Bài giảng Cơ sở thiết kế nhà máy thực phẩm: Chương 4 - Vũ Thị Hoan

9/16/2010<br /> <br /> Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ<br /> <br /> CHƯƠNG 4<br /> <br /> THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ<br /> <br /> Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ<br /> <br /> I. Khái niệm về công nghệ<br /> * Mô hình hệ thống hoá khái niệm công nghệ:<br /> <br /> I. Khái niệm về công nghệ<br /> * Công nghệ:<br /> - Công là công cụ, máy móc, nhà xưởng.<br /> - Nghệ là trí tuệ, cách thức, phương pháp, chế tạo ra sản phẩm.<br /> * Công nghệ có bốn yếu tố chính:<br /> - Nguyên liệu: đặc điểm của nguyên liệu và những biến đổi<br /> của nguyên liệu trong quá trình chế biến.<br /> - Quy trình công nghệ: phương pháp, cách thức, để làm ra sản<br /> phẩm (phần mềm) → Quy trình công nghệ có thể thay đổi.<br /> - Máy móc, thiết bị, dụng cụ (trang bị kỹ thuật): có nhiều loại<br /> sản phẩm không có máy móc, thiết bị thì không cho ra sản<br /> phẩm được. Trang bị kỹ thuật là phần cứng.<br /> - Kinh tế: quản lý, điều hành xí nghiệp, tiêu thụ sản phẩm : nói<br /> đến hiệu quả sản xuất, quảng cáo, đào tạo, ... Công nghệ<br /> không có tính kinh tế sẽ không thành công.<br /> <br /> Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ<br /> <br /> I. Khái niệm về công nghệ<br /> * Công nghệ: để làm ra sản phẩm cụ thể: làm như thế<br /> nào, bắt chước hay sáng tạo<br /> Công nghệ có thể mua bán, trao đổi được.<br /> * Ví dụ:<br /> ● Từ bột mì → bột nhào : gia công.<br /> ● Từ bột mì → bánh mì : chế biến.<br /> ● Chiên mì ăn liền : dầu gì, lượng dầu chiên, nhiệt độ<br /> chiên, thời gian chiên → bí quyết công nghệ.<br /> <br /> 1<br /> <br /> 9/16/2010<br /> <br /> Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ<br /> <br /> II. Thiết kế công nghệ<br /> 1. Lựa chọn năng suất<br /> a. Định nghĩa: Năng suất là lượng sản phẩm mà nhà máy có<br /> thể sản xuất ra trong một đơn vị thời gian.<br /> Ví dụ : tấn/h, tấn/ngày, tấn/năm, m3/h, m3/ngày, ...(thường<br /> dùng là h, ca, năm).<br /> b. Các loại năng suất:<br /> - Năng suất lý thuyết: là năng suất lớn nhất mà nhà máy có thể<br /> đạt tới trong điều kiện sản xuất lý tưởng → không dùng<br /> trong thực tế sản xuất.<br /> - Năng suất thiết kế: là năng suất nhà máy có thể đạt được<br /> trong những điều kiện sản xuất bình thường thời gian sản<br /> xuất khoảng 300 ngày/năm, (số ngày còn lại nhà máy sẽ<br /> nghỉ lễ, đại tu, tiểu tu, vệ sinh thiết bị).<br /> <br /> Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ<br /> <br /> Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ<br /> <br /> II. Thiết kế công nghệ<br /> 1. Lựa chọn năng suất<br /> b. Các loại năng suất:<br /> NS thiết kế = NS lý thuyết (h) x giờ/ca x ca/ngày x ngày/năm<br /> Lượng sản phẩm/năm<br /> → NS thiết kế trong thực tế khó đạt được.<br /> - Năng suất thực tế: Năng suất thực tế chỉ lấy 90% năng suất<br /> thiết kế có khả năng đạt được. Trong thực tế cũng không đạt<br /> tới 90% trong thời gian đầu.<br /> - Năng suất tối thiểu: là năng suất tương ứng với năng suất hoà<br /> vốn. (Lượng sản phẩm sản xuất ra khi tiêu thụ, tiền lời đủ<br /> bù lại chi phí trong quá trình hoạt động). Khi chọn năng suất<br /> thiết kế cho nhà máy không thể nhỏ hơn năng suất hoà vốn.<br /> <br /> Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ<br /> <br /> II. Thiết kế công nghệ<br /> 1. Lựa chọn năng suất<br /> <br /> II. Thiết kế công nghệ<br /> 1. Lựa chọn năng suất<br /> <br /> c. Cơ sở để lựa chọn năng suất thiết kế:<br /> Dựa vào các yếu tố :<br /> - Nhu cầu của thị trường đối với sản phẩm (hiện tại,<br /> tương lai, thành phố, nông thôn, trong nước, quốc<br /> tế).<br /> - Khả năng chiếm lĩnh thị trường của nhà máy.<br /> - Khả năng cung cấp các yếu tố đầu vào (nhất là<br /> nguyên liệu) : phải đạt số lượng, chất lượng, ít nhất<br /> > 10 năm.<br /> - Khả năng mua công nghệ và thiết bị có năng suất<br /> phù hợp.<br /> - Năng lực tổ chức, điều hành nhà máy, nhân công, ...<br /> <br /> c. Cơ sở để lựa chọn năng suất thiết kế:<br /> - Khả năng vốn đầu tư : thường phân kỳ đầu tư (đầu tư từng<br /> giai đoạn) :<br /> ● Năm 1 : 50% Năng suất thiết kế<br /> ● Năm 2 : 75% Năng suất thiết kế<br /> ● Năm 3 : 90% Năng suất thiết kế<br /> → Ưu điểm : giảm rủi ro khi thị trường biến động, có thời<br /> gian để đào tạo công nhân, củng cố bộ máy tổ chức, giảm<br /> vốn đầu tư ban đầu.<br /> → Nhược điểm : có thể bị cạnh tranh.<br /> ► Trong thiết kế chiến lược sản xuất cho nhà máy phải chú<br /> ý phân kỳ đầu tư.<br /> <br /> 2<br /> <br /> 9/16/2010<br /> <br /> Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ<br /> <br /> II. Thiết kế công nghệ<br /> 2. Lựa chọn mặt hàng sản xuất:<br /> Khi thiết kế năng suất nhà máy, thì chọn một sản phẩm để làm<br /> cơ sở thiết kế nhưng khi thực hiện thì một nhà máy không<br /> nên chọn một sản phẩm, mà phải chọn nhiều sản phẩm<br /> nhưng các sản phẩm này có mối quan hệ với nhau.<br /> Ví dụ : nhà máy sản xuất mì ăn liền, kết hợp với cháo ăn liền,<br /> phở ăn liền, ...<br /> 3. Nguyên liệu - Sản phẩm:<br /> a. Nguyên liệu:<br /> - Giới thiệu tổng quát các nguyên liệu chính, nguyên liệu phụ,<br /> phụ gia của nhà máy.<br /> Ví dụ : nhà máy sản xuất bia có nguyên liệu chính là nước,<br /> malt, nguyên liệu phụ là gạo, phụ gia là chất cho vào để cải<br /> thiện về hương vị, màu sắc (caramel).<br /> <br /> Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ<br /> <br /> II. Thiết kế công nghệ<br /> 4. Quy trình công nghệ:<br /> a. Những nguyên tắc để lựa chọn quy trình công nghệ:<br /> - QTCN phải thể hiện được mức độ hiện đại, mới, được thiết lập<br /> từ những kết quả, thành tựu của nghiên cứu khoa học, sáng<br /> tạo, đồng thời phải được qua thực tế sản xuất chứng minh có<br /> hiệu quả.<br /> - QTCN có khả năng sử dụng nguyên liệu tối đa, hiệu suất cao,<br /> tốn ít thiết bị và năng lượng.<br /> - QTCN có thể tận dụng các phế liệu một cách hợp lý đồng thời<br /> có khả năng xử lý phế liệu đó thành sản phẩm mới.<br /> Ví dụ : nhà máy xay xát → cám → trích ly dầu.<br /> - QTCN phải có mức độ cơ giới hoá cao, sản xuất liên tục.<br /> - QTCN có giá thành chuyển nhượng thấp, phù hợp với vốn đầu<br /> tư.<br /> ► Hiện nay có nhiều QTCN trong nước vẫn sản xuất được, giá<br /> chuyển nhượng thấp, phù hợp với điều kiện Việt Nam.<br /> <br /> Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ<br /> <br /> II. Thiết kế công nghệ<br /> 3. Nguyên liệu - Sản phẩm:<br /> a. Nguyên liệu:<br /> - Giới thiệu thành phần, tính chất, đặc điểm, tiêu chuẩn của<br /> nguyên liệu, cách và nguồn thu mua nguyên liệu, cách bảo<br /> quản nguyên liệu.<br /> Ví dụ:<br /> * Thóc, bột mì thì phải bảo quản nơi có mái che → nguy cơ bị<br /> mối mọt, sâu bọ.<br /> * Chế biến rau quả tươi, cá lạnh đông → phải có kho lạnh<br /> - Kiểm tra chất lượng nguyên liệu của nhà máy : tuỳ theo từng<br /> loại nguyên liệu mà đưa ra các thông số cần kiểm tra,<br /> phương pháp kiểm tra và yêu cầu: kiểm tra chính xác,<br /> nhanh, và đề ra chu kỳ kiểm tra<br /> b. Sản phẩm: chính phẩm, thứ phẩm, phế phẩm, cách xử lý,<br /> thời gian bảo quản, phương pháp bảo quản.<br /> <br /> Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ<br /> <br /> II. Thiết kế công nghệ<br /> 4. Quy trình công nghệ:<br /> b. Cơ sở để lựa chọn QTCN:<br /> - Tham khảo sách giáo khoa, sách chuyên môn, tạp chí khoa<br /> học công nghệ<br /> - Tài liệu :<br /> ● Lấy từ catolog, trong các cuộc hội thảo, hội nghị, triển lãm.<br /> ● Thu thập trong quá trình tham quan nhà máy, xí nghiệp<br /> trong nước và nước ngoài.<br /> - Từ tài liệu tìm được, phân tích ưu nhược điểm của từng<br /> QTCN → lựa chọn QTCN thích hợp.<br /> c. Cách mô tả QTCN: QTCN được mô tả bằng các quá trình,<br /> và liên hệ có logic giữa đầu vào và đầu ra.<br /> - Cách 1 : Dạng sơ đồ khối<br /> - Cách 2 : Dạng sơ đồ thiết bị → biểu diễn sự kết nối của các<br /> thiết bị.<br /> <br /> 3<br /> <br /> 9/16/2010<br /> <br /> Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ<br /> <br /> II. Thiết kế công nghệ<br /> 4. Quy trình công nghệ:<br /> c. Cách mô tả QTCN :<br /> Ví dụ : Quy<br /> trình công<br /> nghệ sản<br /> xuất nước<br /> tương bằng<br /> phương<br /> pháp hoá<br /> học<br /> <br /> Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ<br /> <br /> II. Thiết kế công nghệ<br /> 4. Quy trình công nghệ:<br /> <br /> d. Thuyết minh QTCN:<br /> Ví dụ: Trong quá trình sản xuất tinh bột từ khoai mì<br /> - Giai đoạn ngâm rửa :<br /> ● Mục đích : làm sạch, khi ngâm nước vào → Dễ xay nghiền và<br /> khi nghiền hạt tinh bột dễ tách ra.<br /> ● Các biến đổi : vật lý.<br /> - Giai đoạn cắt khúc :<br /> ● Mục đích : nhỏ → Dễ xay nghiền<br /> ● Các biến đổi : vật lý (thay đổi hình dạng)<br /> ► Dựa vào mục đích của từng quá trình, những biến đổi của<br /> nguyên liệu trong quá trình ấy → Lựa chọn thiết bị thích hợp.<br /> Ví dụ :<br /> - Các quá trình phân riêng : lắng, lọc, ly tâm, ...<br /> - Các quá trình làm nhỏ : xay, nghiền, ...<br /> <br /> Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ<br /> <br /> II. Thiết kế công nghệ<br /> 4. Quy trình công nghệ:<br /> <br /> d. Thuyết minh QTCN: nhằm nêu mục đích, nhiệm vụ,<br /> chỉ tiêu cần đạt được.<br /> Yêu cầu: Rõ ràng, mạch lạc, tránh sự trùng lắp. Có thể<br /> thuyết minh từ khâu nguyên liệu đến sản phẩm hoặc<br /> trình bày từng công đoạn.<br /> - Nguyên liệu : tính chất và yêu cầu chất lượng của<br /> nguyên liệu.<br /> - Ở mỗi công đoạn :<br /> * Mục đích và bản chất của quá trình.<br /> * Các quá trình biến đổi.<br /> * Các thông số của quá trình đó.<br /> * Thiết bị.<br /> <br /> Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ<br /> <br /> III. Tính cân bằng vật chất<br /> <br /> ◙ Khi tính cân bằng vật chất có nhiều cách tính:<br /> - Dựa vào công thức tính toán có sẵn.<br /> - Dựa vào số liệu có sẵn của nguyên liệu ban đầu.<br /> - Dựa vào số liệu có sẵn của sản phẩm rồi tính ngược từ<br /> dưới lên.<br /> ◙ Ý nghĩa:<br /> - Tính được lượng đầu vào và đầu ra của từng công đoạn<br /> → Chọn thiết bị.<br /> - Xác định được lượng nguyên liệu, phụ liệu cần cho sản<br /> xuất → Đề ra kế hoạch sản xuất.<br /> - Xác định tổn thất, lượng phế liệu → Xác định kho chứa<br /> hợp lý.<br /> - Từ số liệu cân bằng phục vụ cho tính toán về kinh tế,<br /> điện, nước.<br /> <br /> 4<br /> <br /> 9/16/2010<br /> <br /> Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ<br /> <br /> III. Tính cân bằng vật chất<br /> Phân xưởng<br /> sản xuất mì ăn<br /> liền năng suất<br /> 40 – 45<br /> tấn/ngày với<br /> bốn dây<br /> chuyền hoạt<br /> động liên tục<br /> trong 3 ca<br /> (mỗi ca 8<br /> tiếng).<br /> 1. Sơ đồ quy<br /> trình công<br /> nghệ :<br /> <br /> Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ<br /> <br /> IV. Tính toán và lựa chọn thiết bị:<br /> 1. Nguyên tắc tính toán và lựa chọn thiết bị:<br /> ● Khi tính toán, lựa chọn thiết bị cần chú ý:<br /> * Năng suất phù hợp. Sau đó xét đến diện tích chiếm chỗ,<br /> năng lượng tiêu hao cho máy hoạt động.<br /> * Máy cho sản phẩm có chất lượng đạt yêu cầu.<br /> * Tuổi thọ của máy phù hợp với hoạt động của máy, dễ sử<br /> dụng, dễ sửa chữa, thay thế phụ tùng.<br /> * Máy móc phải được trang bị đầy đủ thiết bị kiểm tra, đo<br /> lường.<br /> * Phải lựa chọn thiết bị chính trước. Sau đó căn cứ vào khoảng<br /> cách của các thiết bị trong nhà máy ta chọn thiết bị trung<br /> gian (băng tải, gàu tải, băng chuyền), vựa chứa.<br /> <br /> Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ<br /> <br /> IV. Tính toán và lựa chọn thiết bị: Phân biệt:<br /> ◙ Thiết bị là không có động cơ<br /> ◙ Máy là thiết bị có động cơ<br /> ◙ Dụng cụ là bộ phận đi kèm<br /> 1. Nguyên tắc tính toán và lựa chọn thiết bị:<br /> ● Dựa vào lượng bán thành phẩm và thành phẩm → Xác định<br /> năng suất của thiết bị → Lựa chọn và dựa vào kinh nghiệm.<br /> ● Tại sao phải tính và lựa chọn thiết bị:<br /> * Cùng một quá trình sẽ có nhiều nhóm thiết bị khác nhau.<br /> * Có nhiều hãng cung cấp (cùng một máy).<br /> * Tuổi thọ và năng suất của thiết bị: lựa chọn sao cho tránh<br /> thiết bị hư hỏng trước khi dự đoán.<br /> <br /> Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ<br /> <br /> IV. Tính toán và lựa chọn thiết bị:<br /> 1. Nguyên tắc tính toán và lựa chọn thiết bị:<br /> <br /> ● Sau khi lựa chọn xong, ta lập bảng tổng hợp, ghi chép<br /> lại các thông số:<br /> * Nhãn hiệu, nơi sản xuất, năm sản xuất.<br /> * Năng suất.<br /> * Kích thước chính của thiết bị: chiều dài, chiều rộng,<br /> chiều cao, đường kính, trọng lượng<br /> * Công suất, số vòng quay, ..., nếu trong nhà máy đã có<br /> sẵn động cơ thì phải ghi lại các thông số chính của động<br /> cơ.<br /> * Đối với các thiết bị điện cần ghi bề mặt truyền nhiệt (để<br /> sau này tính lại cân bằng nhiệt, nhiên liệu tiêu thụ).<br /> * Ghi các đường kính của ống dẫn nước, hơi nước, nhiên<br /> liệu, khí, để lập hồ sơ và chọn ống thích hợp.<br /> <br /> 5<br /> <br />