Tài liệu Thiết kế nhà máy chế biến rau quả với hai sản phẩm chính đồ hộp nước cam ép năng suất 9 tấn sản phẩm ngày và dứa sấy khô năng suất 12 tấn sản phẩm ngày

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA THIẾT KẾ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN RAU QUẢ VỚI HAI SẢN PHẨM CHÍNH: -SẢN PHẨM ĐỒ HỘP NƯỚC CAM ÉP NĂNG SUẤT 9 TẤN SẢN PHẨM/NGÀY -SẢN PHẨM DỨA SẤY KHÔ NĂNG SUẤT 12 TẤN SẢN PHẨM/NGÀY. Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Phương Đà Nẵng – Năm 2019 i LỜI NÓI ĐẦU Trong suốt quá trình học tập tại Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng, với sự truyền đạt và dạy bảo của thầy cô đã giúp em tích lũy nhiều kiến thức, đặc biệt là kiến thức chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm. Khoảng thời gian hoàn thành đồ án tốt nghiệp, em nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, hướng dẫn nhiệt tình của thầy cô và bạn bè. Đầu tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Trần Thế Truyền đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, đóng góp ý kiến giúp em hiệu chỉnh và hoàn thành trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp. Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy cô trong Khoa Hóa, Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, những người đã truyền đạt kiến thức chuyên ngành trong 4 năm rưỡi đại học, từ đó giúp em có khả năng hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Cuối cùng em xin cảm ơn các thầy cô giáo trong Hội đồng bảo vệ đồ án tốt nghiệp đã dành thời gian quý báu của mình để đọc và nhận xét cho đồ án của em. Do kiến thức còn hạn chế, thiếu kinh nghiệm thực tế, nên dù đã có nhiều cố gắng, đồ án của em vẫn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong nhận được sự góp ý, nhận xét của quý thầy cô và các bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn. Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2019 Sinh viên thực hiện Phạm Thị Phương ii CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp này là của em dựa trên sự nghiên cứu, tìm hiểu từ các số liệu thực tế và được thực hiện theo đúng sự chỉ dẫn của giáo viên hướng dẫn. Tài liệu tham khảo trong đồ án được trích dẫn đầy đủ và đúng theo quy định liêm chính học thuật. Mọi vi phạm quy chế nhà trường em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Sinh viên thực hiện Phạm Thị Phương iii MỤC LỤC TÓM TẮT NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................................. i CAM ĐOAN................................................................................................................... iii MỤC LỤC ...................................................................................................................... iv DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ ..................................................... xi DANH SÁCH CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT .................................................................. xiv Trang LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 1 Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT ..........................................................2 1.1. Đặc điểm thiên nhiên ...........................................................................................2 1.2. Vùng nguyên liệu .................................................................................................3 1.3. Hợp tác hóa ..........................................................................................................3 1.4. Nguồn cung cấp điện............................................................................................4 1.5. Nguồn cung cấp hơi .............................................................................................4 1.6. Nhiên liệu .............................................................................................................4 1.7. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước ........................................................4 1.8. Vấn đề nước thải của nhà máy .............................................................................5 1.9. Giao thông vận tải ................................................................................................5 1.10. Nguồn nhân lực ..................................................................................................5 1.11. Thị trường tiêu thụ sản phẩm .............................................................................5 Chương 2: TỔNG QUAN ............................................................................................... 7 2.1. Tổng quan về nguyên liệu sản xuất ....................................................................7 2.1.1. Nguyên liệu dứa .............................................................................................7 2.1.1.1. Khái niệm ................................................................................................7 2.1.1.2. Xuất xứ, phân bố .....................................................................................7 2.1.1.3. Thời vụ thu hoạch....................................................................................7 2.1.1.4. Phân loại ..................................................................................................7 2.1.1.5. Lợi ích đối với sức khỏe ..........................................................................9 2.1.1.6. Đặc tính sinh học của dứa .......................................................................9 2.1.1.7. Thành phần hóa học của dứa .................................................................10 2.1.1.8. Yêu cầu của nguyên liệu dứa ................................................................11 2.2.1.9. Bảo quản ................................................................................................11 iv 2.1.2. Nguyên liệu cam ..........................................................................................12 2.1.2.1. Khái niệm ..............................................................................................12 2.1.2.2. Xuất xứ và phân bố ...............................................................................12 2.1.2.3. Thời vụ thu hoạch..................................................................................12 2.1.2.4. Phân loại ................................................................................................12 2.1.2.5. Lợi ích đối với sức khỏe ........................................................................13 2.1.2.6. Đặc tính sinh học của cam.....................................................................13 2.1.2.7. Thành phần hóa học của quả cam .........................................................13 2.1.1.8. Yêu cầu về nguyên liệu .........................................................................14 2.1.1.9. Bảo quản ................................................................................................15 2.1.3. Các nguyên liệu phụ ....................................................................................15 2.1.3.1. Nước ......................................................................................................15 2.1.3.2. Đường ....................................................................................................15 2.1.3.3. Axit citric ...............................................................................................15 2.2. Sản phẩm ........................................................................................................15 2.2.1. Đồ hộp nước cam ép ...................................................................................15 2.2.1.1. Một số sản phẩm đồ hộp nước cam ép ..................................................15 2.2.1.2. Chỉ tiêu chất lượng ................................................................................16 2.2.1.3. Giá trị dinh dưỡng của sản phẩm ..........................................................16 2.2.2. Dứa sấy khô ................................................................................................17 2.2.2.1. Một số sản phẩm dứa sấy khô ..............................................................17 2.2.2.2. Chỉ tiêu chất lượng ...............................................................................17 2.2.2.3. Giá trị dinh dưỡng của sản phẩm dứa sấy khô .....................................18 2.3. Chọn phương án thiết kế ...................................................................................18 2.3.1. Chọn phương án thiết kế cho sản phẩm đồ hộp nước cam ép ....................18 2.3.1.1. Quá trình tiền xử lí cam trước khi ép ....................................................18 2.3.1.2. Quá trình ép ...........................................................................................18 2.3.1.3. Quá trình lọc ..........................................................................................18 2.3.1.4. Quá trình thanh trùng ............................................................................19 2.3.2. Chọn phương án thiết kế cho sản phẩm dứa sấy khô .................................19 Chương 3: CHỌN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ............................................................... 23 3.1. Đồ hộp nước cam ép ..........................................................................................23 3.1.1. Sơ đồ quy trình công nghệ ...........................................................................23 3.1.2. Thuyết minh quy trình công nghệ ................................................................24 3.1.2.1. Nguyên liệu và bảo quản tạm ................................................................24 3.1.2.2. Lựa chọn, phân loại, ngắt cuống, lá .......................................................24 v 3.1.2.3. Rửa ........................................................................................................24 3.1.2.4. Lựa chọn ................................................................................................24 3.1.2.5. Chần.......................................................................................................24 3.1.2.6. Bóc vỏ....................................................................................................25 3.1.2.7. Ép...........................................................................................................25 3.1.2.8. Lọc .........................................................................................................25 3.1.2.9. Phối trộn ................................................................................................25 3.1.2.10. Thanh trùng .........................................................................................26 3.1.2.11. Rót hộp, ghép mí .................................................................................27 3.1.2.12. Hoàn thiện sản phẩm ...........................................................................27 3.2. Dứa sấy khô .......................................................................................................28 3.2.1. Sơ đồ quy trình công nghệ ...........................................................................28 3.2.2. Thuyết minh quy trình công nghệ ................................................................28 3.2.2.1. Bảo quản tạm .........................................................................................28 3.2.2.2. Phân loại nguyên liệu ............................................................................29 3.2.2.3. Bẻ hoa, cuống ........................................................................................29 3.2.2.4. Rửa ........................................................................................................29 3.2.2.5. Gọt vỏ, đọt lõi ........................................................................................29 3.2.2.6. Cắt mắt, sửa mắt ....................................................................................30 3.2.2.7. Tạo hình .................................................................................................30 3.2.2.8. Rửa lại, để ráo .......................................................................................30 3.2.2.9. Sấy dứa ..................................................................................................30 3.2.2.10. Đóng gói ..............................................................................................31 3.2.1.11. Bảo quản sản phẩm .............................................................................31 Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT................................................................. 32 4.1. Kế hoạch sản xuất của nhà máy .........................................................................32 4.1.1. Biểu đồ thu hoạch nguyên liệu ....................................................................32 4.1.2. Biểu đồ nhập nguyên liệu ............................................................................32 4.1.3. Biểu đồ sản xuất trong năm của nhà máy ....................................................32 4.2. Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất đồ hộp nước cam ép .............33 4.2.1. Công đoạn hoàn thiện ..................................................................................34 4.2.2. Công đoạn rót hộp .......................................................................................34 4.2.3. Công đoạn thanh trùng.................................................................................34 4.2.4. Công đoạn phối trộn ....................................................................................34 4.2.4.1. Lượng nguyên liệu cam và đường dùng trong phối chế .......................34 4.2.4.2. Lượng acid citric dùng trong phối chế .................................................34 vi 4.2.4.3. Lượng nước dùng trong nấu syrup ........................................................35 4.2.5. Công đoạn lọc ..............................................................................................35 4.2.6. Công đoạn ép ...............................................................................................35 4.2.7. Công đoạn bóc vỏ ........................................................................................36 4.2.8. Công đoạn chần ...........................................................................................36 4.2.9. Công đoạn chọn lựa .....................................................................................36 4.2.10. Công đoạn rửa ............................................................................................36 4.2.11. Công đoạn lựa chọn, phân loại, ngắt cuống ..............................................36 4.2.12. Công đoạn bảo quản tạm ...........................................................................36 4.3. Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất dứa sấy khô ...........................37 4.3.1. Công đoạn bảo quản sản phẩm ....................................................................38 4.3.2. Công đoạn đóng gói .....................................................................................38 4.3.3. Công đoạn sấy..............................................................................................38 4.3.4. Công đoạn rửa lại, để ráo .............................................................................39 4.3.5. Công đoạn tạo hình ......................................................................................39 4.3.6. Công đoạn cắt mắt, sửa mắt .........................................................................39 4.3.7. Công đoạn gọt vỏ, đọt lõi ............................................................................39 4.3.8. Công đoạn ngâm, rửa ...................................................................................39 4.3.9. Công đoạn bẻ hoa, cuống.............................................................................39 4.3.10. Công đoạn lựa chọn, phân loại ..................................................................39 4.3.11. Công đoạn bảo quản tạm ...........................................................................39 4.3.12. Nguyên liệu phụ .........................................................................................39 Chương 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ ....................................................................... 41 5.1. Tính và chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất nước cam ép ............................41 5.1.1. Cân nguyên liệu ...........................................................................................41 5.1.2. Băng tải lựa chọn, phân loại, ngắt cuống, lá................................................41 5.1.3. Máy rửa ........................................................................................................42 5.1.4. Băng tải chọn lựa, phân loại ........................................................................43 5.1.5. Thiết bị chần ................................................................................................44 5.1.6. Băng tải bóc vỏ ............................................................................................45 5.1.7. Thiết bị ép cam ............................................................................................46 5.1.8. Thiết bị lọc dịch ép ......................................................................................48 5.1.9. Chuẩn bị siro ................................................................................................48 5.1.9.1. Thiết bị nấu syrup ..................................................................................48 5.1.9.2. Thiết bị lọc syrup...................................................................................49 5.1.9.3. Thiết bị làm lạnh dịch đường ................................................................50 vii 5.1.9.4. Thùng chứa syrup 30%..........................................................................51 5.1.9.5. Bunke chứa đường.................................................................................51 5.1.10. Thiết bị phối trộn .......................................................................................52 5.1.11. Thiết bị thanh trùng ...................................................................................53 5.1.12. Thiết bị chiết rót vô trùng ..........................................................................54 5.1.13. Máy gắn ống hút ........................................................................................56 5.1.14. Máy đóng thùng .........................................................................................57 5.1.15. Thùng chứa nước cam sau ép ....................................................................58 5.1.16. Thùng chứa nước cam sau lọc ...................................................................58 5.1.17. Thùng chứa nước cam sau phối trộn .........................................................58 5.1.18. Tính chọn bơm ...........................................................................................59 5.1.19. Băng chuyền cổ ngỗng...............................................................................60 5.2. Tính và chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất dứa sấy khô ..............................61 5.2.1. Băng tải lựa chọn, phân loại ........................................................................61 5.2.2. Băng tải bẻ hoa, cuống.................................................................................62 5.2.3. Máy ngâm, rửa .............................................................................................64 5.2.4. Thiết bị gọt vỏ, cắt đầu, đọt lõi ....................................................................64 5.2.5. Băng tải cắt mắt, sửa mắt .............................................................................65 5.2.6. Máy tạo hình ................................................................................................66 5.2.7. Máy rửa lại ...................................................................................................67 5.2.8. Thiết bị sấy...................................................................................................68 5.2.9. Máy đóng gói ...............................................................................................69 Chương 6: TÍNH NHIỆT............................................................................................... 71 6.1. Tính hơi ...............................................................................................................71 6.2. Tính nước ............................................................................................................72 6.2.1. Nước cho lò hơi ...........................................................................................72 6.2.2. Nước dùng cho phân xưởng sản xuất chính ................................................73 6.2.2.1. Dây chuyển sản xuất dứa sấy.................................................................73 6.2.2.2. Dây chuyền sản xuất nước cam ép ........................................................73 6.2.3. Nước dùng cho các hoạt động khác .............................................................73 6.2.4. Tổng lượng nước .........................................................................................74 6.2.5. Thoát nước ....................................................................................................74 6.2.2.1. Nước sạch ...............................................................................................74 6.2.2.2. Nước bẩn ................................................................................................74 Chương 7: TÍNH XÂY DỰNG VÀ QUY HOẠCH TỔNG MẶT BẰNG ................... 76 7.1. Tính tổ chức ........................................................................................................76 viii 7.1.1. Hệ thống tổ chức của nhà máy .....................................................................76 7.1.2. Chế độ làm việc ............................................................................................76 7.1.3. Cơ cấu tổ chức ..............................................................................................76 7.1.3.1. Nhân lực làm việc gián tiếp ....................................................................76 7.1.3.2. Nhân lực làm việc trực tiếp trong phân xưởng.......................................77 7.1.3.3. Nhân lực phụ trong phân xưởng .............................................................78 7.2. Tính xây dựng .....................................................................................................78 7.2.1. Phân xưởng sản xuất chính ...........................................................................78 7.2.2. Kho nguyên liệu ............................................................................................79 7.2.2.1. Kho chứa nguyên liệu cam .....................................................................79 7.2.2.2. Kho chứa nguyên liệu dứa......................................................................80 7.2.3. Kho thành phẩm ............................................................................................80 7.2.3.1. Kho chứa sản phẩm đồ hộp nước cam ép...............................................80 7.2.3.2. Kho chứa sản phẩm dứa sấy ...................................................................81 7.2.4. Kho chứa nguyên liệu phụ ............................................................................81 7.2.4.1. Kho chứa đường .....................................................................................81 7.2.4.2. Kho chứa axit citric ................................................................................82 7.2.5. Kho chứa bao bì ............................................................................................83 7.2.6. Phòng thường trực bảo vệ .............................................................................83 7.2.7. Khu hành chính .............................................................................................83 7.2.8. Nhà ăn ...........................................................................................................84 7.2.9. Nhà sinh hoạt vệ sinh ....................................................................................84 7.2.10. Trạm biến áp ...............................................................................................85 7.2.11. Phân xưởng cơ điện ....................................................................................85 7.2.12. Nhà đặt máy phát điện ................................................................................85 7.2.13. Nhà nồi hơi .................................................................................................85 7.2.14. Kho hóa chất, nhiên liệu, kho nhớt .............................................................85 7.2.15. Kho phế liệu khô và ướt .............................................................................85 7.2.16. Khu cung cấp nước và xử lí nước cho sản xuất ..........................................85 7.2.17. Khu xử lí nước thải .....................................................................................86 7.2.18. Phòng chứa dụng cụ cứu hỏa ......................................................................86 7.2.19. Khu đất mở rộng .........................................................................................86 7.2.20. Nhà để xe ....................................................................................................86 7.2.21. Gara ôtô.......................................................................................................87 7.2.22. Nhà cân .......................................................................................................87 7.3. Tính khu đất xây dựng nhà máy ..........................................................................88 ix 7.3.1. Diện tích khu đất ...........................................................................................88 7.3.2. Tính hệ số sử dụng Ksd .................................................................................88 Chương 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT – KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG .......................... 89 8.1. Kiểm tra, đánh giá chất lượng của nguyên liệu đưa vào sản xuất ......................89 8.1.1. Kiểm tra nguyên liệu cam .............................................................................89 8.1.2. Kiểm tra nguyên liệu dứa .............................................................................89 8.1.3. Kiểm tra nguyên liệu phụ .............................................................................89 8.2. Kiểm tra các công đoạn trong quá trình sản xuất................................................90 8.2.1. Kiểm tra các công đoạn cho dây chuyền đồ hộp nước cam ép.....................90 8.2.1.1. Kiểm tra công đoạn rửa và lựa chọn phân loại ......................................90 8.2.1.2. Kiểm tra công đoạn chần, hấp ................................................................90 8.2.1.3. Kiểm tra công đoạn ép ...........................................................................90 8.2.1.4. Kiểm tra công đoạn lọc ..........................................................................90 8.2.1.5. Kiểm tra công đoạn phối trộn .................................................................90 8.2.1.6. Kiểm tra công đoạn thanh trùng .............................................................90 8.2.1.7. Kiểm tra khâu rót hộp, ghép mí..............................................................90 8.2.2. Kiểm tra các công đoạn cho dây chuyền dứa sấy ........................................91 8.2.2.1. Lựa chọn, phân loại ..............................................................................91 8.2.2.2. Rửa .......................................................................................................91 8.2.2.3. Xử lý dứa ..............................................................................................92 8.2.2.4. Định hình ..............................................................................................92 8.2.2.5. Sấy ........................................................................................................92 Chương 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG - VỆ SINH XÍ NGHIỆP - PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ ..................................................................................................................... 93 9.1. Vệ sinh xí nghiệp ................................................................................................93 9.1.1. Vệ sinh cá nhân của công nhân.....................................................................93 9.1.2. Vệ sinh máy móc, thiết bị, nền nhà ..............................................................93 9.1.3. Thông gió bão hoà nhiệt độ ..........................................................................94 9.1.4. Xử lý phế liệu của quá trình sản xuất ...........................................................94 9.2. An toàn lao động .................................................................................................94 9.2.1. An toàn làm việc với thiết bị đun nóng ........................................................94 9.2.2. An toàn lao động khi vận hành máy móc .....................................................94 9.2.3. An toàn về điện .............................................................................................95 9.3. Phòng chống cháy nổ .........................................................................................95 KẾT LUẬN ................................................................................................................... 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 97 x DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ Bảng 2.1. Thành phần hóa học chủ yếu của dứa ...........................................................10 Bảng 2.2. Các chỉ tiêu cảm quan dành cho dứa tươi .....................................................11 Bảng 2.3. Thành phần dinh dưỡng của cam (tính trên 100g) ........................................14 Bảng 2.4. Chỉ tiêu hóa lý đồ hộp nước cam ép ............................................................16 Bảng 2.5. Chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm dứa sấy khô ...................................................17 Bảng 4.1. Biểu đồ thu hoạch nguyên liệu ......................................................................32 Bảng 4.2. Biểu đồ nhập nguyên liệu của nhà máy ........................................................32 Bảng 4.3. Số ngày sản xuất trong năm ..........................................................................32 Bảng 4.4. Biểu đồ sản xuất ............................................................................................32 Bảng 4.5. Số ngày làm việc/số ca trong các tháng và cả năm .......................................33 Bảng 4.6. Bảng % tiêu hao nguyên liệu trong sản xuất nước cam ép ...........................33 Bảng 4.7. Bảng tổng kết cân bằng vật chất của sản phẩm nước cam ép .......................36 Bảng 4.8. Bảng tổng kết lượng nước và phụ gia sử dụng trong dây chuyền sản xuất đồ hộp nước cam ép. ...........................................................................................................37 Bảng 4.9. Độ ẩm của nguyên liệu qua các công đoạn chế biến ....................................37 Bảng 4.10. Tiêu hao nguyên liệu qua các công đoạn ....................................................38 Bảng 4.11. Bảng tổng kết cân bằng vật chất của sản phẩm dứa sấy .............................40 Bảng 5.1. Thông số kỹ thuật của cân.............................................................................41 Bảng 5.2. Thông số kỹ thuật máy rửa ..........................................................................42 Bảng 5.3. Thông số kĩ thuật thiết bị chần ......................................................................44 Bảng 5.4. Thông số kĩ thuật thiết bị ép trục vít .............................................................47 Bảng 5.5. Thông số kĩ thuật thiết bị lọc khung bản.......................................................48 Bảng 5.6. Thông số kĩ thuật nồi nấu syrup ....................................................................49 Bảng 5.7. Thông số kỹ thuật thiết bị lọc syrup ..............................................................49 Bảng 5.8. Thông số kĩ thuật của thiết bị trao đổi nhiệt tấm .........................................50 Bảng 5.9. Thông số kỹ thuật của thiết bị phối trộn nước cam ......................................53 Bảng 5.10. Thông số kĩ thuật thiết bị thanh trùng .........................................................53 Bảng 5.11. Thông số kĩ thuật thiết bị chiết rót vô trùng Tetrapak ................................55 Bảng 5.12. Thông số kĩ thuật máy gắn ống hút .............................................................56 Bảng 5.13. Thông số kĩ thuật máy tự động đóng thùng ................................................57 Bảng 5.14. Bảng tổng hợp năng suất của các thiết bị....................................................59 Bảng 5.15. Thông số kĩ thuật của bơm ..........................................................................59 Bảng 5.16. Số lượng bơm ..............................................................................................60 xi Bảng 5.17. Tổng kết thiết bị cho dây chuyền sản xuất nước cam ép ............................60 Bảng 5.18. Thông số kỹ thuật thiết bị rửa .....................................................................64 Bảng 5.19. Thông số kỹ thuật của thiết bị gọt vỏ, cắt đầu, đọt lõi liên hợp FCPM-80 .64 Bảng 5.20. Bảng thông số kỹ thuật của máy cắt miếng dứa GOINGWIND.................66 Bảng 5.21. Thông số kỹ thuật của máy rửa QX3000 ....................................................67 Bảng 5.22. Thông số kỹ thuật của thiết bị sấy băng tải nhiều tầng GWC ....................68 Bảng 5.23. Thông số kỹ thuật của máy bao gói KD-220 ..............................................69 Bảng 5.24. Bảng tổng kết thiết bị cho sản phẩm dứa sấy khô.......................................70 Bảng 6.1. Thống kê năng suất sử dụng hơi ...................................................................71 Bảng 6.2. Bảng thông số kỹ thuật của nồi hơi...............................................................72 Bảng 7.1. Nhân lực trực tiếp tham gia sản xuất trong phân xưởng ...............................77 Bảng 7.2. Nhân lực phụ trong phân xưởng ...................................................................78 Bảng 7.3. Tổng kết các công trình xây dựng toàn nhà máy ..........................................87 Hình 1.1. Bản đồ tỉnh Tiền Gian ..................................................................................... 2 Hình 2.1. Dứa Queen ....................................................................................................... 8 Hình 2.2. Dứa Cayene ..................................................................................................... 8 Hình 2.3. Dứa ta Ananas comosus var spanish ............................................................... 9 Hình 2.4. Dứa Ananas red spanish .................................................................................. 9 Hình 2.5. Cam sành ....................................................................................................... 13 Hình 2.6. Một số sản phẩm nước cam ép ...................................................................... 15 Hình 2.7. Một số sản phẩm dứa sấy khô ....................................................................... 17 Hình 5.1. Cân nguyên liệu ZEMIC ............................................................................... 41 Hình 5.2. Máy rửa rau quả đa chức năng FENXIANG WA-2000 ................................ 42 Hình 5.3. Thiết bị chần .................................................................................................. 45 Hình 5.4. Cấu tạo và nguyên tắc làm việc của thiết bị chần băng tải............................ 45 Hình 5.5. Máy ép trục vít............................................................................................... 47 Hình 5.6. Cấu tạo thiết bị ép trục vít ............................................................................. 47 Hình 5.7.Thiết bị lọc khung bản .................................................................................... 48 Hình 5.8. Nồi nấu hai vỏ ............................................................................................... 49 Hình 5.9. Thiết bị lọc syrup ........................................................................................... 50 Hình 5.10. Thiết bị làm lạnh syrup ................................................................................ 50 Hình 5.11. Thùng chứa syrup ........................................................................................ 51 Hình 5.12. Bunke chứa đường ....................................................................................... 52 Hình 5.13. Mặt cắt đứng của thiết bị phối trộn ............................................................. 52 Hình 5.14. Thiết bị phối chế cho nước cam .................................................................. 53 xii Hình 5.15. Thiết bị thanh trùng bản mỏng .................................................................... 54 Hình 5.16. Nguyên tắc hoạt động của thiết bị chiết rót hộp giấy vô trùng Tetrapak .... 55 Hình 5.17. Thiết bị chiết rót vô trùng ............................................................................ 56 Hình 5.18. Máy gắn ống hút .......................................................................................... 56 Hình 5.19. Máy tự động đóng thùng ............................................................................. 57 Hình 5.20. Nguyên tắc hoạt động của máy tự động đóng thùng cactong ..................... 57 Hình 5.21. Bơm ly tâm .................................................................................................. 59 Hình 5.22. Máy ngâm rửa............................................................................................. 64 Hình 5.23. Thiết bị gọt vỏ, cắt đầu, đọt lõi dứa liên hợp .............................................. 65 Hình 5.24. Máy cắt lát dứa ............................................................................................ 67 Hình 5.25. Máy rửa QX3000 ......................................................................................... 67 Hình 5.26. Giỏ đựng lát dứa .......................................................................................... 68 Hình 5.27. Thiết bị sấy băng tải nhiều tầng ................................................................... 69 Hình 5.28. Máy đóng gói ............................................................................................... 70 Hình 6.1. Nồi hơi vách ướt đốt dầu ............................................................................... 72 Sơ đồ 3.1. Quy trình công nghệ sản xuất đồ hộp nước cam ép ..................................... 23 Sơ đồ 3.1. Quy trình công nghệ sản xuất dứa sấy khô .................................................. 28 Sơ đồ 7.1. Hệ thống tổ chức nhà máy ........................................................................... 76 xiii DANH SÁCH CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT KÝ HIỆU: H: Chiều cao D: Đường kính D x W x H: Rộng x Dài x Cao D x W: Rộng x Dài D x H: Rộng x Cao R: Bán kính T: Thời gian t: Nhiệt độ p: Áp suất xiv Thiết kế nhà máy chế biến rau quả Đồ hộp nước cam ép năng suất 9 tấn sản phẩm/ngày – Dứa sấy khô năng suất 12 tấn sản phẩm/ngày LỜI MỞ ĐẦU Sức khỏe là vấn đề hết sức quan trọng đối với con người. Trong các yếu tố ảnh hưởng đến sức khỏe thì thực phẩm là yếu tố khá quyết định. Rau quả là nhóm thực phẩm ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người. Theo bảng tiêu chuẩn dinh dưỡng của Viện Dinh dưỡng thì rau quả được xếp vào nhóm loại thực phẩm ăn theo nhu cầu. Rau quả không chỉ là nguồn thực phẩm cung cấp chất dinh dưỡng cho con người mà nó còn có tác dụng chữa bệnh. Trong những năm vừa qua, Việt Nam đã tận dụng lợi thế của mình và đã đem về nguồn ngoại tệ không nhỏ nhờ việc xuất khẩu các sản phẩm từ rau qủa. Rau quả tươi thì không thể thỏa mãn được nhu cầu đa dạng hằng ngày của con người. Việc chế biến nhằm đáp ứng nhu cầu về chất lượng cho người tiêu thụ. Qua chế biến chất lượng rau quả được điều chỉnh, bổ sung, hoàn thiện cho phù hợp với mục đích sử dụng, khẩu vị. Ngoài ra việc chế biến còn làm tăng thời gian bảo quản của rau quả. Vì thế các sản phẩm rau quả qua chế biến ngày càng được ưa chuộng, trở thành mặt hàng có giá trị xuất khẩu, chiếm tỷ lệ đáng kể trong nền kinh tế quốc dân. Trong số những loại rau quả đem xuất khẩu, cam, dứa, chuối là có hiệu quả hơn cả. Trên thị trường Việt Nam và thị trường thế giới cam, dứa và các sản phẩm của chúng khá được ưa chuộng vì giá trị dinh dưỡng, tác dụng chữa bệnh của nó. Khảo sát thị trường rau quả chế biến Việt Nam và thế giới, trong đó đồ hộp nước trái cây ép và rau quả sấy đang rất được ưa chuộng. Ở Việt Nam, trong sản phẩm đồ hộp nước ép trái cây, nước cam là sản phẩm được sản xuất lâu đời, phổ biến nhưng nhu cầu tiêu dung đối với nó vẫn rất lớn. Mặt khác, trong sản phẩm rau quả sấy thì dứa sấy là sản phẩm mới xuất hiện những năm gần đây, tuy là sản phẩm mới nhưng nó rất được ưa chuộng do đặc tính thơm ngon, vị chua ngọt, kích thích ăn ngon miệng, … Xuất phát từ tình hình thực tế là nước ta rất dồi dào nguyên liệu cam, dứa cũng như nhu cầu thị trường về các sản phẩm của nó nên việc thiết kế nhà máy chế biến các sản phẩm từ chúng rất cần thiết. Vì thế em được giao đề tài thiết kế nhà máy chế biến rau quả với hai sản phẩm chính: - Sản phẩm đồ hộp nước cam ép năng suất 9 tấn sản phẩm/ngày. - Sản phẩm dứa sấy khô năng suất 12 tấn sản phẩm/ngày. SVTH: Phạm Thị Phương GVHD: Trần Thế Truyền 1 Thiết kế nhà máy chế biến rau quả Đồ hộp nước cam ép năng suất 9 tấn sản phẩm/ngày – Dứa sấy khô năng suất 12 tấn sản phẩm/ngày Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT Trong quá trình thiết kế nhà máy, việc chọn địa điểm xây dựng nhà máy là một trong những công đoạn rất quan trọng và là một quyết định có tính chiến lược đối với hoạt động sản xuất và kinh doanh. Địa điểm có tác dụng lâu dài đến hoạt động và lợi ích của nhà máy, cũng là một trong những nhân tố tạo ra lợi thế cạnh tranh và nâng cao hiệu quả hoạt động kinh doanh nhờ thỏa mãn tốt hơn, nhanh hơn, rẻ hơn các sản phẩm và dịch vụ mà không cần phải đầu tư thêm. Vị trí của nhà máy rất quan trọng, phải đảm bảo cho nhà máy hoạt động tốt trong suốt thời gian sản xuất, và nhà máy được xây dựng phải thoả các điều kiện: gần nguồn nguyên liệu, gần mạng lưới điện quốc gia, gần sông hồ để tận dụng nguồn nước, cũng như các điều kiện khí hậu: nhiệt độ, độ ẩm, hướng gió…phải thích hợp. 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, em quyết định chọn địa điểm xây dựng nhà máy chế biến rau quả với sản phẩm là đồ hộp nước cam ép và dứa sấy khô tại khu công nghiệp Mỹ Tho, Xã Trung An, Thành phố Mỹ Tho, Tỉnh Tiền Giang. 1.1. Đặc điểm thiên nhiên Tỉnh Tiền Giang nằm ở tả ngạn Sông Tiền và nằm trên trục giao thông quan trọng của cả nước, là ngỏ lớn vào Miền Tây Nam Bộ, một địa bàn giao lưu khối lượng lớn nông sản, hàng hóa của Miền Tây với Thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh Miền Đông Nam Bộ; phía Đông giáp với Biển Đông, phía Tây giáp với Tỉnh Đồng Tháp, phía Nam giáp với Tỉnh Bến Tre và Vĩnh Long, phía Bắc giáp với Tỉnh Long An và Thành phố Hồ Chí Minh. Hình 1.1. Bản đồ tỉnh Tiền Giang [1] Tỉnh Tiền Giang có địa hình bằng phẳng, với độ dốc < 1% và cao trình biến thiên từ 0m đến 1,6m so với mặt nước biển. Toàn bộ diện tích tỉnh nằm trong vùng hạ lưu châu thổ sông Cửu Long. Đặc điểm bề mặt nền đất là phù sa mới, giàu bùn sét và hữu SVTH: Phạm Thị Phương GVHD: Trần Thế Truyền 2 Thiết kế nhà máy chế biến rau quả Đồ hộp nước cam ép năng suất 9 tấn sản phẩm/ngày – Dứa sấy khô năng suất 12 tấn sản phẩm/ngày cơ (trừ các giống cát) nên về địa hình cao trình tương đối thấp, về địa chất công trình khả năng chịu lực không cao, cần phải san nền và gia cố nhiều cho các công trình xây dựng. Các tầng đất sâu tương đối giàu cát và có đặc tính địa chất công trình khá hơn, tuy nhiên phân bố các tầng rất phức tạp và có hiện tượng xen kẹp với các tầng đất có đặc tính địa chất công trình kém, cần khảo sát kỹ khi xây dựng các công trình có quy mô lớn, tải trọng cao, … Tỉnh Tiền Giang nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm với đặc điểm: nền nhiệt cao và ổn định quanh năm. Khí hậu phân hóa thành hai mùa tương phản rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 trùng với gió Tây Nam, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 trùng với mùa gió Đông Bắc. Nhiệt độ bình quân trong năm là 27 – 27,90C, lượng mưa trung bình 1210 – 1424 mm/năm với độ ẩm trung bình là 83%. Tỉnh Tiền Giang có nguồn nước ngầm ngọt có chất lượng khá tốt ở khu vực phía Tây và một phần khu vực phía Đông của tỉnh, nhưng phải khai thác ở độ sâu khá lớn từ 200 – 500m. Đây là một trong những nguồn nước sạch quan trọng, góp phần bổ sung nguồn nước sạch cho sinh hoạt và sản xuất. Toàn tỉnh đã đưa vào khai thác trên 1069 giếng khoan tầng sâu có công suất 5 – 8m3/h và 41 giếng khoan khai thác công nghiệp có công suất mỗi giếng 50 – 100m3/h [2]. 1.2. Vùng nguyên liệu Nhà máy sản xuất đồ hộp nước cam ép và dứa sấy khô được đặt tại Khu nghiệp Mỹ Tho, Xã Trung An, Thành phố Mỹ Tho, Tỉnh Tiền Giang có lợi thế lớn về nguồn cung cấp nguyên liệu. Nguyên liệu cung cấp cho nhà máy được thu mua từ các tỉnh như: Tiền Giang (14800 ha), Kiên Giang (10000 ha), Hậu Giang (gần 1600 ha), Long An (1000 ha) là những tỉnh có diện tích trồng dứa lớn và Vĩnh Long, Tiền Giang, Bến Tre, Đồng Tháp là những tỉnh có thể cung cấp nguyên liệu cam đảm bảo cho hoạt động sản xuất của nhà máy liên tục [4]. 1.3. Hợp tác hóa Việc hợp tác hóa giữa nhà máy với các nhà máy khác 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. Phải hợp tác chặt chẽ với ngành nông nghiệp để thu hoạch đúng thời gian, đúng độ già chín phù hợp với từng loại giống cây trồng ở từng vùng chuyên canh tại địa phương. 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. SVTH: Phạm Thị Phương GVHD: Trần Thế Truyền 3 Thiết kế nhà máy chế biến rau quả Đồ hộp nước cam ép năng suất 9 tấn sản phẩm/ngày – Dứa sấy khô năng suất 12 tấn sản phẩm/ngày 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. 1.4. Nguồn cung cấp điện Đối với nhà máy sản xuất đồ hộp nước cam ép và dứa sấy khô thì cần tiêu thụ một lượng điện năng khá lớn, chủ yếu sử dụng cho các quá trình nhiệt và các quá trình vận chuyển trong sản xuất và các thiết bị chiếu sáng, sinh hoạt, … Lưới điện ở Tiền Giang được đầu tư khá đồng bộ, đảm bảo đáp ứng kịp thời yêu cầu phục vụ sản xuất kinh doanh của doanh nghiệp. Lưới điện 220kV, nhận điện từ nguồn lưới điện quốc gia qua 02 trạm biến áp Cai Lậy và Mỹ Tho II. Ngoài ra, một số trạm 110kV khu vực phía Đông còn nhận nguồn từ trạm Nhà Bè 220/110kV-2 x 250 MVA thông qua đường dây Nhà Bè-Cần Đước-Gò Công-Mỹ Tho II. Lưới điện 110kV được cấp từ hệ thống điện Miền Nam qua 09 trạm biến áp 110kV với tổng dung tích 449 MVA [5]. Trong nhà máy phải đặt trạm biến thế riêng để lấy từ đường dây cao thế của mạng lưới cung cấp điện chung trong khu vực. Ngoài ra, để đảm bảo quá trình sản xuất được liên tục thì nhà máy cũng cần phải trang bị thêm máy phát điện dự phòng. Trong quá trình sản xuất của nhà máy, hơi được sử dụng cho nhiều mục đích như: cô đặc, thanh trùng, sấy, … kể cả làm nóng nước cho sinh hoạt. Do đó, nhà máy sử dụng hơi đốt cung cấp từ lò hơi riêng của nhà máy. 1.5. Nguồn cung cấp hơi Trong quá trình sản xuất của nhà máy, hơi được sử dụng cho nhiều mục đích như: nấu, thanh trùng, sấy, … kể cả làm nóng nước cho sinh hoạt. Do đó, nhà máy sử dụng hơi đốt cung cấp từ lò hơi riêng của nhà máy. 1.6. Nhiên liệu Nhà máy cần sử dụng nhiên liệu để tạo hơi và để cung cấp cho máy phát điện dự phòng khi có sự cố. Nhiên liệu dầu FO được cung cấp từ các trạm xăng dầu trong tỉnh. 1.7. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước Tình hình cung cấp nước: lắp đặt toàn bộ hệ thống cung cấp nước sạch được kéo đến hàng rào khu công nghiệp (đồng hồ, đường ống…), còn lại đơn vị có thể tự đấu nối nước vào đơn vị mình hoặc thuê công ty TNHH MTV cấp nước Vĩnh Long làm dịch vụ đấu nối. Tiêu chuẩn nước theo QCVN 01:2009/BYT. SVTH: Phạm Thị Phương GVHD: Trần Thế Truyền 4 Thiết kế nhà máy chế biến rau quả Đồ hộp nước cam ép năng suất 9 tấn sản phẩm/ngày – Dứa sấy khô năng suất 12 tấn sản phẩm/ngày 1.8. Vấn đề nước thải của nhà máy Nước thải sản xuất theo hệ thống cống rãnh vào khu vực xử lý nước thải của nhà máy trước khi đưa vào hệ thống nước thải của khu công nghiệp và được thải ra ngoài đúng nơi quy định. 1.9. Giao thông vận tải Khu công nghiệp Mỹ Tho nằm dọc sông Tiền và đường tỉnh 864, với chiều dài khoảng 2,4 km, cách trung tâm thành phố Mỹ Tho 3 km về hướng Tây, cách thành phố Hồ Chí Minh 72 km về hướng Tây Nam, cách Quốc lộ 1A 4 km về hướng Nam [6]. Do đó, hệ thống giao thông vận tải gồm đường bộ và đường thủy rất thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên vật liệu đảm bảo cho sự hoạt động của nhà máy cũng như vận chuyển sản phẩm đến nơi tiêu thụ. 1.10. Nguồn nhân lực Dân số trung bình của tỉnh năm 2018 ước tính 1.763.927 người, tăng 0,7% so với năm 2017, bao gồm: dân số nam chiếm 49,1% tổng dân số; dân số nữ chiếm 50,9%. Dân số khu vực thành thị là 273.268 người, chiếm 15,5% tổng dân số, tăng 0,7% so với năm trước; dân số khu vực nông thôn là 1.490.659 người, chiếm 84,5%, tăng 0,7% so với năm trước. Lực lượng lao động tham gia hoạt động kinh tế chiếm 62% tổng dân số (tương ứng 1.094.294 người) tăng 1,2% so cùng kỳ năm trước, dân số khu vực thành thị chiếm 15,2% và khu vực chiếm nông thôn 84,8%; trong số lao động tham gia hoạt động kinh tế, số lao động có việc làm khoảng chiếm 97%. Về cơ cấu lao động có sự chuyển dịch phù hợp với sự chuyển dịch cơ cấu kinh tế của tỉnh. Tỷ lệ lao động qua đào tạo ngày càng tăng nhưng vẫn còn thấp chỉ có 12,1% trong tổng số lao động từ 15 tuổi trở lên đang làm việc trong nền kinh tế; trong đó lao động đã qua đào tạo ở khu vực thành thị là 26,3% và nông thôn là 9,8%, do đó lao động phổ thông là chủ yếu [7]. Với nguồn nhân lực địa phương dồi dào như vậy sẽ đảm bảo cung cấp đầy đủ cho nhà máy và tiết kiệm được chi phí xây dựng khu nhà ở, đi lại, … 1.11. Thị trường tiêu thụ sản phẩm Thành phố Mỹ Tho là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hóa xã hội của tỉnh Tiền Giang, đồng thời cũng là trung tâm, là hội điểm giao lưu văn hóa, giáo dục, đào tạo, du lịch từ lâu đời của các tỉnh trong vùng, nằm cách thành phố Hồ Chí Minh 70 km về hướng Nam và cách thành phố Cần Thơ 90 km về hướng Bắc [2]. Do đó sản phẩm được đưa ra ngoài tiêu thụ trong khu vực còn cung cấp nguyên liệu cho các nhà máy chế biến thực phẩm khác, tiêu thụ tại các vùng lân cận, trong nước và có thể xuất khẩu ra nước SVTH: Phạm Thị Phương GVHD: Trần Thế Truyền 5 Thiết kế nhà máy chế biến rau quả Đồ hộp nước cam ép năng suất 9 tấn sản phẩm/ngày – Dứa sấy khô năng suất 12 tấn sản phẩm/ngày ngoài. Nhìn chung, với các điều kiện về vị trí địa lý, kinh tế và giao thông thủy bộ, việc xây dựng nhà máy chế biến rau quả với mặt hàng đồ hộp nước cam ép và dứa sấy khô tại Tỉnh Tiền Giang có nhiều lợi thế trong việc sử dụng tài nguyên thiên nhiên, phát triển sản xuất hàng hóa, mở rộng thị trường tiêu thụ sản phẩm, tăng cường khả năng hợp tác, giao lưu kinh tế, văn hóa, du lịch với các tỉnh trong vùng…đặc biệt là thành phố Hồ Chí Minh là địa bàn kinh tế trọng điểm phía Nam. 1.12. Năng suất nhà máy Nhà máy sản xuất hai sản phẩm thực phẩm với năng suất như sau: - Đồ hộp nước cam ép với năng suất 9 tấn sản phẩm/ngày. - Dứa sấy khô với năng suất 12 tấn sản phẩm/ngày. SVTH: Phạm Thị Phương GVHD: Trần Thế Truyền 6