0
TRNG I HC NHA TRANG
KHOA CH BIN
Ti liu hc tp
C S THIT K NH MY THC PHM
Bieõn soaùn: ThS. Nguyeón Vaờn Thaứnh
Nha Trang, naờm 2011
1
MỤC LỤC
Nội dung Trang
Phần mở đầu 1
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT KẾ NHÀ MÁY 2
1.1. Nhiệm vụ và Phân loại thiết kế 2
1.1.1. Nhiệm vụ thiết kế 2
1.1.2. Phân loại thiết kế 3
1.2. Các giai đoạn thiết kế, nội dung và hình thức của thiết kế. 6
3.1.3. Cách diễn đạt quy trình công nghệ 34
3.2. Tính sản phẩm 35
3.2.1. Sơ đồ nhập nguyên liệu 35
3.2.2. Biểu đồ sản xuất 36
3.2.3. Chương trình sản xuất 38
3.2.4. Tính tiêu chuẩn chi phí nguyên liệu 39
3.2.5. Lập bảng nhu cầu nguyên vật liệu 42
3.2.6. Lập bảng số lượng bán thành phẩm qua từng công đoạn. 42
3.3. Biểu đồ quá trình kỹ thuật 43
3.4. Xác đònh các chỉ tiêu kỹ thuật khác 48
CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ, BỐ TRÍ MÁY MĨC THIẾT BỊ, DỤNG CỤ CHẾ
BIẾN TRONG NHÀ MÁY THỰC PHẨM
51
4.1. Chọn và tính toán máy móc thiết bò, dụng cụ chế biến. 51
4.1.1. Cơ sở chọn 51
4.1.2. Nguyên tắc chọn máy móc thiết bò, dụng cụ 51
4.1.3. Tính số lượng thiết bò yêu cầu 56
4.2. Đ
Ỉc ®iĨm thiÕt kÕ, chÕ t¹o ®èi víi mét sè thiÕt
bÞ, dơng cơ chÕ biÕn thùc phÈm
56
4.3. Bố trí, xếp đặt thiết bò vào phân xưởng sản xuất 59
4.3.1. Xếp đặt thiết bò vào dây chuyền sản xuất 59
4.3.2. Nguyên tắc bố trí máy móc thiết bò trong dây chuyền công nghệ 60
4.4. Sơ đồ bố trí Phân xưởng 66
4.4.1. Vẽ sơ đồ mặt bằng và các mặt cắt 66
4.4.2. Kết cấu nhà xưởng và kích thước đề trên bản vẽ 67
CHƯƠNG 5 BÌNH ĐỒ (MẶT BẰNG) NHÀ MÁY 70
3
5.1.Giới thiệu chung 70
4
8.1. Tính hơi 105
8.1.1. Biểu đồ tiêu thụ hơi 105
8.1.2. Chọn nồi hơi 109
8.1.3. Tính nhiên liệu 110
8.2. Tính điện 110
8.2.1. Điện động lực 112
8.2.2. Điện thắp sáng 113
8.2.3. Chọn máy biến áp 116
8.2.4. Tính điện năng tiêu thụ của toàn Nhà máy 116
8.3. Tính băng tải 117
8.3.1. Băng tải bằng 117
8.3.2. Băng cào nghiêng 118
8.3.3. Vít tải 119
8.3.4. Gầu tải 120
8.3.5. Nội tải 120
8.3.6. Thang máy 121
8.4. Tính kinh tế 122
8.4.1. Tính lao động và tiền lương 123
8.4.2. Vốn đầu tư 124
8.4.3. Tính giá thành sản phẩm 127
8.4.4. Lãi hàng năm của xí nghiệp và thời gian thu hồi vốn 128
1
PHẦN MỞ ĐẦU
Tài liệu học tập “Cơ sở thiết kế Nhà máy thực phẩm” được biên soạn nhằm
Nhiệm vụ thiết kế xuất phát từ:
+ Yêu cầu thực tế (tại đòa phương): nguyên liệu nhiều nhưng chưa sử dụng
hết, gây lãng phí nên cần có phương án sử dụng.
+ Yêu cầu phát triển kinh tế Ngành.
+ Kế hoạch phát triển kinh tế của Nhà nước.
Trong nhiệm vụ thiết kế phải đề ra các nội dung sau:
1- Lý do hoặc cơ sở để thiết kế: chủ yếu liên hệ với các vấn đề sau:
+ Nguồn nguyên liệu dồi dào.
+ Tiềm năng tiêu thụ sản phẩm của Nhà máy sản xuất ra.
+ Ảnh hưởng đến các vấn đề kinh tế – Chính trò – xã hội?
2- Đòa điểm xây dựng Nhà máy.
3- Năng suất thiết kế nhà máy và các loại sản phẩm mà Nhà máy sản xuất ra.
Năng suất của Nhà máy thường dựa trên lượng sản phẩm (hoặc lượng nguyên
liệu) mà Nhà máy sản xuất ra (hoặc tiêu thụ) trong một thời gian. Tuy nhiên đôi khi
năng suất của nhà máy cũng được thể hiện bằng số vốn đầu tư xây dựng hoặc doanh
thu hàng năm.
Đối với Nhà máy có nhiều dây chuyền sản xuất, ta phải đề ra năng suất của
từng dây chuyền và năng xuất tổng cộng toàn bộ các dây chuyền trong Nhà máy.
Đối với Nhà máy sản xuất ra nhiều sản phẩm, ta đề ra năng suất tổng cộng và
năng suất của một số mặt hàng chính.
3
4- Các nguồn cung cấp và khả năng cung cấp chủ yếu: bao gồm nguyên liệu
chính, nguyên liệu phụ; điện, nước; nhiên liệu; hơi; nguyên vật liệu phụ; các nguồn
cung cấp nhân công, …
5- Nội dung thiết kế: Thí dụ: thiết kế mặt bằng phân xưởng; thiết kế dây chuyền
sản xuất; thiết kế các hệ thống cấp , thoát nước, điện; thiết kế nồi hơi;…
6- Thời gian và tiến độ hoàn thành công trình, thời gian đưa công trình vào sử
dụng.
7- Dự kiến tổng số vốn đầu tư, ước tính giá thành sản phẩm.
8- ùc tính thời gian hoàn vốn
bò máy móc thiết bò mới nhằm cơ giới hoá, tự động hoá sản xuất là rất cần thiết.
Trong quá trình tiến hành thường xảy ra những vấn đề phức tạp và khó khăn hơn so
với xây dựng mới. Do dó cần tập trung giải quyết những vấn đề sau đây:
- Mâu thuẫn về môi trường bò ô nhiễm bởi độc hại sản xuất gây nên ảnh hưởng đến
sức khoẻ người lao động và cộng đồng dân cư.
- Mâu thuẫn về kỹ thuật, máy móc, công nghệ sản xuất cản trở năng suất lao động;
ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm; nguy cơ gây tai nạn lao động trong quá trình
sản xuất.
- Mâu thuẫn về không gian kiến trúc bên trong gây trở ngại quá trình sản xuất như
vận hành máy móc thiết bò vận chuyển cũng như vấn đề đi lại của con người.
- Mâu thuẫn về tính thẩm mỹ giữa kiến trúc bên trong và bên ngoài nhà máy, không
đảm bảo văn minh đô thò.
Để giải quyết những vấn đề trên, trước khi tiến hành thiết kế cần phải đánh giá
tình trạng môi trường xung quanh theo những tiêu chuẩn sau:
Về công nghệ:
- Kiểm tra lại quy trình công nghệ, xem xét kỹ càng các vấn đề cần sữa chữa, cải
tiến hoặc mở rộng sao cho hợp lý, đảm bảo tính đồng bộ trên cả dây chuyền sau khi
đã sửa đổi.
5
- Tổ chức làm sạch bầu không khí nhằm đảm bảo sức khoẻ và đảm bảo điều kiện
làm việc của công nhân.
- Hạn chế chất thải ra môi trường, tập trung loại bỏ chất bẩn độc hại trong nước
thải, khí thải. Tính toán lại phù hợp với tiêu chuẩn thải độc ra môi trường, đồng thời
có biện pháp kiểm tra, ngăn ngừa thường xuyên. Tốt nhất là thu độc tại chỗ.
Về giải pháp quy hoạch:
- Bố trí các công trình sao cho không gây ảnh hưởng đến các công trình cũ, và
đảm bảo vấn đề giao thông vận chuyển hợp lý.
- Chú ý đến vấn đề cách ly giữa Nhà máy và khu dân cư.
- Bố trí hợp lý nguồn toả bụi, tỏa độc ra môi trường.
Về mặt thẩm mỹ: tạo nên cảnh quan sạch đẹp, văn minh đô thò.
trình độ chuyên môn cao, am hiểu nhiều lónh vực, biết sắp xếp phân công công việc
hợp lý.
- Trong quá trình thiết kế, có thể có những công việc tiến hành song song nhau,
hoặc liên tục nhau. Do đó người chủ trì phải biết sắp xếp để công việc đạt được mục
tiêu, đúng tiến độ.
1.2.
Các giai đoạn thiết kế, nội dung và hình thức của thiết kế.
1.2.1. Các giai đoạn thiết kế và nội dung của bản thiết kế:
Trong thực tế, thiết kế phải tiến hành hai giai đoạn:
o Giai đoạn 1: Điều tra nghiên cứu, tìm hiểu, thu thập tư liệu đầy đủ và xác
minh rõ ràng nhiệm vụ thiết kế.
o Giai đoạn 2: Sau khi nhiệm vụ thiết kế đã được chính thức duyệt y mới
tiến hành thiết kế kỹ thuật.
Trong giai đoạn thứ hai này cũng tiến hành theo ba bước:
+ Thiết kế sơ bộ.
+ Thiết kế kỹ thuật chính thức sau khi thiết kế sơ bộ được duyệt.
+ Thiết kế thi công.
7
1. Thiết kế sơ bộ: Là cụ thể hoá, tính toán chính xác các nhiệm vụ đã nêu trong
nhiệm vụ thiết kế , nêu rõ và cụ thể các khả năng và điều kiện hợp lý của các Nhà
máy đã được chọn lựa.
- Thiết kế công nghệ bao gồm phần nguyên liệu, quy trình công nghệ, thiết bò máy
móc.
- Xác đònh các nguồn cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu, điện, nước, đường xá hạ tầng
cơ sở.
- Xác đònh diện tích, đònh rõ giải pháp các kết cấu của công trình sản xuất, thiết kế
mặt bằng Nhà máy.
- Tính khối lượng xây lắp, xác đònh vống đầu tư, xác đònh khả năng điều kiện thi
công, thời gian thi công, thời gian hoàn thành làn lượt đưa từng công trình vào hoạt
bố trí máy móc thiết bò trong phân xưởng, vẽ mặt cắt bằng, mặt cắt dọc; Bản vẽ hệ
thống đường ống; Bản vẽ sơ đồ hút bụi, thông gió; Bản vẽ sơ đồ hệ thống cấp thoát
nước.
Đối với sinh viên khi thiết kế cần các loại bản vẽ: Bản vẽ mặt bằng Nhà máy
(bao gồm mặt bằng tổng thể, mặt bằng phân xưởng sản xuất); Bản vẽ mặt cắt các
phân xưởng sản xuất (bố trí thiết bò); Bản vẽ các quá trình công nghệ; Bản vẽ sơ đồ
hệ thống cấp, thoát nước và xử lý nước thải.
2. Thiết kế kỹ thuật: Được tiến hành sau khi thiết kế sơ bộ đã được phê duyệt.
Nhiệm vụ: Lần lượt đi sâu vào nghiên cứu phân tích chính xác các nội dung có
trong thiết kế sơ bộ, trong đó:
+ Phải kiểm tra hoặc bổ sung phần công nghệ; phân tích đầy đủ, chi tiết các
khâu, các phương án lựa chọn trên quy trình công nghệ;
+ Tính toán mặt bằng nhà xưởng;
+ Tính toán chính xác lượng hơi, điện, nước cung cấp cho Nhà máy;
+ Tính toán lại hệ thống cấp thoát nước, thông gió;
+ Xác đònh kích thước chính xác các kho chứa nguyên liệu, sản phẩm;
9
+ Xác đònh lại hệ thống giao thông vận chuyển của Nhà máy;
+ Tính toán, kiểm tra lại các hệ thống đảm bảo an toàn lao động.
3. Thiết kế thi công: Bắt đầu sau khi thiết kế sơ bộ được phê duyệt hoặc sau khi thiết
kế kỹ thuật đã được phê duyệt.
Nội dung: Lập chính xác các bản vẽ của mặt bằng Nhà máy, kích thước hệ
thống đường ống dẫn, hệ thống điện, hệ thống cấp thoát nước, …; Thiết lập các bản
vẽ chi tiết các bộ phận khác có đầy đủ kích thước, chất liệu của các kết cấu; Trong
bản vẽ phải đầy đủ các quy cách làm việc, trình tự thi công, các biện pháp đảm bảo
an toàn trong thi công.
Biểu đồ phân phối thời gian và nội dung thiết kế
Thứ tự thời gian thiết kế (tuần) stt
Nội dung thiết kế
9 Thiết kế cấp thoát
nước
x x x x
10
Vẽ các bản vẽ và
duyệt
x x x x x
11
Dự kiến tổ chức
nhân lực
x x
12
Các tính toán về
kinh tế
x x x
13
Hoàn chỉnh, bổ sung
bản vẽ
x x x
14
Đánh máy chính
thức bản thuyết
minh
x x x
15
594x420
297x420
297x210
b/ Khung bản vẽ:
5-10mm
Khung xén bỏ
Khung bản vẽ
Khung tên
Mỗi bản vẽ đều phải có khung, đó là một hình chữ nhật vẽ bằng nét liền đậm.
Khung bản vẽ cách mép khổ giấy 5mm (đối với các khổ 11, 21, 22) và 10mm (đối với
khổ 24,44)
Nếu cần đóng các bản vẽ thành tập thì ở phía trái khung bản vẽ cách mép khổ
giấy 25÷30mm.
11
Trường hợp phải vẽ các sơ đồ lớn, cho phép tăng một chiều giấy lên gấp 2 lần;
2,5 lần v.v… trong khi giữ nguyên một chiều khác.
c/ Khung tên: Mỗi bản vẽ đều phải có khung tên, đó là một hình chữ nhật vẽ
bằng nét liều đậm và luôn luôn đặt phá dưới ở góc phải, sát với khung bản vẽ.
Nội dung của khung tên do từng cơ quan thiết kế quy đònh.Thí dụ:
Trường ĐHBK
TPHCM
Khoa:
Bộ môn:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐÔNG LẠNH THUỶ SẢN NĂNG SUẤT 35 TẤN
1:100 ; 1:500 ; 1:1000 v.v… và ký hiệu là M1:2 v.v…
e/ Ghi kích thước: TCVN 5705-1993: đường dóng, đường kích thước, con số kích
thước.
f/ Các ký hiệu chữ dùng khi ghi kích thước:
Chiều dài L, l Đường kính D, d
Chiều rộng B, b Bán kính R, r
Chiều cao, sâu H, h Thể tích V
Chiều dày δ Góc α, β, γ, θ
12
g/ Các đường ống dẫn ký hiệu như sau
Sản phẩm thực phẩm: dùng màu đen
Nước lạnh: dùng màu xanh lá cây
Hơi nước: dùng màu hồng
Không khí: dùng màu xanh da trời
Khí đốt: dùng màu tím, vàng
Chân không: dùng màu xám tươi
Dầu: dùng màu gụ
Axít: dùng màu xanh ô liu
Kiềm: dùng màu gụ sáng
h/ Mặt cắt các vật liệu ký hiệu như sau: TCVN 7-1993
Tấm gỗ mỏng
Gạch thường
Gỗ ngang thớ
o
o
13
- Cửa sổ:
- Cổng ra vào Nhà máy (cổng chính)
1.3.
Năng suất và cơ cấu của Nhà máy
1.3.1. Cơ cấu của Nhà máy (thành phần của Nhà máy)
Tuỳ theo qui mô của Nhà máy mà xác đònh thành phần của nó.
+ Đối với các Nhà máy trung bình hoặc lớn, trong thành phần có đủ các Phân
xưởng chính và Phân xưởng phụ.
+ Đối với các Nhà máy có năng suất nhỏ thì một số các công trình và Phân
xưởng phụ có thể không cần.
Thí dụ Phân xưởng làm bao bì, Phân xưởng nồi hơi, trạm xử lý nước thải v.v….
Tuy nhiên còn tuỳ theo vò trí xây dựng Nhà máy và khả năng hợp tác trong vùng
để thiết kế xây dựng các công trình phụ.
Thí dụ: Nhà máy cạnh bờ sông hay bờ biển phải triệt đểû lợi dụng vận chuyển
đường thuỷ và phải xây dựng cầu tàu, cần trục, …
Thành phần của Nhà máy còn do tính chất của nó quyết đònh:
thống thiết bò cô đặc hoặc nồi nấu.
Thực phẩm đóng hộp – theo năng suất của máy ghép mí hoặc nồi thanh trùng.
Nước quả – theo năng suất máy ép; ….
Chú ý: Năng suất của từng thiết bò đều do Nhà máy chế tạo ra thiết bò đònh sẵn.
Nhiều khi còn có thể thay đổi tuỳ theo kinh nghiệm của những cơ sở đã sử dụng.
Từ năng suất ca của từng sản phẩm, ta có thể tính ra năng suất năm của toàn
Nhà máy, bằng cách nhân năng suất ca của từng sản phẩm với số ca sản xuất một năm
được tính toán dựa trên thời vụ nhập nguyên liệu vào Nhà máy.
Đối với từng loại sản phẩm, đơn vò để đo năng suất có khác nhau:
15
Thí dụ thực phẩm lỏng như nước quả, rượu, bia tính bằng lít, loại khác như
đường, chè, cà phê tính bằng tấn; thuốc lá tính bằng bao v.v…
Đối với đồ hộp thì phức tạp hơn vì loại sản phẩm trong một Nhà máy rất khác
nhau và thể tích bao bì (hộp) cũng rất khác nhau nên để thống nhất người ta đã chọn
đơn vò đo là 1000 hộp tiêu chuẩn (gọi tắt là 1 túp).
Trong khi tiến hành thiết kế Nhà máy, tùy theo từng loại sản phẩm Nhà máy
sản xuất ra chúng ta chọn bao bì cho phù hợp. Về nguyên tắc khi chọn bao bì cần căn
cứ vào:
o Bản chất của thực phẩm (thòt, cá, rau quả); trạng thái (lỏng, đặc, rắn), hình
dạng của thực phẩm (tròn, vuông)
o Tính chất hoá học của thực phẩm.
o Tính chất hóa học của bao bì.
o Khả năng gia công chế tạo bao bì.
o An toàn khi vận chuyển.
o An toàn cháy nổ.
o Hợp pháp.
o Giá thành rẻ.
1.4.
Một số chú ý trong thiết kế
vận chuyển.
Thí dụ phòng bảo quản lạnh, Phân xưởng chế biến, kho thành phẩm nếu quy mô
quá nhỏ nên bố trí chung trong một ngôi nhà.
− Diện tích và thể tích ngôi nhà cần được sử dụng triệt để: trong những trường
hợp này cần bố trí lại thiết bò trên mặt bằng cho hợp lý để rút ngắn chiều dài ngôi
nhà, hoặc chỉ làm nhà cao lên ở những vò trí đặt thiết bò cao (xem hình vẽ).
− Không cần thiết có những công trình kiến trúc với nghệ thuật cầu kỳ như ở các
nhà hát, rạp xi nê, v.v…. Đồng thời tránh sử dụng những vật liệu đắt tiền nếu không
cần thiết lắm.
− Chú ý áp dụng những kiến trúc rẻ tiền nhưng chất lượng đảm bảo, xây dựng
nhanh chóng.
17
c. Cần chú ý đến khả năng mở rộng
của Nhà máy sau này: Phải để những khoảng
thừa và những khu đất dự trữ phù hợp với hướng hoặc vò trí mà Nhà máy sau này có
thể phát triển ra mà không gây những điều bất hợp lý cho hoạt động sản xuất. Diện
tích dự trữ khoảng 25-30%
d. Số lượng máy móc thiết bò trong Nhà máy chỉ nên vừa đủ, không nên dự trữ quá
nhiều gây lãng phí (những thiết bò quan trọng có thể mua dự trũ thêm 01 máy).
e
.
Cố gắng trong phạm vi có thể cần áp dụng những cải tiến mới, những biện pháp kỹ
thuật nhằm giảm bớt lãng phí trong sản xuất mang lại hiệu quả cao, giảm sức lao
động chân tay ở những nơi vất vả nặng nhọc, độc hại.
f. Phải đảm bảo an toàn lao động cho công nhân.
18
CHƯƠNG 2
cho Nhà máy, …
19
Trong quá trình điều tra khảo sát cần chú ý tất cả các lọai nguyên liệu trong
khu vực xung quanh Nhà máy và kể cả các nơi bên ngoài, xác đònh nguyên liệu chính,
nguyên liệu phụ, nguyên liệu thay thế.
Ngoài vùng nguyên liệu thuỷ sản tự nhiên, hiện nay nguồn nguyên liệu nhân
tạo đang phát triển mạnh có khả năng cung cấp lượng lớn nguyên liệu cho sản xuất.
Tuy nhiên đối với nguồn nguyên liệu này cần phải chú ý nhiều nhất đến dư lượng
kháng sinh trên nguyên liệu do sử dụng trong quá trình nuôi (kháng sinh cũng có thể
có nguồn gốc từ việc bảo quản nguyên liệu)
* Ảnh hưởng của vùng nguyên liệu đến hoạt động sản xuất của Nhà máy thực
phẩm:
- Ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm;
- Ảnh hưởng đến loại sản phẩm;
- Ảnh hưởng đến năng suất của Nhà máy.
Thí dụ: Gạo Nàng Thơm Chợ Đào (Long An) có chất lượng tốt hơn gạo Nàng
Thơm được trồng ở những nơi khác.
Hoặc Nhãn Lồng Hưng Yên thích hợp cho sản phẩm đồ hộp nước đường (vì
quả to, cùi dày) còn ở các nơi khác thích hợp làm sấy khô (cùi mỏng).
Hoặc đối với nguồn nguyên liệu cá cơm đánh bắt tại vùng biển Đảo Phú Quốc-
Kiên Giang là nguồn nguyên liệu tạo nên sản phẩm nước mắm Phú Quốc nổi tiếng.
Còn những nơi khác lại thích hợp cho sản phẩm cá cơm khô.
Vì vậy dựa vào vùng nguyên liệu để quyết đònh các sản phẩm chính, sản phẩm
phụ của Nhà máy.
Tóm lại, vùng nguyên liệu là dữ liệu quan trọng bậc nhất để quyết đònh xây
dựng Nhà máy. Nó quyết đònh đến toàn bộ hoạt động sản xuất của nhà máy. Cho nên
cần phải:
- Khảo sát điều tra kỹ càng các nguồn nguyên liệu.
- Phải có kế hoạch thu mua nguyên liệu: trực tiếp, gián tiếp, bao tiêu sản
phẩm cho người dân,…
thơng tin phải được cập nhật khi các tình huống thay đổi.
- Thơng tin thị trường cần cho việc xác định quy mơ sản xuất, dạng sản phẩm, cơng nghệ
cần phải có, dạng bao gói, …
Copyright: Tài liệu đại học ©