Đang tải... (xem toàn văn)
1. Tên đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa hoàn nguyên tiệt trùng năng suất 20 triệu lít sản phẩmnăm 2. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán Nhiệm vụ thiết kế Mục lục Danh mục từ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình ảnh, đồ thị Lời mở đầu Phần 1. Lập luận kinh tế kĩ thuật Phần 2. Nguyên liệu sản xuất 2.1. Nguyên liệu chính 2.2. Nguyên liệu phụ Phần 3. Quy trình công nghệ 3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ 3.2. Thuyết minh quy trình công nghệ Phần 4. Cân bằng vật chất Phần 5. Tính toán và lựa chọn thiết bị Phần 6. Tính năng lượng – điện – nước 6.1. Tính nhiệt 6.2. Tính lạnh 6.3. Điện 6.4. Nước Kết luận 3. Bản vẽ Sơ đồ thiết bị quy trình công nghệ Mặt bằng phân xưởng sản xuất chính Mặt cắt phân xưởng sản xuất chính 4. Ngày giao nhiệm vụ : 15 09 2016 5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: … … 2016 6. Ngày bảo vệ : … … 2016 Thông qua bộ môn GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Ngày tháng năm 2016 (Ký, ghi rõ họ tên) TRƯỞNG BỘ MÔN (Ký, ghi rõ họ tên) ThS. Nguyễn Cao Cường LỜI MỞ ĐẦU Đời sống ngày một đi lên, nhu cầu dinh dưỡng của người tiêu dùng ngày càng cao, vì vậy con người luôn tìm kiếm, lựa chọn những sản phẩm mang lại nhiều dinh dưỡng và cung cấp chúng một cách đầy đủ. Sữa là một thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao và hoàn hảo. Trong sữa có chứa các thành phần quan trọng cần thiết cho con người, là nguồn cung cấp chất đạm, chất béo, các vitamin và khoáng chất, nhất là canxi sữa rất tốt cho cơ thể. Đặc biệt đạm sữa có giá trị sinh học cao nhờ vào hàm lượng lý tưởng của các acid amin thiết yếu và được cơ thể hấp thu toàn bộ. Ngoài ra, sữa còn cung cấp nguồn năng lượng đáng kể, tạo cho con người cảm giác dễ chịu khi sử dụng và có những công dụng đặc biệt như: giúp hấp thụ và chuyển hóa chất dinh dưỡng, tạo hồng cầu, phát triển trí não và chiều cao...Sữa đang ngày càng trở nên quen thuộc với người tiêu dùng, từ đó yêu cầu đặt ra với việc chế biến sữa là rất quan trọng đòi hỏi phải áp dụng các công nghệ, dây chuyền sản xuất hiện đại để loại bỏ yếu tố bất lợi, nâng cao chất lượng sữa, kéo dài thời gian bảo quản và đặc biệt không ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Trên thị trường nước ta hiện nay có nhiều mặt hàng sữa đa dạng và phong phú như: sữa tươi, sữa đặc, sữa bột...nhằm đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng. Mỗi loại có những ưu điểm và nhược điểm riêng của nó. Với sữa tươi ngoài cung cấp thiết yếu dinh dưỡng cho con người, bên cạnh đó còn có nhược điểm nguồn sữa bò tươi nước ta còn thiếu và sữa này khó bảo quản. Những sản phẩm sữa giúp bổ sung chất dinh dưỡng cho cơ thể một cách nhanh chóng và tiện lợi. Trong số đó thì không thể không nói đến một loại thực phẩm mà hiện nay trên thị trường được rất nhiều người biết đến và khả năng tiêu thụ cao rộng rãi đó là “sữa hoàn nguyên tiệt trùng”. Vì vậy việc thiết kế, xây dựng một phân xưởng sản xuất sữa hoàn nguyên tiệt trùng là cần thiết và có ý nghĩa thực tế cao. Từ những lập luận ở trên và được sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn, tôi xin thực hiện đề tài đồ án là: “Thiết kế phân xưởng chính sản xuất sữa hoàn nguyên tiệt trùng với năng suất 20 triệu lít sản phẩmnăm”.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ - CÔNG NGHỆ Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ Họ tên sinh viên: ĐỖ THỊ HỒNG THỦY Lớp: CNTP47A Ngành: Công nghệ thực phẩm Tên đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa hoàn nguyên tiệt trùng suất 20 triệu lít sản phẩm/năm Nội dung phần thuyết minh tính toán - Nhiệm vụ thiết kế - Mục lục - Danh mục từ viết tắt - Danh mục bảng - Danh mục hình ảnh, đồ thị - Lời mở đầu Phần Lập luận kinh tế - kĩ thuật Phần Nguyên liệu sản xuất 2.1 Nguyên liệu 2.2 Nguyên liệu phụ Phần Quy trình công nghệ 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ 3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ Phần Cân vật chất Phần Tính toán lựa chọn thiết bị Phần Tính lượng – điện – nước 6.1 Tính nhiệt 6.2 Tính lạnh 6.3 Điện 6.4 Nước Kết luận Bản vẽ - Sơ đồ thiết bị quy trình công nghệ - Mặt phân xưởng sản xuất - Mặt cắt phân xưởng sản xuất Ngày giao nhiệm vụ : 15 / 09 / 2016 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Ngày bảo vệ : … / … / 2016 … / … / 2016 Thông qua môn Ngày tháng năm 2016 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) TRƯỞNG BỘ MÔN (Ký, ghi rõ họ tên) ThS Nguyễn Cao Cường LỜI MỞ ĐẦU Đời sống ngày lên, nhu cầu dinh dưỡng người tiêu dùng ngày cao, người tìm kiếm, lựa chọn sản phẩm mang lại nhiều dinh dưỡng cung cấp chúng cách đầy đủ Sữa thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao hoàn hảo Trong sữa có chứa thành phần quan trọng cần thiết cho người, nguồn cung cấp chất đạm, chất béo, vitamin khoáng chất, canxi sữa tốt cho thể Đặc biệt đạm sữa có giá trị sinh học cao nhờ vào hàm lượng lý tưởng acid amin thiết yếu thể hấp thu toàn Ngoài ra, sữa cung cấp nguồn lượng đáng kể, tạo cho người cảm giác dễ chịu sử dụng có công dụng đặc biệt như: giúp hấp thụ chuyển hóa chất dinh dưỡng, tạo hồng cầu, phát triển trí não chiều cao Sữa ngày trở nên quen thuộc với người tiêu dùng, từ yêu cầu đặt với việc chế biến sữa quan trọng đòi hỏi phải áp dụng công nghệ, dây chuyền sản xuất loại bỏ yếu tố bất lợi, nâng cao chất lượng sữa, kéo dài thời gian bảo quản đặc biệt không ảnh hưởng đến sức khỏe người Trên thị trường nước ta có nhiều mặt hàng sữa đa dạng phong phú như: sữa tươi, sữa đặc, sữa bột nhằm đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng Mỗi loại có ưu điểm nhược điểm riêng Với sữa tươi cung cấp thiết yếu dinh dưỡng cho người, bên cạnh có nhược điểm nguồn sữa bò tươi nước ta thiếu sữa khó bảo quản Những sản phẩm sữa giúp bổ sung chất dinh dưỡng cho thể cách nhanh chóng tiện lợi Trong số không nói đến loại thực phẩm mà thị trường nhiều người biết đến khả tiêu thụ cao rộng rãi “sữa hoàn nguyên tiệt trùng” Vì việc thiết kế, xây dựng phân xưởng sản xuất sữa hoàn nguyên tiệt trùng cần thiết có ý nghĩa thực tế cao Từ lập luận đồng ý giáo viên hướng dẫn, xin thực đề tài đồ án là: “Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa hoàn nguyên tiệt trùng với suất 20 triệu lít sản phẩm/năm” PHẦN 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KĨ THUẬT Nhu cầu thị trường sản phẩm Sau hai mươi năm xây dựng đổi mới, nước ta thu đ ược thành tựu đáng khích lệ nhiều phương diện, lĩnh vực kinh tế, văn hoá, khoa học kỹ thuật, đời sống xã hội…Việc ứng dụng thành tựu vào sản xuất làm cho đất nước ngày phát triển đời sống người dân tăng lên, nhu cầu dinh dưỡng người dân tăng mà ngành công nghệ thực phẩm ngành khoa học quan tr ọng kinh tế quốc dân Nó đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cho ng ười góp phần giải việc làm cho người lao động Trong ph ải k ể đ ến ngành công nghệ chế biến sữa sản phẩm từ sữa Sữa chất lỏng sinh lý màu trắng đục tạo động vật có vú thời gian nuôi nhỏ Một số tác dụng sữa với người thường xuyên uống sữa tăng cường miễn dịch cho thể, giảm cholesterol máu, ổn định huyết áp, chống lão hóa, giảm nguy loãng xương, nâng cao thị lực Với phát triển ngành công nghiệp sữa, sản phẩm từ sữa ngày phong phú sữa lên men (sữa chua, yaourt), phomat, bơ 1.1 - - Theo Thống kê từ Hiệp hội Thức ăn gia súc Việt Nam, nhu cầu sữa tươi nguyên liệu tăng khoảng 61%, từ 500 triệu lít (năm 2010) lên đến 805 triệu lít (năm 2015) Việt Nam đánh giá thị trường tiêu thụ sữa tiềm Điều Việt Nam quốc gia đông dân, cấu dân số trẻ với mức tăng dân số cao khoảng 1,2%/năm, tỷ lệ tăng trưởng GDP 6-8%/năm, thu nhập bình quân đầu người tăng 14,2%/năm Những yếu tố kết hợp với xu cải thiện thiện sức khỏe tầm vóc người Việt Nam khiến cho nhu cầu tiêu thụ sản phẩm sữa giữ mức tăng trưởng cao [1] Theo cục thống kê, Việt Nam nước đông dân tốc độ tăng dân số cao, theo báo cáo dân số Việt Nam 2016 có khoảng 93,4 triệu người Mặt khác thu nhập bình quân đầu người không ngừng cải thiện nhận thức dinh dưỡng sức khỏe thay đổi Khi ăn no mặc ấm nguồn thực phẩm cung cấp ngày phải đảm bảo dinh dưỡng an toàn cải thiện tầm vóc [2] - Theo Tổng Cục Thống Kê GDP nước ta qua năm sau: Hình 1.1 GDP bình quân đầu người từ năm 2000 – 2012 (nguồn baochinhphu.vn) GDP bình quân đầu người qua năm liên tục tăng, dự đoán năm 2016 thu nhập người Việt Nam đạt 2200 USD [3] Từ đó, sữa sản phẩm từ sữa thực phẩm có nhu cầu lớn Năm 2010, trung bình người Việt Nam tiêu thụ khoảng 15 lít sữa/năm Dự báo đến năm 2020, số tăng gần gấp đôi, lên đến 28 lít sữa/năm/người [4] Hình 1.2 Tình hình tiêu thụ giá trị tiêu thụ loại sữa năm 2013 [5] Thị trường tiêu thụ sữa liên tục tăng qua năm, nhu cầu người tiêu dùng sữa ngày nhiều nhằm giúp thể khỏe mạnh đầy dưỡng chất Theo Euromonitor International, giá trị giao dịch ngành sữa Việt Nam năm 2013 đạt 62,2 nghìn tỷ đồng tăng trưởng 20% năm 2014 23% năm 2015 [6] Hình 1.3 Tăng trưởng doanh thu ngành sữa Việt Nam năm 2010-2015 [7] Qua tăng trưởng doanh thu ngành sữa Việt Nam năm qua liên tiếp mức cao Năm 2014 doanh thu ngành sữa Việt Nam đạt 75.000 tỷ đồng, tăng trưởng 20% và năm 2015 đạt 92.000 tỷ đ ồng, tăng trưởng 23% Bên cạnh đó, khí hậu Việt Nam nhiệt đới gió mùa xen với vành đai ôn đới nên thuận lợi cho việc nuôi bò sữa Các địa điểm chăn nuôi bò sữa tiếng Mộc Châu, Ba Vì, Nghệ An, Thành phố Hồ Chí Minh Mặt khác nhà nước ta tạo điều kiện tốt cho phát triển ngành công nghiệp chế biến sữa Việt Nam Việt Nam nước nhập sữa lớn giới (trung bình năm nhập khoảng 1,2-1,3 triệu sữa), 70% sữa bột hoàn nguyên Hiện Bộ NN&PTNT (1) thực tái cấu ngành, theo địa phương dựa vào lợi để quy hoạch vùng trồng cỏ, nguồn thức ăn chăn nuôi đến xây dựng nhà máy chế biến Nâng cao nhận thức nông dân việc ký kết hợp đồng với doanh nghiệp điều kiện ràng buộc để bảo đảm quyền lợi hai bên Nhà nước có sách khuyến khích doanh nghiệp đầu tư lớn vào phát triển đàn bò sữa Bảng 1.1 Các vùng chăn nuôi bò sữa lớn Việt Nam năm 2013[8] TT Vùng nuôi bò sữa Lượng bò sữa (con) Sản lượng sữa (tấn) Cả nước 186.400 456.391 Tp.Hồ Chí Minh 97.448 257.576 Nghệ An 28.569 60.691 Sơn La 13.916 49.315 Hà Nội 12.418 20.807 Long An 7.733 13.833 Lâm Đồng 7.448 21.689 Tuyên Quang 2.783 11.895 Vĩnh Phúc 3.499 6.067 Tiền Giang 3.488 3.648 10 Sóc Trăng 4.590 1.380 So với nước, năm 2013 Thành phố Hồ Chí Minh lượng bò sữa sản lượng sữa chiếm cao so với vùng Ở Việt Nam, theo số liệu thống kê chăn nuôi bò sữa năm 2012, tổng lượng bò sữa n ước 166.989 có 98.372 bò sữa cho s ữa) l ượng bò s ữa Việt Nam chủ yếu chăn nuôi nông hộ (khoảng 120.000 con), có khoảng 47.000 nuôi trang tr ại t ập trung doanh nghiệp [9] 1.2 Định hướng phát triển ngành sữa Việt Nam Quyết định 22/2005/QĐ-BCN Quy hoạch phát triển ngành công nghiệp Sữa Việt Nam đến năm 2010 định hướng đến năm 2020: [10] a) Phát triển ngành theo hướng đại, bền vững, sản xuất hơn, xử lý chất thải triệt để, bảo đảm vệ sinh, an toàn thực phẩm b) Tiếp tục đầu tư mở rộng sở sản xuất sẵn có nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu dùng nước dành phần xuất Tập trung phát triển lực sản xuất sữa trùng tiệt trùng, sữa bột sữa chua Các nhà máy xây dựng phải áp dụng công nghệ tiên tiến, sản xuất sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng cao, đa dạng chủng loại mẫu mã c) Phát triển công nghiệp chế biến sữa theo hướng tăng dần tỷ lệ sử dụng nguyên liệu sữa tươi nước giảm dần tỷ lệ nguyên liệu sữa bột nhập ngoại Phát triển công nghiệp chế biến sữa gắn chặt với việc phát triển đàn bò sữa nước Các sở chế biến sữa phải có chương trình đầu tư cụ thể phát triển đàn bò sữa Bố trí địa điểm xây dựng nhà máy chế biến sữa gắn với trung tâm tiêu thụ sản phẩm vùng chăn nuôi bò sữa tập trung Nhu cầu dinh dưỡng Sữa sản phẩm thực phẩm có nhiều dinh dưỡng, sữa có gần đầy đủ chất dinh dưỡng cần thiết cho s ự phát triển thể, giúp thể khỏe mạnh Sữa sản phẩm từ sữa có độ sinh lượng cao, khoảng 800Kcal, t ức chi ếm 1/3 lượng cần thiết cho thể 1.2.2 Nhu cầu thị trường sản phẩm từ sữa Sữa hoàn nguyên tiệt trùng sản phẩm chiếm tỷ trọng lớn, có t ốc độ tăng trưởng mạnh ổn định năm Mặt khác, sản phẩm tiêu thụ rộng rãi khắp miền đất nước nhằm đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng sữa Nhu cầu nguồn nguyên liệu Nguyên liệu để sản xuất sữa hoàn nguyên sữa bột gầy, bơ, đường, hương liệu, nước Trong sữa bột gầy bơ nhập từ nước ngoài, nguyên liệu khác đường, hương liệu… nhập từ nhà cung ứng nước Việc đưa nhà máy chế biến sản xuất sữa vào hoạt động giúp tiêu thụ nguồn nguyên liệu sữa tươi từ hộ nông dân trang trại nuôi bò địa phương khu vực lân cận Vì sữa hoàn nguyên tiệt trùng tên gọi sản phẩm sữa mà thành phần có chứa sữa bột gầy, nước,… nhà s ản xu ất đ ưa thêm vitamin, khoáng chất khác vào để tăng thêm hàm lượng dinh d ưỡng có sữa Mà tùy vào mục đích sử dụng, sữa tươi điều chỉnh độ béo tạo sữa bột gầy (có hàm lượng chất béo không 1%) Ngoài nguyên li ệu nhập Newzeland, Úc Do đó, việc xây dựng phân xưởng sản xuất sữa phù hợp với định hướng phát triển ngành sữa Việt Nam 1.2.1 1.2.3 1.3 1.3.1 Thiết kế sản phẩm Sản phẩm phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 7029:2002 [11] Chỉ tiêu cảm quan, hóa lý vi sinh vật 1.3.1.1 Chỉ tiêu cảm quan Bảng 1.2 Các tiêu cảm quan sữa hoàn nguyên tiệt trùng Chỉ tiêu Yêu cầu Màu sắc Màu đặc trưng sản phẩm Mùi, vị Mùi, vị đặc trưng sản phẩm, mùi, vị lạ Trạng thái Dịch thể đồng 1.3.1.2 Chỉ tiêu hóa lý Bảng1.3 Các tiêu hóa lý sữa hoàn nguyên tiệt trùng Tên tiêu Mức yêu cầu Hàm lượng chất khô (% khối lượng) 12 Hàm lượng chất béo (% khối lượng) 3,5 Độ axit, °T 14 đến 18 1.3.1.3 Các chất nhiễm bẩn Bảng1.4 Hàm lượng kim loại nặng sữa hoàn nguyên tiệt trùng Tên tiêu Mức tối đa (mg/l) Asen 0,5 Chì 0,2 Cadimi 1,0 Thủy ngân 0,05 Ngoài độc tố sữa hoàn nguyên tiệt trùng: Aflatoxin M1 không lớn 0,5 mg/l 1.3.1.4 Chỉ tiêu vi sinh Bảng1.5 Các tiêu vi sinh vật sữa hoàn nguyên Tên tiêu Mức cho phép - Công suất động cơ: 37 kW - Khối lượng thiết bị: 1250 kg Tính số lượng thiết bị: 0,67 Vậy: - Dây chuyền chọn thiết bị Kích thước: 1435x1280x1390 mm 5.14 Hệ thống tiệt trùng làm nguội Lượng sữa vào tiệt trùng, làm nguội: 3448,79 kg/h [bảng 4.3] Đổi thể tích là: 3341,85 lít/h Chọn cụm thiết bị tiệt trùng, làm nguội Tetra Therm Aseptic Plex 10 hãng Tetra Pak (Thụy Điển) sản xuất[10] Loại sử dụng trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống Thông số kỹ thuật: - Năng suất: thay đổi từ 2000 – 7000 lít/h - Nhiệt độ tiệt trùng: 139 – 1400C - Nhiệt độ nước làm nguội 200C, áp suất bar - Thời gian tiệt trùng: 4s - Lượng vào: 30 kg/h, tối đa 110 kg/h - Áp suất vào: bar - Kích thước thiết bị: 9000x4900x4000 mm - Công suất tiêu thụ: 23 – 60 Kw Số thiết bị: 0,53 Vậy: - Số lượng thiết bị cho dây chuyền: Kích thước thiết bị: 9000x4900x4000 mm 5.15 Bồn chờ rót Lượng sữa đưa vào bồn chờ rót: 3438,44 kg/h [bảng 4.3] Đổi sang thể tích: V= = 3331,82 lít/h Thùng chờ rót vỏ có cánh khuấy, thân hình trụ, thép không gỉ, có lớp vỏ áo bảo ôn nhiệt độ Chọn thiết bị Tetra AlsafeR LA hãng Tetra Pak (Thụy Điển) [10] Thông số kỹ thuật: - Thể tích chứa: V = 14000 lít - Đường kính: D = 2500 mm - Chiều cao: H = 5000 mm - Tổng khối lượng: 4200 kg - Công suất tiêu thụ: 2,5 Kw - Khoảng cách hai lớp vỏ: 50 mm Số thiết bị: 0,25 Vậy: - Số lượng thiết bị cho dây chuyền: Kích thước: D = 2500 mm, H = 5000 mm Hình 5.8 Bồn chờ rót[10] 5.16 Máy rót đóng hộp Lượng sữa cần vào thiết bị rót 3435 kg/h [bảng 4.3] Đổi thể tích: V= = 3328,49 lít/h Chọn loại máy rót hiệu Tetra Pak A3/speed [10] Thông số kỹ thuật: - Năng suất 5000 lít/h - Tiêu thụ điện 20 Kw - Kích thước: 3000x1800x4100 mm - Sai sót rót: ± 2% - Động điện A02 – 31 – - Vận tốc quay roto: 1420 vòng/phút - Trọng lượng máy: 2260 kg - Nhiệt độ khí tiệt trùng: 280-310oC - Nhiệt độ khí máy rót sữa: 40-50oC - Nhiệt độ Tube Heater: 480oC - Nhiệt độ Super Heater: 365oC - Lưu lượng H2O2 tiêu hao: 190-230ml/h Hình 5.9 Thiết bị rót đóng hộp [10] Số thiết bị: 0,67cái Vậy: - Số lượng thiết bị: Kích thước: 3000x1800x4100 mm 5.17 Máy dán màng bao Chọn máy SLA 62 - line 9/1 [10] Năng suất: 9500 hộp/h Công suất: 2,3 KW Có kích thước 650x400x1000 Số lượng: máy 5.18 Máy đóng thùng Chọn máy SB 37 - line 11 hãng Cermex sản xuất [10] Năng suất: 14250 hộp/h Công suất: 2,5 KW Có kích thước: 1200x550x1200 mm Số lượng: máy 5.19 Băng tải vận chuyển sữa hộp thành phẩm Chọn loại băng tải có đặc tính sau: Năng suất: 9500 hộp/h Công suất: 0,5 KW Chiều rộng băng: 100 mm Công suất mô tơ: 3÷ Kw Chiều cao gờ: 100 mm Chọn băng tải 5.20 Thùng chứa dịch chất ổn định 5% Lượng dịch chất ổn định cần bổ sung cho dây chuyền là: 61,79 kg/h [bảng 4.3] Do dịch chất ổn định có nồng độ thấp nên xem tỷ trọng chất ổn định tỷ trọng nước Nên đổi sang thể tích 61,79 lít/h Lượng chất ổn định cần dùng để bơm vào trình tiêu chuẩn hóa : 61,79 lít/h = 0,06 m3/h Chọn thùng với hệ số chứa đầy 85 % m Vậy thể tích thùng là: Vt = n × δ = 0,07 m3/h Từ công thức (*) ta có đường kính thùng là: = = 0,38 m Chọn D = 0,5 m Ht = 1,3×D = 1,3×0,5 = 0,65 m h = 0,3×D = 0,3×0,5 = 0,15 m Chiều cao toàn thiết bị là: H = Ht + 2×h = 1,3×D + 2×0,3×D = 1,9×D H = 1,9×0,5 = 0,95 m Vậy: - Số lượng thiết bị: Kích thước: D = 500 mm, H = 950 mm 5.21 Thùng gia nhiệt bơ Lượng bơ cần bổ sung chuẩn hóa là: 109,5 kg/h [bảng 4.3] m Đổi sang thể tích: Vd = d = = 120,33 lít/h = 0,12 m3/h (0,91 khối lượng riêng bơ, g /cm3) Chọn thùng với hệ số chứa đầy 85 %, thể tích thùng: m Vt = n × δ = = 0,14 m3 Từ công thức (*) ta có đường kính thùng = 0,48 m Chọn D = 0,5 m Ht = 1,3×D = 1,3×0,5 = 0,65 m h = 0,3×D = 0,3×0,5 = 0,15 m Chiều cao toàn thiết bị là: H = Ht + 2×h = 1,3×D + 2×0,3×D = 1,9×D H = 1,9×0,5 = 0,95 m Vậy: - Số lượng thiết bị: Kích thước: D = 500 mm, H = 950 mm 5.22 Nồi nấu sirô Do ta có sản phẩm sữa hoàn nguyên có đường cần bổ sung dịch đường nên lượng sirô đường vào công đoạn phối trộn là: 250,56 kg/h [bảng 4.3] Thể tích lượng sirô cần nấu 185,74 lít/h (1,349: khối lượng riêng sirup đường 70 % theo kg/l) Chọn nồi nấu vỏ có cánh khuấy nắp đậy kín lại loại: JC-500-2[11] Thông số kỹ thuật: Thể tích làm việc: 200 lít Công suất: 16 KW Áp suất làm việc: 29,5 N/m2 Kích thước: 1000x1066 mm Khối lượng: 810 kg Vậy: số lượng thiết bị: Kích thước: D=700, H = 1000 mm 5.23 Thùng chứa sirô đường sau nấu Lượng sirô cần đưa vào công đoạn phối trộn : 250,56 kg/h [bảng 4.3] Thể tích lượng sirup cần đưa vào công đoạn phối trộn giờ, với ca làm việc 7,5 m Vd = d = = 185,74 ít/h = 0,18 m3/ca (1,349: khối lượng riêng sirô) Chọn thùng có dạng hình trụ đứng, đáy hình chỏm cầu, vỏ thùng làm thép không gỉ Thể tích thùng chứa sirô đường, hệ số chứa đầy thùng chứa 85 % m Vt = n × δ = = 0,21 m3 Đường kính thùng chứa sirup = 0,55 m Chọn: D = 0,6 m Ht = 1,3×D = 0,78 m h = 0,3×D = 0,18 m Chiều cao toàn thiết bị là: H = Ht + 2×h = 1,3×D + 2×0,3×D = 1,14 m Vậy: - Số lượng thiết bị: Kích thước: D = 600 mm, H = 1140 mm 5.24 Tính chọn loại bơm sản xuất 5.24.1 Bơm dùng để bơm sữa, nước Dựa vào suất dây chuyền, tính chất sản phẩm khả làm việc thiết bị ta chọn bơm ly tâm cho nguyên liệu chất lỏng Chọn bơm ly tâm LKH-40 [11] Hình 5.10 Bơm ly tâm LKH-40 [11] - Thông số kỹ thuật: + Năng suất: ÷ 10 m3 + Áp suất đẩy: bar + Kích thước: 456×240×284 mm + Công suất động cơ: 5,88 Kw - Dùng bơm bơm sữa qua công đoạn dây chuyền sản xuất Số lượng: Chọn bơm 5.24.2 Bơm dùng để bơm dịch đường chất ổn định, bơ Hình 5.11 Bơm ly tâm LKH[11] Chọn bơm loại LKH với đặc tính kỹ thuật sau: + Năng suất: 300 m3/h + Áp lực bơm: 16 bar + Kích thước: 228×120×140 mm + Số vòng quay: 3000 vòng/phút + Khối lượng: 110 kg + Công suất động cơ: 7,36 kW + Số lượng: bơm 5.24.3 Chọn động cánh khuấy Động cánh khuấy dùng cho thiết bị gắn cánh khuấy Chọn loại máy khuấy cánh có: Cánh khuấy làm thép không gỉ Số vòng quay cánh khuấy 40 vòng/phút Công suất động điện: Kw Bảng 5.1 Bảng tổng kết thiết bị STT Tên thiết bị Kích thước (mm) Số lượng Năng suất Côn g suất KW Cân định lượng D=1000, d=300,h=900, h1=600 Thùng đựng nước nóng D = 1500, H = 2850 Thiết bi phối trộn 1250x900x1065 Thùng hoàn nguyên, chuẩn hóa D = 2000, H = 3800 Thiết bị lọc 760x300600 Thiết bị gia nhiệt 5000 18,5 4000 1,1 1500x820x1420 7000 Thiết bị đồng hóa 1435x1280x1390 5000 37 Thùng chứa sữa sau đồng hóa D= 1600, H= 3040 Thiết bị gia nhiệt làm lạnh 1500x820x1420 7000 10 Thùng ủ hoàn nguyên D = 1600, H = 3040 11 Thiết bị gia nhiệt 1500x820x1420 7000 12 Thùng chứa sau gia nhiệt D = 2000, H = 3800 13 Thiết bị đồng hóa 1435x1280x1390 14 Hệ thống tiệt trùng làm nguội 9000x4900x4000 15 Bồn chờ rót D = 2500, H = 5000 16 Máy rót đóng hộp 3000x1800x4100 17 Băng tải vận chuyển sữa hộp thành phẩm 6000x1000x100 D = 500, H = 950 18 Thùng chứa dịch chất ổn định 19 Máy dán màng bao 650x400x1000 20 Máy đóng thùng 1200x550x1200 21 Thùng hâm bơ D = 600, H = 1140 22 Nồi nấu sirô 700x1000 23 Thùng chứa sirô sau nấu D = 600, H = 1140 24 Bơm dùng để bơm sữa nước 456x240x284 25 Bơm dùng để bơm sirô đường, chất ổn định 228x120x140 5000 37 7000 60 1400 00 2,5 5.88 300 7,36 PHẦN 6: CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG 6.1 Tính lạnh Trong công nghệ sản xuất sữa bắt buộc phải có nhiều trình làm lạnh để khống chế nhiệt độ sữa theo yêu cầu công nghệ Do ta phải xác định suất lạnh để chọn máy nén chọn thiết bị lạnh Trên sở xác định diện tích phòng máy xác Chi phí lạnh bao gồm: Q = Q1 + Q2; kcal/h Trong đó: Q1: Chi phí lạnh trình công nghệ để làm lạnh, kcal/h Q2: Chi phí lạnh thao tác, thiết bị toả nhiệt tiêu hao khác, kcal/h 6.1.1 Tính Q1 Trong đó: Q1 = Q1a + Q1b ; kcal/h Q1a: Chi phí lạnh để làm nguội sữa sau gia nhiệt Q1b: Chi phí lạnh để làm nguội sữa sau trình tiệt trùng Tính Q1a Ta có: Q1a = V×D×C×(t1 - t2) V: Lượng sữa đưa vào gia nhiệt làm lạnh = 3314,13 lít/h D: Khối lượng riêng sữa: 1,047 kg/lít C: Nhiệt dung riêng sữa, C=0,93 kcal/kgoC t1: Nhiệt độ sữa trước làm nguội, t1= 80oC t2: Nhiệt độ sữa sau làm nguội,t2=2oC Q1a = 3314,13× 1,047× 0,93× (80-2)= 251706,12 kcal/h *Tính Q1b Ta có: Q1b = V×D×C×(t1 - t2) V: Lượng sữa đưa vào làm nguội = 3287,69 lít/h D: Khối lượng riêng sữa: 1,047 kg/lít C: Nhiệt dung riêng sữa, C=0,93 kcal/kgoC t1: Nhiệt độ sữa trước làm nguội, t1=140oC t2:Nhiệt độ sữa sau làm nguội, t2=20oC Q1b = 3287,69×1,047×0,93×(140-20) = 384151,15 kcal/h *TínhQ1 Q = Q1a+Q1b Q1 = 251706,12 + 384151,15 kcal/h Q1 = 635857,27 kcal/h 6.1.2.Tính Q2 Chi phí lạnh thao tác, thiết bị tỏa nhiệt tiêu hao khác: Xem tiêu hao %, ta có: Q2 = %×Q1 = 5%×635857,27 = 31792,86 kcal/h 6.1.3 TínhQ Q = Q1 + Q2 = 635857,27 + 31792,86 = 667650,13 kcal/h Q = 667,650 Kw 6.2.Tính điện Điện chiếu sáng: Chọn loại đèn sử dụng chủ yếu nhà máy đèn huỳnh quang có đặc tính sau: Chiều dài bóng: 1.2m Đường kính bóng: 40mm Công suất; 40W Điện áp: 220V Điện dùng cho chiếu sáng chọn 15% điện dùng cho trang thiết bị - - Điện dùng cho trang thiết bị STT Tên thiết bị Số lượng Công suất KW Công suất tổng KW Thiết bi phối trộn 18,5 18,5 Thiết bị lọc 1,1 1,1 Thiết bị gia nhiệt 1 2 Thiết bị đồng hóa 1 37 37 Thiết bị gia nhiệt làm lạnh 2 Thiết bị gia nhiệt 2 Thiết bị đồng hóa 37 37 Hệ thống tiệt trùng làm nguội 60 60 Bồn chờ rót 2,5 2,5 10 Máy rót đóng hộp 1,5 1,5 0,5 11 Băng tải vận chuyển sữa hộp thành phẩm 12 Máy dán màng bao 2,3 4,6 13 Máy đóng thùng 2,5 14 Thùng hâm bơ 2 15 Nồi nấu sirô 16 16 16 Bơm dùng để bơm sữa nước 5,88 41,16 17 Bơm dùng để bơm sirô đường, chất ổn định 7,36 29,44 18 Các sử dụng khác 10 10 Tổng 272,8 Chi phí điện cho chiếu sáng phân xưởng (số chi ếu sáng trung bình cho ngày 12 h): A1 = 15%x 272,8x12 = 491,04 KWh/ngày Chi phí điện cho trang thiết bị máy móc ngày (22,5h): A2 = 491,04 x 22,5 x 0,9 = 9943,56 kWh/ngày Với 0,9 hệ số tương ứng với mức độ làm việc ngày Vậy lượng điện nhà máy sử dụng: A = A1 + A2 = 10434,6 kWh/ngày = 10434,6 x 272 ngày/năm = 2,83 triệu kWh/năm 6.3 Nước Nước sinh hoạt Nước vệ sinh, tắm giặt: Tổng số công nhân viên phục vụ sản xuất dự kiến: 90 người/3ca Tiêu chuẩn sử dụng nước cho người 100 lít/ngày Lượng nước cần cho mục đích vệ sinh, tắm giặt là: V1 = 90 x 100= 9000 lít/ngày = m3/ngày Nước ăn uống: Tiêu chuẩn sử dụng nước cho người 25 lít/ngày Lượng nước cần là: V2 = 90 x 25 = 2250 lít/ngày = 2,25 m3/ngày Vậy tổng lượng nước cần cho sinh hoạt: V’ = V1 + V2 = 11,25 m3/ngày Nước sản xuất Nước sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt với điều kiện phải tuần hoàn sử dụng lại ngày (thời gian tuần hoàn chọn 2h) Nước sử dụng để vệ sinh thiết bị: Vệ sinh thiết bị thực cách dùng nước để chạy thay sữa hệ thống thiết bị 30 phút sau ca Ngoài ra, vệ sinh thực số thiết bị sau mẻ trộn Lấy lưu lượng nước chạy hệ thống thiết bị m 3/h Lượng nước vệ sinh ngày ca : x 0,5(h) x = 7,5 m Các giai đoạn vệ sinh chọn tổng lượng nước sử dụng vệ sinh 7,5 m3 Vậy lượng nước vệ sinh là: V = 7,5 + 7,5 = 15m3/ngày Nước sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt với điều kiện phải tuần hoàn sử dụng lại ngày (thời gian tuần hoàn chọn 2h) Thiết bị làm lạnh sữa: Nhiệt lượng trao đổi cần thiết: ,W ... xin thực đề tài đồ án là: Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa hoàn nguyên tiệt trùng với suất 20 triệu lít sản phẩm/năm” PHẦN 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KĨ THUẬT Nhu cầu thị trường sản phẩm Sau hai... tiêu thụ cao rộng rãi sữa hoàn nguyên tiệt trùng Vì việc thiết kế, xây dựng phân xưởng sản xuất sữa hoàn nguyên tiệt trùng cần thiết có ý nghĩa thực tế cao Từ lập luận đồng ý giáo viên hướng... NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ Họ tên sinh viên: ĐỖ THỊ HỒNG THỦY Lớp: CNTP47A Ngành: Công nghệ thực phẩm Tên đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa hoàn nguyên tiệt trùng suất 20 triệu lít sản phẩm/năm