Trang 1 Họ tên: Đoàn Thị Khánh Ly Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất pectin từ vỏ chuối năng suất 1500kg nguyên liệu/ca Đề tài : THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT PECTIN TỪ VỎ CHUỐI NĂNG SUẤT 1500 KG NGUYÊN LIỆU/CA CHƯƠNG I: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.Lập luận kinh tế kỹ thuật: 1.1 Nguyên liệu: Nước ta là một nước nhiệt đới nên rất phù hợp cho việc phát triển nhiều loại cây ăn quả như cam , bưởi, dứa, chuối… Trong đó chuối là một cây ngắn ngày, dễ trồng , ít tốn diện tích và cho sản lượng cao, các giống chuối ở Việt Nam cũng rất phong phú. Chuối được trồng nhiều nơi khắp đất nước ta, nhưng diện tích không tập trung mà trải dài trên cả nước, đặc biệt ở một số tỉnh như: Vĩnh Long năm 2009 diện tích khoảng 990 (ha) với sản lượng 9400 (tấn), ở khu vực đông bằng sông Cửu Long năm 2005 diện tích 31300 (ha) với sản lượng 366900 ( tấn)… 1.2 Tình hình tiêu thụ nguyên liệu: Tình hình tiêu thụ chuối ở Việt nam rất rộng rãi, các công ty thu mua về để chế biến các sản phẩm từ chuối như chuối sấy đóng gói, mứt chuối… Ngoài tiêu dùng nội địa, hằng năm Việt nam còn xuất khẩu chuối ra thị trường các nước Châu Âu, Mỹ, Trung Quốc,… Ngoài những sản phẩm chính chế biến từ ruột chuối , để tận dụng phần chế phẩm vỏ chuối còn lại nhiều nhà máy đã thu mua về để làm thức ăn cho gia súc và sản xuất pectin dùng trong chế biến thực phẩm , với chi phí nguyên liệu thấp, chủ động không phụ thuộc nước ngoài mà giá trị kinh tế lại cao. 1.3 Tình hình tiêu thụ sản phẩm: Tình hình tiêu thụ sản phẩm pectin ở Việt Nam chủ yếu là trong nước để đáp ứng những mục đích tạo ra các sản phẩm ngon, chủ yếu trong các nhà máy sản xuất mứt , bánh kẹo…sử dụng lượng pectin lớn. 2.Vị trí nhà máy: 2.1 Đặc điểm vị trí: Trang 2 Họ tên: Đoàn Thị Khánh Ly Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất pectin từ vỏ chuối năng suất 1500kg nguyên liệu/ca Địa điểm xây dựng nhà máy: khu công nghiệp Bình Tân. Khu công nghiệp Bình Tân thuộc xã Thành Lợi, huyện Bình Tân,tỉnh Vĩnh Long. Với quy mô là 400 ha, cách TP Cần Thơ 18km, cách TP Vĩnh long 37km , cách TP Hồ Chí Minh 171 km. Gần với một số cảng như cách cảng Bình Minh13km, cảng Vĩnh Long 37km…Cách quốc lộ 1A 7km. Vĩnh Long là tĩnh được giới hạn bởi sông Tiền và sông Hậu. 2.2 Lý do chọn vị trí này: - Về địa lý: + Đây khu vực gần với nguồn tiếp nhận nguyên liệu,. Ở đây đất nông nghiệp chiếm phần lớn, có 2 con sông lớn cung cấp nguồn nước để tưới tiêu, sản xuất, có khí hậu tốt nên Vĩnh Long là nơi có nguồn nguyên liệu chuối dồi dào nhất trong khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long. + Có hệ thống giao thông thuận tiện, gần với cảng, đường quốc lộ giúp cho việc phân phối sản phẩm. + Hệ thống cung cấp điện do Công ty Điện lực tỉnh Vĩnh Long cấp , nước do Cty TNHH MTV cấp nước Vĩnh Long , hệ thống thông tin liên lạc đều thuận lợi. - Về nguồn nhân công: đây là nơi có lượng nhân công đông ,có trình độ và tay nghề cao. Trang 3 Họ tên: Đoàn Thị Khánh Ly Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất pectin từ vỏ chuối năng suất 1500kg nguyên liệu/ca Trang 4 Họ tên: Đoàn Thị Khánh Ly Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất pectin từ vỏ chuối năng suất 1500kg nguyên liệu/ca Chương 3: THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 3.1 Quy trình công nghệ: 3.2 Thyết minh quy trình công nghệ: Vỏ chuối Nguyên liệu không đạt tiêu chuẩn Lựa chọn Nước Rửa Xay Dung dịch HCl Trích ly pectin Than hoạt tính Tẩy màu Bã Lọc Cô đặc Kết tủa pectin Dịch thải Lọc lấy kết tủa Rửa kết tủa Sấy Nghiền, rây Bao bì Sản phẩm Bao gói Sản phẩm Trang 5 Họ tên: Đoàn Thị Khánh Ly Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất pectin từ vỏ chuối năng suất 1500kg nguyên liệu/ca 3.2.1 Nguyên liệu sản xuất pectin: Nguyên liệu chính đó là vỏ chuối 3.2.2 Lựa chọn: a) Mục đích: loại bỏ những nguyên liệu không đạt yêu cầu, vỏ bị hư, bị thối, mốc, không tươi b) Cách tiến hành: dùng phương pháp thủ công. Công nhân sẽ tiến hành lựa chọn bằng tay những nguyên liệu đạt yêu cầu, loại bỏ những phần không đạt có thể gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. 3.2.3 Rửa: a) Mục đích: nhằm loại bỏ những phần tạp chất như bụi bẩn, đất, cát vi sinh vật bám trên bề mặt vỏ chuối và loại những chất chát có trong vỏ chuối. b) Cách tiến hành: Sử dụng máy rửa băng chuyền. - Nguyên tắc làm việc: nguyên liệu sau khi được lựa chọn thì được băng chuyền vận chuyển đến máy rửa. Tại đây nguyên liệu chuyển động với vận tốc chậm để cho nước ở trong bể ngâm có thể đánh tơi các chất bẩn của vỏ chuối,rồi sau đó được chuyển sang bộ phận làm ráo để chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo. - Cấu tạo: Trang 6 Họ tên: Đoàn Thị Khánh Ly Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất pectin từ vỏ chuối năng suất 1500kg nguyên liệu/ca Hình 3.2 Máy rửa băng chuyền - Nguyên tắc hoạt động: Nguyên liệu sẽ được đưa vào đều đặn, băng tải sẽ di chuyển mang nguyên liệu đi dần về cuối máy qua các khu vực ngâm, rửa, làm ráo. Trong giai đoạn ngâm thì nguyên liệu nằm ngang ngập trong nước có ống thổi khí, các chất bẩn ở trên bề mặt nguyên liệu sẽ được đánh bong ra rơi xuống máng xả cặn ở phía dưới. Sau đó nguyên liệu di chuyển lên phần dốc lên của băng chuyền, các vòi nước phun với áp suất 2-3 at sẽ rữa sạch cặn bẩn. Cuối cùng nguyên liệu sẽ di chuyển đến phần nằm ngang phiá trên để làm ráo nước. - Thông số kĩ thuật: + + c) Các biến đổi xảy ra: - Biến đổi về vật lý: khối lượng giảm do loại bỏ đi các tạp chất cơ học. 5 1.Máng dẫn nguyên liệu 4. Vòi phun nước 2.Băng chuyền 5.Bể ngâm 3. Ống thổi khí Trang 7 Họ tên: Đoàn Thị Khánh Ly Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất pectin từ vỏ chuối năng suất 1500kg nguyên liệu/ca - Biến đổi hóa học: làm mất đi một lượng pectin ở trong vỏ chuối do quá trình rửa làm cho nó hòa tan vào trong nước. - Biến đổi vi sinh: làm giảm đi số lượng vi sinh vật có trong nguyên liệu. 3.2.4 Xay: a) Mục đích: - Làm phá vỡ cấu trúc tế bào của nguyên liệu ,thuận lợi cho quá trình trích ly. - Tăng diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung môi. b) Cách tiến hành: Sử dụng dao cắt cong - Nguyên tắc làm việc: nguyên liệu sau khi rửa được chuyển vào thiết bị để làm nhỏ. - Cấu tạo: Hình 3.3 Dao cắt cong - Nguyên tắc hoạt động: Nguyên liệu cho vào phiễu nạp liệu 1. Nguyên liệu sẽ được chuyển đến cơ cấu xay nhờ vít tải là một trục xoắn có bước sóng nhỏ dần về phía cuối 2. Tại cơ cấu xay nguyên liệu bị các lưỡi dao hình chữ thập lắp ở cuối vít tải quay với tốc độ 200 1. Phễu nạp liệu 2. Trục đĩa quay 3. Lưỡi dao cong a. Cửa tháo liệu Trang 8 Họ tên: Đoàn Thị Khánh Ly Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất pectin từ vỏ chuối năng suất 1500kg nguyên liệu/ca vòng/phút. Lưới kim loại đứng yên đặt sát lưỡi dao hình chữ thập có những lỗ tròn nhỏ dần : đường kính 3mm, 2mm, 1mm.nguyên liệu xay xong theo lỗ của lưới kim loại ra ngoài. - Thông số kỹ thuật: + Tốc độ quay: 200 vòng/ phút. c) Các biến đổi xảy ra: - Biến đổi vật lý: kích thước nguyên liệu nhỏ. - Biến đổi hóa học: thành phần cấu trúc của vỏ chuối bị phá vỡ. 3.2.5 Trích ly pectin: [1] a) Mục đích: trích ly triệt để pectic có trong nguyên liệu, chuyển từ dạng không tan sang dạng pectin hòa tan. b) Cách tiến hành: Sử dụng thiết bị trích ly chất rắn ngược chiều. - Nguyên tắc làm việc: nguyên liệu sau khi được xay nhỏ thì cho vào nồi trích ly có bổ sung acid HCl,tiến hành đun nhiệt độ khoảng từ 90-100 0 C trong thời gian 1 giờ và độ khô của dung dịch sau khi đun còn khoảng 2%. - Cấu tạo: Trang 9 Họ tên: Đoàn Thị Khánh Ly Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất pectin từ vỏ chuối năng suất 1500kg nguyên liệu/ca Hình 3.4 Thiết bị trích ly ngược chiều - Nguyên tắc hoạt động: Nguyên liệu được đưa vào trong các thùng chứa trích ly, nhờ có các cánh khuấy trộn đều tăng tốc độ khuếch tán pectin từ trong bã vào dung môi,phần dung môi là phần nước nóng có pha thêm dung dich HCl 2% sẽ đi qua lần lượt tất cả các thùng để lấy lượng chất tan có trong vỏ chuối. Đồng thời bơm chạy để cung cấp dung môi có chứa các chất hòa tan từ nguyên liệu cho quá trình trình lọc một cách liên tục từ thùng này sang thùng khác. Nhờ có lưới lọc mà thu được dịch tinh khiết hơn, những phần có kích thước nhỏ sẽ lọt qua còn những phần có kích thước lớn sẽ ở lại phía trên bề mặt 1 Nguyên liệu Dung môi 3 2 Dung dịch trích ly 5 4 Cặn 1. cửa nhập liệu 4. Bơm 2. Cánh khuấy 5. Thùng chứa 3. Thiết bị lọc Trang 10 Họ tên: Đoàn Thị Khánh Ly Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất pectin từ vỏ chuối năng suất 1500kg nguyên liệu/ca lưới. Quá trình trích ly cứ liên tục đến khi nào chiết hết những phần cần thiết trong nguyên liệu thì tiến hành tháo bã và nhập nguyên liệu mới vào thiết bị. - Thông số kỹ thuật: [7]+ Nhiệt độ nước: 80-90 0 C + Thời gian trích ly: 1giờ + pH: 3-3.4 + Dung dịch HCl 2% c) Các biến đổi xãy ra: - Biến đổi hóa lý: thành phần pectin có trong vỏ chuối sẽ khếch tán vào trong dung môi. - Biến đổi hóa học: dưới sự xúc tác của acid HCl thì thủy phân protopectin không hòa tan thành pectin hòa tan. 3.2.6 Tẩy màu: a) Mục đích: Loại bỏ những chất màu có trong dung dịch trích ly. b) Cách tiến hành: sử dụng thiết bị tẩy màu. - Phương pháp thực hiện: sử dụng bồn chứa hình trụ có cánh khuấy bổ sung than hoạt tính. - Cấu tạo: [...]... 164.548 /1 500= 0.109 Vậy chọn 1 thiết bị 5.4 Quá trình tẩy màu: Trang 33 Họ tên: Đoàn Thị Khánh Ly Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất pectin từ vỏ chuối năng suất 150 0kg nguyên liệu/ ca Hình 5.4 Thiết bị tẩy màu Thông số kỹ thuật: - Đường kính: 2 m Chiều cao: 2.5 m Công suất: 1 kW Năng suất: 450 kg/ h Năng suất quá trình tẩy màu của nhà máy: 461.98 5kg/ h Năng suất của thiết bị:45 0kg/ h Số lượng thiết bị... suất của thiết bị: 50 0kg/ h Trang 35 Họ tên: Đoàn Thị Khánh Ly Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất pectin từ vỏ chuối năng suất 150 0kg nguyên liệu/ ca Số lượng thiết bị cần chọn: 18.20 1/5 00 =0.036 Vậy chọn 1 thiết bị 5.7 Quá trình kết tủa pectin: Hình 5.7 Thiết bị kết tủa pectin Thông số kỹ thuật: - Đường kính: 2m Chiều cao: 2,5m Công suất: 1Kw Năng suất: 100 kg/ mẻ Thời gian trích ly: 80 phút Năng suất. .. 461.98 5/4 50=1.026 Vậy chọn 2 thiết bị 5.5 Quá trình lọc: Hình 5.5 Thiết bị lọc khung bản Thông số kỹ thuật: - Chiều dài: 3,8m Trang 34 Họ tên: Đoàn Thị Khánh Ly Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất pectin từ vỏ chuối năng suất 150 0kg nguyên liệu/ ca - Chiều rộng: 1,3m Chiều cao: 1,2m Công suất: 3Kw Năng suất: 200-500 kg/ h Năng suất quá trình lọc của nhà máy: 459.67 5kg/ h Chọn năng suất của thiết bị: 500 kg/ h... suất quá trình kết tủa của nhà máy: 11.375 kg/ h Năng suất của thiết bị = 100 : (8 0/6 0)= 75 kg/ h Số lượng thiết bị cần chọn : 11.37 5/7 5 =0.151 Vậy chọn 1 thiết bị 5.8 Quá trình lọc kết tủa: Trang 36 Họ tên: Đoàn Thị Khánh Ly Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất pectin từ vỏ chuối năng suất 150 0kg nguyên liệu/ ca Hình 5.8 Máy lọc ly tâm Thông số kỹ thuật: - Công suất: 4kW Năng suất :450 kg/ h Số vòng quay... 220V/50Hz + Áp lực khí nén: 5-7 kg/ cm2 Trang 25 Họ tên: Đoàn Thị Khánh Ly Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất pectin từ vỏ chuối năng suất 150 0kg nguyên liệu/ ca c) Các biến đổi xãy ra: không có gì biến đổi Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT Bảng 4.1 Độ ẩm của nguyên liệu bán thành phẩm Thành phần (%) Nguyên liệu, bán thành phẩm, thành phẩm Độ ẩm Nguyên liệu 73 Nguyên liệu sau khi lựu chọn Nguyên liệu. .. suất của thiết bị : 500 kg/ h Số lượng thiết bị cần chọn: 168.7 5/ 500 = 0.3375 Vậy chọn 1 thiết bị 5.2 Quá trình xay (cắt): Hình 5.2 Thiết bị xay cắt dao cong Thông số kỹ thuật: Trang 32 Họ tên: Đoàn Thị Khánh Ly Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất pectin từ vỏ chuối năng suất 150 0kg nguyên liệu/ ca - Chiều dài: 2.3 m Chiều rộng: 1.3 m Chiều cao: 2.5 m Công suất: 1.1 kW Năng suất: 20 0kg/ h Năng suất quá... Khánh Ly Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất pectin từ vỏ chuối năng suất 150 0kg nguyên liệu/ ca Hình 5.1 Thiết bị máy rửa thổi khí Thông số kỹ thuật: - Kích thước (mm): D 3000 x R800 x C 750 Chiều rộng băng tải: 500 mm Vận tốc băng tải: 0.17 m/s Bồn nước phụ chứa 100 lít Năng suất máy:500-700 kg/ h Số vòng quay của động cơ: 950 vòng/ phút Năng suất công đoạn rửa của nhà máy: 168.7 5kg/ h Chọn năng suất. .. ra khỏi dung dịch Trang 16 Họ tên: Đoàn Thị Khánh Ly Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất pectin từ vỏ chuối năng suất 150 0kg nguyên liệu/ ca 3.2.9 Kết tủa pectin: a) Mục đích: tạo kết tủa pectin b) Cách tiến hành: Sử dụng thiết bị kết tủa - Nguyên tắc làm việc: tiến hành đông tụ pectin lỏng bằng cồn ethylic 950 , tỷ lệ thể tích giữa cồn và dung dịch pectin là 1:1 - Cấu tạo: hình trụ có nắp chỏm cầu,... 1350 (kg) 4.3 Rửa: Tổn thất: T2 = 0.5% Khối lượng nguyên liệu sau khi rửa: M3 = M2 – M20.5% = 1350 - 13500.5% = 1343.25 (kg) Trang 27 Họ tên: Đoàn Thị Khánh Ly Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất pectin từ vỏ chuối năng suất 150 0kg nguyên liệu/ ca 4.4 Xay: Tổn thất: T3 = 2% Khối lượng nguyên liệu sau khi xay nghiền: M4 = M3 – M3T3 = 1343.25 – 1343.252% = 1316.385 (kg) 4.5 Trích ly: Tỷ lệ nguyên liệu. .. =10.005 85% = 8.504 (kg) 4.10 Lọc kết tủa : Tổn thất: T6 =0.5% Khối lượng kết tủa sau khi lọc: M11 = Mkt (100 – 55) / (100 –45) = 8.504 (100 – 55) / (100 - 45) = 6.96 (kg) Khối lượng kết tủa thực tế sau khi lọc: Trang 29 Họ tên: Đoàn Thị Khánh Ly Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất pectin từ vỏ chuối năng suất 150 0kg nguyên liệu/ ca M12 = M12 – M12 T6 = 6.96 – 6.96 0.5% = 6.925 (kg) 4.11 Ép kết tủa: Tổn thất: