Đề tài Mở rộng phân xưởng sản xuất kem

Phaàn 1: TÍNH CAÁP THIEÁT CUÛA ÑEÀ TAØI Giôùi thieäu veà saûn phaåm kem: Kem laø saûn phaåm ñaõ coù töø laâu ñôøi taïi Trung Quoác. Theo Campell (1980) maõi ñeán naêm 1951, nhaø maùy saûn xuaát kem ñaàu tieân treân theá giôùi môùi ñöôïc ra ñôøi vaø kem trôû thaønh saûn phaåm thöông maïi. Ngaøy nay, kem ñaõ trôû thaønh saûn phaåm quen thuoäc vôùi moïi ngöôøi tieâu duøng vaø ñöôïc öa thích bôûi caùc löùa tuoåi khaùc nhau. - Veà maët nguyeân lieäu, kem ñöôïc chia thaønh 4 nhoùm: + Kem saûn xuaát töø söõa + Kem saûn xuaát töø chaát khoâ khoâng beùo cuûa söõa (milk solid non-fat) vaø daàu thöïc vaät + Kem saûn xuaát töø nöôùc eùp traùi caây vaø ñöôøng + Kem ñöôïc saûn xuaát töø nöôùc eùp traùi caây coù boå sung theâm thaønh phaàn chaát beùo vaø chaát khoâ khoâng beùo cuûa söõa. Hai nhoùm saûn phaåm ñaàu tieân laø phoå bieán nhaát vaø chieám khoaûng 80 – 90% toång saûn löôïng kem treân toaøn theá giôùi. - Veà maët coâng ngheä, hieän nay coù 3 phöông phaùp taïo hình kem (taïo ra 3 daïng saûn phaåm): + Phöông phaùp roùt kem que (moulded stick novelty): kem ñöôïc roùt vaøo khuoân ñeå taïo hình daïng thoûi deït hoaëc daïng oáng daøi + Phöông phaùp roùt ly, hoäp (filled product): kem ñöôïc roùt vaøo hoäp hoaëc ly + Phöông phaùp eùp ñuøn (extruded product): kem ñöôïc eùp ñuøn thaønh nhieàu daïng phong phuù: que, ly, oå baùnh hoaëc phuû leân baùnh sandwich. Ngoaøi ra, kem coøn coù theå ñöôïc boå sung theâm nhieàu loaïi nguyeân lieäu khaùc nhö chocolate, ñaäu phoäng, nho khoâ, meø, côm döøa, boät khoai moân, boät ñaäu xanh, nöôùc coát döøa, möùt traùi caây … giuùp taïo nhieàu höông vò haáp daãn, ña daïng hoaù saûn phaåm. Choïn nhoùm saûn phaåm vaø daïng saûn phaåm cho phaân xöôûng saûn xuaát kem: choïn nhoùm saûn phaåm kem saûn xuaát töø söõa, daïng saûn phaåm: kem que vaø kem hoäp vôùi caùc höông vò khaùc nhau nhö höông vani, daâu, cam, saàu rieâng,… Tính caáp thieát cuûa ñeà taøi: Kem saûn xuaát töø söõa vöøa laø saûn phaåm coù giaù trò dinh döôõng cao, vöøa laø saûn phaåm tieâu khieån. Ñaëc bieät, kem raát ñöôïc öa thích vaø tieâu thuï maïnh ôû nhöõng vuøng coù khí haäu noùng vaø ôû nhöõng nôi coù daân soá treû. Nöôùc ta, ñaëc bieät laø khu vöïc phía nam, coù khí haäu noùng quanh naêm vaø coù tæ leä daân soá treû khaù cao. Hôn nöõa, vì ñôøi soáng vaät chaát vaø tinh thaàn cuûa ngöôøi daân ngaøy caøng cao neân caùc saûn phaåm töø söõa ngaøy caøng ñöôïc öa chuoäng nhôø nhöõng hieåu bieát veà giaù trò dinh döôõng cuûa noù. Nhöõng ñieàu kieän naøy ñaõ giuùp cho vieäc tieâu thuï saûn phaåm kem ngaøy caøng maïnh. Maët khaùc, vì khu vöïc phía nam coù raát nhieàu khu nuoâi boø söõa neân seõ ñaùp öùng ñöôïc nhu caàu veà nguoàn nguyeân lieäu cho saûn xuaát kem. Töø nhu caàu cuûa thò tröôøng ñoái vôùi saûn phaåm kem vaø nhöõng ñieàu kieän thuaän lôïi veà nguoàn nguyeân lieäu cho saûn xuaát kem, yeâu caàu môû theâm phaân xöôûng saûn xuaát kem cho nhaø maùy söõa laø caàn thieát nhaèm ña daïng hoaù saûn phaåm. Maëc duø hieän nay duø coù nhieâuø cô sôû saûn xuaát kem thuû coâng nhöng saûn phaåm kem chöa ñöôïc kieåm soaùt veà chaát löôïng, vì vaäy vieäc môû roäng phaân xöôûng saûn xuaát kem caøng caáp thieát hôn ñeå taïo ra saûn phaåm kem ñaûm baûo chaát löôïng. Ñòa ñieåm ñaët phaân xöôûng: Choïn khu coâng nghieäp AMATA laøm ñòa ñieåm ñaët phaân xöôûng. Ñòa chæ: phöôøng Long Bình, thaønh phoá Bieân Hoaø, tænh Ñoàng Nai. Dieän tích: 410 ha, trong ñoù dieän tích duøng cho thueâ 100 ha, ñaõ ñöôïc phaùt trieån toaøn boä vôùi caùc tieän ích haï taàng chaát löôïng. Nhöõng thuaän lôïi: Nguoàn nguyeân lieäu: gaàn nguoàn nguyeân lieäu vì ôû Ñoàng Nai coù raát nhieàu trang traïi nuoâi boø söõa, ñaùp öùng nhu caàu nguyeân lieäu cho cheá bieán kem söõa. Vò trí ñòa lí thuaän lôïi: khoaûng caùch theo ñöôøng boä töø khu coâng nghieäp Amata ñeán caùc thaønh phoá lôùn, nhaø ga, beán caûng vaø saân bay quoác teá nhö sau: Caùch trung taâm thaønh phoá HCM 32 km. Caùch ga Saøi Goøn 32 km. Caùch caûng Ñoàng Nai 4 km, Taân caûng 26 km, Caûng Saøi Goøn 32 km, caûng Phuù Myõ 40 km. Caùch saân bay quoác teá Taân Sôn Nhaát 32 km. Nguoàn ñieän: ñöôïc cung caáp töø nhaø maùy ñieän Amata coâng suaát 20 MVA vaø maïng löôùi ñieän quoác gia qua traïm bieán aùp 40 MVA. Nguoàn nöôùc: nöôùc ñöôïc cung caáp 2000 m3/ngaøy. Coâng suaát nhaø maùy xöû lí nöôùc thaûi: 1000 m3/ngaøy (coâng suaát thieát keá 4000 m3/ngaøy). Dòch vuï khu coâng nghieäp: Ñöôøng truyeàn toác ñoä cao, taøi chính, ngaân haøng, thöông maïi, ñaøo taïo, khu vui chôi giaûi trí, nhaø ôû cho chuyeân gia, nhaø xöôûng cho thueâ. Caùc loaïi chi phí: Giaù thueâ ñaát: thoaû thuaän, khoaûng 40 USD/m2/50naêm. Giaù ñieän: 0.073 USD/Kwh Giaù nöôùc: 4 600 VND/m3 Giaù xöû lí nöôùc thaûi: 0.28 USD/m3 Phí quaûn lí: 0.08 USD/m2/thaùng Thuû tuïc thanh toaùn: thoaû thuaän Khí haäu: Nhieät ñoä trung bình naêm: 25 – 260C Ñoä aåm trung bình naêm: 78 – 84% Löôïng möa trung bình naêm: 1800 – 1900mm Thoå nhöôõng: Ñoä cao trung bình so vôùi maët bieån: 28m Cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát: 1.5 – 2.5 kg/cm2 Vò trí phaân xöôûng trong khu coâng nghieäp: Phía taây vaø nam giaùp Quoác loä 1A, phía ñoâng taây giaùp khu kinh doanh thöông maïi, naèm trong loâ ñaát cho thueâ giai ñoaïn 5 cuûa khu coâng nghieäp. Dieän tích cho thueâ cuûa loâ ñaát naøy laø 50 ha. Phaàn 2: QUI TRÌNH COÂNG NGHEÄ 2.1. Nguyeân lieäu: Söõa boø töôi Moät soá tính chaát vaät lyù cuûa söõa: Söõa laø chaát loûng maøu traéng ñuïc. Ñoä ñuïc cuûa söõa laø do caùc chaát beùo, protein vaø moät soá chaát khoaùng trong söõa taïo neân. Maøu saéc cuûa söõa phuï thuoäc chuû yeáu vaøo haøm löôïng b-carotene coù trong chaát beùo cuûa söõa, thöôøng coù maøu traéng ñeán vaøng nhaït. Söõa boø coù muøi vò raát ñaëc tröng vaø vò ngoït nheï. + Tyû troïng : 1,028 – 1,036 g/cm3 + Ñieåm ñoâng ñaëc : -0,54 ¸ -0,590C + Söùc caêng beà maët ôû 200C : 50 dyne/cm + Ñoä daãn ñieän : 0,004 – 0,005 1/ohn.cm + Nhieät dung rieâng : 0,933 – 0,954 cal/g.0C + pH : 6,5 – 6,7 + Ñoä chua : 15 – 18 0D Thaønh phaàn hoaù hoïc cuûa söõa boø töôi: Söõa laø moät hoãn hôïp vôùi caùc thaønh phaàn chính bao goàm nöôùc, lactose, protein, vaø caùc chaát beùo. Ngoaøi ra, söõa coøn chöùa moät soá hôïp chaát khaùc vôùi haøm löôïng nhoû nhö caùc hôïp chaát chöùa nitô phi protein, vitamine, hormone, caùc chaát maøu vaø khí. Thaønh phaàn caùc chaát coù theå dao ñoäng nhö sau: (% khoái löôïng) + Nöôùc : 85,5 – 89,5% + Toång haøm löôïng chaát khoâ: 10,5 – 14,5%. Trong ñoù: Lactose : 3,6 – 5,5% Protein : 2,9 – 5% Chaát beùo : 2,5 – 6% Chaát khoaùng : 0,6 – 0,9% Boät söõa gaày: Laø saûn phaåm ñöôïc cheá bieán töø söõa töôi ñaõ ly taâm taùch beùo vaø qua caùc quaù trình coâ ñaëc, saáy phun. Söõa boät gaày thöôøng ñöôïc caùc nhaø saûn xuaát söû duïng vì coù thôøi gian baûo quaûn raát laâu coù theå leân ñeán 3 naêm (so vôùi söõa boät nguyeân kem coù thôøi gian baûo quaûn trung bình chæ 6 thaùng). Thaønh phaàn hoaù hoïc cuûa söõa boät gaày: (% khoái löôïng) + Nöôùc : 4,3% + Protein : 35,0% + Chaát beùo : 1,0% + Lactose : 51,9% + Chaát khoaùng : 7,8% Cream : Cream laø saûn phaåm thu ñöôïc khi ly taâm söõa töôi. Löôïng beùo trong cream toái thieåu khoâng thaáp hôn 12% vaø thöôøng dao ñoäng töø 35 – 40%. Ñaây laø loaïi nguyeân lieäu coù haøm löôïng beùo cao, caàn haïn cheá ñeán möùc toái thieåu söï thuyû phaân vaø söï oxi hoaù chaát beùo trong quaù trình baûo quaûn. Vì vaäy, trong saûn xuaát, cream thöôøng ñöôïc baûo quaûn thieát bò kín baèng theùp khoâng ræ, döôùi lôùp khí trô (N2), traùnh söï tieáp xuùc giöõa cream vôùi aùnh saùng maët trôøi, ñoàng… Ñöôøng saccharose Ñöôïc duøng ñeå hieäu chænh haøm löôïng chaát khoâ vaø vò ngoït cho saûn phaåm. Trong coâng nghieäp thöïc phaåm thöôøng duøng loaïi ñöôøng RE coù haøm löôïng saccharose toái thieåu 99,8%; haøm löôïng tro toái ña 0,03%; ñoä aåm 0,05%. - Tính chaát vaät lyù: + Coù daïng tinh theå ñôn, trong suoát, khoâng maøu, nhieät ñoä noùng chaûy khoaûng 186 – 1880C + Laø chaát deã tan trong nöôùc, ñoä hoaø tan taêng theo nhieät ñoä - Tính chaát hoaù hoïc: + Bò thuyû phaân do taùc duïng cuûa acid hoaëc xuùc taùc cuûa enzyme invertase, taïo saûn phaåm thuyû phaân laø ñöôøng glucose vaø fructose + Khi ñun noùng ôû nhieät ñoä cao 160 – 1800C thì xaûy ra phaûn öùng caramel hoaù taïo hôïp chaát maøu vaøng naâu. Ngaøy nay, trong saûn xuaát kem, nhoùm nguyeân lieäu ñöôøng trôû neân ña daïng hôn vôùi ñöôøng nghòch ñaûo, glucose vaø siro glucose-fructose. Hieän nay ôû Myõ vaø moät soá nöôùc chaâu AÂu, ngöôøi ta coøn söû duïng caùc chaát taïo ngoït ngheøo naêng löôïng trong saûn xuaát kem ñeå phuïc vuï cho nhoùm ngöôøi tieâu duøng bò beänh tieåu ñöôøng vaø beänh beùo phì. Moät soá chaát taïo ngoït ñöôïc söû duïng phoå bieán trong saûn xuaát kem laø sorbitol, aspartame, polydextrose… Nöôùc coâng ngheä: Chæ tieâu chaát löôïng nöôùc cho cheá bieán kem: + Khoâng maøu, khoâng muøi, khoâng vò + Haøm löôïng chaát khoâ : <500 mg/l + Haøm löôïng Ca vaø Mg : <100 mg/l + Saét : <0,1 mg/l + Mangan : <0,05 mg/l + Ñoàng : 0 + Nhoâm :<0,1 mg/l + Keõm : 0 + Bicarbonate :<80 mg/l + pH : 7 – 8,5 Caùc chaát oån ñònh vaø nhuõ hoaù Chaát oån ñònh: trong saûn xuaát kem, chaát oån ñònh laø nhöõng hôïp chaát öa nöôùc. Nhôø vaäy, trong quaù trình laïnh ñoâng hoãn hôïp nguyeân lieäu saûn xuaát kem, caùc tinh theå ñaù xuaát hieän vôùi kích thöôùc nhoû, kem trôû neân ñoàng nhaát hôn. Chaát oån ñònh thöôøng ñöôïc söû duïng trong saûn trong saûn xuaát kem laø carageenan, guar gum vaø gelatin. Chaát nhuõ hoaù: coù taùc duïng oån ñònh heä nhuõ töông cuûa hoãn hôïp kem nguyeân lieäu. Caùc chaát nhuõ hoaù reû tieàn ñöôïc söû duïng trong saûn xuaát kem laø mono hoaëc diglyceride, caùc ester cuûa sorbitol hoaëc cuûa caùc phaân töû ñöôøng. Maøu Ñöôïc söû duïng nhaèm taêng giaù trò caûm quan cho saûn phaåm. Tyû leä söû duïng 0,1g/kg kem thaønh phaåm. Höông lieäu Ñöôïc söû duïng nhaèm taêng giaù trò caûm quan cho saûn phaåm, ña daïng hoaù saûn phaåm. Tyû leä söû duïng 3ml/kg kem thaønh phaåm (3g/kg). 2.2. Sô ñoà khoái QTCN: Nguyeân lieäu chính:Söõa boät, söõa töôi, cream, ñöôøng Chuaån bò Chuaån bò Phoái troän Nguyeân lieäu phuï:Chaát nhuõ hoaù, chaát oån ñònh. Thanh truøng Ñoàng hoaù UÛ chín Laïnh ñoâng sô boäï Roùt hoäp Xeáp vaøo thuøng Laïnh ñoâng keát thuùc Hoäp Thuøng Kem hoäp Ñoå khuoân Ñaët que vaøo khuoân kem Laïnh ñoâng (giai ñoaïn trung gian) Laïnh ñoâng keát thuùc Que Thaùo khuoân Xeáp vaøo thuøng Bao goùi Bao bì Thuøng Kem que 2.3. Giaûi thích QTCN: Chuaån bò nguyeân lieäu: Caùc nguyeân lieäu seõ ñöôïc ñònh löôïng theo ñuùng coâng thöùc phoái troän cho moãi loaïi kem saûn xuaát. Nguyeân lieäu khoâ nhö boät söõa nguyeân, boät söõa gaày, chaát oån ñònh… seõ ñöôïc ñem caân. Ngöôïc laïi, nguyeân lieäu daïng loûng nhö söõa töôi, moät soá chaát maøu, chaát taïo nhuõ… coù theå ñem caân hoaëc ño theå tích ñeå xaùc ñònh haøm löïông söû duïng. Rieâng caùc chaát beùo nhö cream, bô phaûi ñöôïc gia nhieät leân 35-500C ñeå deã phoái troän vaø deã bôm chuùng trong caùc thieát bò ñöôøng oáng daãn nguyeân lieäu cuûa phaân xöôûng saûn xuaát. Phoái troän: Muïc ñích: troän caùc nguyeân lieäu thaønh hoãn hôïp ñoàng nhaát Thieát bò: boàn troän, boàn chöùa, thieát bò truyeàn nhieät baûn moûng Tieán haønh: söõa töôi ñöôïc bôm qua thieát bò gia nhieät vaøo boàn troän. Khi nhieät ñoä ñaït 450C thì cho chaát oån ñònh vaø nhuõ hoaù vaøo, khi ñaõ tan thì cho tieáp söõa boät vaøo troän. Khi nhieät ñoä taêng ñeán 600C thì cho ñöôøng RE, cream vaøo. Söõa ñöôïc bôm tuaàn hoaøn trong khi troän. Sau khi troän heát nguyeân lieäu, tieáp tuïc bôm tuaàn hoaøn 20 phuùt roài bôm heát söõa veà boàn chöùa. Ñoàng hoaù: Muïc ñích: Laøm giaûm kích thöôùc caùc haït caàu beùo vaø phaân ñeàu chuùng trong hoãn hôïp, chuaån bò cho quaù trình thanh truøng. Thieát bò: Thieát bò ñoàng hoaù 2 caáp. Thöïc hieän: hoãn hôïp nguyeân lieäu töø thieát bò troän vaøo thieát bò gia nhieät baûn moûng ñeå gia nhieät sô boä, nhieät ñoä vaøo laø 600C, nhieät ñoä ra laø 700C. Sau ñoù, hoãn hôïp ñöôïc ñöa vaøo thieát bò ñoàng hoaù vôùi aùp löïc ñoàng hoaù giai ñoaïn ñaàu laø 200bar, aùp löïc giai ñoaïn sau laø 40bar. Thanh truøng: Muïc ñích: nhaèm tieâu dieät hoaëc öùc cheá heä VSV vaø enzyme trong nguyeân lieäu. Thieát bò: Thieát bò thanh truøng baûn moûng. Thöïc hieän: hoãn hôïp nguyeân lieäu töø thieát bò ñoàng hoaù ñöôïc quay trôû veà thieát bò trao ñoåi nhieät ñeå thanh truøng vaø laøm nguoäi. Nhieät ñoä thanh truøng laø 850C, thôøi gian löu nhieät laø 40 giaây. UÛ chín: Muïc ñích : chuaån bò cho quaù trình laïnh ñoâng tieáp theo, ñeå kem thu ñöôïc sau quaù trình laïnh ñoâng coù caáu truùc mòn vaø ñoàng nhaát nhôø caùc bieán ñoåi quan troïng: Caùc chaát oån ñònh protein seõ ñöôïc hydrate hoaù hoaøn toaøn. Moät phaàn chaát beùo seõ keát tinh. Moät soá phaân töû protein seõ haáp phuï leân beà maët tieáp xuùc giöõa caùc haït beùo vaø pha lieân tuïc trong hoãn hôïp. Thieát bò: Thieát bò uû chín coù hình truï ñöùng, ñöôïc cheá taïo baèng theùp khoâng ræ, beân ngoaøi laø lôùp voû aùo ñeå laøm laïnh vaø moät lôùp caùch nhieät ñeå haïn cheá söï toån thaát naêng luôïng trong quaù trình söû duïng. Beân trong thieát bò coù caùnh khuaáy vaø hoaït ñoäng lieân tuïc vôùi toác ñoä chaäm trong suoát giai ñoaïn uû chín. Thöïc hieän: Hoãn hôïp nguyeân lieäu ñöôïc laøm laïnh veà 2-40C, ñöa vaøo thieát bò uû chín vaø uû ôû nhieät ñoä 2-40C, thôøi gian uû laø 5 giôø. Laïnh ñoâng sô boä: Muïc ñích: Thoåi 1 löôïng khoâng khí vaøo hoãn hôïp nguyeân lieäu ñeå laøm taêng theå tích cuûa chuùng. Laïnh ñoâng moät phaàn nöôùc trong hoãn hôïp taïo caùc tinh theå ñaù vôùi kích thöôùc thaät nhoû vaø ñoàng nhaát, ñoàng thôøi phaân boá ñeàu caùc tinh theå ñaù naøy trong hoãn hôïp. Thieát bò: Phaàn chính cuûa thieát bò laïnh ñoâng laø 2 oáng hình truï naèm ngang, moät lôùn, moät nhoû, ñoàng truïc vaø ñöôïc ñaët loàng vaøo nhau. Maët ngoaøi thaân oáng truï lôùn laø moät lôùp voû aùo chöùa taùc nhaân laïnh vaø lôùp caùch nhieät. Taïi vò trí truïc hình truï laø truïc khuaáy vôùi caùc thanh khuaáy coù gaén dao caïo. Chuùng coù chöùc naêng caïo saïch phaàn hoãn hôïp nguyeân lieäu bò ñoùng dính treân beà maët trong cuûa oáng hình truï lôùn. Thaân oáng hình truï nhoû ñöôïc ñuïc loã coù chöùc naêng giuùp cho hoãn hôïp nguyeân lieäu bò ñaït ñöôïc traïng thaùi xoáp vaø ñoàng nhaát Thöïc hieän: hoãn hôïp nguyeân lieäu sau quaù trình uû chín coù nhieät ñoä 0-40C ñöôïc bôm vaøo thieát bò laïnh ñoâng. Taïi cöûa vaøo, hoãn hôïp seõ ñöôïc phoái troän vôùi khoâng khí voâ truøng sao cho theå tích hoãn hôïp nguyeân lieäu taêng 100%(overrun = 100%, khoâng khí naøy ñöôïc xöû lí qua heä thoáng loïc nhaèm loaïi boû caùc taïp chaát nhö buïi, VSV…). Quaù trình laïnh ñoâng sô boä dieãn ra raát nhanh. Hoãn hôïp nguyeân lieäu sau khi ñöôïc phoái troän vôùi khoâng khí seõ ñi vaøo khoaûng khoâng gian troáng giöõa 2 thaân truï. Nhieät ñoä hoãn hôïp ñöôïc hieäu chænh veà (-20C) – (-70C) nhôø taùc nhaân laïnh trong voû aùo thieát bò. Caùnh khuaáy seõ chuyeån ñoäng lieân tuïc nhôø moät motor ñaët ôû ngoaøi. Caùc dao gaén treân thanh khuaáy seõ caïo lieân tuïc phaàn nguyeân lieäu ñoùng dính trong thieát bò. Tieáp theo laø quaù trình taïo hình tuyø theo daïng saûn phaåm kem que hay kem hoäp. Saûn xuaát kem que: Kem baùn thaønh phaåm vôùi nhieät ñoä töø (-20C) – (-40C) ñöôïc ñem ñi ñoå khuoân. Caùc khuoân chöùa kem ñöôïc ñaët treân moät baêng taûi. Tieáp theo, baêng taûi seõ ñöa caùc khuoân kem vaøo boàn chöùa taùc nhaân laïnh coù nhieät ñoä -400C ñeå thöïc hieän tieáp quaù trình laïnh ñoâng laøm taêng ñoä cöùng cho saûn phaåm. Trong giai ñoaïn naøy, caùc que kem ñöôïc cho vaøo khuoân. Thôøi gian löu cuûa kem trong boàn laïnh ñoâng töø 3-8 phuùt. Sau ñoù baêng taûi ñöa caùc khuoân chöùa kem ñeán boàn chöùa nöôùc aám (300C) ñeå laøm chaûy lôùp kem ngoaøi cuøng trong khuoân ñeå taùch kem ra khoûi khuoân deã daøng. Sau ñoù bao goùi saûn phaåm vaø xeáp vaøo thuøng. Saûn xuaát kem hoäp: Kem baùn thaønh phaåm ñöôïc ñònh löôïng theo phöông phaùp theå tích cho vaøo hoäp chöùa. Tieáp theo caùc hoäp kem ñöôïc ñoùng naép roài ñöôïc baêng taûi vôùi toác ñoä 3-8m/s ñöa vaøo thieát bò laïnh ñoâng keát thuùc. Khoâng khí trong thieát bò coù nhieät ñoä -400C. Thôøi gian laïnh ñoâng cho saûn phaåm töø 45phuùt ñeán 5 giôø. Sau ñoù caùc hoäp kem qua thieát bò ñoùng thuøng carton vaø chuaån bò cho baûo quaûn. 2.3.8 Baûo quaûn laïnh: toaøn boä kem que vaø kem hoäp ñaõ ñoùng thuøng ñöôïc cho vaøo phoøng baûo quaûn laïnh coù nhieät ñoä -300C. Phaàn 3: CAÂN BAÈNG VAÄT CHAÁT Choïn naêng suaát thieát keá theo saûn phaåm : 60 000 lít kem/ngaøy. Choïn thaønh phaàn nguyeân lieäu vaø saûn phaåm Choïn thaønh phaàn nguyeân lieäu Söõa töôi: Haøm löôïng chaát khoâ khoâng beùo MSNF = 8.7% Haøm löôïng chaát beùo F = 3,5% Söõa boät gaày: Haøm löôïng chaát khoâ khoâng beùo MSNF = 97% Haøm löôïng chaát beùo F = 1%. Haøm löôïng aåm = 2% Cream : Haøm löôïng chaát beùo F = 30%. Haøm löôïng chaát khoâ khoâng beùo MSNF = 6,3% Ñöôøng RE: Haøm löôïng saccharose = 99,8% Chaát nhuõ hoùa E471: Ñoä aåm 3% Tyû leä söû duïng 0,3% khoái löôïng kem thaønh phaåm Chaát oån ñònh E407, E410, E412: Ñoä aåm 3% Tyû leä söû duïng 0,4% khoái löôïng kem thaønh phaåm Boät maøu : Tyû leä söû duïng 0,1g/kg kem thaønh phaåm Höông lieäu: Tyû leä söû duïng 3ml/kg kem (3g/kg) Choïn thaønh phaàn saûn phaåm Choïn thaønh phaàn cuûa saûn phaåm(cuõng laø thaønh phaàn cuûa hoãn hôïp nguyeân lieäu)goàm : 12% beùo, 11% MSNF, 15% ñöôøng, 0.4% chaát oån ñònh, 0.4% chaát nhuõ hoaù. Öôùc löôïng toån thaát qua töøng coâng ñoaïn: Baûng 3.1:Toån thaát trong saûn xuaát kem Quaù trình Toån thaát(% so vôùi löôïng nguyeân lieäu tröôùc moãi quaù trình) Quaù trình phoái troän (goàm toån thaát trong thieát bò vaø ñöôøng oáng) 1.5 Quaù trình ñoàng hoaù (goàm toån thaát trong thieát bò vaø ñöôøng oáng) 0.5 Quaù trình thanh truøng (goàm toån thaát trong thieát bò vaø ñöôøng oáng) 0.5 Quaù trình uû chín (goàm toån thaát trong thieát bò vaø ñöôøng oáng) 0.5 Quaù trình laïnh ñoâng sô boä 1.0 Quaù trình roùt hoäp/ñoå khuoân 1.5 Baûng 3.2: Tieâu hao caùc nguyeân lieäu khaùc : Quaù trình Nguyeân lieäu phuï Ñôn vò ño Lieàu löôïng Gaén que Que kem % soá que 102 Gaén bao bì cho kem que Bao bì plastic % soá bao bì plastic 104 3.3. Tính cho 100 kg hoãn hôïp nguyeân lieäu: Hoãn hôïp nguyeân lieäu goàm : 12% beùo, 11% MSNF, 15% ñöôøng, 0.4% chaát oån ñònh, 0.4% chaát nhuõ hoaù. Tæ troïng cuûa hoãn hôïp nguyeân lieäu d = 1.0953 (kg/l hoãn hôïp) Tính löôïng nguyeân lieäu caàn duøng: Löôïng ñöôøng: 15% * 100 = 15 (kg). Chaát oån ñònh: 0.4% * 100 = 0.4 (kg). Chaát nhuõ hoaù: 0.4% * 100 = 0.4 (kg). Löôïng cream: x (kg). Löôïng söõa töôi: y (kg). Löôïng boät söõa gaày: z (kg). Phöông trình khoái löôïng cuûa hoãn hôïp: x + y + z = 100 – (15 + 0.4 + 0.4) (1). Caân baèng löôïng MSNF (töø 3 nguoàn : söõa töôi, boät söõa gaày, cream). 6.3%x + 8.7%y + 97%z =11% * 100 (2). Caân baèng löôïng beùo (töø 3 nguoàn : söõa töôi, cream, boät söõa gaày) : 30%x + 3.5%y + 1%z = 12% * 100 (3). Töø 3pt treân ta coù : x = 34.6 kg, y = 44.6 kg, z = 5 kg. Tính löôïng khí caàn cho phoái troän 100kg hoãn hôïp nguyeân lieäu : Giaû söû theå tích hoãn hôïp nguyeân lieäu sau khi phoái troän vôùi khoâng khí taêng theâm 100% so vôùi hoãn hôïp tröôùc khi naïp khí : Vkk = 100% Vhh ñaàu Tính löôïng kem taïo ra töø 100kg hoãn hôïp nguyeân lieäu : Löôïng hoãn hôïp sau quaù trình phoái troän : 100*(100 – 1.5)/100 = 98.5(kg). Löôïng hoãn hôïp sau quaù trình ñoàng hoaù : 98.5*(100 – 0.5)/100 = 97.5 (kg). Löôïng hoãn hôïp sau quaù trình thanh truøng : 97.5 *(100– 0.5)/100 = 97 (kg). Löôïng hoãn hôïp sau quaù trình uû chín : 97*(100 – 0.5)/100 = 96.5 (kg). Theå tích hoãn hôïp sau khi phoái troän vôùi khoâng khí(dhh = 1.0953kg/l, Vkk = 100%Vhh ñaàu ) : 200% * 96.5/1.0953 = 176.2 (l). Theå tích hoãn hôïp sau quaù trình laïnh ñoâng sô boä : 176.2 * (1 – 0.01) = 174.4 (l). Theå tích hoãn hôïp sau quaù trình roùt hoäp/ñoå khuoân : 174.4 * (1- 0.015) = 171.8 (l). Baûng 3.3 : Tieâu hao caùc thaønh phaàn nguyeân lieäu trong 100kg hoãn hôïp nguyeân lieäu : Nguyeân lieäu Khoái löôïng trong 100kg hoãn hôïp nguyeân lieäu(kg) Söõa töôi 44.6 Boät söõa gaày 5 Cream 34.6 Ñöôøng 15 Chaát oån ñònh 0.4 Chaát nhuõ hoaù 0.4 Maøu 0.01 Höông lieäu 0.3 3.4. Tính theo naêng suaát phaân xöôûng : Choïn naêng suaát cuûa phaân xöôûng laø 60000 lít kem/ngaøy. Trong ñoù, kem que 21000 lít/ngaøy, kem hoäp : 39000 lít/ngaøy. Khoái löôïng hoãn hôïp nguyeân lieäu caàn duøng : Theå tích hoãn hôïp tröôùc quaù trình roùt :60000/(1 – 0.015) = 60914 (lít). Theå tích hoãn hôïp tröôùc quaù trình laïnh ñoâng sô boä : 60914/(1 – 0.01) = 61529 (lít). Löôïng hoãn hôïp sau quaù trình uû chín : 61529*1.0953/200% = 33697 (kg). Löôïng hoãn hôïp tröôùc quaù trình uû chín : 33697/(1 – 0.005) = 33866 (kg). Löôïng hoãn hôïp tröôùc quaù trình thanh truøng : 33866/(1 – 0.005) = 34036 (kg). Löôïng hoãn hôïp tröôùc quaù trình ñoàng hoaù : 34036/(1 – 0.005) = 34207 (kg). Löôïng hoãn hôïp tröôùc quaù trình phoái troän : 34207/(1 – 0.015) = 34728 (kg). Tính toaùn caùc thaønh phaàn nguyeân lieäu caàn duøng : Löôïng ñöôøng : 34728 *15/100 = 5209.2 kg. Chaát oån ñònh : 34728 *0.4/100 = 139 kg. Chaát nhuõ hoaù : 139 kg. Cream : 34728 *34.6/100 = 12016 kg. Söõa töôi : 34728 *44.6/100 = 15489 kg. Boät söõa gaày : 34728 *5/100 = 1736.4 kg. Löôïng khoâng khí caàn phoái troän : Vkk = 100%Vhh = 100%*m/d = 100% * 33697/1.0953 = 30765 (lít/ngaøy). Tính toaùn caùc nguyeân lieäu phuï(bao bì chöùa kem) : Soá que kem :102%* 21000/0.1 =214 200 que ( 1 que coù theå tích 100ml). Soá löôïng bao bì plastic bao que kem : 104%*21000/0.1 = 218 400 caùi. 3.5. Baûng phaân phoái löôïng nguyeân lieäu cho 1 ca, 1 ngaøy saûn xuaát: Baûng3.4: keá hoaïch saûn xuaát: Ngaøy nghæ Soá ngaøy Soá ngaøy trong naêm 365 Chuû nhaät 52 Teát 30, 1, 2, 3 teát 4 Leã 1/1, 30/4, 1/5, 2/9, 26/3(aâm lich 5 Baûo trì maùy 12 Nguyeân nhaân khaùc Cuùp ñieän, ñoät xuaát 8 Soá ngaøy saûn xuaát trong naêm :284 ngaøy Moãi ngaøy laøm vieäc 3 ca , 8giôø/ca Baûng3.5: phaân phoái nguyeân lieäu cho 1 ca saûn xuaát ; Nguyeân lieäu Löôïng cho 1 ngaøy (kg) Löôïng cho 1 ca(kg) Hoãn hôïp nguyeân lieäu 34728 11576 Söõa töôi 15489 5163 Cream 12016 4005.3 Boät söõa gaày 1736.4 578.8 Ñöôøng 5209.2 1736.4 Chaát oån ñònh 139 46.5 Chaát nhuõ hoaù 139 46.5 Maøu 3.5 1.17 Höông lieäu 104 34.7 Phaàn 4: CHOÏN THIEÁT BÒ Lòch laøm vieäc cuûa phaân xöôûng : Moãi ngaøy laøm vieäc 3 ca, moãi ca 8 giôø. Ca 1: baét ñaàu töø 6 giôø saùng ñeán 2 giôø chieàu. Ca 2: baét ñaàu töø 2 giôø chieàu ñeán 10 giôø toái. Ca 3: baét ñaàu töø 10 giôø toái ñeán 6giôø saùng. Moãi ngaøy saûn xuaát 60000 lít kem trong 3 ca, moãi ca 1 meû, meû saûn xuaát 20000 lít kem. Baûng 4.1: Baûng phaân chia löôïng hoãn hôïp tröôùc moãi quaù trình: Thöù töï Quaù trình Löôïng hoãn hôïp/ngaøy. Theå tích hoãn hôïp nguyeân lieäu (lít/ca) 1 Phoái troän 34728 (kg) 10569 2 Ñoàng hoaù 34207 (kg) 10411 3 Thanh truøng 34036 (kg) 10358.2 4 Uû chín 33866 (kg) 10306.5 5 Laïnh ñoâng sô boä 61529 (lít) 20510 6 Saûn xuaát kem que 21000 (lít) 7000 7 Saûn xuaát kem hoäp 39000(lít) 13000 4.1.Tính choïn thieát bò chính: 4.1.1 Thieát bò phoái troän: Lòch laøm vieäc cuûa thieát bò: Moãi ngaøy 3 ca, moãi ca 1 meû, moãi meû 2 laàn troän. Khoái löôïng boät söõa cho 1 meû troän laø 578.8 kg. Choïn thôøi gian bôm söõa laø 20 phuùt, thôøi gian ñoå boät laø 10 phuùt, thôøi gian bôm tuaàn hoaøn laø 20 phuùt. Khi ñoù: Naêng suaát ñoå boät: 578.8/10 =58 kg/ph. Naêng suaát troän trong 1 laàn troän: 10569/(2*20/60) = 15853.5 l/h. ®Choïn thieát bò phoái troän Tetra Almix 10 cuûa haõng TetraPak, naêng suaát ñoå boät 70 kg/phuùt, naêng suaát troän 20000 l/h. Caùc boä phaän chính cuûa thieát bò: Boàn troän theå tích 1000 l vaän haønh ôû cheá ñoä chaân khoâng ñeå traùnh taïo boït, haáp thuï khí vaøo söõa; treân ñænh boàn troän coù 2 ñöôøng oáng vaøo cho nguyeân lieäu loûng. Boàn chöùa theå tích 20000 l, soá löôïng : 3 boàn duøng chöùa söõa khi troän vaø khi bôm tuaàn hoaøn giöõa boàn troän vaø boàn chöùa. Kích thöôùc boàn chöùa: cao 3430mm, ñöôøng kính 2134mm. Motor khuaáy trong moãi boàn coù coâng suaát 2,25 kW. Bôm chaân khoâng vaø heä thoáng ñieàu khieån chaân khoâng, coâng suaát 6 kW. Bôm söõa vaøo boàn troän: naêng suaát 35000 l/h, coâng suaát 4 kW. Bôm söõa rôøi boàn troän: naêng suaát 35000 l/h, coâng suaát 4 kW. Bôm söõa rôøi boàn chöùa (ñeán thieát bò thanh truøng): naêng suaát 20000 l/h, coâng suaát 3,6 kW. 2 silo söõa boät theå tích 2000 l, coù van ñieàu khieån löôïng boät vaøo boàn troän. Caùc thoâng soá cuûa thieát bò: Kích thöôùc ñöôøng oáng vaøo vaø ñöôøng oáng rôøi boàn troän: 63,5 mm Kích thöôùc ñöôøng oáng vaøo boàn troän cho nguyeân lieäu loûng 51mm vaø 38 mm Aùp suaát söõa vaøo boàn troän 0,5 bar Aùp suaát söõa rôøi boàn troän 1,0 bar Coâng suaát ñieän tieâu hao: 30 kW, trong ñoù coâng suaát motor khuaáy laø 30 kW Ñieän aùp tieâu thuï: 220 – 440 VAC, taàn soá 50 – 60 Hz Vaät lieäu cheá taïo: caùc boä phaän tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi saûn phaåm laøm baèng theùp khoâng ræ AISI316, caùc boä phaän khaùc laøm baèng theùp khoâng ræ AISI304 Kích thöôùc thieát bò: ( daøixroängxcao,bao goàm boàn troän, silo boät, caàu thang ñeán silo boät) : 2938 x 1401 x 3020(mm). Khoái löôïng thieát bò: 1100 kg Khoái löôïng coù bao bì vaän chuyeån: 1450mm Theå tích 14,6 m3. Hình aûnh thieát bò (xem phaàn phuï luïc1). Thieát bò gia nhieät cho quaù trình troän nguyeân lieäu: Löôïng söõa töôi moãi laàn troän: 5163/2 = 2581.5( kg) ® theå tích söõa töôi moãi laàn troän: 2581.5/1.03 = 2506.3 (lít) Choïn toång thôøi gian gia nhieät laø 20 phuùt( chính laø thôøi gian bôm tuaàn hoaøn). Þ Naêng suaát thieát bò gia nhieät = = 7520 (l/h). Choïn thieát bò gia nhieät baûn moûng Tetra Plex C6 cuûa Tetra Pak, naêng suaát 15000 l/h. Caùc thoâng soá cuûa thieát bò: Naêng suaát toái ña: 15000 l/h Vaät lieäu cheá taïo: theùp khoâng ræ AISI316 Kích thöôùc thieát bò: daøi 1500mm, roäng 520mm, cao 1420mm Ñöôøng kính oáng: 51mm Kích thöôùc taám truyeàn nhieät: daøi 1000mm, roäng 250mm Beà maët truyeàn nhieät moãi taám: 0,18 m2 Beà daøy moãi taám: 0,5 – 0,7 mm Coâng suaát bôm: 2 kW. Thieát bò ñoàng hoaù: Theå tích hoãn hôïp nguyeân lieäu vaøo thieát bò ñoàng hoaù trong 1 meû saûn xuaát laø 10411(l). Choïn : Thieát bò ñoàng hoaù 2 giai ñoaïn, aùp löïc ñoàng hoaù cuûa giai ñoaïn ñaàu laø 200 bar . Choïn thôøi gian ñoàng hoaù 1 meû laø 60 phuùt. ®Naêng suaát thieát bò ñoàng hoaù = = 10411 l/h ÞChoïn thieát bò ñoàng hoaù Tetra Alex cuûa Tetra Pak, naêng suaát 12000 l/h. Caùc thoâng soá cuûa thieát bò: Coâng suaát ñoäng cô: N = naêng suaát*aùp löïc ñoàng hoaù / 30600 (kW) = 10411*200/30600 = 68 (kW) Choïn ñoäng cô coù coâng suaát 68 kW. Kích thöôùc thieát bò : daøi 2240mm, roäng 1400mm, cao 1080mm Khoái löôïng thieát bò 1695 kg, khoái löôïng tính ñeán ñoäng cô 2285 kg Khoái löôïng bao bì vaän chuyeån: 500kg. Löôïng hôi nöôùc tieät truøng thieát bò (aùp löïc 3 bar): 25 kg/h Theå tích : 9,2 m3 Thieát bò thanh truøng: Theå tích hoãn hôïp nguyeân lieäu vaøo thieát bò thanh truøng trong 1 meû saûn xuaát: 10358.2 (l). Choïn: Thieát bò thanh truøng baûn moûng. Cheá ñoä thanh truøng: nhieät ñoä thanh truøng 850C, thôøi gian löu nhieät 15s. Toång thôøi gian thanh truøng 1 meû: 60 phuùt. ®Naêng suaát thieát bò thanh truøng: 10358.2 (l/h) ÞChoïn thieát bò thanh truøng Tetra Therm Lacta 10 cuûa Tetra Pak, naêng suaát 12000 l/h. Caùc thoâng soá kó thuaät: Naêng suaát thieát bò: 12000 l/h Nhieät ñoä gia nhieät sô boä:700C Nhieät ñoä thanh truøng: 850C, thôøi gian giöõ nhieät 15s. Nhieät ñoä laøm nguoäi: 40C. Löôïng hôi nöôùc caàn duøng (aùp suaát hôi 3 bar): 110 kg/h Löôïng nöôùc laøm nguoäi caàn duøng: 13000 l/h Coâng suaát ñieän: 25 kW Ñieän aùp: 380 hoaëc 400 VAC, taàn soá 50 Hz Vaät lieäu caùc ñöôøng oáng daãn söõa : theùp khoâng ræ AISI316 Kích thöôùc thieát bò: daøi 3000mm, roäng 1000mm, cao 1800mm. Thieát bò uû chín: Theå tích hoãn hôïp caàn uû cho 1 meû: 10306.5 lít Choïn : 4 boàn uû, dung tích moãi boàn 3000 lít vôùi caùc thoâng soá kó thuaät sau Thôøi gian uû 1meû: 5 giôø. Nhieät ñoä uû: 40C. Nhieät ñoä nöôùc laøm laïnh: 20C. Coâng suaát motor khuaáy: 5kW. Ñieän aùp: 220-400 V, taàn soá 50hz. Kích thöôùc: cao 2500mm, ñöôøng kính 1500mm. Thieát bò laïnh ñoâng sô boä: Theå tích hoãn hôïp nguyeân lieäu caàn laïnh ñoâng sô boä trong moãi meû saûn suaát: 20510 lít. Thôøi gian laïnh ñoâng cho moãi meû laø 6h. Do ñoù, naêng suaát thieát bò laïnh ñoâng sô boä = 20510 / 6 = 3418.5 ( l/h) ÞChoïn 2 thieát bò laïnh ñoâng sô boä Hoyer Frigus KF 3000 C/F cuûa haõng Tetra Pak, naêng suaát moãi thieát bò 3000 l/h. Caùc thoâng soá cuûa thieát bò: Over-run: 100%. Vaät lieäu: theùp khoâng ræ. Coâng suaát motor: 7 kw. Coâng suaát maùy neùn: 15kw. Coâng suaát thieát laäp: 24 kw. Kích thöôùc (daøixroängxcao): 3000x1500x2850(mm). Khoái löôïng thieát bò: 1000 kg 4.1.7 Thieát bò saûn xuaát kem que: Theå tích kem caàn saûn xuaát kem que moãi meû laø 7000 lít. Choïn : Thôøi gian hoaït ñoäng cuûa thieát bò laø 6h trong moãi meû, lieân tuïc, theå tích 1 kem que laø 100ml ® naêng suaát thieát bò: 7000*1000/(6*100) = 11 666 saûn phaåm/h. Þ Choïn thieát bò saûn xuaát kem que Hoyer Rollo 23 cuûa haõng Tetra Pak. Caùc thoâng soá cuûa thieát bò: Naêng suaát: 12000 sp/h. Taùc nhaân laïnh: R 404 A, NH3. Nhieät ñoä boàn taùc nhaân laïnh: -450C. Coâng suaát: 20 kW. Coù boä phaän bao goùi töï ñoäng. Hình daïng thieát bò:( phuï luïc 2) Thieát bò saûn xuaát kem hoäp: Theå tích kem caàn roùt hoäp moãi ca laø 13000 lít. Choïn: thôøi gian hoaït ñoäng cuûa thieát bò laø 6h trong moãi ca, hoaït ñoäng lieân tuïc® naêng suaát roùt 13000/6 = 2166.7 l/h. Choïn 3 daïng hoäp: 2l, 1l, 450 ml; moãi ca saûn xuaát ra 1 daïng kem hoäp Þ Choïn thieát bò roùt kem Hoyer Comet cuûa TetraPak coù naêng suaát roùt 2500 l/h. Thieát bò Hoyer Comet goàm 2 boä phaän : Roùt vaø ñoùng naép hoäp: Boä phaän roùt goàm 4 pheãu roùt, roùt vaøo 4 haøng hoäp ® toác ñoä roùt moãi pheãu laø 2500/4 = 625 l/h. + Naêng suaát saûn phaåm: kem hoäp 450ml: 5556 hoäp/h (ca 1) Kem hoäp 1000ml:2500 hoäp/h (ca 2) Kem hoäp 2000 ml: 1250 hoäp/h(ca 3) + Coâng suaát: 10 kW Thieát bò laïnh ñoâng keát thuùc kem hoäp: Theå tích kem hoäp caàn laïnh ñoâng keát thuùc trong 1 ca laø 13000 lít. Choïn thôøi gian laïnh ñoâng keát thuùc laø 1 giôø. Vaäy moãi ca (hoaït ñoäng lieân tuïc 6 giôø) coù 6 meû laïnh ñoâng keát thuùc vaø theå tích kem caàn laïnh ñoâng töông öùng vôùi moãi meû laø 13000/6 = 2167 lít. Do ñoù naêng suaát cuûa thieát bò laïnh ñoâng laø 2167 l/h. Þ Choïn thieát bò laïnh ñoâng keát thuùc daïng tunnel Hoyer Straight line cuûa Tetra Pak, naêng suaát 3000l/h. Kích thöôùc thieát bò: daøi 3m, roäng 2m, cao 2m. Caùc hoäp kem töø thieát bò roùt ñöôïc chuyeån ñeán thieát bò daïng tunnel naøy ñeå laïnh ñoâng keát thuùc. Hình daïng thieát bò:(phuï luïc 2) 4.2 Tính choïn thieát bò phuï: 4.2.1 Boàn baûo quaûn söõa töôi: Theå tích söõa töôi cho 1 ngaøy saûn xuaát: 15489/1.03 = 15038 lít. Thôøi gian baûo quaûn söõa töôi toái ña laø 1 ngaøy. ® Choïn 2 boàn chöùa söõa töôi vôùi caùc thoâng soá kó thuaät: Dung tích: 10000 lít. Boàn chöùa coù lôùp voû aùo ñeå laøm laïnh söõa veà nhieät ñoä 2 – 40C. Taùc nhaân laøm laïnh: nöôùc laïnh. Kích thöôùc: ñöôøng kính 2000 mm, chieàu cao 3500 mm. Boàn baûo quaûn cream: Khoái löôïng cream cho 1 ngaøy saûn xuaát: 12016 kg ≈ 10971 lít. Thôøi gian baûo quaûn cream toái ña laø 1 ngaøy. ® Choïn 2 boàn chöùa cream vôùi caùc thoâng soá kó thuaät: Dung tích: 650 lít . Boàn chöùa coù lôùp voû aùo ñeå laøm laïnh cream ôû nhieät ñoä 2 – 40C. Taùc nhaân laøm laïnh: nöôùc laïnh. Kích thöôùc: ñöôøng kính 1000 mm, chieàu cao 1000 mm. Thieát bò CIP: Choïn thieát bò Tetra Alcip 100 cuûa TetraPak naêng suaát 45000 l/h, ñöôïc chia thaønh 6 daõy A, B, C, D, E, F; naêng suaát moãi daõy laø 7000 l/h. Trong ñoù: Daõy A: khu chöùa nguyeân lieâu ban ñaàu Daõy B: khu phoái troän nguyeân lieäu. Daõy C: khu goàm caùc thieát bò ñoàng hoaù, thanh truøng. Daõy D: khu goàm caùc thieát bò uû vaø laïnh ñoâng sô boä. Daõy E: khu saûn xuaát kem que Daõy F: khu saûn xuaát kem hoäp. Thoâng soá kyõ thuaät moãi daõy: Bôm trung taâm: naêng suaát 45000 l/h, coâng suaát 11kW, ñieän aùp 400V Bôm ñònh löôïng: coâng suaát 0,55 kW; ñieän aùp 400V Tuû ñieàu khieån: 0,5 kW; ñieän aùp 220V Löôïng nöôùc tieâu thuï (3 bar): 45000 l/h Löôïng hôi tieâu thuï (3 bar): toái ña 1550 kg/h Kích thöôùc thieát bò: daøi 2m, roäng 4m, cao 3m. 4.3 Boá trí lòch laøm vieäc cho caùc thieát bò: 4.3.1 Thôøi gian laøm vieäc: ñaõ boá trí trong phaàn choïn thieát bò. Cheá ñoä laøm vieäc cuûa heä thoáng CIP: - Caùc thieát bò tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi hoãn hôïp nguyeân lieäu coù xöû lyù nhieät: thieát bò thanh truøng, thieát bò gia nhieät … coù caùc giai ñoaïn CIP sau: + Traùng röûa nöôùc aám trong khoaûng 10 phuùt + Bôm tuaàn hoaøn dung dòch kieàm (NaOH) 0,5 – 1,5% trong khoaûng 30 phuùt ôû nhieät ñoä 750C + Traùng röûa dung dòch kieàm baèng nöôùc aám trong khoaûng 5 phuùt + Bôm tuaàn hoaøn dung dòch acid (HNO3) 0,5 – 1% trong khoaûng 20 phuùt ôû nhieät ñoä 700C + Traùng röûa dung dòch acid baèng nöôùc laïnh trong 5 phuùt + Laøm laïnh töø töø baèng nöôùc laïnh trong khoaûng 8 phuùt - Caùc thieát bò khaùc tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi hoãn hôïp nguyeân lieäu khoâng coù xöû lyù nhieät: ñöôøng oáng, boàn chöùa, thieát bò phoái troän, thieát bò laïnh ñoâng kem, caùc thieát bò roùt … coù caùc giai ñoaïn CIP sau: + Traùng röûa nöôùc aám trong khoaûng 3 phuùt + Bôm tuaàn hoaøn dung dòch kieàm (NaOH) 0,5 – 1,5% trong khoaûng 10 phuùt ôû nhieät ñoä 750C + Traùng röûa dung dòch kieàm baèng nöôùc aám trong khoaûng 3 phuùt + Tieät truøng thieát bò baèng nöôùc noùng 90 – 950C trong 5 phuùt + Laøm nguoäi töø töø baèng nöôùc laïnh trong khoaûng 10 phuùt Caùc thieát bò sau khi CIP neáu khoâng söû duïng ngay, sau moät thôøi gian muoán söû duïng laïi thì phaûi chaïy nöôùc noùng tröôùc khoaûng 10 – 30 phuùt. 4.3.1 Lòch laøm vieäc: Xem phaàn phuï luïc 1 4.4 Tính choïn kho chöùa nguyeân lieäu vaø kho baûo quaûn kem thaønh phaåm: 4.4.1 Kho chöùa nguyeân lieäu: Choïn: Thôøi gian döï tröõ trong kho: - Söõa töôi: 1 ngaøy - Lecithin: 1 thaùng - Söõa boät: 1 thaùng - Chaát oån ñònh vaø nhuõ hoaù: 1 thaùng - Cream: 1 ngaøy - Maøu: 1 thaùng - Ñöôøng RE: 15 ngaøy - Höông lieäu: 1 thaùng Kho baûo quaûn söõa boät: - Khoái löôïng söõa boät tích tröõ trong kho (1 thaùng=30 ngaøy): 1736.4*30 = 52092 kg - Soá bao 25 kg xeáp trong 1m3 laø 30 bao - Theå tích chieám choã cuûa söõa boät trong kho (52092/25)*(1/30) = 70 m3 - Dieän tích kho (vôùi chieàu cao xeáp bao laø 5m, 30% dieän tích cho loái ñi): 70*130% / 5 = 18.2 m2 Kho baûo quaûn ñöôøng RE - Khoái löôïng ñöôøng RE tích tröõ trong kho (15 ngaøy): 5209.2*15 =78138 kg - Soá bao 50kg xeáp trong 1 m3 laø 16 bao - Theå tích chieám choã cuûa ñöôøng RE trong kho (78138/ 50)*(1/16) = 98 m3 - Dieän tích kho (vôùi chieàu cao xeáp bao laø 5m, 30% dieän tích cho loái ñi): 98 *130% / 5 = 25.48 m2 3. Kho baûo quaûn phuï gia( lecithin, maøu, höông lieäu, chaát oån ñònh): Lecithin: - Löôïng lecithin löu trong kho (1 thaùng):139*30 = 4170 kg - Soá bao 25 kg xeáp trong 1m3 laø 30 bao - Theå tích chieám choã trong kho: 4170 /(25* 30) = 5.56 m3 - Dieän tích kho (vôùi chieàu cao xeáp bao laø 5m, 30% dieän tích cho loái ñi): (5.56*130%) / 5 = 1.5 m2 Chaát oån ñònh: töông töï nhö lecithin, ta coù dieän tích löu kho laø 1.5m2 Höông lieäu, maøu: tính toaùn töông töï nhö tính ñoái vôùi lecithin ta coù dieän tích löu kho laø 2m2 Vaäy toång dieän tích löu kho cho phuï gia laø: 1.5+1.5+2 = 4m2 Kho laïnh chöùa kem thaønh phaåm: Kem hoäp Hoäp 450 ml: - Thôøi gian löu kho: 7 ngaøy - Löôïng hoäp = 592 hoäp/h = 10656 hoäp/ngaøy - Kích thöôùc hoäp: 15x10x5cm = 750 ml - Theå tích chieám choã trong kho = 10656*750*10-6 *7 = 60 m3 Hoäp 1000 ml - Thôøi gian löu kho: 7 ngaøy - Löôïng hoäp = 900 hoäp/h = 16200 hoäp/ngaøy - Kích thöôùc hoäp: 12x18x6cm = 1296 ml - Theå tích chieám choã trong kho = 16200*1296*10-6 *7 = 147 m3 Hoäp 2000ml - Thôøi gian löu kho: 7 ngaøy - Löôïng hoäp =1000 hoäp/h = 18000 hoäp/ngaøy - Kích thöôùc hoäp: 12x18x12cm = 2592 ml - Theå tích chieám choã trong kho = 18000 *2592*10-6 *7 = 327m3 Vaäy theå tích chieám choã laø : 147+327 = 534 m3 - Dieän tích kho (vôùi chieàu cao xeáp thuøng laø 5m, 30% dieän tích cho loái ñi): 534*130% / 5 = 139 m2 Kem que - Thôøi gian löu kho: 2 ngaøy - Theå tích moãi que kem khi ñaõ bao goùi 150 ml. - Soá que kem saûn xuaát trong 1 ngaøy 12000 que/h*18h = 216000 que/ngaøy - Theå tích chieám choã trong kho = 180000*2*150*10-6 = 64.8 m3 - Dieän tích kho caàn (vôùi chieàu cao xeáp bao laø 5m, 30% dieän tích cho loái ñi): 36*130% / 5 = 17 m2 Choïn khoâng gian chieám choå cuûa thuøng carton laø 20% dieän tích chieám choã cuûa kem que vaø kem hoäp. Do ñoù, toång dieän tích caàn baûo quaûn laïnh cho kem hoäp vaø kem que = 1.2(139 + 17 ) = 188 m2 ®Choïn kích thöôùc kho baûo quaûn kem thaønh phaåm: daøi 14 m, roäng 13 m, cao 6m. Phaàn 5: TÍNH NAÊNG LÖÔÏNG Tính toaùn nhieät löôïng: 1.1.Gia nhieät trong quaù trình phoái troân: - Khoái löôïng hoãn hôïp caàn troän trong 1 ngaøy: m1 = 34728 kg - Nhieät dung rieâng cuûa hoãn hôïp: c1 = 3,9 kJ/kg0C (laáy baèng nhieät dung rieâng cuûa söõa boø). - Nhieät ñoä ñaàu vaøo cuûa söõa töôi: t11 = 40C - Nhieät ñoä cao nhaát khi troän: t12 = 600C - Nhieät löôïng caàn cung caáp: Q1 = m1.c1.(t12 – t11) = 7 584 595.2 kJ/ ngaøy - Löôïng hôi 3 bar caàn cung caáp: H1 = 1,05 . Q1 / (0,9r1) = 4133 kg/ ngaøy Trong ñoù: Xem : toån thaát nhieät ra moâi tröôøng ngoaøi 5% 0,9: löôïng hôi ngöng 90% r1 = 2141 kJ/kg: aån nhieät hoaù hôi cuûa nöôùc ôû aùp suaát 3 bar. 1.2. Gia nhieät cream: - Khoái löôïng cream caàn duøng trong 1 ngaøy: m2 = 12016 kg - Nhieät dung rieâng cuûa cream: c2 = 3,9 kJ/kg0C - Nhieät ñoä ban ñaàu cuûa cream: t21 = 40C - Nhieät ñoä cream sau khi ñun noùng: t22 = 600C - Löôïng nhieät caàn cung caáp: Q2 = m2.c2.(t22 – t21) = 2 624 294 .4kJ/ ngaøy - Löôïng hôi 3 bar caàn cung caáp: H2 = 1,05 . Q2/ (0,9r2) = 2043 kg/ ngaøy Trong ñoù: Xem: toån thaát nhieät ra moâi tröôøng ngoaøi 5% 0,9: löôïng hôi ngöng 90% r2 = 2141 kJ/kg: aån nhieät hoaù hôi cuûa nöôùc ôû aùp suaát 3 bar 1.3. Thanh truøng: - Khoái löôïng hoãn hôïp caàn thanh truøng trong 1 ngaøy: m3 = 34036 kg - Nhieät dung rieâng cuûa kem: c3 = 3,9 kJ/kg0C - Sau khi trao ñoåi nhieät vôùi kem ñaõ thanh truøng, nhieät ñoä kem ñöôïc naâng leân khoaûng t31 = 750C - Nhieät ñoä thanh truøng hoãn hôïp: t32 = 850C - Nhieät löôïng caàn cung caáp: Q3 = m3.c3.(t32 – t31) = 1 327 404 kJ/ ngaøy - Löôïng hôi 3 bar caàn cung caáp: H3 = 1,05 . Q3 / (0,9r3) = 723.5 kg/ ngaøy Trong ñoù: Xem: toån thaát nhieät ra moâi tröôøng ngoaøi 5% 0,9: löôïng hôi ngöng 90% r3= 2141 kJ/kg: aån nhieät hoaù hôi cuûa nöôùc ôû aùp suaát 3 bar 1.4. Hôi cho thieát bò CIP: Löu löôïng cho 1 laàn chaïy CIP laø 7000 l/h hay 7000kg/h Chaïy CIP cho thieát bò tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi hoãn hôïp nguyeân lieäu coù xöû lyù nhieät(loaïi 1) : Thôøi gian chaïy CIP laø 1h, trong ñoù caùc quaù trình ñöôïc phaân chia thôøi gian nhö sau: Traùng röûa vôùi nöôùc aám 500C trong 10 phuùt: + Löôïng nöôùc: N11 = 7000 .10 / 60 = 1167 kg + Löôïng hôi 3 bar: H11 = Trong ñoù: c = 4,18 kJ/kgK: nhieät dung rieâng cuûa nöôùc t1 = 300C: nhieät ñoä nöôùc laïnh t2 = 500C : nhieät ñoä nöôùc sau khi gia nhieät r = 2141 kJ/kg : aån nhieät ngöng tuï cuûa hôi nöôùc 3 bar 0,9 : löôïng hôi ngöng tuï 90% Þ H11 = 50,6 kg Bôm tuaàn hoaøn dung dòch NaOH 1% ôû 750C trong 20 phuùt: + Löôïng nöôùc N12 = 7000 .20 / 60 = 2333.5 kg + Löôïng hôi 3 bar: H12 = = 278.5 kg + Löôïng NaOH: Gk1 = 1%. 2333.5 = 23.5 kg Traùng röûa vôùi nöôùc aám ôû 500C trong 5 phuùt: + Löôïng nöôùc: N13 = 7000 . 5 / 60 = 583,5 kg + Löôïng hôi 3 bar: H13 = = 25,3 kg Bôm tuaàn hoaøn dung dòch HNO3 1% ôû 700C trong 15 phuùt: + Löôïng nöôùc: N14 = 7000 . 15 / 60 = 1750 kg + Löôïng hôi 3 bar: H14 = = 152 kg + Löôïng HNO3 : Ga1 = 1% . 1750 = 17.5 kg Traùng röûa vôùi nöôùc laïnh ôû 300C trong 5 phuùt: + Löôïng nöôùc: N15 = 7000 . 5 / 60 = 583,33 kg Laøm laïnh töø töø vôùi nöôùc laïnh ôû 300C trong 5 phuùt + Löôïng nöôùc: N16 = 7000 .5 / 60 = 583.5 kg Toång löôïng tieâu hao: + Nöôùc: N1 = N11 + N12 + N13 + N14 + N15 + N16 = 7001 kg + Hôi: H1 = H11 + H12 + H13 + H14 = 506.4 kg + NaOH: Gk1 = 23.5 kg + HNO3: Ga1 = 17.5 kg Chaïy CIP thieát bò tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi hoãn hôïp nguyeân lieäu khoâng coù xöû lyù nhieät (loaïi 2) Traùng röûa vôùi nöôùc aám ôû 500C trong 10 phuùt + Löôïng nöôùc: N21 = 7000. 10 / 60 = 1167 kg + Löôïng hôi 3 bar: H21 = = 50.6 kg Bôm tuaàn hoaøn dung dòch NaOH 1% ôû 750C trong 10 phuùt: + Löôïng nöôùc: N22 = 7000 . 10 / 60 = 1166,67 kg + Löôïng hôi: H22 = = 113,89 kg + Löôïng NaOH: Gk2 = 1% . 1166,67 = 11,667 kg Traùng röûa vôùi nöôùc aám ôû 500C trong 15 phuùt: + Löôïng nöôùc: N23 = 7000 . 15 / 60 = 1750 kg + Löôïng hôi: H23 = = 50.6 kg Thanh truøng vôùi nöôùc noùng ôû 950C trong 5 phuùt: + Löôïng nöôùc: N24 = 7000 . 5 / 60 = 583,33 kg + Löôïng hôi: H24 = = 82,252 kg Laøm nguoäi vôùi nöôùc ôû 300C trong 20 phuùt: + Löôïng nöôùc: N25 = 7000 . 20 / 60 = 2333.5 kg Toång löôïng tieâu hao: + Nöôùc : N2 = N21 + N22 + N23 + N24 + N25 = 7000.5 kg + Hôi: H2 = H21 + H22 + H23 + H24 = 297.5 kg + NaOH: Gk2 = 11,667 kg Chaïy nöôùc noùng 950C ôû thieát bò thanh truøng trong 30 phuùt (loaïi 3): +Löôïng nöôùc : N3 = 7000 . 30 / 60 = 3500 kg + Löôïng hôi: H3 = = 493,513 kg Baûng5.1 : Tieâu hao nöôùc , hôi, acid, kieàm cho CIP trong 1 ngaøy Thieát bò Loaïi CIP Soá laàn CIP Nöôùc (m3) Hôi (kg) NaOH 60% (kg) HNO3 60% (kg) Boàn chöùa nguyeân lieäu 2 1 7.0005 297.5 11.667 - Phoái troän 2 6 42.003 1785 70 - Ñoàng hoaù 1 6 42.0006 3038.4 141 105 Thanh truøng 1 6 42.003 3038.4 141 105 3 3 10.5 1480.54 - - Boàn uû chín (4 boàn) 2 3x4 = 12 84.006 3570 282 - Lanh ñoâng sô boä 2 3 42.003 1785 70 - Roùt 2 6 42.003 1785 70 - Toång coäng 311.52 16780 786 210 1.5. Choïn noài hôi: Toång löôïng hôi söû duïng cho phaân xöôûng trong 1 ngaøy: H = H1 + H2 + H3 +HCIP = 23 679.5 kg/ ngaøy Löôïng hôi söû duïng trung bình trong 1 giôø: Htb = 23 679.5 / 24 = 987 kg/h Choïn heä soá söû duïng ñoàng thôøi k = 1,4 Þ Naêng suaát hôi toái thieåu cuûa loø hôi = 987 . 1,4 = 1381 kg/h Choïn noài hôi SB-1500 cuûa SAZ Boiler, soá löôïng 1 caùi. + Naêng suaát boác hôi: 1500 kg/h + Aùp suaát hôi toái ña: 15 at + Tieâu hao daàu FO: 96 kg/h (105 l/h) + Coâng suaát: 30 kW + Kích thöôùc: daøi 2700mm, roäng 1500mm, cao 2300mm + Khoái löôïng: 2000kg Tính laïnh: 2.1. Laøm laïnh söõa töôi: - Khoái löôïng söõa töôi caàn duøng trong 1 ngaøy: m1 = 15489 kg - Nhieät dung rieâng cuûa söõa töôi :c1 = 3,9 kJ/kg0C - Nhieät ñoä söõa töôi laáy ra khoûi xe boàn: t11 = 60C - Nhieät ñoä söõa töôi khi baûo quaûn laïnh : t12 = 40C - Nhieät löôïng laøm laïnh söõa töôi nguyeân lieäu: Q1 = 1.1m1.c1.(t11 – t12) = 132 896 kJ Trong ñoù, xem toån thaát laïnh laø 10% 2.2. Laøm laïnh cream: - Khoái löôïng söõa töôi caàn duøng trong 1 ngaøy: m2 = 12016 kg - Nhieät dung rieâng cuûa cream: c2 = 3,9 kJ/kg0C - Nhieät ñoä söõa töôi laáy ra khoûi xe boàn: t21 = 60C - Nhieät ñoä söõa töôi khi baûo quaûn laïnh : t22 = 40C - Nhieät löôïng laøm laïnh söõa töôi nguyeân lieäu: Q2 =1.1 m2.c2.(t21 – t22) = 103 097 kJ Trong ñoù, xem toån thaát laïnh laø 10% 2.3. Laøm laïnh hoãn hôïp sau quaù trình thanh truøng: - Khoái löôïng hoãn hôïp caàn thanh truøng: m3 = 34036 kg - Nhieät dung rieâng cuûa söõa: c3 = 3,9 kJ/kg0C - Söõa ñaõ thanh truøng ñöôïc laøm nguoäi baèng nöôùc veà khoaûng t31 = 400C - Nhieät ñoä söõa sau khi laøm laïnh: t32 = 40C - Nhieät löôïng laøm laïnh söõa thanh truøng: Q3 = 1.1m3.c3.(t31 – t32) = 5 256 520 kJ Trong ñoù, xem toån thaát laïnh laø 10% 2.4. Laïnh ñoâng kem: - Khoái löôïng kem caàn laïnh ñoâng: m4 = 61529 x 0.56 = 34456 kg(khoái löôïng rieâng cuûa kem ñaõ laïnh ñoâng laø 0.56 kg/l) - Nhieät dung rieâng cuûa kem: c4 = 3,9 kJ/kg0C - Nhieät ñoä kem tröôùc laïnh ñoâng: t41 = 40C - Nhieät ñoä kem sau laïnh ñoâng: t42 = -300C - Nhieät löôïng laøm laïnh ñoâng kem: Q4 = 1,05 . m4.c4.(t41 – t42) = 4 797 309 kJ Trong ñoù, xem toån thaát laïnh laø 5% 2.5. Baûo quaûn laïnh: - Kích thöôùc kho baûo quaûn laïnh: daøi 10m; roäng 8m; cao 2m Þ Theå tích kho laïnh: V = 160 m3 - Nhieät ñoä trong kho laïnh: -300C - Naêng suaát laïnh caàn cung caáp: Q5 = 1.2V . p . a . ( ing – itr) Trong ñoù: V = 160 m3: theå tích kho laïnh p = 1,453 kg/m3 : khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí ôû -300C a = 1: heä soá tuaàn hoaøn khoâng khí ing = 123 kJ/kg : entanpy khoâng khí beân ngoaøi kho (thôøi ñieåm noùng nhaát ôû Ñoàng Nai coù ñoä aåm 80% vaø nhieät ñoä 370C) itr = -29,426 kJ/kg : entanpy khoâng khí beân trong phoøng laïnh (ñoä aåm 90%, nhieät ñoä -300C) Þ Q5 = 42 523 kJ Xem toån thaát laïnh qua töôøng, saøn, traàn vaø chieáu saùng laø 20% . 2.6. Choïn maùy neùn laïnh: Caùc thieát bò laøm laïnh söõa töôi, laøm laïnh cream, laøm laïnh hoãn hôïp sau thanh truøng ñeàu duøng nöôùc 20C ñeå laøm laïnh. - Nhieät löôïng caàn laøm laïnh: Q01 = 1,05. (Q1 + Q2 + Q3 ) = 5 757 139 kJ/ngaøy Trong ñoù: xem toån thaát laïnh treân ñöôøng oáng laø 5% - Taûi laïnh trung bình: Qtb1 = Q01 / 24 = 240 298 kJ/h - Choïn heä soá söû duïng ñoàng thôøi k = 1,6 - Naêng suaát laïnh toái thieåu cuûa maùy neùn: QMN1 = Qtb1 . k = 384 476 kJ/h = 107 kW - Choïn maùy neùn pitton 1 caáp neùn N4WB cuûa MYCOM (haõng Mayekawa Nhaät) : + Naêng suaát laïnh: 107 kW + Theå tích queùt: 381 m3/h + Coâng suaát treân truïc: 60,6 kW Caùc thieát bò laïnh ñoâng kem, kho laïnh baûo quaûn kem coù nhieät ñoä laøm laïnh ñeán -300C - Nhieät löôïng caàn laøm laïnh: Q02 = Q4 + Q5 = 4 839 832 kJ/ngaøy - Taûi laïnh trung bình: Qtb2 = Q02 / 24 = 201 660 kJ/h - Choïn heä soá söû duïng ñoàng thôøi k = 1,6 - Naêng suaát laïnh toái thieåu cuûa maùy neùn: QMN2 = Qtb2 .k = 322 655kJ/h = 89.6 kW - Choïn maùy neùn pitton 2 caáp neùn coù naêng suaát laïnh: 100 kW Tính nöôùc: 3.1.Tính nöôùc: Nöôùc coâng ngheä: N1 = 1.5 m3/ngaøy Nöôùc noài hôi: N2 = 24 taán = 24 m3/ngaøy Nöôùc chaïy CIP: N3 = 311.52 m3/ngaøy Nöôùc veä sinh nhaø maùy, nöôùc sinh hoaït vaø caùc hoaït ñoäng khaùc: Choïn N4 = 70 m3/ngaøy Nöôùc laøm nguoäi hoãn hôïp sau thanh truøng: Löôïng kem caàn laøm nguoäi: 34036 kg Nhieät dung rieâng cuûa kem: 3,9 kJ/kg.ñoä Nhieät ñoä kem tröôùc vaø sau khi laøm nguoäi vôùi nöôùc: 700C vaø 400C Nhieät ñoä nöôùc tröôùc vaø sau khi laøm nguoäi kem: 250C vaø 450C Þ Löôïng nöôùc laøm nguoäi caàn duøng:N5 = = 47 635 kg/ngaøy = 48m3/ngaøy Toång löôïng nöôùc caàn duøng: N = N1 + N2 + N3 + N4 +N5 = 455.52 m3/ngaøy 3.2.Choïn beå nöôùc Choïn theå tích beå nöôùc ñuû duøng cho 1 ca ngaøy saûn xuaát. Toång löôïng nöôùc söû duïng trong 1ù ca: 152 m3 Choïn beå nöôùc coù theå tích toái ña 200m3 3.3.Choïn ñaøi nöôùc Ñaøi nöôùc ñöôïc ñaët treân cao ñeå taïo aùp löïc nöôùc treân ñöôøng oáng. Choïn ñaøi nöôùc ñuû duøng trong 1 giôø: Löôïng nöôùc duøng trong 1 giôø = 453.52 / 24 = 19 m3 Choïn ñaøi nöôùc coù söùc chöùa 25m3, ñaët ôû ñoä cao 20m. Tính ñieän: Ñieän duøng trong nhaø maùy coù 2 loaïi: - Ñieän ñoäng löïc: ñieän vaän haønh thieát bò - Ñieän daân duïng: ñieän thaép saùng vaø sinh hoaït. 4.1.Ñieän ñoäng löïc: Baûng 5.2: Coâng suaát ñieän cuûa caùc thieát bò chính trong nhaø maùy STT Thieát bò Coâng suaát (kW) SL T Toång coâng suaát (kW) 1 Phoái troän 43.5 1 43.5 3 Gia nhieät troän söõa trong phoái troän 2 1 2 5 Ñoàng hoaù 68 1 68 8 Thanh truøng 25 1 25 15 Boàn uû kem (motor khuaáy) 2 4 8 16 Laïnh ñoâng sô boä kem 24 2 48 17 Roùt kem hoäp 10 1 10 18 Roùt kem que 20 1 20 25 CIP 29 1 29 26 Maùy neùn laïnh1 caáp 60,6 1 60,6 27 Maùy neùn laïnh 2 caáp 26,3 1 26,3 28 Noài hôi 30 1 30 Toång coäng 430.4 - Toång coâng suaát ñieän cuûa caùc thieát bò chính: 430.4 kW - Coâng suaát cuûa heä thoáng caáp nöôùc, xöû lyù nöôùc thaûi, heä thoáng maùy – thieát bò laïnh… laáy baèng 10% toång coâng suaát thieát bò chính Þ Coâng suaát ñieän ñoäng löïc cuûa phaân xöôûng: Pñl = 1,1 . 430.4 = 473.44 kW - Coâng suaát tính toaùn: Pttñl = k . Pñl =284 kW Trong ñoù, k = 0,6 laø heä soá söû duïng khoâng ñoàng thôøi. 4.2.Ñieän daân duïng - Laáy baèng 10% ñieän ñoäng löïc: Pdd = 0,1 . Pñl = 43.04 kW - Coâng suaát tính toaùn: Pttdd = k . Pdd = 34.432 kW Trong ñoù, k = 0,8 laø heä soá söû duïng khoâng ñoàng thôøi Xaùc ñònh heä soá coâng suaát vaø dung löôïng caàn buø: - Ñoái vôùi caùc thieát bò, thoâng thöôøng cosj = 0,55 – 0,65 Choïn cosjñl = 0,63 Þ tgjñl = 1,23 Þ Qñl = Pttñl . tgjñl = 284 . 1,23 = 349,32 kVA - Ñoái vôùi heä thoáng ñieän daân duïng, thoâng thöôøng cosjdd = 0,8 ; tgjdd = 0,75 Þ Qdd = Pdd . tgjdd = 43,04. 0,75 = 32,28 kVA Þ Qtt =Qñl + Qdd = 349,32 + 32,28 = 381,16 kVA - Dung löôïng caàn buø Qbuø = Pttñl(tgjñl - tgj2) + Pttdd(tgjdd - tgj2) = 349,32.(1,23 – 0,3287) + 34,432.(0,75 – 0,3287) = 329,35 kVAr Trong ñoù: tgj2 = 0,3287 öùng vôùi heä soá coâng suaát caàn buø cosj = 0,95 - Choïn 5 tuï buø DLE – 3H75K6T cuûa haõng DAEYEONG + Dung löôïng buø Qb = 75 kVA + Ñieän dung C = 1377,7 µF + Iñm = 114 A, Uñm = 380 V - Tính laïi heä soá coâng suaát: Ptt = Pttñl + Pttdd = 349,32 + 34,432 = 383,752 kw cosj = Ptt / (Ptt2 + (Qtt - Qbuø)2)1/2 = 383,752 / [383,7522+ (381,16 – 5. 75)2]1/2 = 0,98 Choïn maùy bieán aùp - Coâng suaát ñònh möùc cuûa maùy bieán aùp Sdm ³ Stt / 0,81 - Coâng suaát thöïc teá cuûa maùy bieán aùp: Stt = Ptt / cosj = 383,752 / 0,98 = 391,58 kVA Þ Sñm ³ 483,4 kVA - Choïn maùy bieán aùp TM – 500 cuûa Nga + Coâng suaát ñònh möùc: 500 kVA + Ñieän aùp vaøo: 22 kV + Ñieän aùp ra: 400V hoaëc 220V Phaàn 6: TÍNH XAÂY DÖÏNG Choïn dieän tích xaây döïng Döïa vaøo kích thöôùc thieát bò, thôøi gian baûo quaûn nguyeân lieäu, thôøi gian baûo quaûn saûn phaåm cuõng nhö nhöõng tieâu chuaån veà coâng ngheä, tính kinh teá; ta choïn moät caùch töông ñoái dieän tích phaân xöôûng nhö sau: Baûng 6.1: Kích thöôùc cuûa caùc phaàn trong phaân xöôûng Teân Chieàu daøi (m) Chieàu roäng (m) Dieän tích (m2) Kho chöùa phuï gia 2.5 2 5 Kho chöùa ñöôøng 4.5 4 18 Kho chöùa söõa boät gaày 6 4.5 27 Kho baûo quaûn kem thaønh phaåm 14 13 192 Khu baûo quaûn söõa töôi vaø cream 10 3.5 35 Khu chuaån bò hoãn hôïp nguyeân lieäu tröôùc khi uû 14 7.5 105 Khu uû, laïnh ñoâng, roùt, ñoùng thuøng 14 14 196 Phoøng CIP 8 5 Thieát keá maët baèng phaân xöôûng: Khu saûn xuaát: - Chieàu daøi: 25m - Chieàu roäng: 14m Maët baèng phaân xöôûng: - Dieän tích khu saûn xuaát: 350 m2 - Toång dieän tích phaân xöôûng vaø caùc kho chöùa: 618 m2 KEÁT LUAÄN Ngaøy nay, saûn phaåm kem treân thò tröôøng raát ña daïng veà chuûng loaïi. Nhìn chung, qui trình saûn xuaát caùc loaïi naøy khoâng coù gì thay ñoåi, chæ khaùc nhau ôû thaønh phaàn phoái troän vaø boå sung caùc nguyeân lieäu khaùc. Hieän nay, chæ coù moät vaøi nhaø saûn xuaát kem ñaûm baûo ñöôïc chaát löôïng saûn phaåm cuõng nhö an toaøn veä sinh cho saûn phaåm nhö Vinamilk, KiDo… Coøn laïi, coù khaù nhieàu cô sôû nhoû khaùc vôùi saûn phaåm chöa ñöôïc kieåm soaùt veà ñieàu kieän an toaøn veä sinh. Vì vaäy, ngay töø ñaàu vieäc thieát keá neân aùp duïng caùc heä thoáng quaûn lí chaát löôïng nhö SSOP, GMP, HACCP, ISO… ñeå saûn phaåm ñaûm baûo veä sinh an toaøn, ñaûm baûo chaát löôïng saûn phaåm, taïo ñöôïc uy tín vôùi khaùch haøng. Trong quaù trình thieát keá, khi choïn thieát bò, em cuõng ñaõ tìm hieåu vaø bieát ñöôïc nhieàu haõng noåi tieáng cung caáp caùc thieát bò cho toaøn boä quaù trình saûn xuaát kem nhö haõng Tetra Pak, Catta’27, Matrix-Gelato,…Cuoái cuøng, em choïn caùc thieát bò chính cuûa haõng Tetra Pak vì thieát bò cuûa haõng naøy ña daïng veà naêng suaát vaø coù nhieàu öu ñieåm khaùc. Ngaøy nay, trong saûn xuaát kem, ngöôøi ta khoâng ngöøng caûi tieán coâng ngheä vaø thieát bò ñeå naâng cao naêng suaát. Cuï theå, ngöôøi ta caûi tieán ñeå ruùt ngaén thôøi gian uû chín vaø laïnh ñoâng keát thuùc vaø coøn nhieàu höôùng caûi tieán khaùc. Do haïn cheá veà kinh nghieäm cuõng nhö thöïc teá, baûn thieát keá cuõng khoâng traùnh khoûi nhöõng thieáu soùt: chöa giôùi thieäu chi tieát veà moät vaøi thieát bò vì nhaø saûn xuaát khoâng ñöa ra. Sau khi hoaøn thaønh ñoà aùn thieát keá naøy, em ñaõ hoïc ñöôïc raát nhieàu veà phöông phaùp thieát keá 1 phaân xöôûng, ñaëc bieät laø phaân xöôûng kem. Qua ñoù, em hieåu roõ veà coâng ngheä saûn xuaát kem, bieát ñöôïc nhieàu haõng cung caáp thieát bò treân theá giôùi. TAØI LIEÄU THAM KHAÛO [1] Phaïm Vaên Boân – Vuõ Baù Minh – Hoaøng Minh Nam, Quaù trình vaø thieát bò coâng ngheä hoaù hoïc, taäp 10, NXB Ñaïi hoïc Quoác gia TP. Hoà Chí Minh, 2002, 468 trang. [2] Phaïm Vaên Boân, Quaù trình thieát bò coâng ngheä hoaù hoïc, taäp 5, NXB Ñaïi hoïc Quoác gia TP. Hoà Chí Minh, 2002, 371 trang. [3] Nguyeãn Thò Hieàn, Vai troø cuûa nöôùc vaø heä thoáng taåy röûa khöû truøng (CIP) trong nhaø maùy thöïc phaåm, NXB Khoa hoïc & Kyõ thuaät, Haø Noäi, 2003, 103 trang. [4] Traàn Thanh Kyø, Thieát keá loø hôi, NXB Tröôøng Ñaïi hoïc Baùch khoa TP. Hoà Chí Minh, 1990, 220 trang. [5] Leâ Vaên Vieät Maãn, Coâng ngheä saûn xuaát caùc saûn phaåm töø söõa vaø thöùc uoáng, taäp 1, NXB Ñaïi hoïc Quoác gia TP. Hoà Chí Minh, 2004, 296 trang [6] Hoaøng Minh Nam – Vuõ Baù Minh, Quaù trình thieát bò trong coâng ngheä hoaù hoïc, taäp 1, NXB Ñaïi hoïc Quoác gia TP. Hoà Chí Minh, 1997, 204 trang [7] Ngoâ Hoàng Quang, Giaùo trình cung caáp ñieän, NXB Giaùo duïc, 2005, 216 trang. [8] Gosta Bylund, Dairy processing hanbook, Tetra Pak Processing System, Sweden, 1995, 436 trang . [9] Moät soá Website: www.tetrapak.com www.dongnai.gov.vn www.apv.com PHUÏ LUÏC A)Phuï luïc 1: Lòch laøm vieäc cuûa caùc thieát bò Thieát bò phoái troän: Ca Thôøi gian Thieát bò troän 1 6h – 7h Chaïy CIP 7h – 7h50 Troän ½ meû 1 7h50 – 8h40 Troän ½ meû 1 8h40 – 9h40 Chaïy CIP 2 14 – 15h Chaïy CIP 15h – 15h50 Troän ½ meû 2 15h50 – 16h40 Troän ½ meû 2 16h40 – 17h40 Chaïy CIP 3 22h – 23h Chaïy CIP 23h – 23h50 Troän ½ meû 3 23h50 – 0h40 Troän ½ meû 3 0h40 – 1h40 Chaïy CIP Thieát bò ñoàng hoùa: Ca Thôøi gian Thieát bò ñoàng hoaù 1 6h50 – 7h50 Chaïy CIP 7h50 – 8h20 Ñoàng hoaù ½ meû 1 8h20 – 8h50 Ñoàng hoaù ½ meû 1 8h50 – 9h50 Chaïy CIP 2 14h50 – 15h50 Chaïy CIP 15h50 -16h20 Ñoàng hoaù ½ meû 2 16h20 – 16h50 Ñoàng hoaù ½ meû 2 16h50 – 17h50 Chaïy CIP 3 22h50 – 23h50 Chaïy CIP 23h50 – 0h20 Ñoàng hoaù ½ meû 3 0h20 – 0h50 Ñoàng hoaù ½ meû 3 0h50 – 1h50 Chaïy CIP Thieát bò thanh truøng: Ca Thôøi gian Thieát bò thanh truøng 1 6h20 – 7h20 Chaïy CIP 7h20 – 7h50 Thanh truøng ½ meû 1 7h50 – 8h20 Thanh truøng ½ meû 1 8h20 – 9h20 Chaïy CIP 2 15h20 – 16h20 Chaïy CIP 16h20 – 16h50 Thanh truøng ½ meû 2 16h50 – 17h20 Thanh truøng ½ meû 2 17h20 – 18h20 Chaïy CIP 3 23h20 – 0h20 Chaïy CIP 0h20 – 0h50 Thanh truøng ½ meû 3 0h50 – 1h20 Thanh truøng ½ meû 3 1h20 – 2h20 Chaïy CIP Thieát bò uû chín: Ca Boàn Thôøi gian uû Thôøi gian chaïy CIP 1 1; 2 7h50 – 12h50 6h50 – 7h50 3; 4 8h20 – 13h20 7h20 – 8h20 2 1; 2 16h50 – 21h50 15h50 – 16h50 3; 4 17h20 – 22h20 16h20 -17h20 3 1; 2 0h50 – 5h50 23h50 – 0h50 3; 4 1h20 – 6h20 0h20 – 1h20 Thieát bò laïnh ñoâng sô boä: Thôøi gian hoaït ñoäng Thôøi gian chaïy CIP Lieân tuïc 6h/ca 60 phuùt ñaàu ca vaø 60 phuùt cuoái ca Thieát bò roùt : Thôøi gian hoaït ñoäng Thôøi gian chaïy CIP Lieân tuïc 6h/ca 60 phuùt ñaàu ca vaø 60 phuùt cuoái ca Thieát bò CIP: Daõy Thôøi gian Thieát bò A 4h – 5h Boàn chöùa nguyeân lieäu B 6h – 7h Phoái troän 8h40 – 9h40 14h -15h 16h40 – 17h40 22h – 23h 0h40 – 1h40 C 6h50 – 7h50 Ñoàng hoaù 8h50 – 9h50 14h50 – 15h50 16h50 – 17h20 22h50 – 23h40 0h50 – 1h50 6h20 – 7h20 Thanh truøng 8h20 – 9h20 15h20 – 16h20 17h20 – 18h20 1h20 – 2h20 23h20 – 0h20 D 6h50 – 7h50(boàn 1+2) UÛ 7h20 – 8h20 (boàn 3+4) 15h50 – 16h50(boàn 1+2) 16h20 -17h20(boàn 3+4) 23h50 – 0h50 (boàn 1+2) 0h20 – 1h20(boàn 3+4) 5h – 6h Laïnh ñoâng sô boä 13h – 14h 21h – 22h E 5h – 6h Roùt que 13h – 14h 21h – 22h F 5h – 6h Roùt hoäp 13h – 14h 21h – 22h B) Phuï luïc 2: Hình aûnh moät soá thieát bò Thieát bò phoái troän: Hình 1: thieát bò phoái troän Hình 2: Boä phaän khuaáy Thieát bò ñoàng hoaù: Hình 3: Thieát bò ñoàng hoaù Tetra Alex 25 cuûa TetraPak Hình 4: Caáu taïo thieát bò ñoàng hoaù Hình 5: Caáu taïo caùc boä phaän chính trong thieát bò ñoàng hoaù Thieát bò truyeàn nhieät baûn moûng: Hình 6: Thieát bò truyeàn nhieät baûn moûng cuûa TetraPak Hình 7: Kích thöôùc thieát bò truyeàn nhieät baûn moûng cuûa TetraPak Hình 8: Sô ñoà hoaït ñoäng cuûa thieát bò truyeàn nhieät baûn moûng Thieát bò laïnh ñoâng sô boä: Hình 9: thieát bò laïnh ñoâng sô boä Thieát bò saûn xuaát kem que: Hình 10: thieát bò saûn xuaát kem que Hình 11: Sô ñoà hoaït ñoäng cuûa maùy roùt kem que Thieát bò saûn xuaát kem hoäp: Hình 12: daây chuyeàn saûn xuaát kem hoäp Hình 13.1: Thieát bò roùt kem hoäp Hoyer Comet cuûa TetraPak Hình 13.2: Thieát bò laïnh ñoâng keát thuùc Hoyer Straight line tunnel Thieát bò CIP: Hình 14: Thieát bò CIP Tetra Alcip 100 cuûa TetraPak Hình 15: Sô ñoà hoaït ñoäng cuûa thieát bò CIP C)Phuï luïc 3: Tieâu chuaån Vieät Nam veà saûn phaåm kem aên - Nhoùm 1: saûn phaåm coù ñöôøng saûn xuaát hoaøn toaøn töø chaát beùo söõa vaø protein söõa (söõa nguyeân chaát) vôùi moät hoaëc nhieàu thaønh phaàn cho pheùp (4)à(8) - Nhoùm 2: saûn phaåm coù ñöôøng saûn xuaát töø chaát beùo söõa vaø protein khoâng hoaøn toaøn töø söõa vôùi moät hoaëc nhieàu thaønh phaàn cho pheùp (4)à(8) - Nhoùm 3: saûn phaåm coù ñöôøng saûn xuaát töø chaát beùo khoâng hoaøn toaøn töø söõa vaø protein söõa vôùi moät hoaëc nhieàu thaønh phaàn cho pheùp (4)à(8) - Nhoùm 4: saûn phaåm coù ñöôøng saûn xuaát töø chaát beùo vaø protein khoâng hoaøn toaøn töø söõa vôùi moät hoaëc nhieàu thaønh phaàn cho pheùp (4)à(8) - Nhoùm 5: saûn phaåm coù ñöôøng saûn xuaát töø caùc thaønh phaàn cho pheùp (4)à(8) vaø phuï gia cho pheùp - Nhoùm 6: saûn phaåm coù ñöôøng saûn xuaát töø caùc thaønh phaàn cho pheùp (4)à(8) Thaønh phaàn nguyeân phuï lieäu cho pheùp: Söõa töôi, söõa ñaëc, söõa boät, chaát beùo söõa Daàu môõ thöïc phaåm khoâng phaûi nguoàn goác töø söõa Protein thöïc phaåm khoâng phaûi nguoàn goác töø söõa Ñöôøng Nöôùc Tröùng vaø caùc saûn phaåm töø tröùng Quaû vaø caùc saûn phaåm töø quaû Thöïc phaåm taêng höông vò: cafeù, cacao, chocolate, göøng, maät ong, laïc, röôïu, muoái … Chæ tieâu caûm quan: - Maøu: maøu traéng söõa hoaëc maøu cuûa phuï lieäu boå sung - Muøi vò: ñaëc tröng cuûa saûn phaåm, khoâng muøi vò laï - Traïng thaùi: ñoâng ñaëc, khoâng chaûy röõa Chæ tieâu hoaù lyù 6 2 Khoâng beùo, khoâng protein 10 1 15 5 3 Ít beùo söõa/khaùc, ít protein söõa/khaùc 10 <2,2 2 10 <2,5 1 10 <2,5 <2,2 4 3 Beùo söõa/khaùc, protein söõa/khaùc 20 <5 <2,5 20 <4 <2,2 2 30 5 2,5 1,4 28 4 2,2 1 30 8 2,5 1,4 28 7 2,2 3 3 Beùo söõa/khaùc, protein söõa 20 <5 <2,5 1,4 20 <4 <2,2 2 30 5 2,5 1,4 28 4 2,2 1 30 8 2,5 1,4 27 7 2,2 2 2 Beùo söõa, protein söõa/khaùc 26 <2,5 2,5 1,4 24 <2,2 2,2 1 30 8 2,5 1,4 28 7 2,2 1 3 Beùo, protein söõa 26 <2,5 2,5 1,4 24 <2,2 <2,2 2 28 2,5 2,5 1,4 26 2,2 2,2 1 30 8 2,5 1,4 28 7 2,2 Nhoùm saûn phaåm Nhoùn nhoû Chæ tieâu Ckhoâ % Cbeùo % Protein % Loøng ñoû tröùng % Ckhoâ % Cbeùo % Protein % Saûn phaåm khoâng höông Saûn phaåm coù höông - Kim loaïi naëng + Asen : £ 0,5 mg/k + Pb : £ 0,5 mg/kg + Cd : £ 1,0 mg/kg + Hg : £ 0,05 mg/kg - Ñoäc toá naám moác: Aflatoxin M1 £ 0,5 µg/kg Chæ tieâu Vi sinh Chæ tieâu Möùc n c m M Toång VSV hieáu khí/1g sp 5 2 5.104 2,5.105 Coliforms/1g sp 5 2 102 103 Salmonella/25g sp 10 0 0 n: soá maãu kieåm tra c: soá maãu toái ña cho pheùp giaù trò naèm giöõa m vaø M m: möùc quy ñònh M: giaù trò lôùn nhaát maø khoâng ñöôïc vöôït quaù