LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
Vị trí
Khu công nghiệp Nam Sách, tọa lạc tại huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương, có tổng diện tích 63 ha Đây là một trong những khu công nghiệp thu hút đầu tư nhanh nhất tại tỉnh Hải Dương.
Sân bay Quốc tế Nội Bài và cửa khẩu Lạng Sơn, nằm trên quốc lộ 5 và quốc lộ 183, kết nối các trung tâm kinh tế lớn như Hà Nội, Hải Phòng và Quảng Ninh, tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động xuất nhập khẩu hàng hóa.
Cách TP Hà Nội 60 km
Cách sân bay quốc tế Nội Bài 75 km
Cách cảng Hải Phòng 39 km
Cách cảng nước sâu Cái Lân - Quảng Ninh 50 km
Nằm đối diện tuyến đường sắt Hà Nội - Hải Phòng
Khu công nghiệp Nam Sách, nằm tại huyện Nam Sách và gần huyện Cẩm Giàng, sở hữu diện tích lớn trồng cà rốt và cà chua, cung cấp nguồn nguyên liệu dồi dào cho nhà máy Với sự ra đời của nhà máy, nhu cầu tiêu thụ sản phẩm đồ hộp nước cà chua và mứt cà rốt sẽ được đáp ứng không chỉ cho cư dân trong huyện mà còn cho các huyện lân cận và khu vực phía Bắc.
Hình 1.1 Vị trí của khu công nghiệp Nam Sách [33]
Khí hậu
Nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, khu vực này có nhiệt độ trung bình hàng năm đạt 23,3°C, với nhiệt độ cao nhất vào mùa hè không vượt quá 24°C Số giờ nắng trung bình hàng năm là 1.524 giờ, trong khi lượng mưa trung bình dao động từ 1.300 đến 1.700 mm, và độ ẩm trung bình đạt 85-87% Hướng gió chủ yếu là Đông Nam.
Hệ thống giao thông nội bộ
Đường trục chính KCN kết nối với quốc lộ 37 tại Km0+500, có mặt cắt rộng 27m, bao gồm 2 làn đường 7,5m, dải phân cách 2m và hè 5m x 2 Các tuyến đường khác có mặt cắt lần lượt là 16,25m, 15,25m và 13,5m Hệ thống đường giao thông nội bộ được thiết kế hợp lý, đảm bảo thuận tiện cho việc di chuyển của các phương tiện đến từng lô đất.
Nguồn cung cấp điện
Nguồn điện cho khu công nghiệp được cung cấp từ đường dây 35 KV đến trạm biến áp tổng với công suất 30.000 KVA Từ trạm biến áp này, điện được phân phối đến hàng rào các nhà máy thông qua hệ thống cáp điện ngầm 22 KV.
Cấp thoát nước
Nguồn cấp nước từ nhà máy nước VIWASEN do Công ty Cổ phần VIWASEN 6 cung cấp và từ nhà máy nước Cẩm Giàng công suất khoảng 4500 m 3 /ngày đêm
Nhà máy xử lý toàn bộ nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt đạt tiêu chuẩn tối thiểu mức C trước khi thải ra hệ thống nước thải chung của khu công nghiệp Sau đó, khu công nghiệp tiếp tục xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn mức B trước khi xả ra sông Bến Ngạch qua đường ống bê tông với công suất 3600m³/ngày.
Hệ thống thông tin liên lạc
Hệ thống viễn thông đạt tiêu chuẩn quốc tế, luôn sẵn sàng đáp ứng nhu cầu thông tin liên lạc với mật độ 9-11 lines/ha Cáp quang ngầm được kết nối trực tiếp đến chân hàng rào của từng doanh nghiệp.
Hệ thống phòng cháy và chữa cháy
Khu công nghiệp được trang bị hệ thống cảnh báo và phòng chống cháy nổ theo quy định quốc gia Hệ thống họng cấp nước chữa cháy được lắp đặt tại các điểm giao thông trong khu vực và tại tất cả các nhà máy, nhằm đảm bảo hiệu quả bảo vệ toàn khu trước các sự cố cháy nổ.
Nguồn nguyên liệu
Nguồn nguyên liệu đƣợc thu mua từ các huyện trong tỉnh nhƣ: Nam Sách, Cẩm Giàng và các tỉnh lân cận thuộc vùng đồng bằng sông Hồng.
Nguồn cung cấp hơi
Nhà máy sử dụng lò hơi riêng.
Nhiên liệu
Nhà máy sản xuất rau quả sử dụng xăng cho xe tải, dầu DO cho máy phát điện và dầu nhờn để bôi trơn thiết bị.
Nguồn nhân công
Tỉnh có dân số khoảng 2,46 triệu người (ước tính năm 2016), trong đó độ tuổi lao động chiếm khoảng 60% Nhà máy được xây dựng cách Hà Nội 60 km, nơi có nhiều trường Đại học, Cao đẳng và trung tâm đào tạo nghề, giúp cung cấp đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật, cán bộ quản lý chất lượng và công nhân tay nghề cao, đáp ứng nhu cầu lao động cho nhà máy.
Sự hợp tác hóa
Kết nối với các nhà máy lân cận trong khu công nghiệp, như nhà máy cung cấp bao bì và nhà máy nước, giúp giảm chi phí đầu tư và chi phí điện nước, đồng thời dễ dàng kiểm soát ô nhiễm.
Việc xây dựng nhà máy chế biến đồ hộp nước cà chua và mứt cà rốt tại khu công nghiệp Nam Sách là một quyết định hợp lý, nhờ vào những điều kiện thuận lợi sẵn có tại đây.
Sau khi nghiên cứu chính sách phát triển kinh tế và xu hướng xã hội, cùng với việc phân tích các yếu tố thực tế như nguyên liệu, nguồn lao động, khí hậu, vị trí địa lý và cơ sở hạ tầng, tôi quyết định xây dựng "Nhà máy chế biến rau quả" tại khu công nghiệp Nam Sách, tỉnh Hải Dương Nhà máy sẽ sản xuất hai mặt hàng chính: đồ hộp nước cà chua với năng suất 1,2 tấn sản phẩm mỗi giờ và mứt cà rốt với năng suất 12 tấn nguyên liệu mỗi ca.
TỔNG QUAN
Nguyên liệu chính
2.1.1.1 Giới thiệu chung về nguyên liệu cà chua
Cà chua có tên khoa học Lycopensicum esculentum, thuộc họ cà (Solanaceae)
Cà chua có xuất xứ ở Nam Mỹ và ngày nay đƣợc trồng khắp nơi trên thế giới Trồng chủ yếu ở đồng bằng và trung du phía Bắc
Quả cà chua bao gồm vỏ, thịt quả, dịch quả và hạt, với tỷ lệ giữa các phần này phụ thuộc vào độ dày của thành quả Thành quả dày thường có nhiều thịt và ít hạt, trong khi thành trong chứa hàm lượng chất khô cao Khối lượng quả có sự khác biệt rõ rệt giữa các loài và ngay cả trong cùng một loài Dựa vào khối lượng quả, chúng ta có thể phân chia thành ba nhóm khác nhau.
- Nhóm quả có khối lượng dưới 50 gr
- Nhóm quả có khối lƣợng trung bình từ 50 – 100 gr
- Nhóm quả có khối lƣợng trên 100 gr
Khi quả cà chua chín, màu sắc của chúng có thể khác nhau như đỏ, đỏ hồng, vàng da cam và vàng nhạt, tùy thuộc vào giống và điều kiện khí hậu Nhiệt độ dưới 30°C thúc đẩy sự hình thành lycopen, khiến quả có màu đỏ, trong khi nhiệt độ trên 30°C tạo ra caroten, làm quả có màu vàng da cam hoặc đỏ nhạt Quả cà chua chín tự nhiên có chất lượng tốt hơn so với quả chín do dấm trong quá trình bảo quản.
Nhiệt độ lý tưởng cho quả chín là 22°C với độ ẩm từ 80 đến 85% Màu sắc của quả phụ thuộc vào hàm lượng sắc tố, trong đó lycopen là sắc tố màu đỏ hình thành ở nhiệt độ khoảng 20°C Khi quả chín, màu sắc chuyển sang đỏ do sự gia tăng lycopen, thịt quả trở nên mịn màng và vị ngọt hơn nhờ vào quá trình chuyển hóa tinh bột thành đường, trong khi lượng axit giảm Giai đoạn chín cũng là thời điểm vitamin C và caroten đạt mức cao nhất.
2.1.1.2 Thành phần hoá học của cà chua
Theo Edward C.Tigchelaar (1989) thì thành phần hóa học của cà chua nhƣ sau:
Trong chất khô gồm các chất chủ yếu sau:
- Chất không hòa tan trong rƣợu (protein, xenluloza, pectin, polysaccarit): 21%
- Axit hữu cơ (citric, malic, galacturonic, pyrrolidon-caboxylic): 12%
- Các chất khác ( carotenoit, ascorbic, chất dễ bay hơi, amino axit, …): 5%
2.1.1.3 Công dụng của cà chua
Cà chua tốt cho sức khỏe tim mạch
Nghiên cứu trên những người đàn ông trung niên cho thấy nồng độ lycopene và beta-carotene trong máu thấp có thể làm gia tăng nguy cơ mắc bệnh tim mạch và đột quỵ.
Cà chua phòng chống ung thƣ
Nghiên cứu quan sát cho thấy có mối liên hệ giữa việc tiêu thụ cà chua và các sản phẩm từ cà chua với tỷ lệ mắc bệnh ung thư tuyến tiền liệt, phổi và dạ dày thấp hơn.
Cà chua tốt cho sức khỏe của da
Các thực phẩm chế biến từ cà chua rất giàu lycopene và các hợp chất thực vật khác có thể bảo vệ làn da khỏi bị cháy nắng
2.1.1.4 Thu hoạch và bảo quản
Khi thu hoạch quả phải nhẹ nhàng, tránh va đập mạnh, quả bị sây sát, bị dập sẽ là môi trường tốt cho sâu bệnh hại xâm nhiễm
Bảo quản trong điều kiện tự nhiên: ở những vùng lạnh hoặc mùa vụ có nhiệt độ thấp có thể bảo quản trong điều kiện tự nhiên từ 3 - 4 tuần
Cà chua xanh rất nhạy cảm với nhiệt độ dưới 10°C, vì vậy chỉ nên bảo quản cà chua đã chín trong kho lạnh Cà chua chín có thể được lưu trữ ở nhiệt độ từ 10 - 13°C trong 4 ngày mà không bị ảnh hưởng nhiều bởi lạnh, và sẽ tiếp tục chín khi nhiệt độ tăng lên.
2.1.2.1 Giới thiệu về nguyên liệu cà rốt
Cà rốt được coi là một trong những thực phẩm quý giá nhất, được các chuyên gia y tế trên toàn thế giới công nhận vì giá trị dinh dưỡng và khả năng chữa bệnh Với hàm lượng đường, vitamin và năng lượng phong phú, cà rốt mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe con người.
Tế bào cà rốt, giống như các tế bào thực vật khác, bao gồm màng tế bào, chất nguyên sinh và không bào Màng tế bào của chúng được cấu tạo từ cellulose, pectin và hemicellulose, tạo nên cấu trúc vững chắc và chức năng quan trọng trong sự sống của cây.
Cà rốt được trồng nhiều ở phía bắc như Hải Dương, Bắc Ninh
2.1.2.2 Thành phần hóa học và dinh dưỡng
Bảng 2.1 Thành phần hóa học của cà rốt trong 100g [35]
Ngoài ra trong cà rốt còn có các loại muối khoáng: K, Ca, Fe, P, Cu, Bo, Br, Mg,
Mo Đường trong cà rốt chủ yếu là đường đơn (glucose, fructose) chiếm 50% tổng lượng đường
Trong cà rốt có những dạng vitamin sau [38]:
Vitamin A (9 mg%) được hình thành từ beta-caroten và có khả năng bị phân hủy trong cơ thể Mặc dù Vitamin A không bị ảnh hưởng khi chế biến ở nhiệt độ thường, nhưng nó có thể bị phá hủy khi tiếp xúc với nhiệt độ cao.
- Vitamin B2 (riboflavin) trong cà rốt chiếm 20 mg%
- Vitamin B3 (acid pantotenic) có trong cà rốt 0,1 - 0,3 mg%, là yếu tố cần thiết cho quá trình trao đổi glucid trong cơ thể
- Vitamin H (biotin) chiếm 400 - 1000 μg/g chất khô cà rốt
Cà rốt chứa hàm lượng caroten cao hơn cà chua, với carotenoid là sắc tố tạo nên màu đỏ đặc trưng của nó Màu sắc của cà rốt có thể thay đổi tùy thuộc vào nồng độ và thành phần carotenoid Carotenoid không chỉ là chất chống oxy hóa hiệu quả mà còn giúp cải thiện sức khỏe, đặc biệt là nồng độ carotenoid cao trong máu có khả năng giảm nguy cơ thiếu máu cơ tim.
Cà rốt có một ít tinh bột, chất đạm, chất béo, pectin, các enzym pectinase, oxydase
Cà rốt không chỉ chứa insulin giúp giảm lượng đường trong máu mà còn có thành phần chất đạm với asparagin và chất béo bao gồm acid palmitic và oleic Ngoài ra, cà rốt còn chứa tinh dầu chiếm từ 0.8 - 1.6%, với các hợp chất chính như pinen, limonen và daucola (1-glycol).
2.1.2.3 Công dụng của cà rốt
Giảm nguy cơ ung thƣ
Có thể giúp ngăn ngừa một số loại ung thƣ nhƣ ung thƣ tuyến tiền liệt, ung thƣ đại tràng, ung thƣ dạ dày
Giảm nồng độ cholesterol trong máu
Cà rốt có thể làm tăng cảm giác no và giảm lƣợng calo đƣợc tiêu thụ trong các bữa ăn tiếp theo
Tốt cho sức khỏe của mắt
Cà rốt giàu vitamin A cải thiện đƣợc tình trạng mắc phải chứng quáng gà
2.1.2.4 Thu hoạch và bảo quản
Khi thu hoạch quả phải nhẹ nhàng, tránh va đập mạnh, quả bị sây xát, bị dập sẽ là môi trường tốt cho sâu bệnh hại xâm nhiễm
Để bảo quản cà rốt hiệu quả, cần giữ chúng ở nhiệt độ thấp và độ ẩm cao, vì cà rốt dễ bị héo, đặc biệt là ở phần đuôi củ Khi lưu trữ trong kho tự nhiên, có thể sử dụng túi polyetylen, túi giấy hoặc thùng gỗ có lót polyetylen với dung lượng 50 kg/thùng để đảm bảo chất lượng cà rốt.
Để bảo quản cà rốt hiệu quả trong kho lạnh, cần xếp cà rốt thành đống 5 tấn, cao từ 1,5 đến 2 mét, duy trì nhiệt độ từ 0 đến 1 độ C và độ ẩm không khí ở mức 90 - 95% với chế độ thông gió mở Sau 6 tháng, tỷ lệ nguyên vẹn của cà rốt đạt 93,6% Để giảm thiểu hao hụt, có thể sử dụng bao polyetylen 30 – 35 kg hoặc bọc sáp Waxol - 12.
Nguyên liệu phụ
Nước là thành phần thiết yếu trong hầu hết các loại đồ hộp rau quả, vì vậy chất lượng nước có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm Tuy nhiên, nước tự nhiên thường không tinh khiết mà chứa nhiều tạp chất và vi sinh vật Do đó, cần phải tiến hành khử trùng và lọc nước trước khi sử dụng để đảm bảo không ảnh hưởng đến mùi, vị, màu sắc và hình thái của sản phẩm.
Saccharose là thành phần quan trọng trong sản xuất các sản phẩm mứt đặc biệt là tạo cấu trúc cho mứt khô
Trong sản xuất đồ hộp nước quả, việc bổ sung saccharose không chỉ tăng cường giá trị dinh dưỡng mà còn nâng cao các giá trị cảm quan của sản phẩm Đường cung cấp năng lượng, điều chỉnh vị chua ngọt và tạo cấu trúc cho sản phẩm Để đảm bảo chất lượng, đường sử dụng cần có độ tinh khiết cao, nhằm không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và tạo giá trị cảm quan cho mứt khô.
Thành phần của đường kính trắng loại I [34]:
- Độ màu IU nhỏ hơn hoặc bằng: 160 IU
- Tạp chất không tan nhỏ hơn hoặc bằng: 60 mg/kg
Acid citric là một loại acid hữu cơ phổ biến trong trái cây, đặc biệt là các loại trái cây họ cam quýt như chanh, cam và bưởi Nó được sử dụng như một chất bảo quản tự nhiên, giúp tạo hương vị, kiểm soát pH và chống oxy hóa cho nhiều sản phẩm.
Muối là một khoáng chất quan trọng, được sử dụng phổ biến như gia vị trong ẩm thực Có nhiều dạng muối ăn, bao gồm muối thô, muối tinh và muối iốt, với hình dạng tinh thể và màu sắc từ trắng đến hồng nhạt hoặc xám Muối được khai thác từ nước biển hoặc các mỏ muối và thường được thêm vào nước cà chua để tăng cường hương vị.
Sản phẩm
2.3.1 Đồ hộp nước cà chua
Nước cà chua là sản phẩm được tạo ra từ quá trình ép quả, chứa nhiều chất dinh dưỡng quý giá như đường, acid hữu cơ và vitamin Với sự cân đối của các thành phần dinh dưỡng, nước cà chua mang lại hương vị thơm ngon, hấp dẫn Sản phẩm này không chỉ được tiêu thụ trực tiếp mà còn được sử dụng để chế biến xirô trái cây và các món ăn khác.
Hình 2.1 Sản phẩm đồ hộp nước cà chua
2.3.1.1 Các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm đồ hộp nước cà chua
[7; tr311] a) Chỉ tiêu cảm quan
Nước cà chua phải đồng nhất ở thể huyền phù, có hương vị tự nhiên, màu đỏ đẹp b) Chỉ tiêu hóa lý
- Độ dày của hộp: mức tối thiểu của nước cà chua phải chiếm ít nhất 90% dung tích của nước chứa đầy trong hộp đóng kín ở 20 o C [1; tr 238]
- Hàm lƣợng chất khô: độ khô tối thiểu 4,5%, hàm lƣợng chất khô hòa tan của nước cà chua đạt 10 % [50]
- Kim loại nặng: đồng < 5 mg/l, thiếc < 100mg/l c) Chỉ tiêu vi sinh
- Không đƣợc chứa các vi sinh vật gây thối hỏng có thể phát triển trong điều kiện bảo quản thông thường
- Không đƣợc chứa bất cứ chất nào có nguồn gốc từ vi sinh vật với liều lƣợng có thể gây hại cho sức khỏe con người
2.3.2 Sản phẩm mứt cà rốt
Mứt cà rốt là sản phẩm thuộc mứt khô
Mứt khô là sản phẩm được chế biến từ quả tươi, nấu với đường và sau đó được hong khô hoặc sấy nhẹ để đạt độ khô khoảng 80% Quá trình này tạo ra một lớp màng trắng đục trên bề mặt, giúp bảo quản và tăng hương vị cho sản phẩm.
Mứt cà rốt có màu cam hấp dẫn xen kẽ đó là màu trắng của đường phủ ngoài làm cho sản phẩm đẹp mắt, hương vị thơm ngon
Hình 2.2 Sản phẩm mứt cà rốt
2.3.2.1 Chỉ tiêu chất lượng của mứt cà rốt a) Chỉ tiêu cảm quan
Miếng mứt giữ nguyên hình dáng từng lát cắt tươi từ củ, có màu cam vàng đặc trưng Đường cát phủ ngoài màu trắng b) Chỉ tiêu hóa lý
- Hàm lượng đường tổng số: >= 10%
- Hàm lƣợng chất khô: >= 80% c) Chỉ tiêu vi sinh
Không đƣợc chứa các vi sinh vật gây thối hỏng có thể phát triển trong điều kiện bảo quản thông thường
- Tổng số vi sinh vật hiếu khí: < 10 4 CFU/g
- Tổng số bào tử nấm mốc – men: < 10 2 CFU/g
Chọn phương án thiết kế
Qua quá trình tính toán và xây dựng, để phù hợp với năng suất cũng nhƣ mặt hàng sản phẩm ta thiết kế nhà một tầng
Chất lượng sản phẩm bị ảnh hưởng bởi một hoặc một số công đoạn chính trong quy trình sản xuất Để lựa chọn phương án thiết kế phù hợp, cần dựa vào những công đoạn quan trọng này.
2.4.1 Sản phẩm đồ hộp cà chua
2.4.1.1 Quá trình ép thu dịch quả Ép là biện pháp cơ học nhằm tách dịch quả ra khỏi khối nguyên liệu Đây là khâu xử lý cơ học quan trọng nhất trong dây chuyền sản xuất nước cà chua
Hiệu quả của quá trình ép được xác định qua hiệu suất ép, tức là tỷ lệ phần trăm lượng dịch quả thu được so với khối lượng nguyên liệu sử dụng Hiệu suất này chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm độ chín của nguyên liệu và độ xốp của khối nguyên liệu.
Do đó để nâng cao hiệu suất ép có các phương pháp sau:
Xử lý cấu tạo khối nguyên liệu
Để ép cà chua hiệu quả, cần sơ chế nguyên liệu bằng cách nghiền, xé nhỏ và đun nóng Sử dụng thiết bị ép kiểu trục vít nằm ngang giúp tối ưu hóa quy trình, với tỷ lệ nước còn lại trong bã chỉ ≤ 10%.
Thanh trùng là quá trình tiêu diệt hoặc ức chế vi sinh vật và enzym trong thực phẩm, đặc biệt là đồ hộp, nhằm ngăn ngừa hư hỏng và kéo dài thời gian bảo quản Đây là một công đoạn công nghệ quan trọng trong sản xuất thực phẩm đóng hộp, quyết định khả năng bảo quản của sản phẩm cuối cùng.
Thanh trùng sản phẩm đƣợc sử dụng rộng rãi và tiện lợi nhất là thanh trùng bằng nhiệt Thanh trùng bằng nhiệt cần thỏa mãn hai yêu cầu sau:
- Tiêu diệt hoặc ức chế vi sinh vật đồng thời đảm bảo vô hoạt hóa enzim có hại
- Hạn chế đến mức tối đa ảnh hưởng không tốt của chế độ thanh trùng đến chất lƣợng sản phẩm
Các loại thanh trùng bằng nhiệt [1; tr 251]:
- Thanh trùng Pasteur: thanh trùng từ nhiệt độ 100 0 C trở xuống Thường dùng đối với sản phẩm có độ chua cao: nước quả, quả nước đường,…
- Thanh trùng công nghiệp (tiệt trùng): là thanh trùng ở nhiệt độ trên 100 0 C (105
Phần lớn sản phẩm có pH cao được thanh trùng ở nhiệt độ 127°C Đối với đồ hộp chua có pH < 4,6 như nước cà chua, vi khuẩn chịu nhiệt không chỉ không phát triển mà còn dễ bị tiêu diệt khi nâng cao nhiệt độ Do đó, quá trình thanh trùng có thể thực hiện ở nhiệt độ từ 80 đến 100°C, sử dụng thiết bị thanh trùng làm nguội băng tải tự động bằng hơi nước.
2.4.2 Sản phẩm mứt cà rốt
Quá trình cô đặc trong sản xuất mứt cà rốt nhằm mục đích làm bay hơi một phần hơi nước, chuẩn bị cho công đoạn sấy tiếp theo
Có các phương pháp cô đặc sau:
Cô đặc dưới áp suất khí quyển đòi hỏi cung cấp nhiệt lượng để nâng cao nhiệt độ nguyên liệu đến điểm sôi, nhằm thúc đẩy quá trình bay hơi Tuy nhiên, trong điều kiện áp suất khí quyển, nhiệt độ sôi phải vượt quá 100°C, dẫn đến việc sản phẩm dễ bị biến đổi chất lượng và hiệu quả kinh tế không cao.
Cô đặc chân không là quá trình giảm áp suất, giúp hạ nhiệt độ sôi của sản phẩm xuống chỉ còn từ 45 đến 70 độ C, tương ứng với độ chân không khoảng nhất định.
680 - 460 mmHg Như vậy hạn chế nhiệt độ cao ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm
Phương pháp cô đặc chân không được lựa chọn vì tính phù hợp với nguyên liệu và khả năng nâng cao chất lượng sản phẩm Đặc biệt, với sản phẩm mứt dạng miếng, quy trình này được thực hiện trong thiết bị chân không một nồi có buồng đốt hai vỏ và trục khuấy, giúp tối ưu hóa quá trình sản xuất.
Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi sản phẩm bằng nhiệt
Có các phương pháp sấy sau:
Sấy nhân tạo có thể được phân loại dựa trên cách tạo ra nguồn nhiệt và cách tiếp xúc giữa nguyên liệu sấy và tác nhân sấy, bao gồm các phương pháp như sấy tiếp xúc, sấy trực tiếp, sấy bức xạ và sấy bằng dòng điện cao tần.
Có nhiều phương pháp sấy dựa trên hướng và trạng thái chuyển động của nguyên liệu và tác nhân sấy, bao gồm sấy ngược chiều, sấy xuôi chiều, sấy chéo dòng, sấy tầng sôi, sấy phun và sấy thăng hoa.
Thiết bị sấy băng tải 1 tầng là giải pháp lý tưởng cho việc sấy mứt cà rốt, cho phép sấy liên tục với khối lượng lớn nguyên liệu trong thời gian ngắn Thiết bị này hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ thấp, giúp tiết kiệm không gian phân xưởng và giảm thiểu chi phí nhân công nhờ vào tính năng tự động hóa.
Phương thức sấy tiếp xúc mang lại nhiều lợi ích vượt trội, bao gồm khả năng kiểm soát điều kiện sấy linh hoạt và đảm bảo chất lượng sản phẩm nhờ vào việc sấy các vùng riêng biệt Ngoài ra, phương pháp này cũng có tốc độ sấy cao hơn, với tác nhân sấy là không khí nóng, giúp đảm bảo sản phẩm đạt độ tinh khiết cao.
CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Sản phẩm nước cà chua
3.1.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ
Sơ đồ 3.1 Dây chuyền công nghệ sản xuất đồ hộp nước cà chua
Hòa trộn Bảo quản, dấm chín
Rửa Phối chế Làm lạnh Đồng hóa Nghiền, xé
Hộp sắt tây Ép nước
Rót hộp, đóng kín Lọc
Bảo ôn Nước cà chua đóng hộp
3.1.2 Thuyết minh quy trình công nghệ
Mục đích của việc sản xuất cà chua là đảm bảo sản phẩm đạt độ chín kỹ thuật, tuy nhiên, khi thu hái, cà chua chỉ đạt độ chín thu hoạch Do đó, cần tiến hành quá trình dấm chín để nâng cao chất lượng sản phẩm.
Để thúc đẩy quá trình chín nhanh của cà chua, hãy xếp cà chua vào khay và chồng các khay lên nhau Nâng nhiệt độ phòng lên 20 – 25 độ C và duy trì độ ẩm ở mức 80 – 90% Sử dụng khí etylen với nồng độ 0,1 – 0,5% trong không khí để tăng cường hiệu quả chín.
Mục đích: loại bỏ những quả không đạt yêu cầu nhƣ còn xanh, dập nát và loại bỏ cuống còn sót
Thực hiện: sử dụng băng tải trục lăn để vận chuyển cà chua Vận tốc băng tải
Tốc độ băng tải dao động từ 0,12 đến 0,15 m/s với chiều rộng từ 60 đến 80 cm Công nhân đứng hai bên băng tải sẽ lựa chọn những quả hư thối, sâu bệnh và không đạt tiêu chuẩn chất lượng để loại bỏ thành phế liệu, trong khi những quả chưa chín đạt yêu cầu sẽ được đem đi dấm chín.
Mục đích: loại bỏ các tạp chất trên bề mặt quả
Thực hiện: cà chua thuộc loại vỏ mềm dễ dập nát, nên quá trình rửa thực hiện trong máy rửa cà chua
Mục đích: chuẩn bị cho quá trình ép
- Xé nhỏ nguyên liệu ra thành nhiều mảnh nhỏ nhằm tăng hiệu suất ép, giảm thời gian ép, giảm chi phí năng lƣợng, thiết bị
- Phá vỡ cấu trúc tế bào của nguyên liệu, làm dịch bào thoát ra ngoài, tăng hiệu quả cho quá trình ép
- Tạo điều kiện tốt cho quá trình truyền nhiệt vào nguyên liệu làm cho tốc độ tăng nhiệt nhanh hơn, enzyme chóng bị tiêu diệt, quả nhanh mềm hơn, …
Thực hiện: trong máy nghiền
Mục đích: chuẩn bị cho quá trình ép
- Làm mất hoạt tính của các loại enzyme, đặc biệt là các loại enzyme gây biến màu và phân hủy một số thành phần hóa học
- Làm mềm nguyên liệu để dễ ép dịch hơn
- Chống biến màu và chống phân hủy thành phần hóa học
- Gây kết tủa một số chất keo nhƣ protein, tạo điều kiện cho quá trình lọc trong Thiết bị: Thiết bị đun nóng nồi 2 vỏ có cánh khuấy
- Để vô hoạt lượng enzyme còn lại trong quả, người ta có thể gia nhiệt đến 85 0 C
Mục đích: tách dịch bào ra khỏi tế bào thịt quả để thu lƣợng dịch quả dùng cho quá trình chế biến sau này
Thực hiện: sử dụng máy ép kiểu trục vít nằm ngang
Cà chua sau khi được xé nhỏ và đun nóng sẽ được đưa vào máy ép kiểu trục vít, nơi dịch ép sẽ được tách ra và chứa trong thùng Tỉ lệ nước còn lại trong bã cà chua không vượt quá 10%.
Nước ép đưa về thùng hòa trộn có cánh khuấy chống lắng Tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu của dịch quả ban đầu: Bx, độ acid
Mục đích: tách bỏ phần thịt quả, vỏ quả các tạp chất và hạt có kích thước lớn còn sót trong nước quả
Thực hiện: sử dụng thiết bị lọc dạng li tâm áp lực Máy làm việc liên tục Ƣu điểm:
- Nâng cao hiệu quả sản xuất, giảm khấu hao thiết bị
- Hệ thống cọ rửa CIP tự động, có chức năng làm sạch xả bã quả
- Thiết kế chế tạo tinh xảo, diện tích lắp đặt nhỏ
- Độ tinh khi lọc thích hợp để lọc trong cho các sản phẩm nước quả nhưng vẫn đảm bảo đƣợc màu sắc của chúng
- Chế tạo hoàn toàn bằng thép không gỉ SUS 304 hình thức đẹp, chất lƣợng phù hợp tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm
3.1.2.8 Phối trộn a) Chuẩn bị xirô phối trộn
Xirô được chế biến bằng cách nấu nóng, trong đó đường được hòa với nước và đun sôi, sau đó được lọc và làm lạnh Phương pháp này không chỉ tiêu diệt vi sinh vật có trong đường và nước mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chuyển đổi saccharose thành glucose và fructose.
Để thực hiện quy trình, nước và đường được hòa trộn và đun nóng đến 85°C, sau đó bổ sung acid citric và giữ nhiệt trong 20 phút để chuyển hóa saccharose Tùy thuộc vào pH của nguyên liệu, acid citric được điều chỉnh để cân bằng pH của dịch sau khi trộn với xirô Trong quá trình nấu, lượng nước bay hơi khoảng 2-5%, do đó cần tính toán trước để đạt được nồng độ xirô mong muốn Thiết bị sử dụng là nồi inox hai vỏ với cánh khuấy hoạt động liên tục.
Lọc xirô được thực hiện ở trạng thái nóng để loại bỏ các tạp chất cơ học như rác, đất và cát có trong đường trong quá trình vận chuyển và bảo quản Quá trình này sử dụng bình lọc túi và sau khi lọc, xirô được làm lạnh xuống 10°C nhằm hạn chế tổn thất và giữ lại hương thơm Cuối cùng, xirô sẽ được pha chế với nồng độ 30%.
Mục đích của việc phối trộn nước ép là tăng giá trị dinh dưỡng và điều chỉnh mùi vị một cách hài hòa Bên cạnh đó, việc bổ sung acid citric trong quá trình này còn giúp hạn chế sự biến màu và biến đổi các chất dinh dưỡng, giữ cho nước ép luôn tươi ngon và bổ dưỡng.
Tiến hành bơm dịch nước quả đã lọc vào thùng phối trộn cùng với dịch xirô đã được làm lạnh Thêm muối với hàm lượng khoảng 0,5% khối lượng nước ép để điều vị Sử dụng thùng phối trộn hình trụ đáy côn có cánh khuấy, hỗn hợp được khuấy trong 10 phút với tốc độ 60 vòng/phút.
Sản phẩm cuối cùng đạt đƣợc nồng độ chất khô 10% và độ acid 0,6%
Mục đích của quá trình đồng hóa là tạo ra sản phẩm sau phối trộn đồng nhất, với các phần tử của bán thành phẩm có kích thước rất nhỏ Sản phẩm đã qua đồng hóa không chỉ nâng cao giá trị về mùi vị và độ mịn, mà còn cải thiện khả năng tiêu hóa và giảm thiểu hiện tượng phân lớp trong tương lai.
Thực hiện: thiết bị đồng hoá áp lực cao, do sự thay đổi áp suất rất lớn và đột
Mục đích của việc đuổi chất khí trong hộp trước khi ghép nắp là để giảm áp suất trong hộp trong quá trình thanh trùng, từ đó hạn chế quá trình oxi hóa và sự phát triển của vi sinh vật Điều này cũng giúp ngăn ngừa hiện tượng ăn mòn hộp sắt và tạo ra độ chân không trong hộp, tránh tình trạng phồng hộp.
Thực hiện: thiết bị bài khí chân không Thời gian bài khí 20 giây, độ chân không trong thiết bị 740 mmHg
Mục đích: bước đầu hoàn thiện sản phẩm, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp theo
Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, quy trình sản xuất sử dụng máy chiết rót và ghép mí tự động Hộp N 0-8, được làm bằng sắt tây và rửa sạch, được sử dụng để chứa sản phẩm Sau khi chiết rót, cần đóng kín hộp và kiểm tra độ kín theo chu kỳ sản xuất Trong mỗi ca sản xuất, việc lấy mẫu để kiểm tra cần thực hiện từ 2 đến 3 lần.
Để kiểm tra, hãy lau sạch hộp bằng khăn Sau đó, cho 2 - 3 hộp vào bình thủy tinh của máy hút chân không Rót nước vừa mới đun sôi, để nguội trong 15 phút cho đến khi đạt khoảng 40 độ.
Khi nhiệt độ đạt 45 độ C, áp suất bên trong hộp có thể làm nắp hộp phồng lên nếu hộp được đậy kín Việc sử dụng bơm chân không với độ chân không 500 tor giúp tạo ra chênh lệch áp suất giữa bên trong và bên ngoài hộp Nếu hộp không kín, nước trong sản phẩm có thể rỉ ra ngoài qua các chỗ hở.
Mục đích: tiêu diệt vi sinh vật và tăng thời gian bảo quản
Thiết bị thanh trùng tự động sử dụng băng tải và hơi nước, với nhiệt độ sản phẩm ra là 30°C Quy trình thanh trùng diễn ra ở nhiệt độ 95°C trong tổng thời gian 35 phút, bao gồm 10 phút nâng nhiệt, 15 phút giữ nhiệt và 10 phút hạ nhiệt.
3.1.2.13 Dán nhãn, in date, thành phẩm
Mục đích: tạo cảm quan cho sản phẩm, thu hút người tiêu dùng
Sản phẩm mứt cà rốt
3.2.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ
Sơ đồ 3.2 Dây chuyền công nghệ sản xuất mứt cà rốt
Mứt cà rốt Bao gói
3.2.2.1 Lựa chọn và phân loại
Mục đích: loại bỏ những quả không đạt yêu cầu nhƣ bị thối, dập nát
Thực hiện: sử dụng băng tải trục lăn để vận chuyển cà rốt Vận tốc băng tải 0,12
Với tốc độ 0,15 m/s và chiều rộng băng tải từ 60 đến 80 cm, công nhân đứng hai bên băng tải có nhiệm vụ lựa chọn và loại bỏ những quả hư thối, sâu bệnh, không đảm bảo chất lượng, đồng thời loại bỏ cuống.
Mục đích: nhằm loại bỏ các tạp chất nhƣ cát, bùn, các vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu
Để đảm bảo vệ sinh cho cà rốt, đầu tiên, nguyên liệu này được ngâm trong dung dịch CaOCl2 với nồng độ 5 mg/l trong 5 phút nhằm tiêu diệt vi sinh vật bám trên bề mặt Sau đó, cà rốt được rửa sạch bằng máy rửa chuyên dụng để loại bỏ tạp chất và đất cát còn sót lại trên củ.
Mục đích: làm sạch nguyên liệu
Để gọt vỏ cà rốt, chúng ta sử dụng thiết bị gọt vỏ chuyên dụng, được thiết kế để tiếp xúc trực tiếp với bề mặt nguyên liệu Thiết bị này sử dụng đĩa mài mòn hoặc ống cuộn để loại bỏ lớp vỏ, sau đó nguyên liệu được rửa sạch bằng nước Các củ cà rốt đã được bóc vỏ sẽ được đẩy ra ngoài nhờ vào chuyển động của trục vít.
Mục đích: tạo hình sản phẩm
Thực hiện: sử dụng thiết bị cắt lát kiểu đĩa, thẳng đứng Chiều dài của miếng cà rốt 3 - 6 mm, chiều rộng 2 - 4 mm, chiều dày 2 - 3 mm
Mục đích của quá trình này là vô hoạt enzyme oxi hóa và enzyme thủy phân, giúp giữ hương vị cho sản phẩm và làm sạch nguyên liệu Điều này cũng giúp sản phẩm dễ dàng ngấm đường hơn trong giai đoạn ướp đường, đồng thời giữ màu cho cà rốt khi sấy và rút ngắn thời gian sấy.
Thực hiện: sử dụng thiết bị chần dạng băng tải với nhiệt độ nước chần 90 0 C, áp suất hơi 3 – 4 atm, thời gian chần 5 – 7 phút
Mục đích: nồng độ chất khô tăng lên, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình cô đặc
Để ướp cà rốt, đầu tiên, bạn cần đổ một lớp đường xuống đáy thùng ướp, sau đó xếp một lớp cà rốt lên trên Tiếp tục rải thêm một lớp đường và lặp lại quá trình này cho đến khi hết cà rốt, cuối cùng phủ một lớp đường lên trên cùng Sử dụng thùng ướp có cánh khuấy để đảo trộn nhẹ nhàng giữa cà rốt và đường Tỉ lệ giữa cà rốt và đường là 1:0,6, và thời gian ướp cần thiết là 2 giờ.
Mục đích của quá trình này là tạo điều kiện thuận lợi cho việc sấy, tăng cường nồng độ chất khô, loại bỏ một khối lượng nước đáng kể và ức chế sự phát triển của vi sinh vật.
Trong quá trình cô đặc chân không, sử dụng thiết bị với nồi có buồng đốt 2 vỏ, nhiệt độ được duy trì ở mức 60 - 70 độ C và độ chân không đạt từ 450 - 550 mmHg Mục tiêu là giảm độ ẩm của bán thành phẩm xuống còn 40%.
Mục đích: làm khô sản phẩm, đường kết tinh phủ ngoài cà rốt, tăng thời hạn bảo quản
Thiết bị sấy băng tải được cấu tạo từ băng tải lưới thép không rỉ, lắp chồng lên nhau, với các cánh đảo nguyên liệu và chổi cao su ở cuối băng tải để quét sạch nguyên liệu Hệ thống truyền nhiệt làm nóng không khí, với nhiệt độ điều chỉnh trong khoảng 60 - 70 độ C, đảm bảo quá trình sấy hiệu quả.
Mục đích: hoàn thiện sản phẩm, dễ vận chuyển và tiêu thụ
Thực hiện: cà rốt sau khi sấy xong và làm nguội cho vào bao túi chất dẻo đóng kín, dán nhãn.
CÂN BẰNG VẬT CHẤT
Sơ đồ thu hoạch nguyên liệu
Bảng 4.1 Sơ đồ thu hoạch nguyên liệu
Sơ đồ nhập nguyên liệu
Bảng 4.2 Sơ đồ thu nhập nguyên liệu
Chú thích: Tháng có nguyên liệu Tháng không có nguyên liệu
Kế hoạch sản xuất
Trong năm, nhà máy sẽ nghỉ một tháng vào tháng 1 để tiến hành sửa chữa và đại tu thiết bị, do nguồn nguyên liệu khan hiếm Việc này nhằm đảm bảo máy móc hoạt động hiệu quả hơn trong thời gian tới.
- Ngày sản xuất ba ca, mỗi ca làm việc 8 h Chủ nhật và các ngày lễ lớn trong năm đƣợc nghỉ Vậy một năm có 285 ngày làm việc
Bảng 4 3 Số ngày làm việc/ số ca trong tháng
Chọn năng suất cho từng dây chuyền
- Năng suất của đồ hộp nước cà chua: 1,2 tấn sản phẩm/giờ
- Năng suất của mứt cà rốt: 12 tấn nguyên liệu/ca.
Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất nước cà chua ép
Bảng 4.4 Bảng tiêu hao nguyên liệu qua từng công đoạn
STT Công đoạn Tiêu hao, % STT Công đoạn Tiêu hao, %
1 Bảo quản, dấm chín 10 8 Phối chế 0,5
2 Lựa chọn, phân loại 1,5 9 Đồng hóa 0,5
Gọi M là lƣợng nguyên liệu ban đầu (kg/h)
4.5.1 Công đoạn bảo quản, dấm chín
Lƣợng nguyên liệu thu đƣợc sau khi bảo quản, dấm chín:
4.5.2 Công đoạn lựa chọn, phân loại
Lƣợng nguyên liệu thu đƣợc sau khi lựa chọn, phân loại:
Lƣợng nguyên liệu thu đƣợc sau khi rửa:
Lƣợng nguyên liệu thu đƣợc sau khi nghiền, xé:
Lƣợng nguyên liệu thu đƣợc sau khi đun nóng:
Lượng nước cà chua thu được sau khi ép:
Lượng nước cà chua thu được sau khi lọc:
4.5.8.1 Chi phí nguyên liệu cà chua và xirô dùng trong phối chế
Hàm lượng chất khô yêu cầu trong sản phẩm cuối cùng là 10%, trong khi đó hàm lượng chất khô trung bình của nguyên liệu cà chua chỉ đạt 5,5% Để đạt được yêu cầu này, đường được bổ sung dưới dạng xirô với nồng độ 30%.
- M c : khối lượng nước cà chua đem đi phối trộn M c = M 7 = 0,626 (kg/h)
Cà chua có độ acid 0,3% [42] Sản phẩm đƣợc phối chế để có hàm lƣợng axit là 0,6%
- M c là khối lượng nước cà chua sau lọc M c = 0,626 (kg/h)
- M xr là khối lƣợng xirô dùng để phối trộn Mxr = 0,14 (kg/h)
- Khối lƣợng tổng: M t = M xr + M c = 0,767 (kg/h)
Vậy hàm lƣợng acid citric trong xirô là: 1,93 %
Khối lƣợng acid cần sử dụng: M ax =
Lƣợng xirô sử dụng để phối chế M xr = 0,14 kg/h
Xirô có nồng độ đường là 30%
Lượng đường sử dụng: Mđ =
= 0,04 (kg/h) Lượng nước sử dụng: M n = 0,138 = 0,097 (kg/h)
Lượng nước thực tế cần để nấu xirô: M ntt = M n + 5% M ntt , ( nước hao hụt 5 %)
Lượng muối sử dụng 0,5% lượng nước cà chua sau khi lọc
= 0,003 (kg/h) Lượng nước cà chua thu được sau công đoạn phối trộn với hao hụt 0,5%
Lượng nước cà chua thu được sau khi đồng hóa:
Lượng nước cà chua thu được sau khi bài khí:
Lượng nước cà chua thu được sau khi rót hộp:
Lượng nước cà chua thu được sau khi thanh trùng:
Lượng nước cà chua thu được sau khi bảo ôn:
Ta có M 13 = 1,2 (tấn sản phẩm/h) = 1200 (kg/h)
Vậy khối lƣợng nguyên liệu đầu vào:
Lượng nước cà chua được rót vào hộp đạt 1218,18 kg/h Sản phẩm đồ hộp nước cà chua số 8 có thể tích phù hợp cho nhu cầu tiêu dùng.
330ml thì số hộp cần cho 1h sản xuất là :H = = 3766,79 (hộp/h) Ta làm tròn thành 3767 hộp/h
(Với: 980 kg/m 3 là khối lƣợng riêng của sản phẩm [36])
Giả sử hao hụt do hƣ hỏng là: 4 %
Lƣợng hộp thực tế là: H TT = 3767 ×
= 3616,12 (hộp/h), làm tròn thành 3616 (hộp/ h)
- Lƣợng nguyên liệu ban đầu: M = 1614,03 (kg/h)
- Lƣợng nguyên liệu sau khi bảo quản, dấm chín:
- Lƣợng nguyên liệu sau khi lựa chọn, phân loại:
- Lƣợng nguyên liệu sau khi rửa:
- Lƣợng nguyên liệu sau khi nghiền, xé:
- Lƣợng nguyên liệu sau khi đun nóng:
- Lƣợng nguyên liệu sau khi ép:
- Lƣợng nguyên liệu sau khi lọc:
- Lƣợng nguyên liệu sau khi phối chế:
- Lƣợng nguyên liệu sau khi đồng hóa:
- Lƣợng nguyên liệu sau khi bài khí:
- Lƣợng nguyên liệu sau khi rót hộp:
- Lƣợng nguyên liệu sau khi thanh trùng:
- Lƣợng nguyên liệu sau khi bảo ôn:
- Lƣợng thành phẩm là 1200 (kg/h)
- Khối lƣợng xirô đem đi phối trộn:
Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất mứt cà rốt
Bảng 4.5 Tiêu hao nguyên liệu qua các công đoạn
STT Công đoạn Tiêu hao, % STT Công đoạn Tiêu hao, %
1 Lựa chọn, phân loại 5 6 Ướp đường 1
Lƣợng nguyên liệu cà rốt ban đầu
G = 12 (tấn nguyên liệu/ca) = 1500 (kg/h)
4.6.1 Công đoạn lựa chọn, phân loại
Lƣợng cà rốt thu đƣợc sau khi lựa chọn, phân loại:
Lƣợng cà rốt thu đƣợc sau khi rửa:
Lƣợng cà rốt thu đƣợc sau khi gọt vỏ:
4.6.4 Công đoạn cắt định hình
Lƣợng cà rốt thu đƣợc sau khi cắt định hình:
Lƣợng cà rốt thu đƣợc sau khi chần:
Ta có tỉ lệ cà rốt : đường = 1 : 0,6
Vậy khối lượng đường cho vào khi ướp đường là
Khối lượng tổng cà rốt và đường sau khi ướp đường là:
(kg/h) Hàm lƣợng chất khô của cà rốt là 12 % [2.1.2.2]
Hàm lượng chất khô của đường là 99,4 % [mục 2.2.2]
Gọi a là hàm lượng chất khô của bán thành phẩm sau khi ướp đường
Vậy hàm lượng chất khô của bán thành phẩm sau khi ướp đường là 45,23%
Ta có, hàm lượng chất khô của bán thành phẩm sau khi ướp đường là 45,23 %
Vậy, độ ẩm của mứt cà rốt sau khi ướp đường là W 1 = 100 - 45,23 = 54,77 %
Chỉ tính theo độ giảm ẩm của sản phẩm từ 54,77 % xuống 40 %
M 1 , M 2 : lượng bán thành phẩm liệu trước khi vào và sau khi ra khỏi thiết bị cô đặc, kg/h
W 1 , W 2 :độ ẩm ban đầu, cuối của vật liệu (tính theo khối lƣợng chung, %) Độ ẩm đầu: W 1 = 54,77 % Độ ẩm sau khi cô đặc: W 2 = 40 %
Lƣợng bán thành phẩm sau khi cô đặc
Cho độ ẩm của sản phẩm: 20 %
Chỉ tính theo độ giảm ẩm của sản phẩm từ 40 % xuống 20 %
M 1 , M 2 : lượng vật liệu trước khi vào và sau khi ra khỏi thiết bị sấy, kg/h
W 1 , W 2 :độ ẩm ban đầu, cuối của vật liệu (tính theo khối lƣợng chung, %) Độ ẩm đầu: W 1 = 40 % Độ ẩm sau khi cô đặc: W 2 = 20 %
Lƣợng nguyên liệu sau khi sấy
Lƣợng mứt cà rốt thu đƣợc sau khi bao gói
Bảng 4.6Bảng tổng kết nguyên liệu của dây chuyền sản xuất nước cà chua ép qua các công đoạn
STT Công đoạn Nguyên liệu (kg/h) Nguyên liệu (kg/ngày)
Bảng 4.7Bảng tổng kết nguyên liệu của dây chuyền sản xuất mứt cà rốt qua các công đoạn
STT Các công đoạn Nguyên liệu
TÍNH NHIỆT
Tính nhiệt cho dây chuyền sản xuất mứt cà rốt
Lƣợng nguyên liệu cần sấy: G 5 = 1568,41 (kg/h) [bảng 4.7] Độ ẩm vật liệu vào : W 1 = 40 % Độ ẩm vật liệu ra : W 2 = 20 %
Nhiệt độ sấy cho phép: t 1 = 70 o C , suy ra P 1bh = 0,3177 (at) [5; tr 312]
Nhiệt độ ra của tác nhân sấy: t 2 = 40 o C, suy ra P 2bh = 0,0752 (at)
5.1.1.1 Tính các thông số của không khí trước khi vào calorifer
Trạng thái không khí ngoài trời nơi đặt thiết bị sấy ở Hải Dương nên ta chọn nhiệt độ là: t 0 = 23,5 o C, độ ẩm là: = 84 % [6; tr 99]
Hàm ẩm của không khí đƣợc tính theo công thức sau: x 0 = 0,622 ×
= 0,016 (kg/kgkkk) Hàm nhiệt của không khí ẩm trước khi qua calorifer:
5.1.1.2 Các thông số của không khí khi qua calorifer trước khi vào máy sấy
Chọn nhiệt độ sấy: t 1 = 70 o C, suy ra P 1bh = 0,3177 (at) [5; tr 312]
Khi đi qua calorifer, không khí chỉ thay đổi nhiệt độ nhƣng không thay đổi hàm ẩm nên: x 1 = x 0 = 0,016 (kg/kgkkk) [4; tr 188]
Nhiệt lƣợng riêng của không khí lúc này:
= (1 + 1,97 × 0,016) × 70 + 2493 × 0,016 = 112,09 (kJ/kgkkk) Độ ẩm của không khí ở 70 o C: φ 1 =
5.1.1.3 Thông số của không khí sau sấy
Chọn nhiệt độ khi ra khỏi máy sấy: t 2 = 40 o C
Suy ra, P 2bh = 0,0752 (at) [5; tr 312]
Vì là quá trình sấy lý thuyết nên nhiệt lƣợng riêng của không khí không thay đổi trong suốt quá trình sấy: I 2 = I 1 = 112,09 (kJ/kgkkk) [4; tr 191]
Hàm ẩm của tác nhân sấy: x 2 =
= 0,028 (kg/kgkkk) Độ ẩm của tác nhân sấy: φ 2 =
Tính nhiệt độ điểm sương: x 2 = 0,622 ×
Dựa vào bảng I.251, [5; tr 312], ta đƣợc: t s = 30,44 0 C
Vì t < 10 o C nên việc ta chọn t2 = 40 0 C là thích hợp
5.1.1.4 Lượng không khí khô tiêu hao riêng để bốc hơi 1 kg ẩm l
5.1.1.5 Tổng lượng không khí khô cần thiết cho quá trình sấy
Trong đó: U là lƣợng ẩm bay hơi trong quá trình sấy (kg/h)
5.1.1.6 Cân bằng nhiệt cho quá trình sấy
* Lƣợng nhiệt cần thiết làm bay hơi 1 kg ẩm q 1 =
* Tổng nhiệt lƣợng cần thiết cho quá trình bay hơi ẩm
* Nhiệt lƣợng cần cung cấp để đun nóng nguyên liệu sấy
- G là lƣợng nguyên liệu ban đầu đƣa vào sấy, G 7 = 1568,41 (kg/h) [bảng 4.7]
- C 1 là nhiệt dung riêng của vật liệu sấy, C 1 = 3870 (J/kg o C)
- t o là nhiệt độ ban đầu của nguyên liệu sấy, t o = 50 o C
- t tb là nhiệt độ đun nóng cho phép nguyên liệu sấy: t tb = = = 55 o C
* Nhiệt lƣợng tổn thất do vật liệu sấy mang ra:
- θ 1 là nhiệt độ lúc đầu của vật liệu sấy, θ 1 = t 0 = 50 o C
- θ 2 là nhiệt độ ra của vật liệu sấy, thông thường lấy thấp hơn nhiệt độ tác nhân sấy là 10 o C, vậy chọn θ 2 = 70 – 10 = 60 o C
- C vl là nhiệt dung riêng của vật liệu ẩm: Cvl = 2,84 (kJ/Kg 0 C) [39]
* Tổn thất nhiệt ra môi trường
K: Hệ số truyền nhiệt của thiết bị
- 1 , 2 : là hệ số cấp nhiệt trong và ngoài thiết bị (W/m 2 o C)
(Với v là vận tốc sấy, m/s)
- 1, 2 : hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu buồng sấy và lớp cách nhiệt (W/m o C)
- δ 1, δ 2 : chiều dày lớp vật liệu buồng sấy và lớp cách nhiệt (W/m 2 o C) δ 1 = 0,02 (m); δ 2 = 0,01 (m)
F: Diện tích xung quanh của thiết bị sấy
( P, L, W, H lần lƣợt là chu vi đáy, chiều dài, chiều rộng và chiều cao thiết bị, m)
Δt tb : Hiệu số nhiệt độ trung bình
Với t 1 , t 2 hiệu số nhiệt độ đầu và cuối
tb : Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, phụ thuộc vào các thông số R, P [4;tr69]
Từ đó, ta có: = × 0,95 = 27,41 o C Suy ra: Q mt = 5,15 × 115, 65 × 27,41 = 16325,33 (W) = 58771,18 (kJ/h)
Tổng tổn thất trong quá trình sấy:
* Nhiệt do ẩm của vật liệu sấy mang vào:
* Nhiệt lƣợng cần để cung cấp cho calorifer
Lượng hơi nước bão hòa dùng cho máy sấy:
(kg/h) Trong đó: r là ẩn nhiệt hoá hơi của hơi nước bão hoà ở nhiệt độ 120 o C r hh = 526,7 (kcal/kg) = 2201,61 (kJ/kg) [5; tr 313]
Lƣợng hơi cần cung cấp cho quá trình cô đặc: D 2 ’ = 130 (kg/h) [mục 6.2.7]
Thời gian cô đặc là 2 h
Vậy lƣợng hơi cần cung cấp là: D 2 = 130 × 2 = 260 (kg/h)
Cô đặc ở nhiệt độ 60 0 C Vậy ẩn nhiệt hóa hơi: r hh = 2356,9 (kJ/kg) [5; tr 313] Nhiệt lƣợng cần cung cấp cho quá trình cô đặc:
Theo bảng 4.7, lƣợng bán thành phẩm đƣa vào quá trình chần: G 4 = 1333,51 (kg/h), sử dụng thiết bị chần băng tải thì các thông số của nguyên liệu nhƣ sau:
Nhiệt dung riêng của cà rốt: C cr = 3,81 kJ/kg.độ [39] Nhiệt độ ban đầu của cà rốt: t 1 = 23,5 o C, nhiệt độ cao nhất của cà rốt khi chần: t 2 = 90 o C
Nhiệt lƣợng cần cung cấp:
Nhiệt lượng cần cung cấp để đun nóng nước ( nhiệt lượng này cần thêm 30 % so với nhiệt lƣợng cần để chần cà rốt ):
Q 2 = 1,3 × 337864,80 = 439224,20 (kJ/h) Đặc tính hơi gia nhiệt:
- Nhiệt hóa hơi: r hh = 2285 kJ/kg [5, tr 313]
- Hơi ngƣng tụ chiếm 90 % so với tổng lƣợng hơi cấp vào
Lượng hơi cần cung cấp để đun nóng nước ( giả sử tổn thất nhiệt ra môi trường 5% ):
213,58 (kg/h) Tổng lƣợng hơi cung cấp cho dây chuyền mứt cà rốt là:
Tính nhiệt cho dây chuyền sản xuất nước cà chua ép
5.2.1 Công đoạn đun nóng cà chua sau khi nghiền, xé
Theo bảng 4.6, lượng bán thành phẩm đưa vào quá trình chần là 1402,37 kg/h, sử dụng thiết bị nồi 2 vỏ có cánh khuấy.
- Nhiệt dung riêng của cà chua: C cc = 3,98 kJ/kg.độ [39]
- Nhiệt độ ban đầu của cà chua: t 1 = 23,5 o C
- Nhiệt độ cao nhất của cà chua khi đun nóng: t 2 = 80 o C
Nhiệt lƣợng cần cung cấp:
- Nhiệt hóa hơi: r hh = 2310 kJ/kg [5, tr 313]
- Hơi ngƣng tụ chiếm 90 % so với tổng lƣợng hơi cấp vào
Lƣợng hơi cần cung cấp để đun nóng cà chua sau khi xé ( giả sử tổn thất nhiệt ra môi trường 5% ):
Vì có 2 nồi nên lƣợng hơi cần cung cấp để đun nóng cà chua sau khi xé là:
Năng suất hơi: H 2 = 200 (kg/h) [mục 6.1.17]
Quá trình thanh trùng là quá trình trao đổi nhiệt giữa bề mặt vật rắn và chất lỏng có nhiệt độ khác nhau, bao gồm dẫn nhiệt và đối lưu nhiệt Quá trình này diễn ra gián tiếp qua bề mặt trao đổi nhiệt, cụ thể là vỏ hộp đựng sản phẩm, và được chia thành ba giai đoạn.
Quá trình này cần tính nhiệt lƣợng để cung cấp cho vỏ hộp và sản phẩm bên trong: Q nn = Q 1 + Q 2 +Q 3
Nhiệt đun nóng bao bì sắt tây
Nhiệt đun nóng bao bì sắt tây: Q 1 = G 1 × C1 × (tc – t 1 )
- G 1 : khối lƣợng vỏ của bao bì cần đun nóng trong 10 phút với hộp số 8
- C 1 : nhiệt dung riêng của bao bì sắt tây, C 1 = 0,21 (kJ/kg.độ) [43]
Theo mục [4.5.13], hộp số 8 có thể tích sản phẩm là 330 ml, với 3767 hộp/h Hộp này được làm từ sắt tây, có khối lượng riêng là 7,26 kg/m³.
Vậy, khối lƣợng vỏ của bao bì là: G 1 = × 7,26 × × 3767 = 1,61 kg
- t c : nhiệt độ của quá trình nâng nhiệt lấy bằng nhiệt độ thanh trùng, t c = 95 °C
- t 1 : nhiệt độ ban đầu của của hộp sắt tây lấy bằng nhiệt độ sản phẩm sau khi rót trong hộp nhiệt độ 35 °C
Vậy, nhiệt đun nóng bao bì sắt tây:
Nhiệt đun nóng chất lỏng bên trong
Nhiệt đun nóng chất lỏng bên trong: Q 2 = G 2 × C2 × (tc – t 2 )
- G 2 : khối lƣợng sản phẩm đƣợc nâng nhiệt trong 10 phút với hộp số 8
Theo bảng 4.6, khối lƣợng sản phẩm là M 11 = 1212,09 kg/h
Vậy, khối lƣợng sản phẩm đƣợc nâng nhiệt trong 10 phút là
- C 2 : nhiệt dung riêng của sản phẩm, C 2 = 3,98 (kJ/kg.độ) [39]
- t c : nhiệt độ của quá trình nâng nhiệt lấy bằng nhiệt độ thanh trùng, t c = 95 °C
- t 2 : nhiệt độ ban đầu của sản phẩm lấy bằng nhiệt độ sản phẩm sau khi rót trong hộp nhiệt độ 35 °C
Vậy, nhiệt đun nóng chất lỏng bên trong:
Nhiệt tổn thất ra môi trường
Nhiệt lượng tổn thất ra ngoài môi trường: Q 3 = F × T × × (t cm – t k )
- F: diện tích buồng gia nhiệt (m 2 )
Trong thiết bị thanh trùng chia làm 3 khoang: 3 khoang nâng nhiệt, 4 khoang giữ nhiệt và 3 khoang làm nguội Một khoang có diện tích là:
Vậy, 3 khoang nâng nhiệt có nhiệt tích là: F = 6,16 × 3 = 18,48 m 2
- T: thời gian nâng nhiệt: 10 phút
- t cm : nhiệt độ trung bình của thành thiết bị, t cm = 60°C
- : hệ số toả nhiệt ra môi trường xung quanh,
Vậy, nhiệt tổn thất ra môi trường:
Nhiệt cho giai đoạn nâng nhiệt:
Chi phí hơi cho quá trình nâng nhiệt thanh trùng :
Với ẩn nhiệt hóa hơi ở 95 0 C: r hh = 2273 (kJ/kg) [5, tr 312]
Lƣợng hơi tiêu tốn trong 1 giờ:
Trong quá trình giữ nhiệt, nhiệt độ chỉ thay đổi nhẹ, và chi phí nhiệt là lượng nhiệt cần thiết để bù đắp cho nhiệt bị mất do tổn thất ra môi trường Nhiệt tổn thất ra môi trường được tính bằng công thức: Q m ’ = F × × T × (t bm – t kk ).
- F: diện tích buồng thanh trùng
- T: thời gian giữ nhiệt 15 phút
- t bm : nhiệt độ của buồng giữ nhiệt, t bm = 95 0 C
- t kk : nhiệt độ môi trường, t kk = 23,5 0 C
- : hệ số toả nhiệt ra môi trường xung quanh
Chi phí hơi cho quá trình giữ nhiệt thanh trùng:
Lƣợng hơi tiêu tốn trong 1 giờ:
Nước từ khu xử lý nước đưa qua đi hạ nhiệt sản phẩm
Vậy chi phí hơi cho quá trình thanh trùng là:
Vậy, lượng hơi cần cung cấp cho dây chuyền sản xuất đồ hộp nước cà chua:
Vậy tổng lƣợng hơi sử dụng cho cả 2 dây chuyền là:
Chọn nồi hơi ống lửa nằm ngang hiệu WNS2-1.25-Y(Q)
Với thông số kỹ thuật [45]:
- Tiêu hao nhiên liệu: 129,6 kg/tấn hơi/h đối với nhiên liệu là dầu DO
- Áp suất làm việc: 1,25 Mpa với nhiệt độ hơi bão hòa: 194 0 C
Hình 5.1 Lò hơi ống lửa nằm ngang
Lƣợng hơi cần cung cấp cho tất cả các thiết bị: D tổng = 1894,77 kg/h
Số liệu lượng hơi để chọn lò hơi phải dựa trên lượng hơi tiêu thụ lý thuyết của các thiết bị sử dụng hơi, không nên dựa vào tổng lượng hơi cần dùng D sum.
Bầu phân phối hơi: [9, tr 62]
Hơi từ nồi hơi được dẫn vào bầu phân phối hơi trước khi cung cấp cho các thiết bị trong phân xưởng Đối với những thiết bị yêu cầu áp suất hơi thấp, sẽ có các van điều chỉnh được lắp đặt trên đường nhánh để đảm bảo áp suất phù hợp.
Bầu phân phối hơi là một thép kín chịu áp lực cao, đường kính 0,3 – 0.6 m, được gắn lên tường hoặc trên giá đỡ có độ cao khoảng 1,5 m
Chọn bầu phân phối có đường kính 0,6 m, dài 2 m nằm trên giá đỡ cao 1,5 m
Lưu ý về việc cấp và sử dụng hơi từ lò hơi hoặc từ bầu phân phối:
- Tuyệt đối không lấy hơi tắt ngày trên đường ống chính khi chưa qua bầu phân phối
- Không được đưa hơi vào thiết bị từ phía bên dưới đi lên mà chỉ được đưa từ trên xuống hoặc 2 bên thiết bị vào.
TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ
Dây chuyền sản xuất đồ hộp nước cà chua ép
Chọn 1 cân điện tử GFK - 600 cho với các đặc điểm sau:
- Trọng lƣợng cân tối đa: 500-600 kg
- Màn hình hiển thị LCD
- Đơn vị cân: kg, gram, pound
- Nguồn điện cung cấp: pin sạc hay AC
6.1.2 Băng tải vận chuyển, lựa chọn, phân loại cà chua
Chọn băng tải kiểu trục lăn để vận chuyển cà chua tới máy rửa, nơi công nhân sẽ lựa chọn và loại bỏ những quả cà chua không đạt yêu cầu Công nhân đứng hai bên băng tải có nhiệm vụ loại bỏ những quả cà chua bị dập nát, chưa chín hoặc có phẩm chất kém Sau khi được kiểm tra, cà chua sẽ được đưa vào máy rửa qua băng tải.
6.1.2.1 Năng suất băng tải Áp dụng công thức: Q = 3600 × B × y × v × ŋ × h [10; tr.79]
- y: Khối lƣợng riêng của cà chua, y = 873 kg/m 3 [48]
- ŋ: Hệ số sử dụng của băng tải, ŋ = 0,75
- h: Chiều cao trung bình của lớp cà chua, h = 0,05 m
6.1.2.2 Số băng tải cần chọn
Theo bảng 4.6, năng suất công đoạn lựa chọn, phân loại:
Suy ra số lƣợng thiết bị: n =
- L 1 : chiều rộng chỗ làm việc của 1 công nhân, L 1 = 0,8 m
- L 2 : chiều dài bộ phận dẫn động và tang quay, L 2 = 1 m
N: số công nhân làm việc: N =
Với Q pl : năng suất công đoạn lựa chọn, phân loại Qpl = 1452,63 kg/h q: năng suất công nhân làm trong 1 phút: 4 kg
Suy ra: năng suất công nhân làm trong 1 giờ: q = 240 kg/h
Chọn chiều dài băng tải: L = 3,8 (m) Chiều cao: H = 1 m
Thông số kỹ thuật băng tải:
Sử dụng máy phun nước áp lực cao giúp thổi bóng khí để làm sạch, loại bỏ bùn, đất và rau củ quả, trong đó cà chua được rửa sạch nhờ lưới dạng thang máy ngăn chặn các tạp chất.
Hình 6.2 Băng tải lựa chọn, phân loại cà chua
Dựa vào bảng 4.6, lƣợng cà chua đƣa vào rửa: M 2 30,84 (kg/h)
Lượng nước cần thiết là từ 0,7 ÷ 1 lít/kg nguyên liệu
Thông số kỹ thuật máy rửa rau công nghiệp tự động HS2000 (VT-MRCQ19) [12]:
Hình 6.3 Máy rửa rau công nghiệp tự động HS2000 (VT-MRCQ19)[12]
Lƣợng cà chua đem vào nghiền, xé là M 3 = 1416,53 (kg/h) [bảng 4.6]
Chọn số lƣợng thiết bị: n =
Khối lƣợng riêng của cà chua là = 550 (kg/m 3 ) [48]
Khối lƣợng cà chua sau khi xé nhỏ đƣa vào đun nóng:
Lƣợng cà chua sau khi xé nhỏ đƣa vào đun nóng:
Chọn thiết bị nồi 2 vỏ có cánh khuấy của công ty TNHH Trung Tín [14]:
- Vật liệu chế tạo: CT3
- Áp suất thiết kế: 0,5 Kg/cm 2
Hình 6.4 Máy nghiền hiệu TW4AS [13]
Lƣợng cà chua đem vào ép là M 5 = 1388,34 (kg/h) [bảng 4.6]
Chọn thiết bị ép hoa quả bằng trục vít nằm ngang [15]:
- Tốc độ chuyển động trục: 400 vòng/phút
- Tỷ lệ nước còn lại bã: ≤ 10%
Chọn số thiết bị: n = Chọn 1 thiết bị
6.1.7 Thùng chứa nước cà chua sau ép
Lượng nước cà chua sau khi ép là: M 6 41,26 kg/h [bảng 4.6]
Thể tích thùng chứa: V tb (m 3 ) Với:
- m: khối lƣợng nguyên liệu đƣa vào, (kg/h)
- : khối lƣợng riêng của nguyên liệu, kg/m 3
- D: đường kính của thân hình trụ
- H: chiều cao của thân hình trụ
- h: chiều cao của thân hình chỏm cầu
Chiều cao toàn thiết bị là : H T = H + 2 × h = 1,8 × D
- V tb : thể tích của thùng chứa
- V trụ : thể tích thân hình trụ,
- V c : thể tích thân chỏm cầu
Vậy D = √ => Đường kính thùng là D = √ m
Chọn thùng có kích thước là: H × D = 1932 × 1074 mm
Dựa vào bảng 4.6, lượng nước cà chua đưa vào lọc là:
Chọn hệ thống lọc dạng li tâm áp lực [16]
- Số lƣợng đĩa lọc: 14 tấm
Số thiết bị: n = Chọn 1 thiết bị
Khối lượng riêng của nước cà chua đem đi phối trộn là = 873 (kg/m 3 ) [48]
Dựa vào bảng 4.6, lƣợng cà chua đem đƣa vào phối trộn là:
= 1,16 (m 3 /h) Lƣợng xirô đem đi phối trộn là: M xr = 227,81 (kg/h) [Bảng 4.6]
Với 1083 (kg/m 3 ) là khối lượng riêng của dung dịch đường 30% [6; tr.59]
lƣợng xirô đem đi phối trộn là: V xr =
Khối lƣợng riêng của muối là 2160 (kg/m 3 ) [47]
lƣợng muối đem phối trộn là V m = 0,0023 (m 3 /h)
Vậy, lƣợng bán thành phẩm đem vào phối trộn:
Chọn thùng phối trộn hiệu SSMT, làm bằng thép không rỉ, có cánh khuấy [17]
- Công suất động cơ: 2,2 kW
Số thiết bị: n = = 0,685 Chọn 1 thiết bị
Lƣợng bán thành phẩm đem vào phối chế là V = 1,37 (m 3 /h) [mục 6.1.9]
Công đoạn phối chế, tiêu hao 5% [bảng 4.4]
Vậy lƣợng bán thành phẩm sau khi phối chế là
Lƣợng bán thành phẩm sau khi phối chế cũng chính là lƣợng bán thành phẩm đem vào đồng hóa
Sử dụng thiết bị đồng hóa áp lực cao GJB-2-25 [18]
- Áp lực làm việc: 25Mpa
Hình 6.9 Thùng phối trộn [17] n = = 0,68 Chọn 1 thiết bị
6.1.11 Thùng chứa nước cà chua sau đồng hóa
Lƣợng bán thành phẩm đem vào đồng hóa: V 8 = 1,36 (m 3 /h) [mục 6.1.10]
Công đoạn đồng hóa, tiêu hao 0,5% [bảng 4.4]
Vậy, lƣợng bán thành phẩm sau khi đồng hóa:
Thể tích thiết bị: V tb =
Cách tính thùng chứa giống với thùng chứa dịch cà chua sau ép [mục 6.1.7] Đường kính thùng là D = √ 1,120 (m)
Kích thước thùng là: H × D = 2016 × 1120 (mm)
Lƣợng bán thành phẩm sau khi đồng hóa đƣa vào bài khí:
Hình 6.10 Thiết bị đồng hóa [18]
Chọn thiết bị bài khí chân không ZTD-2
Thông số kỹ thuật của máy ZTD-2 [19]:
- Kích thước thiết bị: 1135 × 780 × 3040 (mm)
- Làm việc chân không: 0,064-0,087 (Mpa)
Hình 6.11 Thiết bị bài khí chân không [19]
6.1.13 Máy chiết rót, ghép mí
Lƣợng hộp đƣa vào công đoạn chiết rót, ghép mí là:
Chọn máy chiết rót ghép mí liên tục, tự động [20]
= 0,16 Vậy chọn 1 máy chiết rót và ghép mí
Hình 6.12 Máy chiết rót, ghép mí [20]
Lƣợng hộp sau khi chiết rót, ghép mí: N h = 63 (hộp/phút) [mục 6.1.13]
Chọn thiết bị thanh trùng làm nguội băng tải tự động dùng hơi nước MR1A-
- Công suất: 150 hộp/phút (tính theo loại hộp N 0 -8 ）
- Chiều rộng băng chuyền: 3000 mm
- Tốc độ băng chuyền: 200-600 mm/phút
Nước nóng thanh trùng bơm tuần hoàn: 60 m 3 /h (kèm bơm)
Nước ấm làm nguội: 12,5 m 3 /h (kèm bơm)
Nước thường làm nguội: 25 m 3 /h (kèm bơm)
Nước mát làm nguội: 25 m 3 /h (kèm bơm)
- Nhiệt độ sản phẩm đầu ra: 30 0 C
- Lƣợng tiêu hao hơi: 1500 kg/h
- Có 10 khoang: 3 khoang nâng nhiệt, 4 khoang giữ nhiệt, 3 khoang làm nguội
Số thiết bị cần chọn: n =
Hình 6.13 Thiết bị thanh trùng [21]
6.1.15 Máy dán nhãn và in date
Số hộp phải dán nhãn và in date: N h = 63 (hộp/ phút) [mục 6.1.14]
Chọn máy dán nhãn và in date của công ty Cổ phần máy và công nghệ Thành Nam
- Tốc độ dán nhãn: 80 - 150 hộp/ phút
- Hướng dán: từ trái- phải hoặc từ phải – trái
Hình 6.14 Máy dán nhãn – in date [22]
Cách tính thùng hòa trộn xirô giống thùng chứa dịch cà chua sau ép [mục 6.1.7] Đường kính thùng là D = √ 0,6 (m)
Kích thước thùng là: H × D = 1080 × 600 (mm)
6.1.17 Nồi hai vỏ nấu xirô
Chọn nồi nấu hai vỏ JC-500-1 có cánh khuấy và đậy nắp kín [23]
- Năng suất làm việc : Q = 600 × 0,85 = 510 lít = 0,51 m 3
- Áp suất hơi bão hòa: 3 kg/cm 2
Vậy số thiết bị cần dùng: n =
Hình 6.15 Nồi nấu hai vỏ [23]
Chọn thiết bị lọc xirô - bình lọc túi của công ty Cổ phần thiết bị lọc Miền Nam
Chọn 1 thiết bị lọc túi với số túi là 2, với kích thước bình lọc túi: 825 × 450 (mm)
6.1.19 Thiết bị làm lạnh dịch đường
Chọn thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm với tác nhân là nước 4 0 C [24] Đặc tính kĩ thuật
- Khoảng cách các tấm: 2,5 mm
- Tổng diện tích bề mặt truyền nhiệt: 53 m 2
- Lượng nước tiêu tốn: 255 kg/h
- Áp suất làm việc lớn nhất: 25 at
- Đường kính ống sản phẩm: 36 mm
- Đường kính ống dẫn nước: 15 mm
- Nhiệt độ dung dịch sau khi ra khỏi thiết bị: 10 o C
6.1.20 Bồn chứa nước hòa trộn xirô
Lượng nước hòa trộn xirô:
Thể tích thùng chứa: V tb (m 3 ) Trong đó: m: khối lượng nước đưa vào, m = M ntt = 164,62 kg/h
: khối lượng riêng của nước, = 1000 kg/m 3
Chọn thùng chứa nước có cấu tạo giống thùng chứa cà chua sau khi ép Theo công thức mục 6.1.7:
Hình 6.17 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm[24]
Ta có:D =√ => Đường kính thùng là D =√ = 0,55 m
Chọn thùng có kích thước là: H × D = 990 × 550 mm
Dây chuyền sản xuất mứt cà rốt
6.2.1 Băng tải vận chuyển, lựa chọn, phân loại cà rốt
Chọn băng tải kiểu trục lăn để vận chuyển cà rốt tới máy rửa, đồng thời thực hiện việc lựa chọn và loại bỏ những quả cà rốt không đạt yêu cầu Công nhân đứng hai bên băng tải có nhiệm vụ loại bỏ những quả cà rốt bị dập nát và có phẩm chất kém Sau khi được kiểm tra, cà rốt sẽ được đưa vào máy rửa qua băng tải.
6.1.2.1 Năng suất băng tải Áp dụng công thức: Q = 3600 × B × y × v × ŋ × h [7; tr.79]
- y: Khối lƣợng riêng của cà rốt, y = 540 kg/m 3 [25]
- ŋ: Hệ số sử dụng của băng tải, ŋ = 0,75
- h: Chiều cao trung bình của lớp cà rốt, h = 0,03 m
6.1.2.2 Số băng tải cần chọn
Theo bảng 4.7, năng suất công đoạn lựa chọn, phân loại:
Số thiết bị: n = Vậy chọn 1 băng tải
- L 1 : chiều rộng chỗ làm việc của 1 công nhân, L 1 = 0,8 m
- L 2 : chiều dài bộ phận dẫn động và tang quay, L 2 = 1 m
- N: số công nhân làm việc: N =
Với Q pl : năng suất công đoạn lựa chọn, phân loại Q pl = 1500 (kg/h) [bảng 4.7] q: năng suất công nhân làm trong 1 phút: 4 (kg)
Suy ra: năng suất công nhân làm trong 1 giờ: q = 240 (kg/h)
=> L = × 0,8 + 1 = 3,8 (m) Chọn chiều dài băng tải: 3,8 (m) Chiều cao: H = 1 m Thông số kỹ thuật băng tải:
Sử dụng thiết bị rửa giống như dây chuyền sản xuất nước ép cà chua [mục 6.1.3]
Lƣợng cà rốt đem vào rửa là G 1 = 1425 (kg/h) [bảng 4.7]
Lƣợng cà rốt đem vào gọt vỏ là G 2 = 1410,75 (kg/h) [bảng 4.7]
Chọn máy rửa và tách vỏ loại lớn LXTP-3000 [26]
- Chiều dài của chổi: 2200 mm
Chọn số thiết bị n = Vậy chọn 1 thiết bị
Lƣợng cà rốt đem vào cắt lát là G 3 = 1340,21 (kg/h) [bảng 4.7]
Chọn máy cắt thái Emura Model: ECA-202 [27]
- Cấu tạo: Thép không gỉ
- Tình trạng máy: mới 100%, do EMURA -
- Phụ tùng đi kèm: 1 bộ dao, 1 biến áp 5KVA
Lƣợng cà rốt đã đƣợc cắt định hình đem vào chần là G 4 = 1333,51 (kg/h) [bảng 4.7]
Chọn thiết bị chần băng tải YZLB1000 xuất xứ từ Trung Quốc [28]
Hình 6.18 Thiết bị gọt vỏ [26]
Hình 6.19 Thiết bị cắt lát [27]
Lượng cà rốt sau khi chần đem vào ướp đường là G 5 = 1326,84 (kg/h) [bảng 4.7]
Lượng đường thêm vào để ướp đường là G đường = 796,11 kg/h [mục 4.6.6]
Tổng lượng cà rốt và đường là G tổng = 1326,84 + 796,11 = 2122,95 (kg/h)
Khối lƣợng riêng của cà rốt: cà rốt = 540 (kg/m 3) [25]
Thể tích cà rốt chiếm chỗ:
Khối lượng riêng của đường: đường = 900 kg/m 3 [25]
Thể tích đường chiếm chỗ là:
Hình 6.21 Thùng ướp đường trụ, đáy hình nón, góc nghiêng α = 60°, đƣợc chế tạo bằng thép có hệ số chứa đầy φ 0,85
Thể tích thùng ướp đường:
Chọn 2 thùng ướp đường, mỗi thùng có V = m 3
Tính kích thước thùng ướp đường:
Trong đó: Chiều cao phần nón: , α = 60°
Chọn H = 1,5 × D: Chiều cao phần trụ,
D: Đường kính thùng, d = 0,9 m: Đường kính ống ra ở đáy
Tổng chiều cao của thùng:
Vậy chọn 2 thùng ướp đường với các thông số sau:
Khối lượng cà rốt và đường sau khi ướp đường là G 6 = 2101,72 (kg/h) [bảng 4.7]
Khối lƣợng riêng của mứt là 1430 (kg/m 3 ) [25]
Lượng cà rốt sau khi ướp đường đưa vào cô đặc là:
Chọn thiết bị cô đặc chân không một nồi có buồng đốt 2 vỏ [7]
- Áp suất hơi trong buồng đốt:3,5 - 4 at
- Kích thước thiết bị : 2250 × 1200 × 3000 (mm)
Lượng nước cần bay hơi là G n = 1568,41 - 1176,31 = 392,10 (kg/h) [mục 4.6.8]
Chọn thiết bị sấy băng chuyền 1 tầng DW-2-20 [29]
Hình 6.22 Thiết bị cô đặc [7]
- Khả năng bốc hơi nước: 240 - 600 kg/h
Hình 6.23 Thiết bị sấy băng tải 1 tầng [29]
Năng suất là G 8 = 1164,54 kg/h [bảng 4.7]
Khối lƣợng mứt trong 1 túi là 500 g
Vậy có n t = túi/h) = 38,8 (túi/phút), làm tròn 39 (túi/phút)
Chọn thiết bị đóng gói cân định lƣợng điện tử của công ty TNHH máy móc thiết bị Hoàng Long [30]
- Tốc độ đóng gói: 30 – 60 túi/phút
Thiết bị vận chuyển
6.3.1 Băng tải cổ ngỗng [7, tr 79] Để vận chuyển nguyên liệu từ thấp lên cao
Dây chuyền sản xuất nước cà chua ép:
- 1 băng tải cổ ngỗng vận chuyển cà chua từ máy rửa cà chua đến máy nghiền, xé Kích thước: 2548 × 200 × 2031 (mm)
Dây chuyền sản xuất mứt cà rốt:
- 1 băng tải cổ ngỗng vận chuyển cà rốt từ thiết bị rửa đến thiết bị gọt vỏ Kích thước: 2548 × 200 × 2031 (mm)
- 1 băng tải cổ ngỗng vận chuyển cà rốt từ thiết bị gọt vỏ đến thiết bị cắt lát Kích thước: 2548 × 200 × 2031 (mm)
- 1 băng tải cổ ngỗng vận chuyển cà rốt từ thiết bị cắt lát đến thiết bị chần.kích thước: 2548 × 200 × 2031 (mm)
- 2 băng tải cổ ngỗng vận chuyển cà rốt từ thiết bị chần đến thiết bị ướp đường Kích thước: 3817 × 200 × 3376 (mm)
- 1 băng tải cổ ngỗng vận chuyển cà rốt từ thiết bị sấy đến thiết bị bao gói Kích thước: 3062 × 200 × 2673 (mm)
Tổng có 7 băng tải cổ ngỗng
Hình 6.24 Thiết bị đóng gói [30]
Hình 6.25 Băng chuyền cỗ ngỗng
Dùng bơm Lobe TUR/TUL 25 [40] [46]
Dây chuyền sản xuất nước cà chua ép:
- 1 bơm để bơm cà chua từ thiết bị nghiền, xé sang nồi 2 vỏ
- 1 bơm để bơm cà chua từ nồi 2 vỏ sang máy ép trục vít
- 1 bơm để bơm dịch cà chua từ máy ép trục vít sang thùng chứa cà chua sau ép
- 1 bơm để bơm dịch cà chua từ thùng chứa cà chua sau ép sang thiết bị lọc
- 1 bơm để bơm nước cà chua từ thiết bị lọc sang thùng phối trộn
- 1 bơm để bơm nước cà chua đã phối trộn từ thùng phối trộn sang thiết bị đồng hóa
- 1 bơm để bơm nước cà chua đã phối trộn từ thiết bị đồng hóa sang thùng chứa nước cà chua sau đồng hóa
- 1 bơm để bơm nước cà chua đã phối trộn từ thùng chứa nước cà chua sau đồng hóa sang thiết bị bài khí
- 1 bơm để bơm nước cà chua đã phối trộn từ thiết bị bài khí sang chiết rót, ghép mí
- 1 bơm để bơm nước từ bồn chứa nước để hòa trộn xirô sang thùng hòa trộn xirô
- 1 bơm để bơm xirô từ thùng hòa trộn xirô sang nồi nấu xirô
- 1 bơm để bơm xirô từ nồi nấu xirô sang thiết bị lọc
- 1 bơm để bơm xirô từ thiết bị lọc sang thiết bị làm lạnh xirô
- 1 bơm để bơm xirô từ thiết bị làm lạnh xirô sang thùng phối trộn
Dây chuyền sản xuất mứt cà rốt:
- 2 bơm để bơm cà rốt sau khi ướp đường từ 2 thùng ướp đường sang thiết bị cô đặc
- 1 bơm để bơm mứt cà rốt từ thiết bị cô đặc sang sấy
Chọn 1 gàu tải dùng để vận chuyển đường lên cao vào thùng ướp đường
Dùng gàu tải model GT-140C [42]
Chọn 2 băng tải dạng cong của công ty Cổ phần kỹ thuật và công nghiệp Việt Nam
- 1 băng tải vận chuyền đồ hộp nước cà chua từ thiết bị chiết rót, ghép mí sang thiết bị thanh trùng Kích thước: 2304 × 600 × 800 (mm)
- 1 băng tải vận chuyển đồ hộp nước cà chua từ thiết bị thanh trùng sang máy dán nhãn in date Kích thước: 6500 × 600 × 800 (mm)
Bảng 6.1Bảng tổng kết các thiết bị sử dụng trong dây chuyền sản xuất đồ hộp nước cà chua
Băng tải lựa chọn, phân loại cà chua 3800 × 800 × 1000 1
Thùng chứa dịch cà chua sau khi ép 1932 × 1074 1
Thùng chứa dịch cà chua sau đồng hóa 2016 × 1120 1
Máy dán nhãn, in date 1600 × 600 × 1250 1
Thiết bị làm lạnh xirô 1140 × 450 × 1000 1
Bảng 6.2Bảng tổng kết các thiết bị sử dụng trong dây chuyền sản xuất mứt cà rốt
Băng tải phân loại và lựa chọn 3800 × 800 × 1000 1
Thiết bị rửa cà rốt 2750 × 1050 × 820 1
Thiết bị gọt vỏ cà rốt 2730 × 950 × 1570 1
![Hình 1.1. Vị trí của khu công nghiệp Nam Sách [33] - Thiết kế nhà máy chế biến rau quả đồ hộp nƣớc cà chua – năng suất 1,2 tấn sản phẩmgiờ](https://media.store123doc.com/figures/000/047/hinh-vi-tri-khu-cong-nghiep-nam-sach-47211.png)
![Bảng 2.1 Thành phần hóa học của cà rốt trong 100g [35] - Thiết kế nhà máy chế biến rau quả đồ hộp nƣớc cà chua – năng suất 1,2 tấn sản phẩmgiờ](https://media.store123doc.com/figures/000/047/bang-thanh-phan-hoa-hoc-ca-rot-g-47212.png)
![Hình 6.5 Nồi 2 vỏ [14] - Thiết kế nhà máy chế biến rau quả đồ hộp nƣớc cà chua – năng suất 1,2 tấn sản phẩmgiờ](https://media.store123doc.com/figures/000/047/hinh-noi-vo-47224.png)
![Lƣợng cà chua đem vào ép làM 5= 1388,34 (kg/h) [bảng 4.6] Chọn thiết bị ép hoa quả bằng trục vít nằm ngang [15]: - Thiết kế nhà máy chế biến rau quả đồ hộp nƣớc cà chua – năng suất 1,2 tấn sản phẩmgiờ](https://media.store123doc.com/figures/000/047/long-dem-bang-chon-thiet-truc-nam-ngang-47225.png)