Số thiết bị n được tính theo công thức sau:
[2,42]
Trong đó: n: số thiết bị
N1: năng suất công đoạn N2: năng suất thiết bị
5.1. Bồn chứa sữa tươi nguyên liệu
Lượng dung dịch sữa tươi là 1128,2 (kg/h)
Bồn chứa dung dịch sữa nguyên liệu có dạng hình trụ đứng, đáy chỏm cầu, vỏ thùng làm bằng INOX SVS 304, bên trong thùng có gắn các tấm kim loại có tác dụng là khuấy đảo, động cơ gắn cánh khuấy được bố trí một bên thùng
Gọi: + D là đường kính thân hình trụ (m) + r là bán kính hình chỏm cầu(m) + Ht là chiều cao của thân hình trụ(m) + h là chiều cao của phần chỏm cầu(m)
+ H là chiều cao của thùng (m) H = Ht + 2h
Chọn: Ht = 1,5.D h = 0,5.D
Chiều cao toàn thiết bị là:
H = Ht + 2.h = 2,5.D Ta có: V = Vt+2Vc
+ Thể tích phần thân trụ:
(m3)
+Thể tích phần chỏm cầu:
(m3) Thể tích bồn chứa:
(m3)
Tỷ trọng của sữa: 1,030 (g/cm3) Thể tích lượng sữa trong bồn chứa là:
( /h)
Thùng có hệ số chứa đầy là 0,85 nên ta có:
(m3) Đường kính của thùng là:
Chọn: D = 1,2 m
Ht = 1,5.D = 1,5.1,2 = 1,8 (m) h = 0,5.D = 0,5.1,2 = 0,6 (m) Chiều cao toàn thiết bị là:
H = Ht + 2.h = 2,5.D = 2,5.1,2= 3 (m) Số lượng thiết bị: 1 thiết bị.
Vậy chọn 1 bồn chứa dung dịch sữa nguyên liệu có kích thước: D = 1200 mm, H = 3000 mm
5.2. Thiết bị lọc [3] [25]
- Lượng sữa cần lọc: 1127,6 (kg/ca)
- Thể tích lượng sữa cần định lượng: (lít/h) - Chọn thiết bị lọc sữa NC, Thượng Hải, Trung Quốc
Thông số kỹ thuật:
+ Năng suất thiết bị : 2000 (lít/h) + Kích thước: D=1300, H=2000mm
+ Đường kính lưới lọc: 80àm - Số lượng thiết bị:
Vậy chọn 1 thiết bị
Hình 5.2. Thiết bị lọc sữa [25]
5.3. Thiết bị gia nhiệt
- Lượng sữa cần đưa vào gia nhiệt: 1124,3 (kg/h) - Thể tích lượng sữa cần gia nhiệt:
(lít/h)
Chọn thiết bị gia nhiệt dạng tấm JR-8J, Jimei
Thông số kỹ thuật:
- Năng suất: 2000 lít/h
- Kích thước thiết bị (D×R×C): 1200×700×1550 mm
- Kích thước tấm truyền nhiệt Alfa Laval M6-M : 1250x600 mm
Hình 5.3. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm alfa laval [16]
Số lượng thiết bị gia nhiệt cần sử dụng:
Vậy: Chọn 1 thiết bị gia nhiệt bản mỏng cho dây chuyền sản xuất.
5.4. Thiết bị chuẩn hóa
- Lượng sữa cần đưa vào thiết bị chuẩn hóa là 1087,4 (kg/h) - Thể tích lượng sữa cần chuẩn hóa:
(lít/h)
- Chọn thiết bị ly tâm Cream Separator- Jimei + Năng suất: 1500 lít/h
+ Kích thước thiết bị: DxRxC = 749 x 488 x 924 (mm) + Công suất: 1,5 kW
+ Khối lượng thiết bị 178 kg - Số lượng thiết bị:
Vậy chọn 1 thiết bị
Hình 5.4. Thiết bị ly tâm Separator [24]
5.5. Bồn chứa cream dư
Khối lượng cream sau quá trình ly tâm: 13,2 kg/h.
Chọn thiết bị có đứng, đáy hình chỏm cầu, thùng được làm bằng thép INOX SVS 304. Thể tích thùng chứa cream bổ sung, với hệ số chứa đầy của thùng là 0,85:
Chọn thiết bị có sức chứa là 15 (lít/h) Vậy chọn thiết bị có kích thước D = 600 mm, H = 900 mm.
Số lượng: 1 thiết bị
5.6. Thiết bị phối trộn
- Lượng sữa cần đưa vào công đoạn phối trộn là 1070,3 (kg/h), lượng siro đường 70% đưa vào là 76,6 (kg/h), lượng chất ổn định đưa vào là 1,07 (kg/h), lượng chất bảo quản đưa vào là 0,54 (kg/h), lượng nước pha đường là 23 (kg/h).
- Vậy lượng nguyên liệu đưa vào công đoạn phối trộn là:
1070,3+ 76,6 + 1,07 + 0,54+ 23= 1171,5 (kg/h) - Thể tích lượng sữa đưa vào công đoạn phối trộn:
(lít/h)
Chọn thiết bị phối trộn SSG-1.5 Jimei, China + Năng suất: 1500 l/h
+ Đường kính: 1180 mm
+ Chiều cao tổng thể: 2550 mm + Lớp bảo vệ gia nhiệt 60mm + Đường kính cưa: 38mm - Số lượng thiết bị:
Vậy chọn 1 thiết bị
Hình 5.5. Thiết bị bể thép khuấy trộn dạng tròn Jimei [20]
5.7. Thiết bị đồng hóa
- Lượng sữa cần đưa vào đồng hóa: 1170,3 (kg/h)
- Thể tích lượng sữa vào thiết bị đồng hóa:
(lít/h)
- Chọn thiết bị đồng hóa số hiệu GJB-2-25, JIMEI, China + Năng suất: 2000 (lít/h)
+ Kích thước thiết bị: L x Wx H= 1150x 930x 1270 mm + Áp suất hơi nước: 25 Mpa
+ Công suất: 15 kW Số lượng thiết bị:
Vậy chọn 1 thiết bị
Hình 5.6. Thiết bị đồng hóa [22]
5.8. Thiết bị thanh trùng
- Lượng sữa cần đưa vào thanh trùng: 1169,1 (kg/h) - Thể tích lượng sữa cần thanh trùng:
(lít/h)
- Chọn thiết bị thanh trùng dạng tấm BS-2, Jimei
- Năng suất: 2000 lít/h
- Nhiệt độ thanh trùng là: 95oC
- Vật liệu chế tạo: thép không gỉ AISI 316
- Diện tích bề mặt truyền nhiệt: 15 m2
- Kích thước: 2200x 2000x 2400 mm
- Trọng lượng 985 kg
- Công suất: 2 kW
- Số lượng thiết bị:
Hình 5.7.Thiết bị thanh trùng dạng bản mỏng Alfa – laval [27]
5.9. Thiết bị làm nguội
- Lượng sữa cần đưa vào làm nguội: 1167,9 (kg/h) - Thể tích lượng sữa cần gia nhiệt:
(lít/h)
Chọn thiết bị gia nhiệt dạng tấm JR-8J, Jimei Thông số kỹ thuật:
- Năng suất: 2000 lít/h
- Kích thước thiết bị (D×R×C): 1200×700×1550 mm
- Kích thước tấm truyền nhiệt Alfa Laval M6-M : 1250x600 mm - Đường kính lỗ: 160mm
Hình 5.8. Thiết bị làm nguội [26]
Số lượng thiết bị gia nhiệt cần sử dụng:
Vậy: Chọn 2 thiết bị làm cho dây chuyền sản xuất ứng với 2 công đoạn của quy trình
5.10. Thiết bị lên men
- Lượng sữa và men giống đã hoạt hóa cần đưa vào thiết bị lên men:
1202,4 (kg/h)
- Thể tích lượng sữa vào thiết bị lên men:
(lít/h)
- Chọn thiết bị lên men SSG-3,5, Jimei + Dung tích: 3500 (lít)
+ Đường kính ngoài: 1600 mm + Chiều dày lớp cách nhiệt: 51mm
Hình 5.10. Cấu tạo bồn chờ rót sữa chua
D Ht H
h
+ Chiều cao thiết bị: 3180 mm
+ Vật liệu chế tạo: inox không gỉ SUS304 hoặc 316L
Thời gian lên men 6- 8 giờ nên để quá trình sản xuất liên tục thì số lượng thùng lên men đảm bảo lên men hết lượng dịch sữa trong 1 ca sản xuất.
Vậy chọn 2 thiết bị lên men có dung tích 3500 lít
Hình 5.9. Thiết bị lên men Jimei [21]
5.11. Bồn chờ rót sữa chua
Bồn trữ lạnh có dạng hình trụ đứng, đáy chỏm cầu, vỏ thùng làm bằng INOX SVS 304, bên trong thùng có gắn các tấm kim loại có tác dụng là khuấy đảo, động cơ gắn cánh khuấy được bố trí một bên thành thùng.
Gọi: + D là đường kính thân hình trụ
+ r là bán kính hình chỏm cầu + H0 là chiều cao của thân hình trụ
+ h là chiều cao của phần chỏm cầu + H là chiều cao của thùng, H = H0 + 2h
Chọn: H0 = 1,3.D h = 0,3.D
Chiều cao toàn thiết bị là:
H = H0 + 2.h = 1,9.D
Đây là thiết bị làm việc gián đoạn, nên để đảm bảo sản xuất liên tục và khả năng dự trữ, ta chọn bồn có thể tích: V = 3,5 /h.
Ta có: V = V0 +2Vc
+ Thể tích phần thân trụ:
+ Thể tích phần chỏm cầu:
= 0,13188.D3 (m3)
⇒ V = V0 + 2.Vc = 1,285.D3 Vậy:
Chọn: D = 1,5 m
H0 = 1,3.D = 1,3.1,5 = 1,95 m h = 0,3.D = 0,3.1,5 = 0,45 m Chiều cao toàn thiết bị là:
H = H0 + 2.h = 1,9.D = 1,9.1,5 = 2,85 m Số lượng thiết bị: 2 thiết bị.
Vậy chọn 2 bồn chờ rót có kích thước: D = 1300 mm, H = 2470 mm.
5.12. Thiết bị chiết rót sữa chua [11]
- Lượng sữa cần đưa vào thiết bị chiết rót là: 1200 (kg/h) - Thể tích lượng sữa vào thiết bị chiết rót:
(lít/h)
- Chọn thiết bị chiết rót loại DGD-300F của hãng Jeimei + Năng suất: 1500 l/h
+ Hệ thống chiết rót sữa: 12 vòi, 12 lỗ cấp nhân tự động + Công suất điện: 5 kW/h
+ Kích thước thiết bị: D x R x C = 4200 x 3000 x 2880 (mm) + Khối lượng thiết bị: 3200kg
- Số lượng thiết bị:
Vậy chọn 1 thiết bị
Hình 5.11. Thiết bị chiết rót DGD [18]
5.13. Nồi nấu siro đường
- Lượng siro đường cần dùng: 76,6 (kg/h) - Thể tích lượng siro đường:
(lít/h)
Với 1,349 là khối lượng riêng của đường nồng độ 70%
- Chọn thiết bị nồi nấu 2 lớp kép, model G100-II + Năng suất: 100 (lít/h)
+ Kích thước nồi: D = 664 mm, H = 900 mm + Áp suất hơi bão hòa: 0,3- 0,5 (bar)
+ Tốc độ khuấy: 36 vòng/phút + Công suất mô tơ: 0,5 kW + Vật liệu: thép không gỉ - Số lượng thiết bị:
Vậy chọn 1 thiết bị
Hình 5.12. Nồi nấu 2 vỏ model G100-II, Jimei [20]
5.14. Chọn bơm
- Dựa vào năng suất của dây chuyền, tính chất của sản phẩm, khả năng làm việc của thiết bị, ta chọn bơm ly tâm đối với sản phẩm là sữa.
Chọn máy bơm ly tâm trục ngang đầu inox CNP CHL2-30 Thông số kỹ thuật:
- Năng suất: 15 l/phút.
- Áp suất đẩy: 27 m nước.
- Công suất: 1 HP- 380V
- Đường kính bên trong của ống hút và đẩy: 38 mm.
- Chiều cao hút: 8 m.
- Kích thước: 400 × 200 × 230 mm.
- Chọn 15 bơm ly tâm để bơm sữa tại các công đoạn trong phân xưởng sản xuất.
Hình 5.13. Bơm ly tâm trục ngang đầu inox [19]
Bảng 5.1. Các thiết bị trong sản xuất ST
T Tên thiết bị Kích thước
(mm) Số lượng
1 Thùng chứa sữa tươi nguyên
liệu D = 1200, H = 3000 1
2 Lọc D = 1300, H = 2000 1
3 Thiết bị gia nhiệt 1200x 700x 1550 1
4 Thiết bị tiêu chuẩn hóa 749 x 488 x 924 1
5 Bồn chứa cream dư D=600, H=900 1
6 Thiết bị phối trộn D=1180, H=2250 1
7 Thiết bị đồng hóa 1150 x 930 x 1270 1
8 Thiết bị thanh trùng 2200 x 2000 x 2400 1
9 Thiết bị làm nguội 1200x 700x 1550 2
10 Thiết bị lên men D = 1600, H = 3180 2
11 Bồn chờ rót sữa chua D = 1500, H = 2850 2
12 Thiết bị chiết rót sữa chua 4200 x 3000 x 2880 1
13 Nồi nấu siro D = 664, H = 900 1
14 Bơm 400 × 200 × 230 15