CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT

 Quy ước chung



•

•

•

•

•





-



Gnl : khối lượng nguyên liệu ban đầu

Gv : khối lượng nguyên liệu đầu vào của từng quá trình

Gr : khối lượng nguyên liệu đầu ra của từng quá trình

T: tổn thất quá trình

 Quá trình lựa chọn, phân loại

Khối lượng đầu vào: Gv phân loại = 100kg.

Tổn thất T lựa chọn, phân loại = 2%

Khối lượng đầu ra:

Gr phân loại = ( 1 – T) x Gv = ( 1 - 0,02) x 100 = 98kg.

 Quá trình rửa

Khối lượng đầu vào: Gv rửa = Gr phân loại = 98kg

Tổn thất T rửa = 0,5%

Khối lượng đầu ra:

Grrửa = ( 1 – T) x Gv = ( 1 - 0,005) x 98 = 97,51kg

 Quá trình gọt vỏ, cắt miếng

Khối lượng đầu vào: Gv gọt vỏ, cắt miếng = Gr rửa = 97,51kg

Tổn thất T gọt vỏ, cắt miếng = 2,5%

Khối lượng đầu ra:

Gr gọt vỏ, cắt miếng = ( 1 – T) x Gv = ( 1 - 0,025) x 97,51 = 95,072kg

 Quá trình ngâm, chần

Khối lượng đầu vào : Gv ngâm, chần = Gr gọt vỏ, cắt miếng = 95,072kg

Tổn thất T ngâm, chần = 0,5%

Khối lượng đầu ra:

Gr ngâm, chần = ( 1 – T) x Gv = ( 1 - 0,005) x 95,072 = 94,60kg

 Quá trình nghiền

Khối lượng đầu vào : Gvnghiền = Gr ngâm, chần = 94,60kg

Tổn thất T nghiền= 1%

Khối lượng đầu ra:

Gr nghiền = ( 1 – T) x Gv = ( 1 - 0,01) x 94,60 = 93,654kg

Trong 93,654kg có:

Chất khơ hòa tan: 93,654 x 0,121= 11,3321 kg

Xơ : 93,654 x 0,023 = 2,1540kg

Protopectin: 93,654 x 0,001 = 0,0937 kg

Protein: 93,654 x 0,003 = 0,281 kg

Hàm ẩm = 93,654 – 11,3321 – 2,154 – 0,0937 – 0,281 = 79,7932 kg

 Quá trình xử lý enzyme

Trong quá trình ủ

- Pectinase được pha với nước trước khi cho vào khối hỗn hợp táo sau nghiền

• Lượng pectinase cho vào: 93,654 x 0,005 = 0,4683kg

• Lượng nước cho vào theo tỷ lệ, hỗn hợp táo sau nghiền: nước là 1: 2,5

 Lượng nước cho vào: 93.654 x 2,5 = 234, 135 (kg)

Lượng hỗn hợp sau khi cho dung dịch petinase vào là: 93,654 + 234,135 + 0,4683 = 328,3

(kg).



Trong 328,3kg có:

• Chất khơ hòa tan: 11,3321kg

• Xơ : 2,1540kg

• Protopectin : 0,0937 kg

• Protein : 0,281 + 0,4683 = 0,7493kg (Thêm protein từ pectinase bổ sung)

• Hàm ẩm = 328,3– 11,3321 – 2,154 – 0,0937 – 0,7493 = 313,9709kg

- Hiệu suất thủy phân của enzyme pectinase là 80%.

- Trong 328,3kg có:

• Chất khơ hòa tan: 11,3321 + 0,0937x 0,8 = 11,4071 kg.

 % chất khơ hòa tan: x 100% = 3,4746%

• Xơ : 2,1540kg

 % xơ : x100% = 0,6561%

• Protopectin : 0,0937 x 0,2 = 0,01874kg

% protopectin: x 100% = 0,00571%

• Protein: 0,7493kg

% Protein: x 100% = 0,2282%

• Hàm ẩm: 313,9709kg

%Hàm ẩm : x100% = 95,64%.

 Sau quá trình xử lý enzyme

Gr xử lý enzyme = 328,3 x ( 1- 0,005) = 326,6585kg.

Trong 326,6585kg có:

• Chất khơ hòa tan: 326,6585 x 0,034746 = 11,35kg

• Chất khơ khơng hòa tan:

326,6585 x ( 0,006561 + 0,0000571 + 0,002282) = 2,9073kg

• Hàm ẩm: 326,6585 – 11,35 – 2,9073 = 312,4012kg

 Quá trình ép

- Hiệu suất ép 65%, độ ẩm của bã 40%

- Khối lượng xơ trong bã: 326,6585 x 0,006561= 2,1432kg.

- Khối lượng chất khơ hòa tan trong bã: 11,35 x (1 – 0,65) = 3,9725kg

- Khối lượng protein trong bã:

326,6585 x 0,002282 x ( 1 – 0,65) = 0,3224kg

-



Khối lượng bã: = 10,73kg

Vậy:

% xơ trong bã: x100% = 19,974%

% chất khơ hòa tan trong bã: 100 – 19,974 – 40 = 40,026%

-



Giả sử dịch táo thu được có d = 1kg/l

Thể tích dịch táo thu được: 326,6585 – 10,73 = 315,9285 (l)

Quá trình ép dịch táo tổn thất là 3%

Sau quá trình ép: Gr ép = 315,9285 x ( 1 – 0,03) = 306,4506 (l)

Trong 306,4506 (l) có:

• Hàm lượng chất khơ hòa tan: 11,35 - 3,9725 = 7,3775kg



% chất khơ hòa tan: x 100% = 2,407%



Hàm lượng protein: 326,6585 x 0,002282 – 0,3224 = 0,423kg.

% protein: x 100 = 0,138%

• Hàm lượng ẩm: 306,4506 - 7,3775 - 0,423 = 298,6501 kg

% ẩm: x 100 = 97,45%.

 Quá trình lọc thô

Khối lượng đầu ra

Gr lọc thô = Gv lọc thô x ( 1 – T) = 306,4506 x ( 1 – 0,01) = 303,386 (l)

 Quá trình làm trong dịch quả

Sau quá trình làm trong dịch quả thì thu được:

Gr = Gv làm trong x ( 1 – T) = 303,386 x ( 1 – 0,005) = 301,869(l)

 Quá trình lọc tinh

Khối lượng đầu ra

Gr lọc tinh = Gv lọc tinh x ( 1 – T) = 301,869 x ( 1 – 0,01) = 298,85 (l)

 Quá trình phối chế

 Phối trộn

-Dịch táo 298,85 (l) có 2,407% chất khơ hòa tan

-Syrup V(l) có 70% chất khơ hòa tan.

-Cần pha dịch táo V + 298,85 (l) có 14% chất khơ hòa tan

Ta có: =0,14

V = 61,8679(l)

-Sử dụng syrup 70% phối trộn theo tỷ lệ syrup : dịch táo là 1 : 4,8 (w/w)

Lượng syrup ban đầu là: = 94, 709(l).

-Lượng đường sử dụng là: 94, 709 x 0,7 = 66,2963 kg.

-Lượng nước sử dụng là: 94,709 – 66,3963 = 28,4127kg.

Giả sử trong quá trình nấu lượng nước bốc hơi tổn thất 10% thì lượng nước cần bổ

•



















sung thêm: 28,4127. 10% = 2,8413 kg.

Tổng lượng nước cần: 28,4127 + 2,8413 = 31,254 kg.

 Sau phối chế:

Thể tích dịch táo sau q trình phối chế: (298,85 + 61,8679) x ( 1 – 0,005) = 358,9143 (l).

Quá trình lọc màng membrane

Sau quá trình lọc màng membrane, thể tích dịch táo thu được:

358,9143 x ( 1 – 0,01) = 355,3252 (l)

Q trình rót hộp

Sau q trình rót hộp, thể tích dịch táo thu được:

355,3252 x ( 1 – 0,01) = 351,7719 (l)

 Quá trình bài khí

Sau q trình bài khí, thể tích dịch táo thu được:

351,7719 x ( 1 – 0,01) = 348,2542 (l).

Quá trình đóng nắp

Sau q trình đóng nắp, thể tích dịch táo thu được:

348,2542 x ( 1 – 0,01) = 344,7717 (l).

Quá trình hồn thiện

Sau q trình hồn thiện, thể tích dịch táo thu được:



344,7717 x ( 1 – 0,005) = 343,0478 (l).

Lượng pectin sử dụng là 0,1% trên thể tích sản phẩm

343,0478 x 0,001 = 0,343(kg)

Bảng 4.3. Cân bằng vật chất cho 100 kg táo nguyên liệu



4.2.



Quá trình

Lượng vào

Lựa chọn, phân loại

100

Rửa

98

Gọt vỏ, cắt miếng

97,51

Ngâm, chần

95,072

Nghiền

94,60

Xử lý enzyme

328,3

Ép

326,6585

Lọc thô

306,4506

Làm trong dịch quả

303,386

Lọc tinh

301,869

Phối chế

359,8679

Lọc membrane

358,9143

Rót sản phẩm

355,3252

Bài khí

351,7719

Đóng nắp

348,2542

Hồn thiện

344,7717

Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng sản xuất 10000l/ngày.

Lượng táo nguyên liệu sử dụng:

= 2915,0457 kg.



Lượng ra

98

97,51

95,072

94,60

93,654

326,6585

306,4506

303,386

301,869

298,85

358,9143

355,3252

351,7719

348,2542

344,7717

343,0478



Lượng syrup sử dụng

= 2760,81 (l)

Lượng pectin sử dụng

= 10kg.

4.3.



Tính cân bằng vật chất cho một mẻ

- Phân xưởng sản xuất chạy 2 mẻ/ ngày

- Lượng dứa nguyên liệu sử dụng: = 1457,5229 (kg)

- Lượng syrup sử dụng: = 1380,405(kg)

- Lượng pectin sử dụng: = 5 (kg)

Bảng 4.4. Cân bằng vật chất cho một mẻ

Quá trình

Lựa chọn, phân loại

Rửa

Gọt vỏ, cắt miếng

Ngâm, chần



Lượng vào

1458

1428,84

1421,6958

1386,1534



Lượng ra

1428,84

1421,6958

1386,1534

1379,2226



Nghiền

Xử lý enzyme

Ép

Lọc thơ

Làm trong dịch quả

Lọc tinh

Phối chế

Lọc membrane

Rót sản phẩm

Bài khí

Đóng nắp

Hồn thiện



1379,2226

4786,4565

4762,5242

4467,9027

4423,2223

4401,1052

5246,7013

5220,4680

5168,2633

5116,5807

5065,4149

5014,7608



1365,4304

4762,5242

4467,9027

4423,2223

4401,1052

4357,0896

5220,4680

5168,2633

5116,5807

5065,4149

5014,7608

4964,6132



CHƯƠNG 5. CHỌN THIẾT BỊ

1 ngày làm việc 8h, chia làm 2 mẻ.

5.1. Chọn thiết bị chính

Bảng 5.1. Cơ sở lựa chọn thiết bị chính

STT

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14



Giai đoạn

Lựa chọn, phân loại

Rửa

Ngâm, chần

Nghiền

Xử lý enzyme

Ép

Lọc thô

Làm trong dịch quả

Lọc tinh

Phối chế

Lọc membrane

Rót hộp

Bài khí

Đóng nắp



Hoạt động

Liên tục

Liên tục

Liên tục

Liên tục

Gián đoạn

Liên tục

Liên tục

Gián đoạn

Liên tục

Gián đoạn

Liên tục

Liên tục

Liên tục

Liên tục



5.1.1. Giai đoạn rửa

- Khối lượng táo nhập liệu cho một mẻ: 1428,84 (kg).

- Thời gian rửa 30 phút, năng suất của thiết bị là:

-



N = = 2857,68kg/h.

Chọn thiết bị rửa của hang Bajajmachinen, Model MFW 3000 có thơng số như bảng sau:

Bảng 5.2. Thông số thiết bị rửa

Thông số

Năng suất

Công suất điện

Chiều dài

Chiều rộng

Chiều cao



Đơn vị

Kg/h

Kw

mm

mm

mm



Giá trị

3000

10

3500

1000

2300



5.1.2. Giai đoạn nghiền

- Khối lượng táo nhập liệu cho một mẻ: 1379,2226 (kg).

- Thời gian nghiền là 30 phút, năng suất của thiết bị là

N = = 2758,4452 kg/h

-



Chọn thiết bị nghiền của hãng Bajajmachinen, Model C120 có thơng số như bảng sau:



Bảng 5.3. Thông số thiết bị nghiền

Thông số

Năng suất

Công suất điện

Chiều dài

Chiều rộng

Chiều cao

5.1.3. Giai đoạn ủ



Đơn vị

Kg/h

Kw

mm

mm

mm



Giá trị

3000

4

1480

1620

2050



- Khối lượng táo nhập liệu cho một mẻ: 4786,4565 (l)

- Năng suất của thiết bị là:

N = 4786,4565 (l/mẻ)

-



Chọn thiết bị làm băng thép khơng rỉ hình trụ đáy cơn của hãng Wenzhou Kingpak

Manufacturing Co., Ltd có thơng số như bảng sau:

Bảng 5.4. Thơng số thiết bị ủ

Thơng số

Năng suất

Đường kính

Chiều cao



-



Đơn vị

Kg/h

mm

mm



Giá trị

5000

1620

2050



5.1.4. Giai đoạn ép

- Khối lượng táo nhập liệu cho một mẻ : 4762,5242 (kg)

- Thời gian là 1h, năng suất của thiết bị là:

N = = 4762,5242 kg/h.

Chọn thiết bị ép của hãng Bajajmachinen, Model TB – 05 có thơng số như sau:

Bảng 5.5. Thơng số thiết bị ép trục

Thông số

Năng suất

Công suất điện

Áp lực

Chiều dài

Chiều rộng

Chiều cao

Cân bằng



Đơn vị

Kg/h

kW

bar

mm

mm

mm

kg



5.1.5. Giai đoạn lọc thô

- Khối lượng táo nhập liệu cho một mẻ: 4467,9027 (kg)

- Thời gian lựa lọc thô là 15 phút, năng suất của thiết bị là:

N = = 17871,6108 (L/h)



Giá trị

5000

16,1765

6

4500

1800

2200

4200