần thay bánh xe, tiết kiệm được chi phí.
Sản phẩm được bảo hành 2 năm.
Có thể đẩy hàng với khối lượng lớn mà không tốn nhiều sức người, dễ di
chuyển.
1.12. Xe nâng
Sử dụng để nâng chở nguyên liệu trong phạm vi nhà máy.
Tải trọng nâng : 1500 kg
Tâm tải trọng : 500 mm
Chiều cao trục nâng : 3000 mm
Bộ số : tự động
Động cơ : S4S
Chiều dài càng nâng : 1070 mm / 1220 mm
Bánh xe : bằng bánh đặc.
Xuất xứ : Nhật Bản. Hiệu Mitsubishi.
Giá : 390.000.000/ cái.
Số lượng : 2

Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 41