Tải bản đầy đủ
PHẦN 3. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG.

PHẦN 3. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG.

Tải bản đầy đủ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM
THUĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Chà

-5%

Phối chế

+2%
-0,5%

Đồng hóa

-1%

Thanh trùng

-0,1%

Rót hộp, ghép mí

-0,6%

GVHD: TRẦN LỆ
GVHD: NGUYỄN BẢO TOÀN
thể tích phần thịt quả
Tổn thất do loại bỏ hạt và bị thất
thoát trong quá trình chà.
Tăng lên do phối trộn dịch quả với
syrup, nước, acid citric, CMC,
vitamin C.
Giảm do sản phẩm dinh thiết bị:
thanh, cánh khuấy.
Tổn thất do sản phẩm dinh vào
đường ống, thanh thiết bị.
Tổn thất do sản phẩm dinh vào
đường ống, thanh thiết bị.
Tổn thất do sản phẩm dinh vào
đường ống, thanh thiết bị.
Sản phẩm rớt ra ngoài.

Tính cân bằng vật chất cho 1000kg nguyên liệu:
Khối lượng nguyên liệu sau quá trình lựa chọn – phân loại
Ta có: M2 = M1(1 + T1)
Trong đó: M1: khối lượng đầu vào của nguyên liệu (1000 kg)
M2: Khối lượng nguyên liệu còn lại sau lựa chọn.
T1: Tổn thất ( Tlcpl = -5/100 = -0,05).
Nên:
M2 = M1(1 + T1) = 1000 (1 – 0,05) = 950 kg
Khối lượng nguyên liệu sau quá trình rửa.
M3 = M2(1 + T2)
Trong đó:

M3: Khối lượng còn lại sai quá trình rửa (kg).

SVTH: LÊ NGUYỄN NGỌC TRÂM

Page 44

SVTH: NGUYỄN THỊ THU THẢO_2205152075 TRANG 44

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM
THUĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

GVHD: TRẦN LỆ
GVHD: NGUYỄN BẢO TOÀN

T2: Tổn thất quá trình rửa. ( Tr = -0,8/100 = - 0,008).
Nên:
M3 = M2(1 + T2) = 950 (1 – 0,008) = 942,4 kg.
Khối lượng nguyên liệu sau quá trình cắt gọt.
M4 = M3(1 + T3)
Trong đó:

M4: Khối lượng còn lại sai quá trình cắt gọt (kg) .
T3: Tổn thất quá trình cắt gọt. ( Tr = -25/100 = - 0,025).

Nên:
M4 = M3(1 + T3) = 942,4 (1 – 0,25) = 706,6 kg.
Khối lượng nguyên liệu sau quá trình chần.
M5 = M4(1 + T4)
Trong đó:

M5: Khối lượng còn lại sai quá trình chần (kg) .
T4: Tổn thất quá trình chần. ( Tr = -0,2/100 = - 0,002).

Nên:
M5 = M4(1 + T4) = 706,6 (1 – 0,002) = 705,39 kg.
Khối lượng nguyên liệu sau quá trình chà.
M6 = M5(1 + T5)
Trong đó:

M6: Khối lượng còn lại sai quá trình chà (kg).
T5: Tổn thất quá trình chần. ( Tr = -5/100 = - 0,05).

SVTH: LÊ NGUYỄN NGỌC TRÂM

Page 45

SVTH: NGUYỄN THỊ THU THẢO_2205152075 TRANG 45

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM
THUĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

GVHD: TRẦN LỆ
GVHD: NGUYỄN BẢO TOÀN

Nên:
M6 = M5(1 + T5) = 705,39 (1 – 0,05) = 670,12 kg.
Khối lượng nguyên liệu sau quá trình phối chế.
Chọn tỉ lệ phối trộn dịch quả : nước = 1:2
Ta có:

G 1 N1 +

G2 N2

=

G3 N3

 (670,12 15%) + (670,12 2 N2) = 670,12 3 18%
 N2 = 25%
Vậy dịch quả được phối trộn với syrup có nồng độ 25%.
Khối lượng syrup: Áp dụng quy tắc đường cheo ta có:
Dịch quả: 670,12 : 15%

7
18%

Syrup:

X

: 24%

=> X Syrup = 287,2 (kg).
3

Khối lượng đường để nấu syrup:
m đường = 0,995 25% 287,2 = 71,44 (kg).
Khối lượng nước để nấu syrup (Với hao hụt nước do bay hơi là 5%).
m nước = (m syrup - m đường ) 1,05 = ( 287,2 – 71,44) 1,05 = 226,6 (kg).
Khối lượng phụ gia bổ sung (So với khối lượng dịch quả).
m acid = 670,12 0,08% = 0,54 (kg).
m CMC = 670,12 0,09% = 0,60 (kg).
m Vitamin C = 670,12 0,02% = 0,13 (kg).

SVTH: LÊ NGUYỄN NGỌC TRÂM

Page 46

SVTH: NGUYỄN THỊ THU THẢO_2205152075 TRANG 46

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM
THUĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

GVHD: TRẦN LỆ
GVHD: NGUYỄN BẢO TOÀN

Tổng khối lượng nguyên liệu phối trộn.
m nguyên liệu = m syrup + m acid + m CMC + m Vitamin C
= 287,2 + 0,54 + 0,60 + 0,13 = 288,5 (kg).
Khối lượng dịch sau khi phối trộn dịch quả với nước với tỉ lệ 1:2.
M phối trộn = 670,12 + 288,5 + (670,12 2) = 2298,33 (kg).
Khối lượng nguyên liệu dịch quả sau khi phối chế
M7 = M phối trộn (1 + T6) (1 + T6’)
Trong đó:

M7: Khối lượng còn lại sai quá trình phối chế (kg).
T6: Tổn thất quá trình phối trộn. ( Tr = -0,5/100 = - 0,005).
T6’: Sự tăng lên trong quá trình phối trộn. ( Tr = -2/100 = - 0,02).

Nên:
M7 = 2298,33(1 – 0,005) (1 + 0,2) = 1829,5 (kg).
Khối lượng nguyên liệu sau quá trình đống hóa.
M8 = M7(1 + T7)
Trong đó:

M8: Khối lượng còn lại sai quá trình đống hóa (kg).
T7: Tổn thất quá trình đồng hóa. ( Tr = -1/100 = - 0,01).

Nên:
M8 = M7(1 + T7) = 1829,5 (1 – 0,01) = 1811,2 kg.
Khối lượng nguyên liệu sau quá trình thanh trùng.

SVTH: LÊ NGUYỄN NGỌC TRÂM

Page 47

SVTH: NGUYỄN THỊ THU THẢO_2205152075 TRANG 47

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM
THUĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

GVHD: TRẦN LỆ
GVHD: NGUYỄN BẢO TOÀN

M9 = M8(1 + T8)
Trong đó:

M9: Khối lượng còn lại sai quá trình thanh trùng (kg).
T8: Tổn thất quá trình thanh trùng. ( Tr = -0,1/100 = - 0,001).

Nên:
M9 = M8(1 + T8) = 1811,2 (1 – 0,001) = 1809,4 kg.
Khối lượng nguyên liệu sau quá rót hộp, ghép mí.
M10 = M9(1 + T9)
Trong đó:

M10: Khối lượng còn lại sai quá trình rót hộp, ghép mí (kg).
T9: Tổn thất quá trình rót hộp, ghép mí. ( Tr = -0,6/100 = - 0,006).

Nên:
M10 = M9(1 + T9) = 1809,4 (1 – 0,006) = 1798,5 kg.
Tính lượng sản phẩm sản xuất được trong 1 ngày.
Trong 1 ngày với năng suất 2000 kg nguyên liệu.
Một ngày làm 2 ca: mỗi ca làm 2 mẻ, mỗi mẻ sử dụng 1000 kg nguyên liệu.
Vậy
Mỗi mẻ sản xuất được: 1798,5 kg sản phẩm
Mỗi ca sản xuất được: 3597 kg sản phẩm.
Một ngày sản xuất được: 7194 kg sản phẩm.
 Sản phẩm nectar xoài.
• Khối lượng thành phẩm : Mthành phẩm = 5377 (kg)
SVTH: LÊ NGUYỄN NGỌC TRÂM

Page 48

SVTH: NGUYỄN THỊ THU THẢO_2205152075 TRANG 48

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM
THUĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

GVHD: TRẦN LỆ
GVHD: NGUYỄN BẢO TOÀN

Sản phẩm có hàm lượng chất khô 18%: 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

3.2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG
Thành phần
Nguyên liệu ban đầu
Nguyên liệu sau phân loại
Rửa
Cắt gọt
Chần
Chà
Phối chế
Đồng hóa
Thanh trùng, làm nguội
Rót hộp

Khối lượng đầu vào
1000
1000
950
942,4
706,6
705,39
670,12
1829,5
1811,2
1809,4

Khối lượng đầu ra
950
942,4
706,6
705,39
670,12
1829,5
1811,2
1809,4
1798,5

Tính năng lượng:
Công thức tính lượng nhiệt cần thiết cho quá trình gia nhiệt:
Q = m * c * ∆T (kJ )

Trong đó
-

m

: khối lượng (kg)

-

c

: nhiệt dung riêng của dịch xoài (kJ/kgoC)

-

∆T

: biến thiên nhiệt độ (oC)

SVTH: LÊ NGUYỄN NGỌC TRÂM

Page 49

SVTH: NGUYỄN THỊ THU THẢO_2205152075 TRANG 49

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM
THUĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

GVHD: TRẦN LỆ
GVHD: NGUYỄN BẢO TOÀN

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.

Nhiệt dung riêng của puree xoài:
Theo nguồn Choi& Okos (1986) trong khoảng -40oC đến 150oC: nhiệt dung riêng
các chất tuân theo công thức:
Cp= 4,18xXnước + 1,711xXprotein + 1,928 xXbéo + 1,547xXcacbonhydrat + 0,908Xtro
Với X: phần trăm khối lượng các chất
Dựa theo bảng 2.3 ta suy ra nhiệt dung riêng của puree chanh dây là:
Cp = 4,18x0,865 + 1,711x0,006 + 1,928x0,003 + 1,547x0,159 + 0,908x0,006 = 4,18
(KJ/Kg oC).
Nhiệt cung cấp cho quá trình nấu syrup.
Nhiệt cung cấp để gia nhiệt nước lên 600C
Q1 (1) = 226,59 * 4,18 * (60 - 30) = 28414,4 (kJ)
Lượng nhiệt cung cấp trong quá trình giữ nhiệt ở 15 phút
Q1 (2) = G1 * T1 * r1 * 0,05
Với

G1: khối lượng nước và đường

SVTH: LÊ NGUYỄN NGỌC TRÂM

Page 50

SVTH: NGUYỄN THỊ THU THẢO_2205152075 TRANG 50

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM
THUĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

GVHD: TRẦN LỆ
GVHD: NGUYỄN BẢO TOÀN

T1: thời gian giữ nhiệt (15/60 giờ )
r1: nhiệt hóa hơi của nước ở 60 oC (2358 kJ/kg ) [ Sách KTTP2,
Phụ lục 1].
0,05: lượng nước bốc hơi.
 Q1 (2) = (226,59 + 71,44) * 0,25 * 2358 * 0,05 = 8784,4(kJ)
Nhiệt cung cấp trong quá trình gia nhiệt nước lên 1000C.
Q1 (3) = (226,59 +71,44) * 3,71 * (100 - 60) = 44255,55 (kJ)
Với Cp là nhiệt dung riêng trung bình của dịch đường ở 25% so với nhiệt độ.
Công thức: C = 4190 – (2514 – 7,542* t) * x

[Theo Sổ tay QT-TBCNHC tập 1-

Tr.153]
Ở 600C, x =25%
Cp = 4190 – (2514 – 7,542* 60) * 25/100 = 3674,63 J/Kg
Ở 1000C, x =25%
Cp = 4190 – (2514 – 7,542* 100) * 25/100 = 3750,05 J/Kg
Nên Cp trung bình = = 3712,34 J/kg = 3,41234 kJ.
Nhiệt cung cấp cho quá trình phối trộn, sau quá trình chà xoài có nhiệt độ
khoảng 30OC.
Lượng nhiệt dùng để gia nhiệt cho dịch xoài lên 60oC.
Q2 (1) = 1829,5 * 3,88 * (30 – 60) = 212953,8 (kJ)
Giả sử thời gian gia nhiệt là 15 phút, năng lượng điện cần cung cấp cho quá
trình gia nhiệt là
SVTH: LÊ NGUYỄN NGỌC TRÂM

Page 51

SVTH: NGUYỄN THỊ THU THẢO_2205152075 TRANG 51

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM
THUĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

GVHD: TRẦN LỆ
GVHD: NGUYỄN BẢO TOÀN

P2 (1) = Q2 (1) /(15*60) = 236,615 kW
Lượng nhiệt cung cấp trong quá trình giữ nhiệt ở 60oC trong 15 phút
Q2 (2) = G1 * T2 * r2 * 0,05
Với

G1: khối lượng dịch xoài (≈ 1829,5 kg)
T2: thời gian giữ nhiệt (15 phút = 0.25 giờ)
r2: nhiệt hóa hơi của nước ở 80oC (2358 kJ/kg)
0,05: lượng nước bốc hơi trong 1 giờ.

 Q2 (2) = 1829,5 * 0.25 * 2358 * 0,05 = 53924,5 (kJ).
Thời gian giữ nhiệt là 15 phút, năng lượng điện cần cung cấp cho quá trình giữ
nhiệt là:
P2 (2) = Q2 (1) /(15*60) = 60 kW
 Nhiệt cung cấp cho thiết bị phối trộn: Q2 = Q2 (1) + Q2 (2) = 266878,3(kJ).
Lượng điện cần cung cấp: P2 = P2 (1) + P2 (2) = 296,615 kW.
Nhiệt cung cấp cho thiết bị thanh trùng.
Lượng nhiệt dùng để gia nhiệt cho dịch xoài từ 50oC lên 90oC.
Q3 (1) = 1809,4 * 3,88 * (90 – 50) = 280818,8(kJ).
Giả sử thời gian gia nhiệt là 15 phút, năng lượng điện cần cung cấp cho quá
trình nâng nhiệt là:
P3 (1) = Q3 (1) /(15*60) = 312,02 kW
Lượng nhiệt cung cấp trong quá trình giữ nhiệt ở 90oC trong 5 phút.

SVTH: LÊ NGUYỄN NGỌC TRÂM

Page 52

SVTH: NGUYỄN THỊ THU THẢO_2205152075 TRANG 52

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM
THUĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

GVHD: TRẦN LỆ
GVHD: NGUYỄN BẢO TOÀN

Q3 (2) = G1 * T2 * r2 * 0,05
Với

G1: khối lượng dịch chanh dây (≈ 619,4 kg).
T2: thời gian giữ nhiệt (5 phút = 0,083 giờ ).
r2: nhiệt hóa hơi của nước ở 90oC (2358 kJ/kg).
0,05: lượng nước bốc hơi trong 1 giờ.

 Q3 (2) = 1809,4 * 0,083 * 2358 * 0,05 = 17706,2 (kJ).
Năng lượng điện cần cung cấp cho quá trình giữ nhiệt là:
P3 (2) = Q3 (2) /(5*60) = 59,02 kW.
Tổng lượng điện cần cung cấp cho quá trình thanh trùng:
P3 = P3 (1) + P3 (2) = 371,04 kW.

SVTH: LÊ NGUYỄN NGỌC TRÂM

Page 53

SVTH: NGUYỄN THỊ THU THẢO_2205152075 TRANG 53

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM
THUĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

PHẦN 4.

GVHD: TRẦN LỆ
GVHD: NGUYỄN BẢO TOÀN

LỰA CHỌN THIẾT BỊ.

4.1 Lựa chọn thiết bị
4.1.1 Lựa chọn thiết bị chính
4.1.1.1 Lựa chọn – phân loại :
Thực hiện phân loại thủ công trên băng tải con lăn.
Nguyên tắc hoạt động của thiết bị:
Thiết bị gồm hệ thống con lăn hình tròn gắn liền với hệ thống dây xích chuyển
động. Băng tải con lăn có khả năng lật mọi phía của quả, nhờ đó có thể dễ dàng phát
hiện các vết hư hỏng. Băng tải chuyển động mang theo xoài, công nhân phân loại
đứng dọc theo băng tải sẽ quan sát và lựa chọn để loại ra các quả chưa đạt yêu cầu
theo kinh nghiệm và các chỉ tiêu đã đặt ra.
Băng tải có vận tốc 0.12 ÷ 0.15 m/s, nếu vận tốc lớn hơn thì sẽ nhặt sót. Chiều
rộng băng tải không quá lớn, nếu bố trí làm việc hai bên thì rộng 80 ÷ 100 cm là
vừa. Nguyên liệu phải dàn mỏng đều trên băng tải thì việc chọn lựa mới không bỏ
sót.
Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật băng tải con lăn.
Công suất

Kích thước
4000x100x1200mm
(LxWxH)
Vận tốc băng tải
0,12 – 0,15m/s.
Nhà sản xuất
Huanyu-Trung Quốc
Định mức thời gian lựa chọn 1 mẻ 1000 kg 0,5hnăng suất 2000 kg nguyên
liệu/h
0.55 kW

Định mức kỹ thuật một người kiểm tra 200kg nguyên liệu/h.
Lượng công nhân sử dụng: 10 người.
4.1.1.2 Rửa:
Sử dụng thiết bị ngâm rửa xối tưới
Nguyên tắc hoạt động:

SVTH: LÊ NGUYỄN NGỌC TRÂM

Page 54

SVTH: NGUYỄN THỊ THU THẢO_2205152075 TRANG 54