Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế công nghệ và nhà máy thực phẩm, sẽ cho bạn biết được cách để thiết kế một cách hoàn chỉnh về nhà máy thực phẩm, các công đoạn cũng như công nghệ. ( ở đây là thiết kế nước đóng chai)
Bộ môn: Thiết kế công nghệ nhà máy thực phẩm THIẾT KẾ NHÀ MÁY NƯỚC UỐNG ĐÓNG CHAI MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU BIỂU ĐỒ PHÂN BỐ THỜI GIAN VÀ NỘI DUNG THIẾT KẾ ST T 10 11 12 13 14 15 NỘI DUNG CÔNG TÁC THIẾT KẾ Thống nội dung kế hoạch Tìm phân tích tài liệu Chọn địa điểm xây dựng Hồn thành thơng qua sơ Thiết kế công nghệ Thiết kế mặt phân xưởng Thiết kế mặt nhà máy Thiết kế điện Thiết kế phân cấp thoát nước Vẽ vẽ Dự kiến tổ chức nhân Các tính tốn kinh tế Bổ sung hoàn thành vẽ Đánh máy, hoàn thành thuyết minh Nghiệm thu thiết kế THỜI GIAN( TUẦN) 10 LỜI MỞ ĐẦU Trên trái đất nhìn từ vụ trụ tinh cầu màu xanh Sở dĩ có đặc trưng 70% bề mặt trái đất đại dương nước Và nước nguồn tạo khác biệt trái đất với vô số hành tinh khác Giá trị nước thời đại làm cho sống nâng lên đáng kể nên ngày nước gọi thứ “Vàng trắng” Nước tác động đến ngành công nghiệp mũi nhọn công nghiệp thủy điện, công nghiệp chế biến mà định đến hiệu sản xuất nơng, lâm, ngư nghiệp Vì mà ngày chất lượng nước uống trở thành vấn đề đáng lưu tâm tồn nhân loại Chúng ta khơng dựa vào việc cung cấp nước từ thiên nhiên tiêu thụ lượng nước lớn ngày thể Ngày với kỹ thuật khoa học cơng nghệ đại giúp giải vấn đề nhu cầu nước an tồn hợp vệ sinh Trước u cầu đặt để đảm bảo sức khỏe cho người mà em chọn đề tài “Thiết kế nhà máy nước uống đóng chai”, làm tang them nguồn giá trị nước đời sống CHƯƠNG 1: LUẬN CHỨNG KINH TẾ - KỸ THUẬT Khi đặt yêu cầu xây dựng nhà máy vấn đề cần quan tâm tính khả thi tính kinh tế Một nhà máy thực phẩm muốn tồn phát triển sản phẩm nhà máy sản xuất phải đáp ứng nhu cầu thị hiếu người tiêu dùng, phải đáp ứng yêu cầu thị trường chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm Đề xuất sản phẩm đạt u cầu đó, ngồi việc cần có dây chuyền sản xuất với máy móc thiết bị thích hợp, đội ngũ kỹ sư công nhân kỹ thuật lành nghề, hệ thống quản lý tổ chức sản xuất hợp lý việc chọn địa điểm xây dựng yếu tố quan trọng Địa điểm hợp lý góp phần tạo điều kiện thuận lợi cho sản xuất, tiêu thụ sản phẩm phù hợp với quy hoạch chung nhà nước qua góp phần làm giảm bớt giá thành sản phẩm nhằm tăng hiệu kinh tế Những nguyên tắc chủ yếu chọn địa điểm xây dựng: ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ Gần vùng nguyên liệu Nguồn cung cấp lượng (than, điện, xăng dầu) Gần nguồn nước Gần nguồn cung cấp nhân lực Gần nơi tiêu thụ sản phẩm Giao thông thuận tiện Phù hợp với quy hoạch phát triển chung quốc gia Tuy nhiên thực tế chọn địa điểm có tất tiêu chuẩn trên, với nhà máy cụ thể cần xác định yêu cầu đưa địa điểm xây dựng đáp ứng tương đối hợp lí yêu cầu ưu tiên yêu cầu quan trọng Qua phân tích yêu cầu tổng hợp lại, nhóm em chọn địa điểm xây dựng nhà máy khu công nghiệp Nhơn Hội - Khu A, tỉnh Bình Định, vị trí có thuận lợi sau: 1.1 Vị trí địa lý Khoảng cách (theo đường bộ) từ khu công nghiệp Nhơn Hội – Khu A đến thành phố lớn, nhà ga, bến cảng sân bay sau: ‒ Cách trung tâm thành phố Quy Nhơn km ‒ Cách ga Diêu Trì 15 km ‒ Cách cảng Quy Nhơn km, cảng Nhơn Hội km ‒ Cách sân bay hàng không Phù Cát 30 km Khu công nghiệp Nhơn Hội A nằm gần đầu mối giao thông liên vùng với hệ thống giao thông thuận tiện có nhiều tuyến đường huyết mạch quốc gia qua quốc lộ 1A, quốc lộ 19B, quốc lộ 19, tuyến đường sắt Bắc - Nam, mạch máu giao thông quan trọng nối liền tỉnh phía Bắc thành phố Hồ Chí Minh 1.2 Nguồn lượng ‒ Nguồn cung cấp điện: từ hệ thống điện quốc gia với đường dây điện (110kV, 220kV) ‒ Công suất xử lý nước thải: 14000 m3 theo tiêu chuẩn châu Âu 1.3 Nguồn nhân lực Tại tỉnh Bình Định có nguồn nhân lực đa dạng độc đáo lao động kỹ thuật: 49.909 người; Lao động có trình độ Cao đẳng, Đại học: 78.546 người Ở địa phương có trường đại học đào tạo nguồn nhân lực dồi phù hợp với ngành thực phẩm, trội Trường Đại học Quy Nhơn Trường Đại học Quang Trung 1.4 Địa điểm phù hợp • Thuận lợi: a Về kinh tế: ‒ Trong khu vực cơng nghiệp phía dun hải Nam Trung Bộ Việt Nam, khu cơng nghiệp Nhơn Hội A có giá tương đối hợp lý, thủ tục đơn giản, hạ tầng tốt ‒ Giá thuê đất: thỏa thuận, khoảng 25 USD/m2/50 năm ‒ Giá điện: 2.735 VNĐ/KW.h ‒ Giá xử lý nước thải: 0,26 – 0,61 USD/m3 ‒ Phí quản lý: 0,2 USD/m2/tháng (bao gồm bảo vệ, vệ sinh,…) • Khó khăn: a Vấn đề thủ tục hành chính: Hiện vấn đề thủ tục hành Nhà Nước Việt Nam chưa thực rõ ràng minh bạch, luật pháp có q nhiều nghị định, thơng tư số văn luật, văn hướng dẫn luật ban hành theo tính chất thời kỳ, thủ tục hành vơ chậm nên phải tốn nhiều chi phí cho việc cấp phép đầu tư, sản xuất, kinh doanh muốn việc thuận tiện Từ phí làm cho vốn đầu tư nhà máy, phát triển đại lý trở nên lớn gánh nặng doanh nghiệp b Vấn đề bất ổn thị trường: Chính sách kinh tế Việt Nam chưa mang tính chiến lược lâu dài mà thường mang tính chiến thuật, đối phó thời điểm khiến thị trường Việt Nam thường bất ổn, giá xăng dầu, điện, nước, thường tăng bất thường khiến phí vận chuyển tăng, giá nguồn nguyên liệu nhà máy bị ảnh hưởng, mặt khác vật liệu tiêu dùng tăng cao dẫn tới lạm phát, giới tiêu dùng “thắt lưng buộc bụng” khiến sản phẩm khó tiêu thụ c Vấn đề giao thơng: Hiện giao thơng Việt Nam cịn nhiều vấn đề: Đường hẹp, tốc độ bị hạn chế, thường tắc nghẽn giao thông gây khó khăn lưu thơng vận chuyển sản phẩm d Vấn đề nhân sự: Công nhân Việt Nam phần lớn chưa có tác phong cơng việc mực, ý thực kỹ thuật an toàn lao động chưa cao, thường mang tính đối phó, chưa có tính gắn bó với cơng việc nên khơng ổn định, có tính di chuyển theo thu nhập CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 2.1 Giới thiệu chung nước 2.1.1 Cấu trúc nước Cấu tạo phân tử nước điền phân tam giác cân, hạt nhân nguyên tử O2, góc đáy proton, góc có chứa liên kết O-H = 104,50 Độ dài hạt nhân nguyên tử O2 H2 liên kết O-H = 0,96 Ao ( 0,96*10-8 cm ) Đám mây điện tích nguyên tử O2 H2 cặp điện từ phân bố sau: Một cặp bên bao quanh hạt nhân O2 Hai cặp ngồi phân bố khơng nhân, nguyên tử O2 - H2 lệch nhiều phía nhân O2 Hai cặp cịn lại O2 khơng góp chung với H2 phân tử nước có cực điện tích Hai cực âm tương ứng với hai nhân nguyên tử H2 có mật độ điện từ giảm hình dung điện tích phân bố đỉnh hình tứ điện khơng Do phân bố điện tích đối xứng phân tử H2O biểu tính phân cực rõ ràng Hình 2.1: Cấu tạo nước tính lưỡng cực nước Trong H2O ngồi phân tử đơn giản H2O chứa phân tử liên hợp biểu diễn công thức tổng quát (H2O)x X không xác định mà biến đổi có trị số nguyên nhỏ X= 1, 2, 3,… Hiện tượng liên hợp H2O xảy bị phá vỡ Số phân tử nước đơn giản phân tử liên hợp thay đổi tùy theo trạng thái nước Liên kết chủ yếu H2O liên kết Hidro Hình 2.2: Liên kết hidro 2.1.2 Các thành phần có nước - Các ion kim loại: H2O tự nhiên dung mơi tốt để hịa tan hầu hết acid base muối vô Trong nước biển: ( Cl-) 19,43 g/l, ( Na+) 10,770 g/l Trong nước sông hồ: ( HCO3-) cao 58 mg/l, ( Ca+) 15 mg/l 10 Hình 3.7: Mơ tả trình lọc thẩm thấu ngược Phạm vi ứng dụng: Vào sản xuất sản xuất nước uống cung cấp cho sản xuất thực phẩm, dược phẩm hay phòng thí nghiệm Biến đổi nước: Loại bỏ 90-95% tạp chất bẩn tan nước 3.2.6 Lắng Mục đích: Loại bỏ tạp chất rắn lơ lửng có nồng độ cao nước làm cho nước có độ hoàn toàn giúp an toàn cho người sử dụng an tịn cho q trình sau Hình 3.8: Thiết bị lắng hình Cấu tạo: Ngun tắc hoạt động: pha trộn hóa chất đẻ keo tụ mơi trường thích hợp sau bơm từ đáy bể theo hướng ly tâm chân bể lắng để tạo dịng xốy lên Qua lớp chất rắn lơ lửng có vận tốc giảm dần ki lên đến miệng bể 25 Bơng cặn tạo q trình tạo bơng nhờ lực xốy gom tu lại trung bơm hút để tuần hoàn hệ thống Bùn tuần hoàn bơm chân bể theo hướng đối diện nhằm tạo dịng xốy cho bể, giai đoạn này, nước pha trộn với bùn lắng làm chất xúc tác cho q trình tạo bơng cặn Bùn tự tuần hồn q trình giúp q trinh lắng diễn nhanh Nước sau xử lý thu gom máng thu nước bề mặt chảy đến cơng trình Ưu điểm: Bề mặt xốy tách cặn theo hai ngn lý dịng xốy lắng tầng cặn lơ lửng Phần vùng phản ứng để dịng cặn hình thành Kết hớp yếu tố nhiều ngyên lý giúp cho bề mặt lắng hiệu xử lý cáo tiết kiệm chi phí đầu tư Biến đổi nước: Loại bỏ hồn tồn chất rắn lơ lửng, khơng màu , khơng mùi, khơng vị, thích hợp cho sử dụng nươc uống 3.2.7 Chiết chai, ghép nắp Mục đích: Đưa nước làm sach vào chai nhắm tránh xâm nhiễm tạp chất lạ Ghép nắp nhằm cách ly sản phẩm với môi trường Kéo dài thời gian bảo quản Đảm bảo an toàn cho người sử dụng 26 Hình 3.9: Dây chuyền thiết bị ghép nắp đóng chai nước uống tự động Bao bì: Gồm: + Nhựa tổng hợp + Thủy tinh Hình 3.10: Các dạng bao bì u cầu: Khơng độc tương hợp với loại sản phẩm 27 Bảo đảm vệ sinh Giữ độ ẩm thực phẩm chất dầu béo Giữ khí mùi Cảm quang Bảo vệ tính nguyên vẹn sản phẩm Bảo vệ sản phẩm va chạm Cấu tạo nắp dễ mỡ Kiểu miệng lấy sản phẩm thích hợp 10 Cách đậy kín lại 11 Dễ tiêu hủy 12 Kiểu dáng, kích cở 13 Việc in ấn bao bì 14 Giá 15 Tiêu chuẩn hóa 16 Sử dụng vận chuyển bảo quản tiện lợi Cấu tạo cách tiến hành: Qua ba giai đoạn xúc rửa, chiết rót đóng nắp máy Chiết rót nhanh, lượng chất lỏng chiết điều khiển xác khơng có tình trạng bị nhỏ giọt hay trào ngồi.Q trình rửa chai sử dụng phương thức kẹp lị xo Chai rỗng quay tròn 180 độ theo vòng mâm xoay Xúc rửa hai 28 đường bên bên chai, hiệu suất xúc rửa chai cao Đầu xoắn nắp sử dụng lực từ, thức chức lấy nắp, xoắn nắp, lực đẩy xoắn nắp vơ cực điều chỉnh, không làm hỏng nắp chai xiết chắn Máy điều khiển hình PLC cảm ứng, với hình hiển thị thơng dụng Lượng nước bồn chứa tự động điều chỉnh Q trình chiết rót đóng nắp tự động dừng lại khơng có chai, tự động ngắt mở cửa Biến đổi nước: Nước sau trải qua công đọan nước không tạp chất hay mùi vị lạ, đạt tiêu chuẩn nước uống 3.2.8 Thanh trùng: Mục đích: Nhằm tiêu diệt hồn tồn vi sinh vật nha bào tồn san phẩm để đảm bảo chất lượng tốt giá trị cảm quam dinh dưỡng, sức khỏe người tiêu dùng kéo dài thời gian bảo quản,… Phương pháp trùng: Có nhiều phương pháp ozon hóa, sử dụng tia cực tím để loại bỏ vi sinh vật Ngồi cịn sử dụng hầm trùng Cấu tạo: Hầm trùng lắp hệ thống phun nước hệ thống băng tải Cả q trình kiểm sốt hệ thống điều khiển điện tử Bộ điều khiển xác định thông số nhiệt độ tia nước, áp xuất bên sản phẩm trùng Bộ điều khiển trùng (PU monitors) nhiệt kế điện tử đặc biệt , pin thiết bị đặt hộp kín chống nước 29 Thiết bị có giá đỡ phận nâng đỡ giữ vững cảm nhiệt chai Nhờ thiết kế vững chãi mà chuyển động theo sản phẩm suốt trình, hoạt động tốt nhiệt độ cao, ẩm, độ rung mạnh Bộ kiểm sốt PU-Haffmann RPU353 tự động đưa tồn giá trị PU thu Thiết bị cịn lựa chọn giá trị phù hợp với sản phẩm Biến đổi nước: Nước đạt tiêu chuẩn TCVN 6096-2010 3.2.9 Nhãn dán bao gói Việc dán nhãn làm tay máy Yêu cầu dán nhãn phải phẳng ngắn Nội dung ghi: + Logo hình ảnh + Thơng tin sở công ty sản xuất + Thể tích + Chỉ tiêu chất lượng + Xuất xứ hàng hóa hàng hóa nhập phải ghi tên nước xuất Đóng thùng: Mục đích: + Trách đỗ vỡ + Thuận lợi trình vận chuyển Yêu cầu: + Các hộp xếp vào thùng theo số lượng chiều cao, ngang ,dọc 30 + Sau xếp hộp vào kiện , kiện đóng kín , xiết chai,ngồi kiện in nhãn hàng hóa Các loại bao bì: thường gỗ, cattong, kim loại Hình 3.11: Sản phẩm nước đóng thùng Hình 3.12: Sản phẩm nước đóng chai CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 4.1 Năng suất dây chuyền sản xuất 4.1.1 Năng suất lực chọn nhà máy Thời gian làm việc: ca 8h Một ngày trung bình làm việc 1.5 ca Mỗi tháng nhà máy dự định hoạt động 26 ngày 31 Việc lựa chọn số ca ta nhận thấy nhà máy không hoạt động với công suất nhau, nên có ngày nhà máy hoạt động ca/ngày, có ngày hoạt động ca/ngày Tỉ lệ hao phí nguyên liệu: Bảng 4.1 Tỷ lệ hao phí ngun liệu ST T Cơng đoạn Tỷ lệ hao phí (%) Nước ngầm Khử sắt, Mangan Làm mềm nước, khử khoáng Lọc thô Thâm thấu ngược Lắng Chiết đóng chai Ghép nắp Thanh trùng 10 Đóng chai, dán nhãn Năng suất dây chuyền sản xuất Năng suất sản xuất nhà máy phải đáp ứng sản lượng tháng cao điểm nhất, nên suất dây chuyền tính dựa vào sản lượng tháng có sản lượng cao + Năng suất dây chuyền sản xuất ca: Trong đó: Gcao điểm: sản lượng tháng cao điểm (có sản lượng lớn nhất), đơn vị m3 Nngày: số ngày sản xuất tháng cao điểm Tca: số ca sản xuất trung bình ngày 32 + Năng suất dây chuyền sản xuất giờ: Với h số sản xuất ca 4.1.2 Lượng nguyên liệu cần sản xuất 1000 m3 thành phẩm Dựa vào quy trình sản xuất bảng tỉ lệ hao phí nguyên liệu nước ta tính lượng ngun liệu để sản xuất 1000 m3 thành phẩm nhập liệu cơng đoạn cách tính ngược theo số liệu quy trình Lượng nhập liệu cơng đoạn: Khử sắt Mangan, chiết đóng chai, ghép nắp, trùng, đóng chai, dán nhãn : khơng có hao phí cơng đoạn nên lượng nhập liệu thành phẩm 1000 m3 Lắng + Lượng nhập liệu công đoạn Lắng: Gtrước : Lượng nhập liệu cơng đoạn sau x: Tỉ lệ hao phí (%) Tính tương tự cho cơng đoạn khác: Thẩm thấu ngược + Lượng nhập liệu công đoạn thẩm thấu ngược: Lọc thô + Lượng nhập liệu công đoạn lọc thô Làm mềm nước, khử khoáng 33 + Lượng nhập liệu coong đoạn làm mềm nước, khử khoáng Khử sắt, mangan + Lượng nhập liệu công đoạn khử sắt, mangan Vậy lượng nguyên liệu cần dùng để sản xuất 1000 m thành phẩm 1153.727 (m3) 4.1.3 Năng suất công đoạn thực tế dây chuyền sản xuất - Lượng nguyên liệu nước cần cho là: - Lượng nguyên liệu nước cần cho ca là: - Lượng nguyên liệu nước cần cho ngày là: - Ta có cơng thức: Trong đó: Gn, Gn+1: lượng nhập liệu công đoạn tương ứng 1h, đơn vị m3/h Tn: lượng tổn thất công đoạn n 1h, đơn vị m 3/h Biết Tn = Gn × % hao phí 34 n: số thứ tự cơng đoạn quy trình Dựa vào cơng thức ta lập bảng thơng kê lượng nhập liệu hao phí công đoạn bảng đây: ST T Công đoạn Nguyên liệu vào (m3/h) Gn Tỷ lệ hao phí (%) Tn (m3/h) Nguyên liệu 77.645 0 Khử sắt, Mangan 77.645 1.55 Làm mềm nước, khử khống 76.095 0.76 Lọc thơ 75.335 3.013 Thâm thấu ngược 72.322 0.723 Lắng 71.599 4.295 Chiết đóng chai 67.304 0 Ghép nắp 67.304 0 Thanh trùng 67.304 0 10 Đóng chai, dán nhãn 67.304 0 Bảng 4.2: Thống kê lượng nhập liệu hao phí cơng đoạn 35 36 KẾT LUẬN Nền nông nghiệp nước ta với nhiều sản phẩm thực phẩm đa dạng cộng thêm nước nguồn nguyên liệu cung cấp dinh dưỡng cần thiết cho thể người ngày nên việc xây dựng nhà máy chế biến nước uống đóng chai cần thiết Với điều kiện thuận lợi trình bày, việc xây dựng nhà máy chế biến cà chua cụ thể sản phẩm nước ép cà chua khu công nghiệp Nhơn Hội A phù hợp cần thiết để đáp ứng nhu cầu ngày tăng thị trường, nâng cao giá trị nước uống nói riêng ngành nước giải khát nói chung, góp phần thúc đẩy kinh tế phát triển, tạo việc làm cho người lao động 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu sách: Trần Văn Sang (dịch 2002), Nguồn nước chất lượng nước, Nhà xuất trẻ “Hóa học đời sống” Nguyễn Hữu Quyền (2015), Bài giảng “Thiết kế công nghệ nhà máy thực phẩm”, Đại học Công Nghiệp Thực phẩm, Tp Hồ Chí Minh Tài liệu internet: https://www.slideshare.net/phantcang/o-an-quy-trinh-cong-nghe-sanxuat-nuoc-uong-ong-chai-tai-lieu-ebook-giao-trinh? fbclid=IwAR0R0Yzw58ZfOghiVfDC93ceiLyS7sT6qv9vloVeNZkuHyRRgdaXaf40Ws 38 39