Luận văn Tìm hiểu về cà chua và quy trình sản xuất sản phẩm

Luận văn TÌM HIỂU VỀ CÀ CHUA VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT SẢN PHẨM MỤC LỤC TỔNG QUAN TÌM HIỂU VỀ CÀ CHUA VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT SẢN PHẨM 1. Giá trị dinh dưỡng của sản phẩm Trang 2 2. Tổng quan về nguyên vật liệu sản xuất Trang 3 3. Vận chuyển, tiếp nhận và bảo quản nguyên liệu cà chua Trang 7 TỔNG QUAN TÌM HIỂU VỀ PHƯƠNG ÁN SẢN XUẤT SẢN PHẨM 1. Quy trình trình công nghệ Trang 11 2. Các phương án lựa chọn Trang 13 PHÂN TÍCH ƯU NHƯỢC ĐIỂM TỪNG PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN KHẢ THI 1. Lựa chọn máy rửa Trang 19 2. Lựa chọn máy xé tơi (băm, xay,..): Trang 22 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG RỬA, BĂM CÀ CHUA Nguyên lý hoạt động Trang 24 CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC CHO HỆ THỐN BĂNG TẢI, MÁY RỬA VÀ MÁY BĂM Thông số băng tải: Trang 26 Máy băm Trang 28 Máy rửa thổi khí Trang 29 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỀN CHO HỆ THỐNG Sơ đồ cảm biến mực nước: Trang 34 Sơ đồ mạch khởi động động cơ bơm nước và thổi khí Trang 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang 37 A. TỔNG QUAN TÌM HIỂU VỀ CÀ CHUA VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT SẢN PHẨM 1. Giá trị dinh dưỡng của sản phẩm -         Quả cà chua được chế biến thành nhiều dạng khác nhau và được dùng trong các bữa ăn hàng ngày của người Việt Nam nhằm mục đích làm tăng thêm giá trị dinh dưỡng và tạo nên vẻ đẹp bắt mắt trong việc trình bày các món ăn. -         Hàm lượng sinh tố: khi cà chua chín màu đỏ tươi của cà chua tạo nên vẻ đẹp rất bắt mắt trong việc trình bày các món ăn. Màu đỏ của cà chua cũng cho thấy hàm lượng Vitamin A thiên nhiên trong cà chua cao, trung bình 100g cà chua chín tươi sẽ đáp ứng được 13% nhu cầu hằng ngày về Vitamin A, Vitamin C, ngoài ra còn có Vitamin B1, B2.. Sắc tố hồng có trong quả cà chua có thể làm giảm chỉ số thương tổn da xuống 40% đặc biệt là những quả cà chua chín đỏ -         Cà chua cung cấp ít năng lượng do vậy thích hợp với người sợ mập. -         Khoáng vi lượng: Canxi, sắt, kali, phospho, lưu huỳnh, niken, iot, các axit hữu cơ dưới dạng muối citrat, malat và tuỳ môi trường trồng mà cà chua còn có đồng, molibden. -         Hợp chất caroten trong quả cà chua là chất có khả năng chống oxi hoá phổ biến. Ngoài tác dụng làm tiền chất tạo ra vitamin A giúp cho sự đổi mới tế bào, hợp chất caroten còn có tác dụng bảo vệ mạnh mẽ tế bào, bảo vệ niêm mạc, miệng, mũi, đường hô hấp… -         Hàm lượng Vitamin C có tác dụng ngăn ngừa nhiễm trùng, giảm nhẹ dị ứng do các nguyên nhân như khói bụi. Ngoài ra Vitamin C còn có tác dụng chống oxi hoá, còn giúp cho cơ thể hấp thụ tốt các chất vi lượng cần thiết cho cơ thể như: Cu, Zn -         Ngoài ra, cà chua còn chứa nhiều hợp chất hóa thực vật khác và chất xơ giúp cho cơ thể bài xuất cholesterol, giảm cục máu đông, đề phòng các tai biến của bệnh tim mạch, bệnh béo phì -         Cà chua rất giàu lycopen có khả năng Lycopene là chất chống oxy hoá rất tích cực, nó có khả năng ngăn ngừa sự hình thành oxy hoá LDL, cholesterol có hại trong máu, từ đó sẽ ngăn chặn được chứng xơ vữa động mạch và các nguy cơ dẫn tới đột quỵ. Lycopene được coi là có khả năng ngăn ngừa sự hình thành các gốc tự do gây ung thư như ung thư vú, tuyến tiền liệt, tuyến tụy và đại tràng. Cơ thể chúng ta không có khả năng tự tổng hợp chất lycopene, chính bởi thế bạn phải “thu nhận” nó từ bên ngoài qua chế độ ăn uống hàng ngày. Và trong các loại thực phẩm cà chua giữ” ngôi vị quán quân”có chứa rất nhiều lycopene. -         Theo y học cổ truyền, cà chua vị ngọt chua, tính mát, có công dụng thanh nhiệt, chỉ khát, dưỡng âm và lương huyết, thường được dùng để chữa các chứng bệnh như nhiệt bệnh phiền khát, môi khô hang khát do vị nhiệt, can âm bất túc, hay hoa mắt chóng mặt, âm hư huyết nhiệt, chảy máu cam, chảy máu chân răng, tiêu hoá kém, loét dạ dày, huyết áp cao… 2. Tổng quan về nguyên vật liệu sản xuất 2.1 Nguyên liệu cà chua  2.1.1 Giới thiệu chung về cây cà chua -         Cây cà chua có tên khoa học là Lycopesium esculentum, có nguồn gốc từ Nam Mỹ, là loại rau ăn quả, họ Cà (Solanaceae). Cây cà chua có 2 loại hình sinh trưởng: có hạn và vô hạn. Cà chua là cây dài ngày, tự thụ phấn. -         Cây cà chua có thể sinh trưởng trên nhiều loại đất khác nhau như đất sét, đất cát, đất pha cát,có độ pH= 6 – 6,5. Đất có độ ẩm cao và ngập nước kéo dài sẽ làm giảm khả năng sinh trưởng của cây cà chua. Nhiệt độ thích hợp cho cà chua để đạt năng suất cao, chất lượng tốt là khoảng 21 – 24 độ C và thời tiết khô. -         Ở Việt Nam, cây cà chua được xếp vào các loại rau có giá trị kinh tế cao, diện tích trồng cà chua lên đến chục ngàn ha, tập trung chủ yếu ở đồng bằng và trung du phía Bắc. Hiện nay có một số giống chịu nhiệt mới lai tạo chọn lọc có thể trồng tại miền Trung, Tây Nguyên và Nam Bộ nên diện tích ngày càng được mở rộng. Nhiều giống cà chua lai ghép chất lượng tốt được phát triển mạnh ở Đà Lạt, Lâm Đồng. Một số giống cà chua chất lượng đã được xuất khẩu ra thị trường thế giới. -         Thời vụ :một năm có thể trồng 4 vụ cà chua: Vụ sớm, gieo hạt vào cuối tháng 7 đầu tháng 8; Vụ chính gieo cuối tháng 9 đến đầu tháng 10 Vụ muộn gieo từ tháng 11 đến giữa tháng 12 Vụ xuân gieo từ tháng 1 – 2 năm sau. -         Có nhiều giống cà chua đang được trồng ở Việt Nam. Có thể chia cà chua thành 3 loại dựa vào hình dạng: Cà chua hồng: quả có hình dạng quả hồng, không chia múi. Thịt quả đặc, nhiều bột, lượng đường trong quả cao. Năng suất thường đạt 25 – 30 tấn/ha. Các giống thường gặp: Ba Lan, hồng lan của Viện cây lương thực; giống 214; HP5; HP1 của Hải Phòng… Cà chua múi: quả to, nhiều ngăn tạo thành múi, là giống cây sinh trưởng vô hạn, thời gian sinh trưởng dài, năng suất và khả năng chống chịu khá nhưng chất lượng không bằng cà chua hồng. Cà chua bi: quả nhỏ, chua, giá trị thấp, thường dùng làm nguyên liệu tạo giống. -         Quả cà chua có nhiều kích cỡ và màu sắc khi chín khác nhau (vàng, da cam, hồng, đỏ…) nhưng cà chua màu đỏ giàu chất dinh dưỡng và các hợp chất có hoạt tính sinh học nhất. Trong số các loại rau, củ, quả dùng làm rau thì cà chua là thực phẩm chứa vitamin, chất khoáng và nhiều chất có hoạt tính sinh học nhất, là thực phẩm có lợi cho sức khỏe được dùng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới.. 2.1.2 Thành phần hóa học  Glucid: Hàm lượng glucid trong cà chua phụ thuộc vào loại nguyên liệu và điều kiện trồng trọt, chiếm khoảng 4 – 8%. Trong thành phần glucid bao gồm các chất: Đường: 2 – 5%, phần lớn là fructose, glucose còn sacharose chiếm rất ít (<0.5%) (cần chú ý khi tiến hành cô đặc thì phải tiến hành cô đặc ở nhiệt độ thấp để giảm bớt mức độ xảy ra phản ứng melanoidin hay caramen hóa sẽ làm thành phẩm có màu tối kém hấp dẫn). Tinh bột: chỉ có ở dạng vết khoảng  0.07% – 0.26%. Trong quá trình chín, tinh bột sẽ chuyển thành đường. Cellulose: có nhiều trong quả xanh, càng chín thì hàm lượng càng giảm dần.. Pecin: có nhiều khi quả chín (pectin có khả năng tạo nhớt cao, góp phần tạo độ paste cho sản phẩm vì vậy cần chú ý nhiệt độ khi chế biến tránh phá hủy cấu trúc pectin). Acid hữu cơ: Hàm lượng acid chung của cà chua chín trung bình khoảng 0.4% (theo acid malic), pH  = 3.1 – 4.1, ngoài ra còn có acid citric và lượng nhỏ acid tatric. Khi còn xanh, acid ở dạng tự do. Khi chín nó có dạng muối acid. Môi trường chua làm môi trường tốt cho sự phát triển của các loại nấm men, nấm mốc nhưng các vi khuẩn ưa nhiệt lại rất kỵ môi trường này. Bởi vì các nấm men, nấm mốc dễ dàng bị tiêu diệt khi gia nhiệt nên đồ hộp sản xuất từ cà chua thường chỉ cần thanh trùng ở nhiệt độ 80 – 100oC. Nitơ: Nitơ trong cà chua khoảng 1%, lúc còn xanh, nitơ ở dạng tự do, khi chín nó bị phân hủy thành acid amin. Hàm lượng trung bình của bốn acid amin quan trọng (mg/gN) Lysine: 180 Methionine: 40 Cystine: 40 Trytophan: 50 Khoáng: Gồm có: Bảng 2.1:  Hàm lượng chất khoáng trong 100g cà chua Na Ca Mg Fe Zn Hàm lượng(μg/100g) 3 13 11 0.4 0.2 Chất chát: Ở cà chua thường có vị đắng, hăng đó là do có chứa glucosid solanin. Bảng 2.2: Số lượng solanin theo độ chín của cà chua Cà chua Xanh Ửng Chín Solanin 4 mg% 5 mg% 8 mg% Sắc tố: Trong cà chua thường có sắc tố thuộc nhóm carotenoid như carotene, lycopen, xantophyl. Ở quả xanh còn có chlorophyll. Tùy theo mức độ chín mà các sắc tố kia tăng dần nên màu của quả trở nên đậm hơn. Bảng 2.3: Các sắc tố trong cà chua theo độ chín Sắc tố cà chua Còn xanh Nửa chín Chín Lycopen 0.11 0.84 7.85 Carotene 0.16 0.43 0.73 Xantophyl 0.02 0.05 0.06 Trong quá trình đun nóng và xé nhỏ thì hàm lượng caroten bị tổn thất khoảng 16 – 20%. Mặt khác do caroten là tiền chất để tạo ra vitamin A, do vậy trong quá trình đun nóng dưới tác dụng của nhiệt độ đặc biệt nếu như đun nóng lâu và ở nhiệt độ cao thì các vitamin A bị phá hủy, từ đó các caroten cũng bị phá hủy. Do vậy hàm lượng caroten bị tổn thất trong quá trình đun nóng làm giảm màu sắc của cà chua trong quá trình chế biến. Mặt khác công đoạn xé tơi để phục vụ cho công đoạn đun nóng cũng làm cho hàm lượng caroten bị tổn thất. Màu sắc của cà chua bị biến đổi chính là do các phản ứng hóa học giữa các sắc tố có trong cà chua và ion kim loại như các lưỡi dao dùng để xé nhỏ hay các dụng cụ chứa đựng làm bằng đồng, sắt. Vitamin: Vitamin K (7,9 μg/100g) Vitamin C (40mg/100g) Beta-caroten (393 μg/100g) Các thành phần khác: Cà chua chứa pectinase, khi càng chín enzyme này càng nhiều. 2.1.3 Yêu cầu nguyên liệu và đặc điểm cần chú ý  Quả cà chua gồm có vỏ, thịt quả, dịch quả và hạt. Sát vỏ quả là thành ngoài, bên trong quả chia thành nhiều buồng hạt (2 – 20 buồng hạt) được ngăn cách bởi những thành trong. Giữa buồng hạt là khoảng trống chứa đầy dịch quả và hạt. Lượng hạt trong quả ít buồng hạt nhiều hơn quả có nhiều buồng hạt. Thành quả nhất là thành trong có hàm lượng chất khô cao. Khi chế biến cà chua cô đặc, vỏ và hạt trở thành phế liệu, do đó cần chọn giống có ít vỏ và hạt (chiếm 2 – 3% khối lượng quả). Cà chua thu hái khi vừa chín tới, vỏ đỏ đều, không quan trọng kích thước. Thời gian chờ đợi chế biến không quá 48 giờ. 2.1.3 Yêu cầu nguyên liệu và đặc điểm cần chú ý  Quả cà chua gồm có vỏ, thịt quả, dịch quả và hạt. Sát vỏ quả là thành ngoài, bên trong quả chia thành nhiều buồng hạt (2 – 20 buồng hạt) được ngăn cách bởi những thành trong. Giữa buồng hạt là khoảng trống chứa đầy dịch quả và hạt. Lượng hạt trong quả ít buồng hạt nhiều hơn quả có nhiều buồng hạt. Thành quả nhất là thành trong có hàm lượng chất khô cao. Khi chế biến cà chua cô đặc, vỏ và hạt trở thành phế liệu, do đó cần chọn giống có ít vỏ và hạt (chiếm 2 – 3% khối lượng quả). Cà chua thu hái khi vừa chín tới, vỏ đỏ đều, không quan trọng kích thước. Thời gian chờ đợi chế biến không quá 48 giờ. 3. Vận chuyển, tiếp nhận và bảo quản nguyên liệu cà chua 3.1 Vận chuyển và tiếp nhận nguyên liệu cà chua  -           Nguyên liệu cà chua được tiếp nhận từ Đà Lạt và Lâm Đồng (chất lượng giống ở đây rất tốt). -           Quả có màu hồng hoặc chín đỏ thường được thu hoach do nhu cầu của nhà chế biến sản phẩm cà chua cô đặc. Nhưng trong suốt quá trình vận chuyển, cà chua chín – xanh có thể chịu được điều kiện bề mặt lưu trữ ráp, xù xì tốt hơn, vì thế mà việc tổn thất chất lượng và số lượng là tối thiểu. -           Ở đây, chúng ta sẽ tiếp nhận nguyên liệu cà chua vừa chín tới, vỏ chín đều (dùng để sản xuất liền). Đồng thời chúng ta cũng sẽ tiếp nhận nguyên liệu cà chua chín xanh (nguồn nguyên liệu dự trữ, tránh ngừng trệ trong sản xuất). -           Nguyên liệu cà chua được vận chuyển về nhà bằng phương tiện chính là ô tô. Do ô tô có thể vận chuyển nguyên liệu từ nơi thu hái rau quả đến nhà máy một cách dễ dàng, thời gian vận chuyển nhanh, việc bốc dỡ đơn giản (giả thuyết là nhà máy đặt tại thành phố Đà Lạt hay tỉnh Lâm Đồng). -           Do vận chuyển là một trong những công đoạn quan trọng trong xử lý cà chua bởi vì bất cứ một thiếu sót nào trong hệ thống này (như điều kiện vận chuyển nghèo nàn, thao tác cẩu thả, những sự chậm trễ) đều có thể dẫn đến những hao hụt nghiêm trọng.   -           Những phương tiện vận chuyển chủ yếu thường không được làm lạnh. Để hạn chế thấp nhất những hao tổn, cần lưu ý một số điểm sau: Cách thức xếp hàng phù hợp –  đối với các sọt tre,  đặt các tấm gỗ ngăn nằm ngang giữa các lớp trong khối hàng  để tránh làm hỏng quả  ở các lớp phía dưới. Với các loại bao bì như thùng gỗ hoặc sọt nhựa thì không cần thiết. Giữ chặt các thùng hàng trong một khối, đảm bảo cho các thùng hàng trong cùng một khối để giữ chúng không bị trật ra khỏi khối trong suốt quá trình vận chuyển, điều có thể dẫn tới sự hư hỏng lớn. Cần che phủ để tránh mưa, nắng và gió to. Sử dụng vải bạt để che phủ tránh mưa ướt, phơi sản phẩm dưới trời nóng và dưới trời gió mạnh trong quá trình vận chuyển. Quả bị ẩm ướt sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của vi khuẩn và thối hỏng, còn việc phơi nắng sẽ làm quả bị nóng lên. Phơi bày quả dưới tốc độ gió cao dẫn đến sự mất hơi nước và làm héo quả. Cần đảm bảo sự thông khí thích hợp để tránh hiện tượng nóng cục bộ hoặc sự yếm khí làm tăng nhiệt độ và hàm lượng ethylen. Khi vận chuyển cần che phủ cẩn thận bằng vải bạt và tấm ngăn gió được làm bằng tấm Gl phẳng đặt cao hơn cabin. 3.2 Bảo quản nguyên liệu cà chua  -         Quá trình bảo quản nguyên liệu càng ngắn, nguyên liệu càng ít biến đổi về thành phần dinh dưỡng, đồng thời các vi sinh vật càng ít có điều kiện phá hoại.  -         Trong quá trình bảo quản nguyên liệu thì các quá trình sinh hóa trong rau quả sau khi thu hái vẫn tiếp tục xảy ra.  3.2.1 Phân loại và tuyển chọn trước khi đưa vào bảo quản  -         Sau khi vận chuyển nguyên liệu cà chua về thì chúng ta phải tiến hành phân loại và tuyển chọn trước khi đưa vào bảo quản.  -         Bắt đầu bằng việc phân biệt những quả có chất lượng tốt với những quả kém chất lượng, hoặc bị khuyết tật (những quả bị rạn nứt, biến dạng, thối hỏng, bị côn trùng hại, hoặc bị các vết thương vật lý). Những quả tốt sau đó sẽ tiếp tục được phân loại theo mức độ chất lượng, dựa vào kích thước và độ chín. -         Phân loại và tuyển chọn sẽ tránh được sự hư hỏng sớm của quả. Nếu để lẫn các loại quả khác nhau về chất lượng, quả bị bệnh hoặc bị tổn thương với các quả lành lặn sẽ làm tăng tỷ lệ thối hỏng, vì quả chất lượng kém hoặc quả bị tổn thương rất nhạy cảm với sự phát sinh bệnh, dễ dàng bị nhiễm bệnh từ quả bị bệnh, và có thể dẫn đến hư hỏng cả những quả lành lặn khác. Quả bị bệnh hoặc bị tổn thương cơ giới thường sản sinh ra nhiều ethylene, một hoocmon thúc đẩy quá trình chín và già hoá. Vấn đề này sẽ trở nên nguy hiểm nếu quả được tiêu thụ ở thị trường xa, những nơi mà thời gian vận chuyển có thể phải kéo dài 3 – 5 ngày, nhiệt độ sẽ tăng, tạo điều kiện thuận lợi cho bệnh phát triển. Cũng không nên để lẫn quả chưa chín với quả chín, đặc biệt là trong suốt thời gian dài vận chuyển và lưu trữ, vì quả chín sẽ sinh ra lượng ethylene cao, gây ra sự chín sớm của những quả chưa chín. 3.2.2 Quy cách sắp xếp -           Quy cách sắp xếp nguyên liệu phải hợp lý đồng thời bao bì sử dụng phải phù hợp. Cà chua được xếp thành chồng, cao  khoảng 1.5 m. Các chồng nguyên liệu được xếp theo hình dích dắc để tránh việc thông gió quá mạnh làm nguyên liệu dễ mất nước. -           Có nhiều loại bao bì khác nhau được sử dụng để bảo quản cà chua nhưng phổ biến nhất sọt nhựa mặc dù chúng khá đắt, nhưng vẫn được giới thiệu bởi chúng rắn chắc và có thể tái sử dụng, hoặc trả lại, chúng có bề mặt mềm và dễ vệ sinh và có thể xếp thành chồng cao. -           Để tránh hoặc hạn chế thấp nhất các thương tổn vật lý và những hao tổn khác ở quả, khi bao gói cần chú ý thực hiện những điểm sau: Sử dụng bao bì sạch. Những bao gói chứa từ 40-50 kg là quá nặng. Người đóng gói thường làm rơi hoặc ném chúng hơn là nhấc chúng lên một cách nhẹ nhàng trong suốt quá trình đóng gói và vận chuyển. Đối với nguyên liệu cà chua chúng ta nên đựng trong bao bì khoảng 6 – 7kg. Sử dụng những vật lót và vật đệm hoặc những vật liệu dùng để lót như giấy báo, lá…. Với thùng gỗ, có thể dán sẵn những tấm bìa các tông mỏng phía bên trong.   Không sử dụng những vật chứa quá sâu vì sẽ dễ làm tổn thương quả ở phần đáy. Chỉ đóng vừa đủ dung tích chứa của bao bì. Không được ấn quá chặt hoặc đóng quá đầy dẫn đến những tổn thương do bầm dập. Đóng gói những quả có cùng  độ chín trong cùng một bao bì. Nếu xếp lẫn những quả chín với những quả chưa chín có thể dẫn đến sự chín ép của những quả chưa chín và làm tăng hư hỏng ở những quả chín từ trước. Giữ cố định quả trong bao bì làm cho quả không xê dịch trong suốt quá trình đóng gói và vận chuyển và hạn chế thấp nhất hư hỏng do va đập. Có thể cố định quả bằng cách lắc nhẹ bao bì trong quá trình đóng gói để lấp đầy các khoảng trống. Bao bì được làm đầy tới 1/3 dung tích chứa và lắc nhẹ; sau đó tiếp tục làm đầy đến 2/3 dung tích chứa và lắc lại bao bì lần nữa. Tiếp tục quá trình này cho đến khi bao bì được làm đầy khít. Cần thao tác cẩn thận trong suốt quá trình đóng gói (như không để rơi quả…) Buộc chặt bao bì bằng dụng cụ chuyên dụng hoặc dây buộc. Xếp vào nơi mát. 3.2.3 Thời gian bảo quản -           Bảo quản cà chua xanh, làm chậm chín thì cần giữ ở nhiệt độ 10oC, RH khoảng 80 – 90%,  bảo quản được 4 – 6 tháng. Nếu ở 4 – 5oC thì quá trình sinh lý của cà chua bị phá hủy và cà mất khả năng chín. -           Bảo quản cà chua xanh nhưng muốn chúng nhanh chính thì cần giữ nhiệt độ 20 – 25oC trong 1 tuần. -           Bảo quản cà vừa chín tới thì bảo quản ở nhiệt độ thường không quá 2 ngày. -           Bảo quản cà chín đỏ, mềm thì bảo quản 2 – 3oC trong 1 ngày. 3.2.4 Kho bảo quản  -           Khi bảo quản nguyên liệu cà chua trong thời gian ngắn, chúng ta dùng các kho nguyên liệu đặt gần xưởng chế biến. Kho cần thoáng, sạch sẽ, cao ráo và không cần phải thông gió nhân tạo, vì sẽ làm hơi nước ở nguyên liệu bốc đi nhiều. -           Khi bảo quản nguyên liệu cà chua trong thời gian dài, chúng ta sử dụng kho lạnh hoặc môi trường khí cải tiến. B. TỔNG QUAN TÌM HIỂU VỀ PHƯƠNG ÁN SẢN XUẤT SẢN PHẨM 1. Quy trình trình công nghệ 1.1. Nguyên liệu -Cà chua để sản xuất là loại có cùi dày, nhiều thịt quả, ít hạt và thu hái khi vừa chín tới, vỏ đỏ đều và trong quá trình thu hái ngắt bỏ cả cuống quả để khi vận chuyển không gây tổn thương quả do đè nén. -Cà chua đưa vào sản xuất phải đạt độ chín kĩ thuật. Khi chế biến cà chua cô đặc, vỏ và hạt trở thành phế liệu, do đó cần chọn giống có ít vỏ và hạt (tỷ lệ vỏ và hạt chiếm tỷ lệ 2÷3% khối lượng quả). Đối với quả to (trên 100g), hình cầu, màu đỏ đều có tỷ lệ phế liệu thấp. Hàm lượng chất khô trong cà chua là chỉ tiêu phẩm chất quan trọng nhất, vì độ khô cao thì ít tốn nguyên liệu và nâng cao năng suất của thiết bị cô đặc. Hàm lượng chất khô của cà chua Việt Nam là 5÷7%. Không sử dụng những quả còn xanh hoặc quá chín vì sẽ gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. -Cà chua sau khi thu hái được vận chuyển về nhà máy, sử dụng sọt tre để đựng cà chua. Khi bốc xếp cà chua phải nhẹ nhàng, tránh làm xay xát, dập nát, quá trình vận chuyển phải nhanh chóng. 1.2. Lựa chọn Phân loại và tuyển chọn sẽ xác định chất lượng và giá thành của sản phẩm hàng hóa khi đưa ra thị trường. Phân loại và tuyển chọn sẽ tránh được sự hư hỏng sớm của quả. Nếu để lẫn các loại quả khác nhau về chất lượng, quả bị bệnh hoặc bị tổn thương với các quả lành lặn sẽ làm tăng tỷ lệ thối hỏng, vì quả chất lượng kém hoặc quả bị tổn thương rất nhạy cảm với sự phát sinh bệnh, dễ dàng bị nhiễm bệnh từ quả bị bệnh, và có thể dẫn đến hư hỏng cả những quả lành lặn khác. 1.2.1. Mục đích - Loại bỏ các thành phần nguyên liệu không đủ quy cách để chế biến như bị sâu, bệnh thối hỏng, … - Lọai bỏ những quả có độ chín (màu sắc) không thích hợp. - Cắt bỏ chỗ bầm dập, vết rám, núm quả. 1.2.2. Cách tiến hành - Nguyên liệu được lựa chọn bằng tay ngay trên băng tải. - Công nhân đứng hai bên băng tải loại ra những quả cà chua không hợp quy cách. - Nguyên liệu phải dàn mỏng hai bên băng tải và việc lựa chọn không bị bỏ sót. Hình 1: cấp liệu và phân loại nguyên liệu - Mặt quả thường có bụi bẩn, bùn đất, thuốc trừ sâu và bào tử của vi sinh vật, đặc biệt là bào tử nấm,những thứ có hại cho sức khỏe, vì thế cần loại bỏ trước khi chế biến. 2. Các phương án lựa chọn 2.1. Máy rửa: 2.1.1. Nguyên lý của quá trình rửa Quá trình rửa nhằm đảm bảo 2 giai đoạn: - Ngâm cho bở các cáu bẩn: ngâm là quá trình làm cho nước thấm ướt cà chua, các chất bẩn hút nước trương lên, làm giảm lực bám của chúng lên quả cà chua - Xối nước cho sạch hết bẩn: dùng tác dụng của dòng chảy để kéo các chất bẩn còn lại trên mặt cà chua sau khi ngâm. Thời gian rửa phụ thuộc vào giai đoạn đầu tức là phụ thuộc vào tính chất hóa lý của chất bẩn, sức bám chặt của nó vào cà chua rửa và khả năng tác dụng của dung dịch rửa. 2.1.2. Mục đích: - Loại trừ các tạp chất, bụi, đất cát bám xung quanh cà chua. - Làm giảm một lượng lớn vi sinh vật ở cà chua. - Tẩy sạch một số chất hóa học gây độc hại được dùng trong kỹ thuật nông nghiệp như thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật còn lưu lại. 2.1.3. Cách tiến hành: Sử dụng máy rửa thổi khí : gồm có bốn bộ phận chính là thùng ngâm, băng tải, quạt gió, ống thổi khí - Nguyên liệu vào máy được kéo đi trên băng tải qua thùng ngâm để ngâm cho bở. - Sau đó được xối lại nhờ hệ thống vòi phun gắn ngay phía trên băng tải, trước khi ra khỏi máy. - Không khí được quạt gió thổi vào thùng ngâm làm đảo trộn nguyên liệu trong nước, nhờ đó nguyên liệu va chạm với nhau và với nước, giúp chất bẩn hòa tan nước rửa dễ dàng. - Đồng thời các vật nhẹ như lá, rác… sẽ nổi lên trên mặt nước. Yêu cầu: - Cà chua rửa xong phải sạch, không bị dập nát nếu không sẽ tạo điều kiện cho các vi sinh vật xâm nhập và phát triển sau này. -Cà chua ít bị tổn thất chất dinh dưỡng, hạn chế mất mát vitamin C…do chúng là thành phần dễ hòa tan trong nước sẽ khuếch tán vào trong nước rửa. - Ngoài ra muốn đạt chất lượng của công đoạn rửa cao thì nước rửa phải có phẩm chất tốt, đạt tiêu chuẩn nước uống. Cấu tạo 1. Thùng ngâm 2. Băng tải 3. quạt gió 4. ống thổi khí Hình 2: Máy rửa thổi khí Ta có thể sử dụng các loại máy rửa khác như sau: - Máy rửa sàng lắc:Máy rửa sàng lắc làm việc theo phương pháp xối. Nguyên liệu trong quá trình rửa, do tác dụng chuyển động của sàng, bị cọ sát lên nhau, lên mặt sàng và được nước từ trên phun xuống xối sạch. Do sàng đặt nghiêng và tác dụng lắc 2 chiều của sàng làm cho nguyên liệu chuyển liên tục từ chỗ vào đến chỗ ra. Máy dùng để rửa các loại nguyên liệu như quả tròn cứng hoặc các loại hạt, ngoài ra còn dùng làm nguội nguyên liệu sau khi xử lý nhiệt. Hình 3:máy rửa sàn lắc - Máy rửa thùng quayThùng quay gây ra 1 tác dụng cơ học, chà sát lên mặt ngoài nguyên liệu rửa. Thùng quay thường có cấu tạo hình nón, nên việc vận chuyển nguyên liệu rửa qua máy liên tục. - Máy rửa bằng thủy lựcDùng trong các nhà máy đồ hộp để rửa các loại hạt như đậu, ngô non đem vào đóng hộp vv... Nó đồng thời vừa rửa,vừa tách riêng ra các tạp chất nặng lẫn vào nhau như sạn, cát, sắt vụn ... và các tạp chất nhẹ như vỏ, rác rưởi hoặc các hạt thối lép vv...- Máy rửa bơi chèoMáy này là 1 thùng đựng nước, trong có gắn máy khuấy loại bơi chèo. Khi máy khuấy quay, nguyên liệu di chuyển cùng với vòi nước và được làm sạch. Sau đóï hệ thống hoa sen sẽ tráng sạch đất cát. Máy này có hiệu qủa rửa cao, dùng cho các loại quả cứng như cà rốt, khoai tây...- Máy rửa bàn chảiBộ phận cọ rửa là các bàn chải gắn trên trục quay. Nguyên liệu được rửa lại bằng tia nước phun, loại máy này thường dùng để rửa các loại qủa có cấu tạo chắc, bề mặt xù xì. Hình 4: máy rửa bàn chải Kết luận :các loại máy rửa trên chỉ có máy rửa thổi khí là áp dụng được vì quá trình rửa nhẹ nhàng. Các loại máy rửa thùng quay, máy rửa bằng thủy lực, máy rửa bơi chèo, máy rửa bàn chải không áp dụng được vì dễ làm dập, hư cà chua. 2.2 Máy Băm (xay,…) 2.2.1. Mục đích Trong sản xuất các loại bột rau quả người ta dùng các tác dụng cơ học để làm thay đổi kích thước, hình dáng nguyên liệu thành dạng nhỏ và đồng đều.Quá trình này thực hiện bằng tay sẽ tốn nhiều công sức, mức độ đồng đều kém. Nguyên liệu sẽ được làm nhỏ, xé tơi phần thịt quả, hỗ trợ cho công đoạn đun nóng. 2.2.2. Cách tiến hành Cà chua được xé tơi trên máy xé băm kiểu lưỡi dao cong, kiểu trục đinh hoặc kiểu đĩa quay. Cấu tạo: Gồm 1 động cơ gắn liền với trục có các cánh nghiền. Cách cánh nghiền 1 khoảng là các má nghiền. Ngoài ra còn có các bộ phận khác như: bảng điều khiển, các đường nước vệ sinh thiết bị. Nguyên lý hoạt động : nguyên liệu sau khi rửa sạch, thái miếng thích hợp được đưa đến cửa vào phía trên của thiết bị nghiền. Nhờ động cơ có cánh nghiền, nguyên liệu được băm và ép vào má nghiền. Qua các lỗ nhỏ trên má nghiền, nguyên liệu ra ngoài theo cửa ra ở phía dưới vào phễu của thiết bị đun. Hình 5: Máy băm lưỡi dao cong Ta có thể dung máy băm nguyên liệu:Nguyên lý băm ướt “ băm bèo dưới nước”:Nghĩa là rau củ bỏ vào thùng đựng nước, còn các dao băm lắp vào một trục quay (kiểu lưỡi phay) băm vào khối rau củ vừa được băm nhỏ vừa được xoay tròn cùng với nước trong thùng và càng dễ băm nhỏ hơn. Nguyên lý cấu tạo của máy băm rau củ này thường có những bộ phận sau:- Bộ phận băm gồm một số dao 1 lắp thành nhiều hàng trên trục quay 2 được truyền động, có hai gối đỡ trên mặt thùng 3 chứa nước và rau củ.- Cửa 5 xả rau củ đã băm (xả cả nước). - Mô 6 để tăng tính chất đệm cho dao băm tốt hơn.- Nắp 7 để che các bộ phận băm.- Bộ phận truyền lực và truyền động. Hình 6: máy băm có nước nguyên liệu C. PHÂN TÍCH ƯU NHƯỢC ĐIỂM TỪNG PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN KHẢ THI 1.Lựa chọn máy rửa: 1.1. Máy rửa thổi khí: 1.1.1.Ưu điểm: Quá trình rửa dễ dàng, phù hợp quy mô công nghiệp. Quả được đảo lộn đều trong nước nhờ thổi khí nên nhẹ nhàng và được làm sạch. Cà chua rửa xong phải sạch, không bị dập nát nếu không sẽ tạo điều kiện cho các vi sinh vật xâm nhập và phát triển sau này. Cà chua ít bị tổn thất chất dinh dưỡng, hạn chế mất mát vitamin C…do chúng là thành phần dễ hòa tan trong nước sẽ khuếch tán vào trong nước rửa. Các bong bong khí va đập vào cà chua giúp đảo lộn và giúp chúng luôn xanh tươi. 1.1.2. Nhược điểm: Cần đầu tư cao về hệ thống máy thổi khí. Yêu cầu về việc cung cấp nguồn nước và khí sạch. Cần khối lượng nước rửa nhất định. Qua một thời gian cần thay nước do sao một thời gian rửa nước rửa sẽ bị bẩn. 1.2 Máy rửa sàng lắc:1.2.1. Ưu điểm: Rửa sạch tốt quả do bề mặt được cọ sát vào nhau. Nước được phun mạnh lên bề mặt quả giúp sạch hơn. Nguyên liệu được di chuyển liên tục. Tiết kiệm được nước do quá trình phun, tránh được hiện tượng càng về sao nước càng bẩn ở các náy ngâm khác. 1.2.2. Nhược điểm: Máy không thích hợp rửa các loại quả mềm như cà chua,.. Bề mặt bị cọ sát vào nhau dẫn đến dễ bị dập quả. Nước xối mạnh dễ bị nát quả. Mất nhiều chất dinh dưỡng do quá trình xối và cọ xát. 1.3.Máy rửa thùng quay: 1.3.1. Ưu điểm: Rửa sạch tốt quả do bề mặt được cọ sát vào nhau. Nguyên liệu được tiếp xúc trực tiếp với nước. Vận chuyển nguyên liệu rửa qua máy liên tục. Nguyên liệu sao rữa được đưa ra ngoài sao từng đợt rửa. 1.3.2. Nhược điểm: Bề mặt bị cọ sát vào nhau dẫn đến dễ bị dập quả. Máy không thích hợp rửa các loại quả mềm như cà chua,.. Cần lực lớn để quay thùng. Qua một thời gian cần thay nước rửa. 1.4. Máy rửa bằng thủy lực: 1.4.1. Ưu điểm: Rửa các loại hạt như đậu, ngô non đem vào đóng hộp. Đồng thời vừa rửa,vừa tách riêng ra các tạp chất nặng lẫn vào nhau như sạn, cát, sắt vụn... và các tạp chất nhẹ như vỏ, rác rưởi hoặc các hạt thối lép vv... Nguyên liệu ít bị va đập. Thích hợp hơn khi rửa các loại hạt như đậu. 1.4.2. Nhược điểm: Máy cần hệ thống nước, hệ thống bơm thuỷ lực mạnh. Mất nhiều chất ding dưỡng trong quá trình rửa vì cà chua thường ít bẩn. 1.5. Máy rửa bơi chèo: 1.5.1. Ưu điểm: Có hiệu qủa rửa cao,do lực khuấy của nước mạnh. Dùng cho các loại quả cứng như cà rốt, khoai tây... 1.5.2. Nhược điểm: Không thích hợp rửa cà chua vì dễ bị dập nát do khuất bơi chèo. Các quả va đập mạnh với nhau. Lực xối nước lớn dễ bị nát quả. Mất nhiều chất dinh dưỡng trong quá trình rửa. 1.6. Máy rửa bàn chải: 1.6.1. Ưu điểm: Các bàn chải cọ rửa sạch bề mặt. Nguyên liệu được rửa lại bằng tia nước phun giúp cuốn trôi các chất bẩn do quá trình cọ rửa sinh ra. Thường dùng để rửa các loại qủa có cấu tạo chắc, bề mặt xù xì. Tiết kiệm được nước do chỉ cần nhửng tia nước nhỏ phun lên bề mặt của quả. 1.6.2. Nhược điểm: Không thích hợp rửa cà chua vì quá trình cọ rửa của bán chải làm bong tróc lớp vỏ mỏng bề mặt của cà chua. Mất đi nhiều chất dinh dưỡng trong quá trình rửa ở lớp vỏ. Ta thấy trong các loại máy rửa thì máy rửa thổi khí thích hợp hơn đối với nguyên liệu rửa là cà chua vì nó có nhiều ưu điểm vượt trội hơn các máy rửa khác, thích hợp rửa cà chua để cung cấp nguyên liệu cho quá trình băm ở phía sao. Hình 1: sơ đồ máy rửa thổi khí 2.Lựa chọn máy xé tơi (băm, xay,..): 2.1.Máy băm khô: 2.1.1. Ưu điểm: Xé tơi tốt phần lớn các loại quả. Máy dùng cho các loại quả co kích thước vừa và lớn. Năng suất khá cao do có thể xé nhiều quả cúng lúc. Lực cần quay lưỡi cắt không cần lớn. Nguyên liệu sao khi xé được lấy ra dễ dàng ở bên dưới lưỡi dao xé. Nguyên liệu sao khí xé khá đồng điều về khích cỡ do lưỡi dao quyết định, sao khi xé nguyên liệu được thoát xuống dưới và đi ra ngoài qua các rảnh của lưỡi dao. Lưỡi dao quay nhanh do đó ít tốn chi phí cho việc làm hộp giảm tốc. 2.1.2. Nhược điểm: Máy ồn, nguyên liệu bị văng ra xung quanh. Lưỡi dao phải sắt thì năng suất cắt mới cao Thiết bị phải kín tránh rò rỉ dầu bôi trơn. 2.2. máy băm dưới nước: 2.2.1. Ưu điểm: Băm nhuyễn được các loại quả. Băm được khối lượng lớn quả cùng lúc. Khối rau củ vừa được băm nhỏ vừa được xoay tròn cùng với nước trong thùng và càng dễ băm nhỏ hơn. 2.1.2. Nhược điểm: Năng suất không cao do cần có thời gian nhất định mới lấy nguyên liệu ra ngoài. Có nước được cho them vào khi băm vì vậy lực cản lớn, cần công suất động cơ lớn hơn. Nước làm nổi nguyên liệu vì vậy quá trình băm cần lâu mới đảm bảo đồng đều nguyên liệu đầu ra. Do cho thêm nước nên quá trình cô đặc và sấy khô sao này của cà chua sẽ khó khăn hơn, vì cần nhiệt lượng lớn. Quá trình cô đặc và sấy lâu sẽ mất nhiều chất ding dưỡng trong cà chua. Cần nước sạch cho quá trình băm. Trong hai loại máy băm trên ta thấy máy băm khô phù hợp hơn vì năng suất cao phù hợp hơn với quy mô công nghiệp, việc băm này chỉ cần nguyên liệu đầu ra có khích thước nhỏ nhất định không cần phải thật nhuyễn vì sao này chúng ta còn có quá trình nghiền. Quá trình băm là quá trình sơ chế nguyên liệu để các quá trình sao được dễ dàng. D. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG RỬA, BĂM CÀ CHUA Nguyên lý hoạt động: Cà chua được phân loại từ đầu nguồn thu mua nhờ các cơ sở thu mua địa phương hay công ty trực tiếp thu mua. Do quá trình vận chuyển đến nhà máy nên cà chua có thể bị dập úng quả không đảm bảo chất lượng, hoặc quá trình loại bỏ cuống quả không hết, vì vậy chúng ta cần nhân công để phân loại lại. Quá trình phân loại lại có thể được thực hiện bằng cách: công nhân đứng hai bên băng tải, cho cà chua di chuyển từ từ trên băng tải để công nhân tiến hành phân loại. Sau khi cà chua được phân loại xong thì băng tải sẽ vận chuyển cà chua đến máy rửa, ta dung máy rửa thổi khí. Băng tải đưa cà chua vào nước rửa, cà chua vừa di chuyển vừa được đảo trộn nhờ có hệ thống thổi khí ở bên dưới thổi lên. Quá trình này giúp các chất bẩn, thuốc trừ sâu, vi khuẩn,… hoà tan vào nước và được đưa ra ngoài, cà chua được đảo lộn trong nước nên ít va chạm vào nhau nên ít dập. Các chất bẩn không tách ra được trong quá trình thổi khí dưới nước sẽ được loại bỏ nhờ các tia phun nước mạnh phía sau, do đó cà chua được đảm bảo rửa sạch. Sau khi rửa sạch cà chua được đưa đến máy băm. Cà chua được đưa vào phễu, và được ép bởi hai trục quay ngược chiều nhau, việc ép này sẽ làm cà chua bị ép nát tương đối để quá trình băm nhỏ sau được dễ dàng. Sau khi ép cà chua sẽ lọt vào hệ thống trục có các lưỡi dao cong và thùng hình trụ thân có đục lỗ. Khi dao quay sẽ vừa cắt, vừa đảo lộn cà chua. Cà chua sẽ được cắt nhỏ từ từ khi các hạt nhỏ hơn đường kính lỗ trên thùng trụ các hạt này sẽ lọt qua lỗ và được đưa ra ngoài. Nhưng thật ra quá trình chủ yếu giúp cà chua lọt qua lỗ là dao vừa quay vừa đảo trộn nguyên liệu vừa ép nguyên liệu vào thành thùng trụ. Nguyên liệu được ép ra ngoài thoả mãn kích thước hạt yêu cầu. Năng suất máy khá cao do tốc độ dao nhanh. Dao vừa ép vừa băm sẽ giúp nước trong cà chua được ép ra ngoài, nên quá trình băm chỉ là băm nhỏ xác (khô) cà chua nên ít tiêu hao công suất so với việc băm trong nước. Cà chua sao khi băm được lấy ra ngoài nhờ máng nghiêng dưới hệ thống băm, hoặc có thể dùng vít tải để lấy ra nhanh hơn. E. CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC CHO HỆ THỐN BĂNG TẢI, MÁY RỬA VÀ MÁY BĂM Thông số băng tải: Chọn băng tải con lăn để vận chuyển nguyên liệu và lựa chọn nguyên liệu ngay trên băng tải. Năng suất băng tải: Q = 50 tấn/8h. Áp dụng công thức: Q = B × y × v × ŋ × h. Trong đó: B: Chiều rộng băng tải, ta chọn B =500 mm. y: Khối lượng riêng của cà chua, y = 3000 kg/m3. v: Vận tốc băng tải: cần tính toán. ŋ: Hệ số sử dụng của băng tải, ŋ = 0,6. h: Chiều cao trung bình của lớp cà chua, h = 0,05 m. Thay số vào ta tính được: Q = 0,5 × 3000 × v × 0,6 × 0,05 = 50000/(8.3600) kg/s. →v≈0,04m/s Tính chiều dài băng tải: L = N/2 ×L1 + L2 (m). Trong đó: L: Chiều dài băng tải (m). L1: Chiều rộng chỗ làm việc của 1 công nhân, L1 = 0,8 m. L2: Chiều dài bộ phận dẫn động và tang quay, L2 = 1 m. N: Số chỗ làm việc của công nhân (tức là số công nhân). Ta chọn 30 công nhân làm việc. Chiều dài mỗi băng tải: L=302× 0,8+1=13 m Chiều cao băng tải : 900 mm. Chọn động cơ cho băng tải gồm có bộ truyền đai thang và hộp giảm tốc 2 cấp: Ta tiến hành tính toán băng tải làm việc ở chế độ tải lớn nhất: Chiều dài băng tải làm việc là 13000 – 1000/2 = 12500 mm. Ta có chiều rộng băng tải B = 500 mm, đường kính trung bình của cà chua d = h = 50 mm. Do đó số quả cà chua trung bình có trên băng tải là: a=12500.50050.50=2500 quả Khối lượng mỗi quả cà chua: m=V.y=43πr3.y=43π.0,0253.1500=0,2 kg/quả Khối lượng băng tải: mbt=2l.B.ρ=2.13.0,5.3,2=41,6 kg Trong đó: ρ=3,2kg/m3 là khối lượng riêng của băng tải. Khối lượng tổng cộng tạo lực vòng băng tải: M=m.a+mbt=0,2.2500+41,6≈541,6 kg Ta được lực vòng trên băng tải: F=M.g +fms=541,6.9,81+0,3.541,6.9,81=6907,0N Ta chọn lực vòng nhân them hệ số an toàn 2 là F = 13814 N. Hiệu suất trên các bộ truyền :hđ=0,95 ; hbr=0,97 ; hk=1 ; hol=0,995. Vận tốc băng tải: v = 0,05 m/s. Đường kính tang : d = 450 mm Số vòng quay của trục băng tải: n=1000v2πd=1000.0.042.3,14.0,45=15 vòng/phút. Số ngày làm/năm: Kng=260 ngày Số ca làm trong ngày: 2 ca, mỗi ca 4h. Tính toán công suất: Công suất lớn nhất: P=Fv1000=13814.0,041000=0,553 kW Công suất cần thiết của động cơ: Pct=Phch Với:hch=hđ.hbr2.hol4.hk=0,876 Pct=Phch=0,5530,876=0,631 (kW) Tính toán sơ bộ tốc độ động cơ: nđcsb=nct.uchsb=nct.uđsb.ugtsb Chọn sơ bộ: uđsb=2,5ugtsb=16 nđcsb=15×2,5×16=600 (vòng/phút) Chọn động cơ điện dạng 4A: 90LA8 với Pđc=0,75 (kW) ; nđc=705 (vòng/phút). Máy rửa thổi khí Chọn máy rửa thổi khí kiểu KMB. Đặc tính kĩ thuật: Năng suất máy : 4000 kg/h. Chiều rộng băng tải: 500 mm. Kích thước (mm): l×b×h=7000×600×500. Chu kì thay đổi nước rửa trong 1h là: T = 6. Lượng nước cần thiết cho 1 ngày sử dụng là: Vth=l.b.h.T.8=7.0,6.0,5.6.8=100,8 m3 Vận tốc băng tải : 0,04 m/s (bằng với vận tốc băng tải cấp liệu) Công suất động cơ điện: 0,75 kW. Số vòng quay của động cơ: 705 vòng/phút. Khối lượng máy : 1260 kg. Năng suất công đoạn: 500008=6250 kg/h. Số thiết bị cần chọn: 62504000=1,56 Vậy ta chọn 2 máy. Ta tính toán động cơ bơm nước: bơm 1 thể tích V = 7.0,6.0,5 = 2,1 m3 trong 5 phút. Lưu lượng bơm: Qv=2,15=0,42 m3/phút=0,007 m3/s. Ta chọn công suất cho máy bơm là N = 7,5kW. Áp suất của bơm: p=NQv=7,5.10000,007.10-5=10,7 bar. → Với áp suất trên ta có thể chọn bơm bánh răng hay bơm trục vít loại áp suất thấp. Máy băm Dùng máy băm có lưỡi dao cong, chế tạo bằng thép không gỉ kiểu REITRP-12K của Mỹ Đặc tính kĩ thuật: Năng suất máy : 5000 kg/h. Công suất động cơ dạng 4A : 4 kW. Số vòng quay của động cơ: 720 vòng/phút Số vòng quay của dao: 240 vòng/phút. Kích thước nguyên liệu sau khi băm: 2÷3 mm. Kích thước (mm) : 1150 ×900 × 1500. Năng suất công đoạn: 6250 kg/h. Số thiết bị cần chọn: 62505000=1,25 Vậy ta chọn 2 máy. Ta lựa chọn bộ truyền đai thang cho máy băm để đảm bảo tốc độ quay của dao: có tỉ số truyền: u = 3 Dựa vào các số liệu ta chọn đai thang loại B với các thông số: Loại đai Kích thước mặt cắt, (mm) Diện tích A (mm2) bp b0 h y0 Thang, B 14 17 10,5 4 138 L = 800¸6300(mm); T = 40¸190(Nm); d1 = 140¸280(mm). Chọn đường kính bánh đai nhỏ: d1 = 1,2.dmin = 1,2.140 = 168(mm) Þ Theo tiêu chuẩn ta chọn: d1 = 180(mm) Tình toán vận tốc:v1=p.d1.n160000=p.180.72060000=6,8 (m/s)≤v=25 (m/s) Þ chấp nhận d1 = 180(mm) Tính đường kính bánh đai lớn: Chọn hệ số trượt tương đối: x = 0,01 d2 = u.d1.(1 - x) = 3.180.(1 – 0,01) = 534,6(mm) Þ Theo tiêu chuẩn ta chọn: d2 = 560(mm) Tính chính xác lại tỉ số truyền: u=560180=3,1 Chọn sơ bộ khoảng cách trục a: asb = 1,2d2 = 1,2.560 = 672(mm) Với điều kiện: 2(d1 + d2) ≥ a ≥ 0,55(d1 + d2) + h ó 1480 ≥ a ≥ 417 (*) Tính chiều dài đai:L=2a+π.(d1+d2)2+(d2-d1)24a=2.672+π(180+560)2+(560-180)24.672=2560,1(mm) Þ Theo tiêu chuẩn ta chọn: L = 2800 (mm) Số vòng quay chạy của đai trong 1 giây: i = v/l = 6,8/2 = 3,4s-1 £ [i] = 10s-1 Tính toán chính xác khoảng cách trục a:a=k+k2-8∆24 Với:k=L-π(d1+d2)2=1637,6∆=d2-d12=190 Þ a =821,5(mm) thỏa điều kiện (*) Góc ôm bánh đai nhỏ: α1=1800-57.d2-d1a=1800-57560-180821,5=153,630=2,68(rad) Chọn số dây đai theo công thức:z≥PP0.cα.cu.cl.cz.cv.cr Trong đó: P =4(kW) Chọn: P0=3(kW) từ đồ thị H.4.21b[1] Với d1 = 180(mm) và v = 6,8(m/s) Hệ số xét đến ảnh hưởng đến góc ôm đai a:cα=1,241-e-α1110=1,241-e-153,63110=0,93 Hệ số xét đến ảnh hưởng đến tỉ số truyền u: Cu = 1,12 Hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài đai L: L0 = 2240(mm) (đồ thị H.4.21b[1])cl=6LL0=628002240=1,04 Hệ số xét đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng giữa các dây đai: Cz = 1 (vì chưa biết số dây đai) Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc: Cv = 1 – 0,05.(0,01.v2 – 1) = 1,03 Hệ số xét đến ảnh hưởng của tải trọng: Cr = 0,8 (làm việc 3 ca)z≥43.0,93.1,12.1,04.1.1,03.0,8=1,5 Chọn z = 2 dây đai Chiều rộng các bánh đai, đường kính ngoài các bánh đai. Chiều rộng: B = (Z – 1).e + 2f = (2 – 1).19 + 2.12,5 = 44(mm) Þ theo tiêu chuẩn ta chọn B = 50mm (với e,f và b tra trong bảng 4.4[1]) Đường kính: da1 = d1 + 2b = 180 + 2.4,2 = 188,4(mm) da2 = d2 + 2b = 560 + 2.4,2 = 568,4(mm) Lực căng đai ban đầu: σ0=1,5 MPa F0=σ0×Z×A=1,5×2×138=414 (N) Lực căng trên mỗi dây đai:F0z=4142=207(N) Lực vòng có ích:Ft=1000.P1v1=1000.46,8=588(N) Lực vòng có ích trên mỗi dây đai:Ftz=5882=294(N) Từ công thức:F0=Ft2efα1+1efα1-1 Þ f=1α1ln2F0+Ft2F0-Ft=12,68ln2.414+5882.414-588=0,66 Þ Hệ số ma sát nhỏ nhất để bộ truyền không bị trượt trơn: fmin=f.sin200=0,66.sin200=0,23 Lực tác dụng lên trục:Fr=2F0sinα12=2×414×sin153,632=806(N) Ứng suất lớn nhất trong dây đai:σmax=σ0+0,5σt+σv+σu1=207138+2402.138+1200.6,82.10-6+2.4180100=6,87(MPa) Tuổi thọ của đai:Lh=σrσmaxm.1072.3600.i=3543,8 giờ Trong đó: sr = 9 (đai thang) i = 3,4s-1 m = 8 (đai thang) Ta có máy ngày làm 8 giờ vậy đai làm việc 443 ngày. F. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỀN CHO HỆ THỐNG Sơ đồ mạch khởi động động cơ bơm nước và thổi khí Mục đích: Để hệ thống được tự động ít tốn công, tốn thời gian và nhân công lao động. Đảm bảo độ chính xác của hệ thống. Yêu cầu: Động cơ 1 bơm nước 7 phút rồi dừng động cơ. Sau khi động cơ 1 bơm nước 7 phút thì động cơ 2 thổi khí liên tục. Khi muốn thay nước ta lại khởi động động cơ 1 mà đảm bảo động cơ 2 vẫn thổi khí. Sơ đồ mạch điện: Nguyên lý hoạt động: Cài đặt thời gian 7 phút cho rơle thời gian 1RT và 2RT. Đóng cầu dao CT. Nhấn nút SB. Nhấn khoá K, có dòng điện qua mạch điều khiển. Dòng điện qua SB, qua K, qua rơle thời gian 1RT thường đóng mở chậm, qua cuộn dây 1M. Cuộn dây 1M có điện làm thay đổi trạng thái của tất cả các tiếp điểm 1M của mạch. Tiếp điểm 1M của mạch động lực đóng lại làm động cơ 1M hoạt động. Tiếp điểm 1M mắc song song với khoá K giúp giữ trạng thái khoá K. Tiếp điểm 1M trên nhánh thứ 2 đóng lại dẫn đến có điện trên cuộn dây 1RT làm kích hoạt rơle thời gian. Dòng điện qua nhánh 4 làm có điện cuộn dây 2RT kích hoạt rơle thời gian 2RT thường mở mở chậm hoạt động. Sau 7 phút rơle thời gian 1RT mở ra cuộn dây 1M mất điện, các tiếp điểm 1M thay đổi trạng thái. Do đó động cơ dừng lại, khoá K mở ra, rơle thời gian 1RT ngừng hoạt động. Sau 7 phút rơle thời gian 2RT đóng lại, cuộn dây 2M có điện làm thay đổi trạng thái của tất cả các tiếp điểm 2M của mạch. Tiếp điểm 2M của mạch động lực đóng lại làm động cơ 2M hoạt động. Sau 1 thời gian muốn động cơ 1M hoạt động ta nhấn K. Khi muốn dừng cả hai động cơ ta nhấn cầu dao SB. Sơ đồ cảm biến mực nước: Mục đích: Điều chỉnh van xả nước. Hệ thống thay nước và xả đồng thời. Đảm bảo mực nước cho máy rửa. Yêu cầu: Đảm bảo mực nước cao 0,5 m so với đáy máy rửa. Sơ đồ cảm biến: Nguyên lý hoạt động: Khi thay nước, ta bơm nước vào làm mực nước dâng lên tác động đến cảm biến truyền tín hiệu về bộ điều khiển. Bộ điều khiển làm công việc so sánh giửa giá trị cài đặt và giá trị đo được truyền về đễ điều chỉnh van xả nước, đảm bảo mực nước cố định. TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Văn Đài – Nguyễn Trọng Khương – Trần quang Thảo – Võ Thị Ngọc Tươi, Các qúa trình và thiết bị công nghệ hóa học, NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp. Lê Mỹ hồng, Công nghệ chế biến thực phẩm đóng hộp, Trường ĐH Cần Thơ, 2005. Nguyễn Văn Tiếp – Quách Đĩnh – Ngô Mỹ Văn, Kỹ thuật sản xuất đồ hộp rau quả, NXB Thanh Niên. Nguyễn Trọng Cẩn – Nguyễn Lệ Hà, Nguyên lý sản xuất đồ hộp thực phẩm, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật. Tài liệu đồ án luận văn của khoa Hoá, Đại học Bách Khoa TP.HCM. Nguyễn Hữu Lộc, Cơ Sở Thiết Kế Máy, NXB ĐHQG TPHCM,2011. Nguyễn Hữu Lộc, Bài Tập Chi Tiết Máy, NXB ĐHQG TPHCM,2011. Tham khảo tìm kiếm hình ảnh tư liệu thông qua từ khoá trên trang