Tài liệu Thiết kế nhà máy chế biến rau quả gồm hai sản phẩm đồ hộp vải nước đường năng suất 8 tấn sản phẩm ngày và du đủ sấy khô năng suất 12 tấn nguyên liệu ca

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA THIẾT KẾ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN RAU QUẢ GỒM HAI SẢN PHẨM: - ĐỒ HỘP VẢI NƯỚC ĐƯỜNG – NĂNG SUẤT: 8 TẤN SẢN PHẨM/NGÀY - ĐU ĐỦ SẤY KHÔ – NĂNG SUẤT: 12 TẤN NGUYÊN LIỆU/CA Sinh viên thực hiện: Phan Thị Kiều Tiên Số thẻ SV: 107140160 Lớp: 14 H2B Đà Nẵng – Năm 2019 i TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế nhà máy chế biến rau quả gồm hai sản phẩm: - Đồ hộp vải nước đường – Năng suất: 8 tấn sản phẩm/ngày - Đu đủ sấy khô – Năng suất: 12 tấn nguyên liệu/ca Sinh viên thực hiện: Phan Thị Kiều Tiên Số thẻ SV: 107140160 Lớp: 14 H2B Đồ án gồm những nội dung sau : Chương 1: Phân tích lập luận kinh tế về đặc điểm thiên nhiên, vùng nguyên liệu, hợp tác hóa, nguồn cung cấp điện – hơi – nước, nhiên liệu, giao thông vận tải và nhân công nhà máy và thị trường tiêu thụ nhằm chọn ra vị trí đặt nhà máy phù hợp. Sau khi tìm hiểu tôi quyết định đặt nhà máy tại khu công nghiệp Đại An, thành phố Hải Dương, tỉnh Hải Dương. Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu để sản xuất đồ hộp vải nước đường và đu đủ sấy khô. Tổng quan về sản phẩm và các chỉ tiêu chất lượng. Các phương án thiết kế và lựa chọn phương pháp phù hợp với nguyên liệu và sản phẩm. Chương 3: Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ. Chọn quy trình sản xuất phù hợp và thuyết minh từng bước thực hiện trong quy trình đó. Chương 4: Tính cân bằng vật chất. Nêu lên kế hoạch sản xuất của nhà máy. Xử lí các thông số ban đầu đề cho và tính hao hụt qua các bước của quy trình sản xuất. Lập bảng thống kê lượng nguyên liệu, thành phẩm và bán thành phẩm qua các bước trong quy trình để tiến hành chọn lựa thiết bị. Chương 5: Tính toán hơi, nước và nhiệt cung cấp cho nhà máy trong quá trình sản xuất. Chương 6: Tính và chọn thiết bị cho mỗi công đoạn, số lượng thiết bị cần thiết để bố trí phân xưởng sản xuất chính. Chương 7: Tính xây dựng nhà máy và diện tích khu đất xây dựng nhà máy và các công trình phụ trợ. Chương 8: Kiểm tra sản xuất – kiểm tra chất lượng. Chọn các yếu tố để kiểm tra nguyên liệu và sản phẩm. Các phương pháp và chỉ tiêu để đánh giá chất lượng sản phẩm. Chương 9: An toàn lao động, vệ sinh xí nghiệp, phòng chóng cháy nổ. ii CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là đồ án tốt nghiệp của riêng tôi và được sự hướng dẫn khoa học của Th.s Trần Thế Truyền. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đồ án này là trung thực được chính tôi thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây. Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc tính toán, nhận xét, đánh giá. Ngoài ra, trong đồ án còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc. Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung đồ án của mình. Trường đại học Bách Khoa Đại Học Đà Nẵng không liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có). Sinh viên thực hiện Phan Thị Kiều Tiên iii ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc KHOA: HÓA BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên : PHAN THỊ KIỀU TIÊN Lớp : 14H2B Khóa : 14 Ngành 1. Tên đề tài: : Công nghệ thực phẩm THIẾT KẾ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN RAU QUẢ 2. Các số liệu ban đầu: - Đồ hộp vải nước đường – Năng suất: 8 tấn sản phẩm/ngày - Đu đủ sấy khô – Năng suất: 12 tấn nguyên liệu/ca 3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán - Mục lục - Lời mở đầu Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật Chương 2: Tổng quan (nguyên liệu, sản phẩm, chọn phương pháp thiết kế) Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ - Chương 4: Tính cân bằng vật chất Chương 5: Tính nhiệt Chương 6: Tính và chọn thiết bị Chương 7: Tính xây dựng và quy hoạch tổng mặt bằng - Chương 8: Kiểm tra sản xuất – Kiểm tra chất lượng Chương 9: An toàn lao động – Vệ sinh xí nghiệp – Phòng chống cháy nổ Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục - Các bản vẽ khổ A3 đính kèm 4. Các bản vẽ và đồ thị - Bản vẽ số 1: Sơ đồ kỹ thuật quy trình công nghệ iv (A0) - Bản vẽ số 2: Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính Bản vẽ số 3: Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính (A0) (A0) - Bản vẽ số 4: Bản vẽ đường ống (A0) - Bản vẽ số 5: Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy (A0) 5. Giáo viên hướng dẫn: ThS. Trần Thế Truyền 6. Ngày giao nhiệm vụ: 12/02/2019 7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Thông qua bộ môn Ngày..........tháng..........năm 2019 TRƯỞNG BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PGS. TS. Đặng Minh Nhật Truyền ThS. Trần Thế Kết quả điểm đánh giá: Sinh viên đã hoàn thành và nộp toàn bộ báo cáo cho bộ môn Ngày..........tháng..........năm 2019 Ngày..........tháng..........năm 2019 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (ký, ghi rõ họ tên) (ký, ghi rõ họ tên) Phan Thị Kiều Tiên v MỤC LỤC NHIỆM VỤ................................................................................................................ iv MỤC LỤC ................................................................................................................. vi DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ......................................................xii LỜI MỞ ĐẦU.............................................................................................................. i Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT ....................................................... 2 1.1. Tính cấp thiết của sự đầu tư........................................................................... 2 1.2. Cơ sở thiết kế ................................................................................................... 3 1.2.1. Đặc điểm tự nhiên....................................................................................... 3 1.2.2. Giao thông vận tải....................................................................................... 4 1.2.3. Vùng nguyên liệu........................................................................................ 4 1.2.4. Hợp tác hóa ................................................................................................ 5 1.2.5. Nguồn cung cấp điện .................................................................................. 5 1.2.6. Nguồn cung cấp hơi .................................................................................... 5 1.2.7. Nhiên liệu ................................................................................................... 6 1.2.8. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước ................................................ 6 1.2.9. Nguồn nhân lực .......................................................................................... 6 1.2.10. Năng suất nhà máy.................................................................................... 6 1.2.11. Thị trường tiêu thụ .................................................................................... 6 Chương 2: TỔNG QUAN .......................................................................................... 7 2.1. Nguyên liệu ...................................................................................................... 7 2.1.1. Vải .............................................................................................................. 7 2.1.2. Đu đủ ........................................................................................................ 10 2.2. Sản phẩm ....................................................................................................... 13 2.2.1. Đồ hộp vải nước đường ............................................................................ 13 2.2.2. Đu đủ sấy.................................................................................................. 15 2.3. Chọn phương án thiết kế ............................................................................... 15 vi 2.3.1. Sản phẩm đồ hộp vải nước đường............................................................. 15 2.3.2. Sản phẩm đu đủ sấy khô ........................................................................... 16 Chương 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ................ 18 3.1. Sản phẩm đồ hộp vải nước đường ................................................................ 18 3.1.1. Sơ đồ quy trình công nghệ ........................................................................ 18 3.1.2. Thuyết minh ............................................................................................. 19 3.2. Sản phẩm đu đủ sấy khô ............................................................................... 26 3.2.1. Sơ đồ quy trình công nghệ ........................................................................ 26 3.2.2. Thuyết minh ............................................................................................. 26 Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT ........................................................... 32 4.1. Năng suất của nhà máy ................................................................................. 32 4.2. Sơ đồ thu nhập nguyên liệu .......................................................................... 32 4.3. Kế hoạch sản xuất ......................................................................................... 32 4.4. Tính cân bằng vật chất.................................................................................. 33 4.4.1. Dây chuyền sản xuất đồ hộp vải nước đường............................................ 33 4.4.2. Dây chuyền sản xuất đu đủ sấy ................................................................. 38 Chương 5: TÍNH NHIỆT ........................................................................................ 42 5.1. Tính hơi ......................................................................................................... 42 5.1.1. Tính hơi cho thiết bị thanh trùng trong sản phẩm vải nước đường ............ 42 5.1.2. Máy sấy băng tải ...................................................................................... 46 5.1.3. Nồi nấu 2 vỏ ............................................................................................. 51 5.1.4. Máy rửa hộp rỗng ..................................................................................... 51 5.1.5. Lượng hơi để khử trùng thiết bị ................................................................ 51 5.1.6. Chi phí hơi cho sinh hoạt .......................................................................... 51 5.1.7. Chi phí hơi mất mát .................................................................................. 51 5.1.8. Tổng lượng hơi cần cung cấp ................................................................... 52 5.2. Tính nước ...................................................................................................... 52 5.2.1. Phân xưởng sản xuất chính ....................................................................... 52 5.2.2. Phân xưởng nồi hơi .................................................................................. 54 vii 5.2.3. Nước dùng cho sinh hoạt .......................................................................... 54 5.2.4. Nước dùng cho nhà ăn tập thể ................................................................... 54 5.2.5. Nước tưới đường, cây xanh....................................................................... 54 5.2.6. Nước dùng cho cứu hỏa ............................................................................ 55 5.2.7. Tổng lượng nước cần dùng trong một giờ ................................................. 55 Chương 6: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ ................................................................. 56 6.1. Tính và chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất vải nước đường ................. 56 6.1.1. Các băng tải .............................................................................................. 56 6.1.2. Máy ngâm rửa xối..................................................................................... 58 6.1.3. Máy bóc vỏ, bỏ hạt ................................................................................... 58 6.1.4. Thùng ngâm CaCl2 ................................................................................... 59 6.1.5. Máy rửa cùi vải ......................................................................................... 60 6.1.6. Máy rót dịch ............................................................................................. 60 6.1.7. Máy bài khí ghép mí ................................................................................. 61 6.1.8. Máy rửa hộp sản phẩm.............................................................................. 61 6.1.10. Thiết bị thanh trùng kiểu đứng ................................................................ 62 6.1.11. Bể làm nguội........................................................................................... 64 6.1.12. Máy xì khô.............................................................................................. 64 6.1.13. Máy in date ............................................................................................. 65 6.1.14. Máy dán nhãn ......................................................................................... 65 6.1.15. Máy dựng và dán đáy thùng carton ......................................................... 66 6.1.16. Máy xếp hộp vào thùng carton ................................................................ 67 6.1.17. Máy dán thùng carton ............................................................................. 67 6.1.18. Bunke chứa đường .................................................................................. 68 6.1.19. Bồn chứa nước để pha đường ................................................................. 70 6.1.20. Thùng pha chế ....................................................................................... 70 6.1.21. Nồi nấu 2 vỏ ........................................................................................... 71 6.1.22. Thiết bị lọc dịch đường .......................................................................... 71 6.1.23. Máy rửa hộp trước khi xếp hộp ............................................................... 72 viii 6.1.24. Bơm ....................................................................................................... 73 6.1.25. Pa lăng điện ............................................................................................ 74 6.2. Tính và chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất đu đủ sấy ........................... 75 6.2.1. Các băng tải.............................................................................................. 75 6.2.2. Máy ngâm rửa xối .................................................................................... 80 6.1.2.1. Thông số kỹ thuật .................................................................................. 80 6.2.3. Máy gọt vỏ trái cây................................................................................... 81 6.2.4. Máy rửa .................................................................................................... 81 6.2.5. Thiết bị sấy băng tải nhiều tầng ................................................................ 82 6.2.6. Máy bao gói ............................................................................................. 82 Chương 7: TÍNH XÂY DỰNG VÀ QUY HOẠCH TỔNG MẶT BẰNG.............. 84 7.1. Tính tổ chức của nhà máy............................................................................. 84 7.1.1. Hệ thống tổ chức của nhà máy.................................................................. 84 7.1.2. Nhân lực làm việc trong nhà máy ............................................................. 84 7.1.3. Chế độ làm việc........................................................................................ 87 7.2. Tính xây dựng ............................................................................................... 88 7.2.1. Phân xưởng sản xuất chính ....................................................................... 88 7.2.2. Kho nguyên liệu ....................................................................................... 90 7.2.3. Kho thành phẩm ....................................................................................... 91 7.2.4. Kho chứa nguyên liệu phụ và hóa chất ..................................................... 92 7.2.5. Kho chứa bao bì ....................................................................................... 92 7.2.6. Nhà sinh hoạt vệ sinh ............................................................................... 93 7.2.7. Nhà hành chính ........................................................................................ 94 7.2.8. Nhà ăn, hội trường.................................................................................... 94 7.2.9. Nhà để xe 2 bánh ...................................................................................... 95 7.2.10. Gara ôtô.................................................................................................. 95 7.2.11. Phòng bảo vệ .......................................................................................... 95 7.2.12. Trạm cân ................................................................................................ 95 7.2.13. Phân xưởng cơ điện ................................................................................ 95 ix 7.2.14. Phân xưởng lò hơi ................................................................................... 95 7.2.15. Kho nhiên liệu ........................................................................................ 95 7.2.16. Đài nước ................................................................................................. 96 7.2.17. Khu cung cấp nước và xử lý nước ........................................................... 96 7.2.18. Trạm biến áp ........................................................................................... 96 7.2.19. Khu xử lý nước thải ................................................................................ 96 7.2.20. Khu phế liệu ........................................................................................... 96 7.2.21. Phòng trực .............................................................................................. 96 7.2.22. Khu kiểm nghiệm ................................................................................... 96 7.2.23. Kho chứa dụng cụ cứu hỏa...................................................................... 96 7.2.24. Trạm bơm ............................................................................................... 96 7.2.25. Khu đất mở rộng ..................................................................................... 96 7.3. Tính diện tích đất xây dựng và hệ số sử dụng .............................................. 97 7.3.1. Diện tích các công trình xây dựng trong xí nghiệp .................................... 97 7.3.2. Diện tích khu đất xây dựng ....................................................................... 98 7.3.3. Tính hệ số sử dụng.................................................................................... 98 Chương 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT – KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG .................... 99 8.1. Mục đích kiểm tra ......................................................................................... 99 8.2. Kiểm tra, đánh giá chất lượng nguyên liệu đưa vào sản xuất ..................... 99 8.2.1. Kiểm tra nguyên liệu vải, đu đủ ................................................................ 99 8.2.2. Kiểm tra nguyên phụ................................................................................. 99 8.2.3. Kiểm tra gia vị, phụ gia........................................................................... 100 8.3. Kiểm tra các công đoạn trong dây chuyền sản xuất .................................. 100 8.3.1. Dây chuyền đồ hộp vải nước đường ........................................................ 100 8.3.2. Dây chuyền đu đủ sấy khô ...................................................................... 101 8.4. Kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm .................................................... 102 8.4.1. Đồ hộp vải nước đường .......................................................................... 103 8.4.2. Đu đủ sấy khô ......................................................................................... 105 x Chương 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG – VỆ SINH XÍ NGHIỆP – PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ .............................................................................................................. 106 9.1. An toàn lao động ......................................................................................... 106 9.1.1. Nguyên nhân chủ yếu xảy ra tai nạn ....................................................... 106 9.1.2. Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động ............................................. 106 9.1.3. Những yêu cầu cụ thể về an toàn lao động .............................................. 106 9.2. Vệ sinh công nghiệp .................................................................................... 107 9.2.1. Yêu cầu vệ sinh cá nhân của công nhân .................................................. 107 9.2.2. Yêu cầu vệ sinh máy móc, thiết bị, dụng cụ làm việc.............................. 108 9.2.3. Xử lý nước thải ...................................................................................... 108 9.3. Phòng chống cháy nổ .................................................................................. 108 9.3.1. Nội quy, quy định phòng cháy chữa cháy (PCCC) tại nhà máy ............... 108 9.3.2. Kiểm tra, tập huấn, trang bị về nhiệm vụ phòng cháy chữa cháy tại nhà máy109 KẾT LUẬN ............................................................................................................ 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 111 xi DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ Bảng 2.1. Thành phần hóa học chung của trái vải giống Litchi chinensis ..................... 8 Bảng 2.2. Thành phần hóa học của cùi vải.................................................................... 9 Bảng 2.3. Tỷ lệ các thành phần cơ bản của quả đu đủ ................................................. 11 Bảng 2.4. Thành phần dinh dưỡng trong 100g đu đủ ăn được ..................................... 12 Bảng 2.5. Điều kiện vận chuyển - bảo quản................................................................ 13 Bảng 2.6. Thành dinh dưỡng trong 100g hộp vải thiều nước đường Hạ Long ............. 14 Bảng 2.7. Chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm vải hộp .................................................. 14 Bảng 2.8. Tiêu chuẩn của sản phẩm đu đủ sấy khô ..................................................... 15 Bảng 4.1. Biểu đồ thu nhập nguyên liệu ..................................................................... 32 Bảng 4.2. Biểu đồ làm việc của nhà máy trong năm 2019 .......................................... 32 Bảng 4 3. Tiêu hao nguyên liệu qua các công đoạn .................................................... 33 Bảng 4.4. Bảng tổng kết nguyên liệu vào các công đoạn ............................................ 36 Bảng 4.5. Năng suất vào công đoạn của nguyên liệu đường ....................................... 37 Bảng 4.6. Bảng tiêu hao nguyên liệu qua các công đoạn............................................. 39 Bảng 4.7. Bảng tổng kết nguyên liệu vào các công đoạn ............................................ 41 Bảng 5.1. Tổng lượng hơi cần cung cấp ..................................................................... 52 Bảng 5.2. Thông số kỹ thuật nồi hơi ........................................................................... 52 Bảng 5.3. Tổng lượng nước cần dùng trong một giờ................................................... 55 Bảng 6.1. Thông số kỹ thuật máy rửa ......................................................................... 58 Bảng 6.2. Thông số kỹ thuật máy bóc vỏ, bỏ hạt ........................................................ 58 Bảng 6.3. Thông số kỹ thuật thùng ngâm ................................................................... 59 Bảng 6.4. Thông số kỹ thuật máy rửa ......................................................................... 60 Bảng 6.5. Thông số kỹ thuật máy rót dịch .................................................................. 60 Bảng 6.6. Thông số kỹ thuật máy bài khí ghép mí ...................................................... 61 Bảng 6.7. Thông số kỹ thuật máy rửa hộp sản phẩm................................................... 61 Bảng 6.8. Thông số kỹ thuật máy xì khô .................................................................... 64 Bảng 6.9. Thông số kỹ thuật máy indate..................................................................... 65 Bảng 6.10. Thông số kỹ thuật máy dán nhãn .............................................................. 65 Bảng 6.11. Thông số kỹ thuật máy gấp và dán đáy thùng carton ................................ 66 Bảng 6.12. Thông số kỹ thuật máy xếp hộp vào thùng carton ..................................... 67 Bảng 6.13. Thông số kỹ thuật máy dán thùng carton .................................................. 67 Bảng 6.14. Thông số kỹ thuật máy rửa hộp sắt ........................................................... 72 xii Bảng 6.15. Bảng tổng kết các máy và thiết bị sử dụng trong dây chuyền đồ hộp vải nước đường................................................................................................................ 74 Bảng 6.16. Thông số kỹ thuật máy rửa....................................................................... 80 Bảng 6.17. Thông số kỹ thuật máy gọt vỏ .................................................................. 81 Bảng 6.18. Thông số kỹ thuật máy rửa....................................................................... 81 Bảng 6.19. Thông số kỹ thuật thiết bị sấy băng tải ..................................................... 82 Bảng 6.20. Bảng tổng kết các máy và thiết bị trong dây chuyền đu đủ sấy khô .......... 83 Bảng 7.1. Nhân lực làm việc trực tiếp trong phân xưởng sản xuất chính dây chuyền đồ hộp vải nước đường ................................................................................................... 85 Bảng 7.2. Nhân lực làm việc trực tiếp trong phân xưởng sản xuất chính dây chuyền đu đủ sấy khô ................................................................................................................. 86 Bảng 7.3. Nhân lực làm việc trực tiếp tại các bộ phận phụ trợ.................................... 86 Bảng 7.4. Nhân lực làm việc giờ hành chính tại các phòng ban .................................. 87 Bảng 7.5. Nhân lực làm việc gián tiếp ở bộ phận phục vụ .......................................... 87 Bảng 7.6. Tính xây dựng cho phân xưởng sản xuất chính .......................................... 88 Bảng 7.7. Diện tích các phòng làm việc ..................................................................... 94 Bảng 7.8. Bảng tổng kết các công trình xây dựng ...................................................... 97 Bảng 8.1. Bảng điểm ............................................................................................... 104 -------------------------------------------------------------------------------------------------------Hình 1.1. Khu công nghiệp Đại An .............................................................................. 3 Hình 2.1. Trái vải......................................................................................................... 7 Hình 2.2. Đu đủ ......................................................................................................... 11 Hình 2.3. Đồ hộp vải thiều nước đường ..................................................................... 14 Hình 2.4. Sản phẩm đu đủ sấy khô ............................................................................. 15 Hình 5.1. Nồi hơi ....................................................................................................... 52 Hình 6.1. Băng tải con lăn.......................................................................................... 56 Hình 6.2. Băng tải lưới............................................................................................... 56 Hình 6.3. Băng tải xếp hộp ........................................................................................ 57 Hình 6.4. Máy ngâm rửa xối ...................................................................................... 58 Hình 6.5. Máy bóc vỏ, bỏ hạt ..................................................................................... 58 Hình 6.6. Thùng ngâm ............................................................................................... 59 Hình 6.7. Máy rửa GEWA B...................................................................................... 60 Hình 6.8. Máy rót dịch WB........................................................................................ 60 Hình 6.9. Máy bài khí ghép mí................................................................................... 61 Hình 6.10. Máy rửa hộp sản phẩm ............................................................................. 61 Hình 6.11. Thiết bị thanh trùng .................................................................................. 62 xiii Hình 6.12. Máy xì khô ............................................................................................... 64 Hình 6.13. Máy indate mâm ....................................................................................... 65 Hình 6.14. Máy dán nhãn ........................................................................................... 65 Hình 6.15. Máy gấp và dán thùng carton ................................................................... 66 Hình 6.16. Máy xếp hộp vào thùng............................................................................. 67 Hình 6.17. Máy dán thùng carton ............................................................................... 67 Hình 6.18. Cấu tạo bunke ........................................................................................... 68 Hình 6.19. Bồn chứa nước.......................................................................................... 70 Hình 6.20. Thùng pha chế .......................................................................................... 70 Hình 6.21. Nồi nấu 2 vỏ ............................................................................................. 71 Hình 6.22. Thiết bị lọc dịch đường ............................................................................. 71 Hình 6.23. Máy rửa hộp ............................................................................................. 72 Hình 6.24. Pa lăng điện .............................................................................................. 74 Hình 6.25. Băng tải con lăn ........................................................................................ 75 Hình 6.26. Băng tải bỏ ruột ........................................................................................ 76 Hình 6.27. Băng tải lưới inox ..................................................................................... 77 Hình 6.28. Băng tải lưới inox ..................................................................................... 78 Hình 6.29. Băng tải con lăn ........................................................................................ 80 Hình 6.30. Máy ngâm rửa xối..................................................................................... 80 Hình 6.31. Máy gọt vỏ ............................................................................................... 81 Hình 6.32. Máy rửa liên tục........................................................................................ 81 Hình 6.33. Thiết bị sấy băng tải.................................................................................. 82 Hình 6.34. Thiết bị bao gói......................................................................................... 82 -------------------------------------------------------------------------------------------------------Sơ đồ 3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất đồ hộp vải nước đường ..................... 18 Sơ đồ 3.2. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất đu đủ sấy khô.................................... 26 Sơ đồ 5.1. Sơ đồ trạng thái khí lý tưởng .................................................................... 47 Sơ đồ 7.1. Hệ thống tổ chức của nhà máy.................................................................. 84 xiv Thiết kế nhà máy chế biến rau quả MỞ ĐẦU Xã hội ngày càng phát triển, cùng với sự bùng nổ của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang diễn ra trên toàn cầu và sự ra mắt những nền tảng công nghệ tiên tiến đã tạo ra nhưng tác động mạnh mẽ cho nhiều lĩnh vực và nghành nghề. Với nghành công nghệ thực phẩm, công nghệ 4.0 được kì vọng mang lại những phát triển vượt bậc trong tương lai. Các nhà máy sẽ trở nên thông minh hơn, ít tác động tiêu cực đến môi trường hơn và cho chất lượng sản phẩm tốt hơn,… Việt Nam là nước nông nghiệp nhiệt đới với sản lượng rau quả hằng năm đạt giá trị cao. Điều kiện khí hậu, đất đai rất phù hợp để canh tác các loại rau quả. Người dân có kinh nghiệm trồng và chế biến rau quả lâu đời. Rau quả lại đóng một vai trò rất quan trọng trong khẩu phần ăn hàng ngày của con người, có tác dụng bổ sung nhiều chất dinh dưỡng cho cơ thể. Tuy nhiên, rau quả lại rất khó bảo quản, không thể để lâu sau thu hoạch, các chất dinh dưỡng nhanh bị giảm sút. Quá trình bảo quản và chế biến trong nước còn hạn chế, ít khả năng cạnh tranh với rau quả nước ngoài nhập khẩu và xuất khẩu. Theo thống kê của FAO, nhu cầu tiêu thụ rau quả hằng năm trên thị trường thế giới và trong nước tăng khoảng 3,6% trong khi khả năng tăng trưởng sản xuất chỉ đạt 2,6% có nghĩa là cung chưa đủ cầu. Do đó với ưu thế nguồn nguyên liệu và nhu cầu của thị trường trong nước và quốc tế, ngành công nghiệp chế biến rau quả rất được chú trọng, nhiều nhà máy chế biến rau quả ra đời và phát triển gắn với mục tiêu sản xuất ra các sản phẩm chất lượng đáp ứng các tiêu chuẩn trong nước, xuất khẩu và phù hợp tình hình thực tế của nước ta. Vải và đu đủ là hai loại trái cây phổ biến được trồng quanh năm ở nước ta, chúng có giá trị dinh dưỡng cao và cung cấp lượng calo khá lớn. Vải có hàm lượng đường cao, giàu acid hữu cơ, caroten, các muối khoáng … và một số vitamin, đặc biệt là vitamin C rất phong phú, chứa ít chất béo bão hòa, cholesterol,... Đu đủ chứa lượng β-carotene nhiều hơn các rau quả khác, giúp chống oxy hoá mạnh, ung thư, khô mắt,... Tuy nhiên hai loại trái cây này lại rất dễ hư hỏng nếu không được bảo quản đúng cách. Do đó việc xây dựng nhà máy chế biến rau quả với hai loại trái cây này là rất cần thiết. Với ý nghĩa của ngành công nghiệp sản xuất đồ hộp rau quả trong nền kinh tế quốc dân và những lợi ích dinh dưỡng từ vải nước đường và đu đủ sấy khô mang lại. Em đã được giao đề tài: “Thiết kế nhà máy chế biến rau quả” với hai sản phẩm: - Đồ hộp vải nước đường - Năng suất 8 tấn sản phẩm/ngày Đu đủ sấy khô - Năng suất 12 tấn nguyên liệu/ca SVTH: Phan Thị Kiều Tiên GVHD: ThS. Trần Thế Truyền 1 Thiết kế nhà máy chế biến rau quả Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT Trên cơ sở phân tích các dữ liệu thực tế, nguyên liệu, khí hậu, vị trí địa lý và các điều kiện điện, nước, phương tiện giao thông trong vùng, tôi quyết định chọn địa điểm xây dựng nhà máy chế biến rau quả với sản phẩm là đồ hộp vải nước đường và đu đủ sấy khô tại khu công nghiệp Đại An, thành phố Hải Dương, tỉnh Hải Dương. 1.1. Tính cấp thiết của sự đầu tư Hải Dương là tỉnh nằm ở đồng bằng sông Hồng, thuộc vùng kinh tế trọng điểm Bắc bộ, Việt Nam. Trung tâm hành chính của tỉnh là thành phố Hải Dương, hiện là đô thị loại 2. Có ranh giới giáp 6 tỉnh, thành phố: Bắc Ninh, Bắc Giang, Thái Bình, Hưng Yên, Quảng Ninh và thành phố Hải Phòng. Vừa có đồng bằng và vùng đồi núi, tạo cho Hải Dương có khả năng phát triển mạnh và đa dạng. Đồng thời, Hải Dương cũng có tiềm năng lớn về du lịch, đặc biệt là du lịch về văn hóa, lịch sử và lễ hội. Theo quy hoạch năm 2007, Hải Dương nằm trong vùng thủ đô với vai trò là trung tâm công nghiệp của toàn vùng, đến năm 2020 tầm nhìn đến năm 2030 Hải Dương sẽ hình thành 3 cụm đô thị động lực mạnh [13]. Đây là địa phương có nhiều tiềm năng về phát triển kinh tế nông nghiệp. Đồng thời cũng là quê hương của vải thiều nổi tiếng khắp nơi. Những năm qua, cây vải luôn có vị trí quan trọng trong sản xuất nông nghiệp của Hải Dương. Với diện tích trên 10.500 ha, sản lượng khoảng 50.000 tấn/năm, cây vải chiếm 10% trong giá trị sản xuất ngành trồng trọt và ngày càng khẳng định được giá trị trong nhóm những cây ăn quả thế mạnh của tỉnh. Vùng trồng vải chủ yếu của Việt Nam là đồng bằng Sông Hồng, trung du, miền núi Bắc Bộ. Do đó, ở đây luôn có nguồn nguyên liệu vải dồi dào. Tuy nhiên, Hải Dương lại chưa có một nhà máy nào đáp ứng được nhu cầu giải quyết nguồn nguyên liệu này. Mặt khác, đu đủ đang là một loại quả rất có tiềm năng và được trồng nhiều ở các tỉnh phía Bắc, nhưng việc bảo quản sau thu hoạch lại rất hạn chế, khó để được thời gian dài so với các loại trái cây khác, làm giảm đáng kể chất lượng sản phẩm. Vì vậy, để khắc phục tình trạng trên, đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu nước ngoài, đa dạng hoá sản phẩm thì việc xây dựng một nhà máy chế biến rau quả với hai mặt hàng đồ hộp vải nước đường và đu đủ sấy khô ở tỉnh Hải Dương là hoàn toàn hợp lý, đảm bảo mang lại lợi nhuận cho nhà máy, nâng cao giá trị của vải và đu đủ cũng như mở ra nhiều cơ hội việc làm cho người dân tỉnh Hải Dương nói riêng và cả khu vực miền Bắc nói chung [14], [15]. SVTH: Phan Thị Kiều Tiên GVHD: ThS. Trần Thế Truyền 2 Thiết kế nhà máy chế biến rau quả 1.2. Cơ sở thiết kế 1.2.1. Đặc điểm tự nhiên Tỉnh Hải Dương nằm trong tam giác kinh tế phía bắc gồm Hà Nội – Hải Phòng – Quảng Ninh. Phía tây bắc giáp tỉnh Bắc Ninh, phía bắc giáp tỉnh Bắc Giang, phía đông bắc giáp tỉnh Quảng Ninh, phía đông giáp thành phố Hải Phòng, phía nam giáp tỉnh Thái Bình và phía tây giáp tỉnh Hưng Yên. Với vị trí này, tỉnh Hải Dương đóng vai trò là cầu nối giữa thủ đô Hà Nội với thành phố cảng hải Phòng và thành hố du lịch Hạ Long. Được chia làm 2 vùng: vùng đồi núi và vùng đồng bằng. Vùng đồi núi nằm ở phía bắc, chiếm 11% diện tích tự nhiên gồm 13 xã thuộc thị xã Chí Linh và 18 xã thuộc huyện Kinh Môn. Đây là vùng đồi núi thấp, phù hợp với việc trồng cây ăn quả, cây lấy gỗ và cây công nghiệp ngắn ngày. Vùng đồng bằng chiếm 89% diện tích tự nhiên do phù sa sông Thái Bình bồi đắp, đất màu mỡ. Là địa bàn sinh sống chủ yếu của nhân dân trong tỉnh, thích hợp với nhiều loại cây trồng, đặc biệt là cây ăn quả như vải, nhãn, cam, chuối và sản xuất được nhiều vụ trong năm [16]. Hải Dương nằm trong vùng khí hậu đồng bằng Bắc Bộ, có khí hậu nhiệt đới gió mùa, hàng năm có 2 mùa rất rõ rệt với mùa đông lạnh, ít mưa và mùa hè nóng ấm, mưa nhiều. Nhiệt độ trung bình khoảng 23 – 24oC, lượng mưa trung bình khoảng 1.700mm, Độ ẩm không khí khá cao, dao động từ 80% đến 90%. Điều kiện khí hậu đó rất thích hợp cho cây thực phẩm, cây ăn quả – là nguồn nguyên liệu quan trọng phát triển công nghiệp chế biến nông sản thực phẩm. Khu công nghiệp Đại An: Hình 1.1 Khu công nghiệp Đại An [17] KCN Đại An nằm trên km51 quốc lộ 5, thuộc địa phận thành phố Hải Dương và huyện Cẩm Giàng. Cách Hà Nội 53km, cách Hải Phòng 52km và nằm trên trục đường quan trọng nối liền Hà Nội với các tỉnh và khu vực kinh tế phía Bắc. - Cách cảng nước sâu Quảng Ninh 110 km - Cách Quốc lộ 5 mới nối giữa Hà Nội - Hải Phòng 7km SVTH: Phan Thị Kiều Tiên GVHD: ThS. Trần Thế Truyền 3 Thiết kế nhà máy chế biến rau quả - Cách sân bay Quốc tế Nội Bài 80km Cách bến sông Tiên Kiều 1,5km - Cách trung tâm Hải Dương 5km - Cách ga Cao Xá 2km - Hướng gió chủ đạo là Đông Nam [18] 1.2.2. Giao thông vận tải Hệ thống giao thông gồm đường bộ, đường thuỷ, đường sắt phân bố hợp lý, rất thuân lợi trong giao lưu, trao đổi thương mại với các tỉnh, thành phố trong nước và quốc tế, đặc biệt là với với các đỉnh tam giác kinh tế trọng điểm phía Bắc (thủ đô Hà Nội, thành phố Hải Phòng, tỉnh Quảng Ninh) [19]. Đường bộ: có 5 tuyến đường quốc lộ qua tỉnh là quốc lộ 5, 10, 18, 37, 38 dài 99 km, đều là đường cấp I, cho 4 làn xe đi lại thuận tiện. Đường sắt: Tuyến Hà Nội - Hải Phòng chạy song song với quốc lộ 5, đáp ứng vận chuyển hàng hoá, hành khách qua 7 ga trong tỉnh. Tuyến Kép - Bãi Cháy chạy qua huyện Chí Linh, là tuyến đường vận chuyển hàng lâm nông thổ sản xuất ở các tỉnh miền núi phía Bắc ra nước ngoài qua cảng Cái Lân, cũng như hàng nhập khẩu và than cho các tỉnh. Đường thuỷ: với 400 km đường sông cho tàu, thuyền 400-500 tấn qua lại dễ dàng. Cảng Cống Câu công suất 300.000 tấn/năm và hệ thống bến bãi đáp ứng về vận tải hàng hoá bằng đường thuỷ một cách thuận lợi [20]. Hệ thống giao thông nội bộ khu công nghiệp được thiết kế hợp lý đảm bảo việc giao thông trong toàn khu công nghiệp được thông suốt[21]. - Trục đường trung tâm trong khu công nghiệp rộng 55m - Các trục đường chính trong khu công nghiệp rộng 30m - Các trục đường nhánh trong khu công nghiệp rộng 17,5m Nhà máy được đặt trong vùng cung cấp nguyên liệu, gần đường giao thông của địa phương để thuận lợi và nhanh chóng trong việc vận chuyển nguyên liệu, phân phối sản phẩm. Nhà máy sử dụng ô tô để thu mua nguyên liệu, phân phối sản phẩm, còn vận chuyển trong nhà máy thì sử dụng xe đẩy, xe điện động [22]. 1.2.3. Vùng nguyên liệu Vải được trồng nhiều ở huyện Thanh Hà tỉnh Hải Dương, nhiều nhất ở huyện Lục Ngạn tỉnh Bắc Giang và các tỉnh lân cận. Đây cũng là nguồn cung cấp vải nguyên liệu chủ yếu cho nhà máy. Giống vải được ưa chuộng nhất ở Việt Nam là vải thiều trồng tại khu vực huyện Thanh Hà do thường có hương vị thơm và ngọt hơn vải được trồng ở các khu vực khác mặc dù cũng lấy giống từ đây. Năm 2018, tổng diện tích trồng vải trên địa bàn tỉnh Hải Dương khoảng 10.500 ha tập trung chủ yếu tại SVTH: Phan Thị Kiều Tiên GVHD: ThS. Trần Thế Truyền 4 Thiết kế nhà máy chế biến rau quả huyện Thanh Hà và thị xã Chí Linh, sản lượng đạt khoảng 60.000 tấn (vải sớm khoảng 20.000 tấn, vải thiều khoảng 40.000 tấn). Đu đủ nguyên liệu được cung cấp từ khu vực trung du và vùng núi phía bắc (Lạng Sơn, Sơn La), đồng bằng Sông Hồng (Hà Nội, Hưng Yên,..) và một số tỉnh ven biển miền trung…Với tổng diện tích khoảng hơn 1000 ha [22]. Để đảm bảo cho nguồn nguyên liệu chất lượng nhất, nhà máy sẽ tích cực phối hợp với nông dân để duy trì và phát triển nguồn nguyên liệu [23]. 1.2.4. Hợp tác hóa Việc hợp tác hóa giữa nhà máy về mặt kinh tế kỹ thuật và liên hợp hóa sẽ tăng cường sử dụng những công trình cung cấp điện, nước, hơi, công trình giao thông vận tải, công trình phúc lợi tập thể và phục vụ cộng đồng, giúp cho quá trình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm được thuận lợi, góp phần nâng cao hiệu quả hoạt động và giảm chi phí vận chuyển [9]. Hợp tác chặt chẽ với người dân trồng vải, đu đủ để thu hoạch đúng thời gian, đúng độ già chín, đảm bảo chất lượng tốt và năng suất nhà máy. Nhà máy cần kết hợp chặt chẽ với trung tâm giống cây trồng Hải Dương, sở nông nghiệp và phát triển nông thôn Hải Dương để nghiên cứu ra các giống vải, đu đủ mới, đạt năng suất, chất lượng tốt hơn. Bên cạnh đó nhà máy phải có cán bộ kỹ thuật hỗ trợ cho người nông dân hướng dẫn kỹ thuật gieo trồng, chăm sóc và thu hoạch nông sản nhằm nâng cao chất lượng nguyên liệu đầu vào cũng như sản phẩm. Để tiếp tục phát triển vùng nguyên liệu, tạo thế đứng vững chắc, nhà máy cần có hoạt động ký kết, liên doanh. Theo đó, sẽ cung cấp vốn trực tiếp đến các hộ nông dân để đảm bảo vùng nguyên liệu ổn định, trồng đúng kế hoạch và tránh tình trạng dư thừa cục bộ hay thiếu. 1.2.5. Nguồn cung cấp điện Nhà máy trong quá trình hoạt động cần công suất điện khá lớn, được sử dụng cho hầu hết các thiết bị trong nhà máy, ngoài ra còn có điện chiếu sáng, điện sinh hoạt. Nguồn điện cung cấp đến khu công nghiệp Đại An được lấy từ hai tuyến dây 22KV dẫn từ trạm 110/22 KV Hải Dương. Các đường dây 22KV này sẽ được phát triển thành mạng lưới dọc theo các trục đường giao thông để cung cấp điện cho các trạm biến áp của các nhà máy trong khu công nghiệp. Điện được cung cấp tới hàng rào nhà máy bằng cáp điện tiêu chuẩn quốc tế. Nhà máy có máy biến thế riêng và có máy phát điện dự phòng để đảm bảo trong quá trình sản xuất được an toàn và liên tục [24]. 1.2.6. Nguồn cung cấp hơi Lượng hơi đốt cung cấp cho các phân xưởng được lấy từ lò hơi riêng của nhà máy. Nhiên liệu dùng cho lò hơi là dầu DO được mua từ các trạm xăng dầu địa SVTH: Phan Thị Kiều Tiên GVHD: ThS. Trần Thế Truyền 5 Thiết kế nhà máy chế biến rau quả phương. Ngoài ra, nhà máy còn trang bị kho chứa nhiên liệu dự trữ để đảm bảo cho quá trình sản xuất. 1.2.7. Nhiên liệu Nhà máy sản xuất rau quả sử dụng nhiên liệu như xăng cho xe tải, dầu DO dùng cho máy phát điện, dầu nhờn để bôi trơn các thiết bị, nhiên liệu dùng cho lò hơi. 1.2.8. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước Nước được cung cấp từ nhà máy nước sạch Hải Dương với công suất 20.000m3 mỗi ngày. Nước được cung cấp tới hàng rào nhà máy bằng hệ thống ống cấp nước tiêu chuẩn quốc tế. Để đảm bảo sự cung cấp liên tục nguồn nước sạch, khu công nghiệp có nhà máy cung cấp nước đặt ngay trong khu vực. Nước thải sẽ được nhà máy xử lý sơ bộ đạt tiêu chuẩn nước thải loại B theo tiêu chuẩn quốc gia trước khi xả vào hệ thống thoát nước của cụm công nghiệp và xả ra sông Sắt [25]. 1.2.9. Nguồn nhân lực Nguồn nhân lực chủ yếu của nhà máy là người dân địa phương và các tỉnh lân cận. Tỉnh Hải Dương có cơ cấu dân số trẻ và dồi dào đảm bảo được nguồn nhân lực cho nhà máy, tiết kiệm chi phí công nhân. Tuy nhiên do nguồn nhân lực phân bổ chưa cân đối, chủ yếu là lao động phổ thông nên cần chú trọng đào tào và phát triển. Đội ngũ cán bộ làm công tác kỹ thuật và quản lý được cung cấp từ các trường Đại học trong khu vực cả nước. Đây là lực lượng nòng cốt của nhà máy, được đào tạo cơ bản, dễ dàng nắm bắt được các tiến bộ của các thành tựu khoa học kỹ thuật mới của các nước tiên tiến trên thế giới, góp phần cải tiến kỹ thuật, công nghệ của nhà máy. 1.2.10. Năng suất nhà máy - Sản phẩm đồ hộp vải nước đường – năng suất: 8 tấn sản phẩm/ngày - Sản phẩm đu đủ sấy khô – năng suất: 12 tấn nguyên liệu/ca 1.2.11. Thị trường tiêu thụ Thị trường tiêu thụ trong nước, đặc biệt là thị trường tiêu thụ tại các tỉnh phía Bắc, dần dần mở rộng ra cả nước. Bên cạnh đó tiềm năng thị trường nước ngoài cũng rất lớn, trước hết là các nước lân cận và tiến xa hơn đến các thị trường lớn. Kết luận: với những điều kiện thuận lợi như trên thì việc xây dựng nhà máy ở Hải Dương là hoàn toàn khả thi. SVTH: Phan Thị Kiều Tiên GVHD: ThS. Trần Thế Truyền 6