Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì theo phương pháp khô

LỜI NÓI ĐẦU Xã hội ngày càng phát triển đời sống con người ngày càng được cải thiện, đi cùng với xu thế đó nhu cầu sử dụng các sản phẩm của con người ngày càng được nâng cao. Trong đó lương thực giữ vai trò rất quan trọng, đây là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu trong khẩu phần ăn hàng ngày và càng không thể thiếu trong các ngành sản xuất công nghiệp. Trong số các loài cây lương thực cùng với ngô và lúa gạo thì lúa mì là cây thuộc họ hoà thảo thuộc vào loại có sản lượng cao nhất, được trồng nhiều nơi trên thế giới, tập trung chủ yếu ở các vùng có khí hậu ôn đới, ưa khí hậu ấm khô, cần đất đai màu mỡ và khả năng chịu lạnh tốt nên chúng có mặt ở nhiều nước như Trung Quốc, Ấn Độ, Mỹ, Nga, Pháp, Canada…Trong các sản phẩm chế biến từ lúa mì thì bột mì là sản phẩm có giá trị sử dụng cao và được dùng rất phổ biến. Với đặc tính nỗi bật, bột mì có hàm lượng gluten cao mà các loại bột khác không có được, vì vậy bột mì là nguyên liệu chính và không thể thay thế trong công nghệ sản xuất bánh mì, bánh kẹo, các loại mì ăn liền… Việt Nam là nước không trồng được lúa mì do vậy việc nhập khẩu bột mì từ nước ngoài về sẽ có giá thành cao hơn bột mì sản xuất trong nước. Hơn nữa, quá trình vận chuyển và bảo quản gặp nhiều khó khăn. Vì vậy, để đáp ứng nhu cầu sử dụng bột mì ngày càng tăng đồng thời chủ động được nguồn nguyên liệu thì việc thiết kế nhà máy sản xuất bột mì ở trong nước là rất cần thiết. Khu vực Miền Trung và Tây Nguyên hiện nay có rất ít các nhà máy sản xuất bột mì (nhà máy bột mì ở Đà Nẵng, Quảng Nam và Nghệ An…), năng suất chưa đáp ứng được với nhu cầu sử dụng thực tế. Vì vậy việc xây dựng thêm một nhà máy tại khu vực này là rất cần thiết, vừa đáp ứng nhu cầu về bột mì vừa góp phần tạo việc làm cho người lao động và tăng thêm ngân sách... Xuất phát từ sự thiết yếu này tôi được giao nhiệm vụ “Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì theo phương pháp khô” cho đồ án công nghệ của mình. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về nguyên liệu 1.1.1. Giới thiệu về cây lúa mì Lúa mì có nguồn gốc từ Tây Nam Á. Việc trồng trọt lúa mì đã bắt đầu lan rộng ra ngoài khu vực. Vào khoảng năm 300 TCN, lúa mì đã xuất hiện tại Ethiopia, Ấn Độ, Ireland và Tây Ban Nha. Khoảng một thiên niên kỷ sau nó tới Trung Quốc. Ngày nay lúa mì được trồng ở nhiều nơi và là nguồn lương thực chính của nhiều quốc gia trên thế giới. Sản lượng lúa mì hàng năm khoảng trên 550 triệu tấn, chiếm 28% sản lượng lương thực. Trung Quốc đứng đầu thế giới về sản lượng lúa mì, tiếp theo là Ấn Độ, Hoa Kì, Nga, Pháp, Ca-na-đa, Austraylia... 1.1.2. Phân loại lúa mì [8, tr 43]. Lúa mì rất đa dạng và phong phú, khoảng 20 dạng. Chúng khác nhau về cấu tạo bông, hoa, hạt và một số đặc tính khác. Phần lớn là lúa mì dại, chỉ một số loại thuộc lúa mì được nghiên cứu kỹ như: lúa mì mềm, lúa mì cứng, lúa mì Anh, mì Ba Lan, lúa mì lùn. Loại được trồng phổ biến nhất là lúa mì mềm và lúa mì cứng. - Lúa mì mềm (Triticum vulgare) Là loại được trồng nhiều nhất, có loại có râu có loại không râu, râu của lúa mì mềm không hoàn toàn xuôi theo bông mà hơi ria ra xung quanh bông. Hạt bầu dục, màu trắng ngà đôi khi hơi đỏ. Nội nhũ nửa trắng trong nhưng có loại trắng trong hoàn toàn hoặc đục hoàn toàn. Lúa mì cứng (Triticum durum) Lúa mì cứng có bông dày hạt hơn, hầu hết chúng đều có râu, râu dài và ngược lên dọc theo trục của bông. Hạt của lúa mì cứng dài, màu vàng đôi khi hơi đỏ. Nội nhũ trắng trong, độ trắng trong thường khoảng 95 – 100%. - Lúa mì Anh (Triticum turgidum) Cấu tạo bông gần giống lúa mì cứng, bông dày hạt. Khi cắt ngang bông có hình tròn hay bốn cạnh, hạt hình hơi elip. Nội nhũ nửa trắng trong hay đục hoàn toàn. - Lúa mì Balan (Triticum polonicum) Bông dài và hơi dẹt, có râu. Hạt dài, dẹt, màu hổ phách hay vàng xẫm, nội nhũ nửa trắng trong. - Lúa mì lùn (Triticum compactum) Bông ngắn, có loại có râu, có loại không. Tính chất gần giống lúa mì mềm, nhưng hạt nhỏ, chất lượng bột và bánh kém hơn do đó loại này ít trồng. Ở Việt Nam bột mì thường được sản xuất từ hạt lúa mì thông thường có tên là Triticum aestivum L. Thân cây cao khoảng 1,2 m mọc thẳng đứng, lá đơn, có râu dài 6-8 cm. Hạt có màu xanh sáng, dạng hình trứng. 1.1.3. Cấu tạo và tính chất hạt lúa mì [8, tr 44]. Khác với các hạt hòa thảo khác, lúa mì có phần lưng và phần bụng, phía lưng là phẳng và có phôi còn phía bụng có rãnh lõm vào dọc theo hạt cho nên khi xác định kích thước người ta đo chiều dài, chiều rộng và chiều dày của hạt. Các loại lúa mì khác nhau thì có hình dáng, kích thước, cấu tạo bên trong và thành phần hóa học khác nhau, nhưng chủ yếu gồm 4 phần chính là vỏ, lớp alơrông, nội nhũ và phôi. Bảng 1.1. Tỷ lệ khối lượng từng phần của hạt lúa mì (%) Các phần của hạt  Cực tiểu  Cực đại  Trung bình   Nội nhũ Lớp alơrông Vỏ quả và vỏ hạt Phôi  78,33 3,25 8,08 2,22  83,69 9,48 10,80 4,00  81,60 6,54 8,72 3,14   a) Vỏ Là lớp bảo vệ cho phôi và nội nhũ khỏi tác động bên ngoài. Thành phần chính của nó là xenluloza (18 ( 22%), hemixenluloza và pentozan (43 ( 45%), hợp chất nitơ (4,5 ( 4,8%), tro (3,5 ( 5%). Vỏ không có giá trị dinh dưỡng và ảnh hưởng xấu đến chất lượng bột mì nên trong quá trình chế biến tách ra được càng nhiều càng tốt. - Vỏ quả: gồm nhiều lớp tế bào, chiếm 4 – 6% khối lượng toàn hạt. Lớp vỏ quả của hạt lúa mì mỏng, không được chắc như vỏ trấu của thóc nên trong quá trình tác động vật lý sẽ dễ dàng tách ra. - Vỏ hạt: nằm ở phía trong vỏ quả, chiếm 2 – 2,5% khối lượng toàn hạt, gồm 2 lớp tế bào, lớp ngoài là những tế bào xếp khít nhau chứa các chất màu, còn lớp trong là những tế bào không màu ít thấm nước, vỏ hạt bến và dai nếu dùng lực xay xát khô thì khó bóc được lớp vỏ này do đó trong sản xuất bột mì người ta thường gia ẩm và ủ ẩm để tách ra. Vỏ hạt không có giá trị dinh dưỡng, ảnh hưởng xấu đến chất lượng của bột mì và các sản phẩm do có chứa sắc tố. b) Lớp alơrông Lớp này nằm phía trong lớp vỏ, cấu tạo từ một hàng tế bào lớn, thành dày chứa protein, chất béo, đường, xenlulo, tro và các vitamin B1, B2, PP. Các tế bào trong lớp alơrông càng gần phôi thì kích thước càng nhỏ dần. Chiều dày lớp alorong phụ thuộc vào giống hạt và điều kiện canh tác. c) Nội nhũ Nội nhũ lúa mì chiếm 77 - 82% khối lượng toàn hạt, là phần chủ yếu để sản xuất ra bột mì. Nội nhũ được cấu tạo từ các tế bào lớn có thành rất mỏng, chứa đầy tinh bột và các thể protein. Tùy thuộc vào mức độ chứa đầy protein của tế bào, mức độ liên kết của protein với các hạt tinh bột cũng như kích thước và hình dáng của tinh bột mà nội nhũ có thể trắng trong, trắng đục hoặc trắng trong từng phần. Độ trắng trong là một trong các chỉ số chất lượng quan trọng của lúa mì. Nếu loại có độ trắng trong cao thì nội nhũ ít, cứng, khó nghiền nhưng chất lượng bột cao, làm bánh tốt. Gần như tất cả tinh bột của hạt đều tập trung ở nội nhũ (78
82%), ngoài ra còn có đường sacaroza (2%), đường khử (0,1
0,3%), protein (13
15%), tro (0,3
0,5%), chất béo (0,5
0,8%), xelluloza (0,07
0,12%). Bột mì tách từ nội nhũ thì trắng đẹp. Bột tách từ nội nhũ và một phần từ lớp alơrông thì có màu trắng ngà, có nhiều chất dinh dưỡng nhưng khó bảo quản. d) Phôi Phôi chiếm 3,24% khối lượng toàn hạt, chứa nhiều chất dinh dưỡng như protein (35%), các gluxit hòa tan (25%), chất béo (15%). Phần lớn lượng sinh tố và enzim đều tập trung ở đây. Phôi cách nội nhũ bởi lớp ngù, lớp ngù được cấu tạo từ những tế bào có khả năng cho thẩm thấu các chất hòa tan. Lớp ngù rất quan trọng vì các chất dinh dưỡng từ nội nhũ sang phôi phải qua đây. 1.1.4. Thành phần hóa học của hạt lúa mì [8, tr 45÷50] Thành phần hóa học trung bình của lúa mì theo % như sau: - Nước : 14 ÷ 15 - Prôtein : 13 ÷ 15 - Chất béo : 2,3 ÷ 2,8 - Tinh bột : 65 ÷ 68 - Xelluloza : 2,5 ÷ 3,0 - Pentoza : 8 ÷ 9 - Tro : 1,8 ÷ 2 Ngoài ra trong lúa mì còn có một lượng dextrin, muối khoáng, vitamin, chất men và một số chất khác. Các chất này phân bố không đều trong từng phần của hạt. Sự phân bố các chất trong hạt lúa mì được thể hiện qua bảng sau: Bảng 1.2. Sự phân bố các chất trong hạt lúa mì (xem mỗi chất trong hạt là 100%) Các phần của hạt  Protein  Tinh bột  Chất béo  Đường  Xelluloza  Pentoza  Tro   Hạt Nội nhũ Vỏ và alơrông Phôi  100 65 27 8  100 100 - -  100 25 55 20  100 65 15 20  100 5 90 5  100 28 68 4  100 20 70 10   1.1.4.1. Protein Hàm lượng protein của lúa mì dao động trong khoảng khá lớn từ 9,6
25,8%. Ngoài protein còn có một lượng nitơ phi protein chiếm khoảng 0,033÷0,061%. Protein lúa mì gồm albumin, globulin, gliadin và glutenin, trong đó chủ yếu là gliadin và glutenin. Hai protein này chiếm khoảng 70 - 85% tổng lượng protein của lúa mì. Chúng không hòa tan trong nước nhưng có khả năng hút nước, trương nở tạo thành một khối dẻo đàn hồi gọi là gluten. Đối với lúa mì bình thường thì lượng gluten tươi chiếm khoảng 20
25% khối lượng hạt. Chất lượng gluten được thể hiện qua các chỉ số như: màu sắc, khả năng hút nước, độ đàn hồi và độ căng đứt, độ bền ban đầu và sự thay đổi thể tích khi nướng. + Màu sắc: Gluten tốt có màu sáng hoặc hơi vàng, gluten xấu thì màu xám. + Khả năng hút nước của gluten: gluten tốt có khả năng hút nước cao. Thường gluten tươi chứa 65÷75% nước hay khả năng hút nước của gluten khô là 190 ÷ 200%. + Độ đàn hồi: Nó biểu hiện khả năng giữ khí của bột. + Độ căng đứt: Cũng đặc trưng cho khả năng giữ khí của bột. Được xác định bằng độ dài kéo đứt của 2,5g gluten tươi trước thước kẻ ly. Độ căng đứt trung bình vào khoảng 15cm và có thể dài hơn. + Sự thay đổi thể tích gluten khi nướng: Là chỉ số quan trọng đặc trưng độ nở của gluten. Để đánh giá chất lượng protein của lúa mì không những chú ý tới hàm lượng và chất lượng gluten mà cần phải chú ý tới thành phần aminoaxit của protein nữa. Thành phần protein của lúa mì có khoảng 20 aminoaxit. Trong đó nhiều hơn cả là leusin, phenyl alamin, chúng tập trung chủ yếu ở nội nhũ. Trong phôi nhiều lizin. 1.1.4.2. Gluxit Trong thành phần của lúa mì có nhiều gluxit, trong đó tinh bột chiếm 47 ( 73%, ngoài ra còn có lượng đường khử từ 0,11 ( 0,37%, sacaroza 1,93 ( 3,67% và maltoza 0,93 ( 2,63%. Gluxit keo: là các pentozan hòa tan, chủ yếu chứa trong nội nhũ của hạt. Gluxit keo có tính háo nước cao, khi trương nở trong nước các gluxit keo tạo thành dịch keo có ảnh hưởng lớn đến tính chất lý học của bột nhào. 1.1.4.3. Chất tro Trong lúa mì có một lượng nhỏ chất tro. Nó phân bố không đều trong từng phần của hạt, chủ yếu là P, Ca và Mg. Phần lớn chất tro tập trung ở vỏ và phôi. 1.1.4.4. Chất béo Hạt lúa mì có một lượng nhỏ chất béo, nó phân bố không đều trong từng phần của hạt. Sự phân bố chất béo trong hạt chủ yếu tập trung ở phôi và cám còn nội nhũ rất ít. Thành phần chất béo của lúa mì bao gồm axit béo no và không no như axit panmitic, xtearic, oleic, linolic, linolelic… 1.1.4.5. Vitamin Trong lúa mì có một lượng vitamin gồm vitamin A, nhóm B, H, E, K và một vài loại khác. Vitamin A, B1, B2, B3, E …chủ yếu tập trung ở phôi hạt vì vậy thường dùng cám mì để sản xuất các vitamin này, thường sản xuất ra vitamin E. Nội nhũ có ít vitamin. 1.1.4.6. Các enzym Đây là những protit có tính xúc tác, trong thời kỳ chín của hạt các enzym tham gia vào quá trình tổng hợp các chất phức tạp, còn trong thời gian bảo quản hạt thì các enzym lại xúc tác sự phân hủy các chất phức tạp thành các chất đơn giản. Các enzym chủ yếu trong lúa mì như: Enzym thủy phân: (,(-amylaza, proteaza, lipaza…, Các enzym oxy hóa khử, lipoxydaza, phitaza… 1.1.5. Tính chất công nghệ và yêu cầu kỹ thuật của hạt lúa mì 1.1.5.1. Tính chất công nghệ của hạt lúa mì [8, tr 9]. Tính chất công nghệ của hạt lúa mì bắt đầu từ đặc điểm về giống, sau đó là các tính chất vật lý của khối hạt như dung trọng, đặc điểm hình học, độ sạch, độ ẩm. Tỷ lệ lấy bột cũng ảnh hưởng đến chất lượng của bột như ảnh hưởng đến độ tiêu hóa. Trong sản xuất bột mì ta phải xác định được các thông số sau: a) Độ tro của hạt Độ tro của hạt là một yếu tố rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến độ tro của bột và bán thành phẩm. Bột thượng hạng thì độ tro nhỏ hơn 0,55%. b) Độ trắng trong của hạt Độ trắng trong của hạt dao động trong khoảng 10 – 100%. Hạt trắng trong có cấu tạo chắc và cứng hơn, cho ra bột có hàm lượng protein cao nhưng tiêu hao năng lượng khi nghiền là lớn hơn hạt đục. c) Tính chất bột của hạt Tính chất bột đặc trưng bằng hàm lượng nội nhũ, hiệu suất và chất lượng của các sản phẩm trung gian cũng như của bột trong quá trình nghiền thô (nghiền vỏ) và quá trình nghiền mịn (nghiền lõi). Các chỉ số chính dùng đánh giá tính chất bột của hạt gồm: - Số lượng tấm, vỏ và hàm lượng tro của chúng. - Hiệu suất và chất lượng của bột thượng hạng ở 4 -5 hệ nghiền đầu. - Hiệu suất chung của bột và chất lượng bột. - Mức độ xát vỏ (xác định bằng hàm lượng tinh bột trong cám). - Tiêu hao năng lượng cho một tấn bột thành phẩm. 1.1.5.2. Yêu cầu kỹ thuật đối với hạt lúa mì [15]. a) Những đặc tính chung, và tính chất cảm quan Hạt lúa mì phải có độ dòn, sạch, không có mùi vị lạ hay mùi chứng tỏ hạt bị hư hỏng, hạt không có chất phụ gia hay chất độc hại. Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật không vượt quá mức tối đa cho phép, không có côn trùng sống. b) Những đặc tính lí hóa - Độ ẩm nhỏ hơn 15,5% - Dung trọng (khối lượng của 100 lít hạt) lớn hơn 70 kg/100 lít. - Hạt lúa mì hư hỏng do các nguyên nhân khác nhau < 15% tổng khối lượng. 1.1.6. Các hoạt tính sinh lý của khối hạt trong quá trình bảo quản Mặc dù hạt đã tách khỏi cây, khi bảo quản trong kho nó không quang hợp nữa nhưng nó vẫn là vật thể sống và những hoạt động sinh lý vẫn tiếp tục diễn ra, những hoạt động sinh lý gồm: quá trình hô hấp, quá trình chín sau thu hoạch, sự nảy mầm, hiện tượng tự bốc nóng, sự dính của khối hạt xảy ra trong quá trình bảo quản. 1.1.6.1. Quá trình hô hấp Tùy theo lượng oxi mà có thể là hô hấp hiếu khí hoặc yếm khí. Nếu khoảng không trong khối hạt có tỉ lệ oxy chiếm khoảng ¼ thì hạt có thể tiến hành hô hấp hiếu khí. Phương trình tổng quát của quá trình hô hấp hiếu khí: C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 674 Kcal Nếu khối hạt bị bít kín hoàn toàn hoặc bị nén chặt, thì tỉ lệ oxy trong khoảng không gian xung quanh khối hạt sẽ giảm xuống dưới ¼, trong khối hạt ngoài hô hấp hiếu khí sẽ xảy ra cả hiện tượng hô hấp yếm khí. Phương trình tổng quát như sau: C6H12O6 = 2CO2 + 2C2H5OH + 28 Kcal Cho dù là hô hấp hiếu khí hay yếm khí cũng có sự tổn hao chất khô và tạo ra khí CO2 (khoảng 12 – 15%), điều này là không mong muốn trong bảo quản. Đối với hô hấp hiếu khí thì quá trình hô hấp tạo ra nước làm tăng độ ẩm của khối hạt dẫn đến khối hạt dễ bị tấn công bới vi sinh vật. Kết quả của quá trình hô hấp - Làm hao hụt chất khô của hạt. - Làm tăng thủy phần của hạt và độ ẩm tương đối không khí xung quanh hạt. - Tăng nhiệt độ của khối hạt dẫn đến hiện tượng tự bốc nóng. - Làm thay đổi thành phần của không khí trong khối hạt. 1.1.6.2. Quá trình chín sau thu hoạch Việc chín sau thu hoạch hạt diễn ra ở đầu thời kỳ bảo quản vì ban đầu có hạt chưa chín hoàn toàn. Thực chất quá trình chín sau thu hoạch là quá trình sinh hóa xảy ra trong tế bào và mô hạt. Quá trình này làm giảm các chất hữu cơ hòa tan trong nước của hạt và làm tăng thêm lượng dinh dưỡng của hạt (như lượng axit amin giảm để tăng lượng protit, lượng đường giảm để tăng lượng tinh bột…). Hoạt lực enzim giảm dần và cường độ hô hấp cũng giảm. Thời gian chín sau thu hoạch phụ thuộc vào mức độ chín của hạt khi thu hoạch, nhiệt độ, độ ẩm không khí… Lượng hơi nước và nhiệt sinh ra tương đối lớn làm cho hạt nóng ẩm, thúc đẩy các quá trình hư hỏng dễ xảy ra. Tóm lại, quá trình chín sau thu hoạch là quá trình có lợi vì chất lượng của hạt được hoàn thiện, năng lực sống của hạt mạnh mẽ hơn, bảo quản sẽ an toàn hơn. 1.1.6.3. Quá trình nảy mầm Hiện tượng nảy mầm xảy ra nếu ta bảo quản trong điều kiện không tốt bởi vì hạt muốn mọc mầm cần có đủ 3 điều kiện: độ ẩm thích hợp (>30%), đủ oxi và một lượng nhiệt tối thiểu cần thiết. Hiện tượng nảy mầm làm hạt hô hấp rất mạnh nên lượng chất khô giảm đi nhiều và lượng nhiệt do hạt thải ra lớn làm tăng nhiệt độ khối hạt và hoạt động sống của khối hạt. Mặt khác, khi hạt nảy mầm, trong hạt xảy ra sự biến đổi sâu sắc về thành phần hóa học làm chất lượng của hạt bị giảm sút. 1.1.6.4. Quá trình tự bốc nóng Trong quá trình bảo quản thì các vật thể sống trong khối hạt (hạt, VSV, sâu mọt) sẽ hô hấp mạnh tạo ra một lượng nhiệt rất lớn. Và do hạt dẫn nhiệt kém nên nhiệt độ khối hạt tăng cao kết quả làm thay đổi các chỉ số cảm quan, thay đổi chất lượng của hạt và chất lượng giống… Quá trình đó gọi là hiện tượng tự bốc nóng của khối hạt. 1.1.6.5. Sự dính của khối hạt Hiện tượng mất từng phần hay toàn bộ độ rời của khối hạt gọi là sự dính của khối hạt. Khối hạt bị dính do các nguyên nhân sau: - Do áp suất khối hạt trong xilo, đặc biệt là các xilo có đường kính lớn, cao. - Dính do làm lạnh quá mức. - Dính do bị bốc nóng. - Dính do các nguyên nhân khác như hoạt động của vi sinh vật. Sự dính của khối hạt trong bảo quản là một hiện tượng không mong muốn. Do đó, trong bảo quản hạt cần tìm cách ngăn chặn để các hạt không bị dính với nhau. 1.2. Các phương pháp bảo quản hạt Để bảo quản hạt một cách hiệu quả (giảm mất mát về khối lượng, bảo đảm về chất lượng và giảm chi phí lao động thấp nhất cho một đơn vị bảo quản) cần phải nắm rõ tính chất, tình trạng của mỗi khối hạt khi đem vào bảo quản, và ảnh hưởng của môi trường xung quanh đến khối hạt. a) Bảo quản hạt ở trạng thái khô Cơ sở chung: dựa vào khả năng hoạt hóa sinh lý thấp của nhiều cấu tử trong hạt khi lượng nước trong khối hạt thấp. Khi độ ẩm của hạt nhỏ hơn độ ẩm tới hạn thì các quá trình trong hạt xảy ra không đáng kể. Vì vậy người ta thường bảo quản ở W < Wtới hạn (13 – 14%) bằng các phương pháp sấy hoặc phơi. b) Bảo quản hạt ở trạng thái thiếu không khí Cơ sở chung: thiếu oxi cường độ hô hấp của hạt giảm, hạt chuyển sang hô hấp yếm khí và giảm dần hoạt động sống. Vi sinh vật trong khối hạt phần lớn thuộc loại ưa khí nên khi không có oxi thì coi như hoạt động sống của vi sinh vật bị đình chỉ. Thiếu oxi thì dễ dàng loại bỏ sự phát triển của sâu bọ. Có 3 phương pháp tạo môi trường thiếu oxy: - Tích lũy CO2 và mất O2 do sự hô hấp của các cơ thể sống trong khối hạt. - Đưa vào khối hạt những chất khí khác để đẩy không khí ra khỏi khối hạt. - Tạo độ chân không cho khối hạt. c) Bảo quản hạt ở trạng thái lạnh Cơ sở chung: dựa trên sự nhạy cảm của tất cả các cấu tử sống trong khối hạt với nhiệt độ thấp. Người ta thực hiện việc làm lạnh bằng cách thông gió, cào đảo khối hạt… Với đặc điểm lúa mì nhập về với số lượng lớn và đạt độ ẩm bảo quản nên tôi quyết định bảo quản hạt ở trạnh thái khô. Đồng thời thường xuyên kiểm tra sự xâm nhập của VSV, côn trùng để có biện pháp phòng chống kịp thời. 1.3. Một số chỉ tiêu về bột mì [ 9, tr 55] Chất lượng bột mì thành phẩm phải đạt được những yêu cầu sau: Chỉ tiêu cảm quan: - Trạng thái bề mặt: bột mịn, đều hạt - Màu sắc: trắng ngà đến ngà vàng - Mùi: không có mùi hôi, mốc và các mùi khác lạ - Vị: vị bình thường không có vị đắng hoặc vị chua - Tạp chất: không có tạp chất nhìn thấy bằng mắt thường và khi nhai không có cảm giác sạn Chỉ tiêu hóa lí: - Độ ẩm ≤ 13.5% - Độ tro ≤ 1% - Độ axit ≤ 2% (% tính bằng ml NaOH 0.1N) - Gluten thô, ướt 28% khối lượng. 1.4. Giới thiệu một số dây chuyền sản xuất bột mì Trong thực tế sản xuất mỗi nhà máy có một quy trình chế biến khác nhau, nhưng các công đoạn cơ bản thì giống nhau như các công đoạn nghiền, phân loại hỗn hợp nghiền… tùy vào điều kiện của nhà máy, phương pháp sản xuất mà có thêm bớt một số công đoạn nhưng vẫn đảm bảo giữ nguyên những công đoạn cơ bản. Sau đây là các quy trình sản xuất bột mì của một số nhà máy. a) Quy trình nhà máy bột mì Việt – Ý: Nguyên liệu ( Hệ thống tiếp nhận nguyên liệu ( Nam châm 1 ( Cân ( Sàng tạp chất ( xilo chứa ( Lưu lượng kế ( Nam châm 2 ( Cân ( Sàng tạp chất, máy tách sạn ( Lưu lượng kế ( Gia ẩm và ủ ẩm lần 1 ( Gia ẩm và ủ ẩm lần 2 ( Máy xát vỏ ( Nhân hạt ( Cân ( Nam châm 3 ( Máy xay kép ( Sàng ( Máy xay đơn ( Sàng ( Bột mịn ( Cân ( Xilo chứa ( Xử lý tạp chất ( Xilo đóng bao ( Bảo quản và tiêu thụ sản phẩm. Ưu điểm: Nguyên liệu qua 2 lần gia ẩm và ủ ẩm nên lượng vỏ tách ra được hoàn toàn, chất lượng bột tương đối tốt. Nhược điểm: Quy trình công nghệ dài và phức tạp. b) Quy trình sản xuất bột mì tham khảo Nguyên liệu ( Hệ thống tiếp nhận, kiểm tra, phân loại và bảo quản nguyên liệu ( Máy tách đá, tạp chất lớn và mịn ( Máy tách tạp chất bụi bằng không khí ( Máy chọn hạt ( Máy xát vỏ ( Tách kim loại bằng nam châm ( Bể chứa gia ẩm có cánh khuấy ( Xilo gia nhiệt ( Phểu chứa hỗn hợp nghiền ( Nghiền thô (trục có răng) ( Sàng và phân loại sau nghiền ( Bột thô ( Nghiền mịn (trục nhẵn) ( Sàng và phân loại hỗn hợp sau nghiền ( Bột mịn ( Tẩy màu ( Làm giàu bột (bổ sung thiamin, niacin, riboflavin,…) ( Đóng bao, bảo quản. Ưu điểm: Quy trình công nghệ đơn giản hơn, số lượng máy móc thiết bị ít. Nhược điểm: Quy trình còn sơ sài, ở đây quá trình xát vỏ khô nên lượng vỏ lụa có thể tách ra không được hoàn toàn. Sản xuất ra bột mì nhưng chất lượng không cao. Nhìn chung, hai quy trình sản xuất bột mì này đều có các công đoạn chính cơ bản giống nhau. Đều gồm 3 công đoạn sau: - Chuẩn bị hạt trước khi nghiền. - Công đoạn nghiền và phân loại sản phẩm nghiền. - Công đoạn kiểm tra chất lượng và bảo quản thành phẩm. CHƯƠNG 2. CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT 2.1. Chọn dây chuyền sản xuất Lúa mì khác với lúa gạo là lúa gạo có lớp vỏ trấu dày, lực liên kết giữa vỏ với nội nhủ bé nên quá trình làm sạch hạt lúa gạo rất dễ dàng. Còn lúa mì có lớp vỏ mỏng lực liên kết với nội nhũ lớn, đồng thời hạt lúa mì có phía lưng và phía bụng, phía bụng lõm, nên việc làm sạch bề mặt hạt gặp nhiều khó khăn. Nếu không làm sạch tốt sẽ làm giảm chất lượng của bột mì thành phẩm. Các tạp chất có trong nguyên liệu ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng bột thành phẩm, việc làm sạch nguyên liệu ban đầu có ý nghĩa quan trọng trong việc lựa chọn dây chuyền sản xuất. Dựa vào các biện pháp làm sạch hạt khác nhau người ta đưa ra dây chuyền sản xuất tương ứng, hiện nay đối với sản xuất bột mì có 2 phương pháp làm sạch. + Làm sạch bằng phương pháp khô. + Làm sạch bằng phương pháp ướt. 2.1.1. Làm sạch hạt bằng phương pháp khô - Nguyên tắc: Dựa vào sự ma sát giữa các hạt với nhau, giữa hạt và thiết bị làm sạch. Mức độ làm sạch phụ thuộc vào đặc tính bề mặt của thiết bị (đá nhám, kim bàn chải…) - Ưu điểm của phương pháp: Đơn giản, dễ thực hiện, làm giảm được độ tro của bột, ít máy móc, dây chuyền sản suất đơn giản. Tuy nhiên, do không qua công đoạn làm ẩm nên khi có tác dụng của bề mặt nhám không những làm tuột một phần vỏ, râu, phôi mà còn bóc đi từng mảng alơrông, lớp ngoài, và một phần nội nhũ, ở chỗ đó các phần tử bụi, vi sinh vật sẽ bám vào, do đó sẽ ảnh hưởng tới chất lượng bột, hiệu suất thu hồi bột. Mặt khác, khi qua thiết bị cọ vỏ tỷ lệ hạt gãy tăng mạnh, những mảnh hạt gãy rất dễ bị nhiễm vi sinh vật, bụi bám vào nên bị loại bỏ làm cho tỷ lệ thu hồi bột bị giảm xuống. 2.1.2. Làm sạch bằng phương pháp ướt - Nguyên tắc: Nhúng hạt vào trong nước rửa trong một thời gian nhất định. Cường độ rửa phụ thuộc vào thời gian hạt nằm trong bể, nhiệt độ nước, lượng nước tiêu hao. - Ưu điểm của phương pháp: Làm sạch hạt có hiệu quả hơn phương pháp khô, rửa sạch được các phần tử khoáng, vi sinh vật trên bề mặt và ngay cả trong các rãnh lõm của hạt, điều mà phương pháp khô không làm được. Tạp chất nhẹ trong quá trình rửa cũng được tách ra, ngoài ra nó còn làm cho hạt có độ ẩm tăng lên, vỏ hạt dai hơn thuận lợi cho các quá trình tiếp theo. Tóm lại, chế biến hạt sơ bộ bằng phương pháp ướt không những làm bề mặt ngoài hạt sạch hơn mà còn làm thay đổi những tính chất vật lý của hạt, có tác dụng nâng cao hiệu suất nghiền hạt. Kết luận: Mặc dù phương pháp ướt có nhiều ưu điểm nhưng do qui trình công nghệ phức tạp, lượng nước sử dụng nhiều phải tốn thời gian và chi phí để xử lí nước nên hiện nay, các nhà máy bột mì hiện đại đều hầu hết sử dụng phương pháp khô. Với các thiết bị công nghệ hiện đại nên vẫn đáp ứng tốt yêu cầu làm sạch bề mặt hạt. Vì vậy, tôi quyết định sử dụng phương pháp khô trong thiết kế. Sơ đồ: Cám Cám 2.2. Thuyết minh dây chuyền sản xuất 2.2.1. Hệ thống tiếp nhận nguyên liệu và làm sạch sơ bộ Nguyên liệu đi từ kho được hệ thống gàu tải, vít tải đưa đến hệ thống nam châm. Tại đây, một phần các mảnh kim loại có lẫn trong nguyên liệu được giữ lại trước khi qua cân định lượng. Sau đó, nguyên liệu qua máy sàng tạp chất và kênh hút khí để loại bỏ các tạp chất nhẹ như rơm rạ, các tạp chất nặng như đất, đá, sỏi, tạp chất nhỏ. Sau đó, nhờ hệ thống gàu tải, vít tải đưa nguyên liệu vào xilô chứa. 2.2.2. Hệ thống làm sạch lần 1 Lúa sau khi đã làm sạch sơ bộ được lấy qua lưu lượng kế ứng với mỗi xilô. Các lưu lượng kế này có chức năng trộn các loại lúa với nhau theo một tỉ lệ phù hợp. Lúa sau đó được vận chuyển qua nam châm để tách kim loại lần 2, qua cân định lượng để xác định lượng tạp chất tách ra trong quá trình làm sạch lần 1. Sau đó, lúa được đưa qua máy sàng tạp chất và kênh quạt hút để làm sạch. Sau khi qua kênh quạt hút lúa mì được phân làm 2 dòng, dòng lúa nặng có lẫn sạn, đá sẽ đưa đến máy tách đá còn dòng lúa nhẹ hơn sẽ đưa đến máy chọn hạt để tách và loại ra các hạt lúa có kích cỡ khác nhau (hạt tròn, hạt dài…) và các hạt ngoại lai trước khi đưa đến gia ẩm lần 1. Những hạt đủ tiêu chuẩn được đưa qua lưu lượng kế để xác định lượng nguyên liệu qua đó xác định lượng nước cần gia ẩm. 2.2.3. Hệ thống xử lý lúa mì lần 1 Lúa qua máy gia ẩm, được trộn đều trong vít tải, và được ủ trong xilô chứa. Tùy thuộc vào loại lúa mà thời gian ủ ẩm là khác nhau, ủ ẩm lần 1 có thời gian khoảng 12-16 giờ. Lúc này, độ ẩm lúa mì đạt khoảng 15,5%. 2.2.4. Hệ thống xử lý lúa mì lần 2 Sau khi ủ ẩm lần 1 xong, lúa mì được đưa qua lưu lượng kế và nhờ vít tải, gàu tải đưa lúa vào máy gia ẩm lần 2. Tùy thuộc vào độ ẩm đo được sau khi ủ ẩm lần 1 mà điều chỉnh lượng nước để gia ẩm lần 2. Thời gian ủ ẩm lần 2 nhanh hơn lần 1, ủ ẩm lần 2 khoảng 6-8 giờ sao cho độ ẩm lúa mì đạt 16,5%. Sau khi ủ ẩm hai lần, vỏ lúa mì sẽ dai và liên kết giữa vỏ và nội nhũ sẽ yếu nên thuận lợi cho quá trình bóc vỏ và nghiền. Mặt khác, bột mì sẽ có chất lượng cao vì quá trình hút ẩm làm cho các vitamin từ vỏ sẽ kéo vào trong nội nhũ. 2.2.5. Hệ thống làm sạch lần 2 Sau thời gian ủ lần 2, lúa mì từ xilô xuống các van xoay. Sau đó, lúa được vận chuyển vào máy xát vỏ để bóc một phần vỏ, phôi nhũ và bụi trên hạt. Vì trong thành phần của vỏ có nhiều xenlulo là chất mà con người không hấp thụ được, phôi có nhiều lipit nên dễ bị oxi hóa trong quá trình bảo quản, bụi trên hạt chứa nhiều vi sinh vật nên phải tách ra. Kênh quạt hút hút vỏ riêng và lúa riêng, vỏ được đưa đến hệ thống sản xuất phụ, còn lúa thì được chuyển đến cân định lượng để cân từng mẻ rồi cho vào máy nghiền chính. Trước khi vào máy nghiền, lúa được đưa đến nam châm để tách kim loại còn sót trong lúa, tránh làm hư máy nghiền. 2.2.6. Hệ thống nghiền và sàng Hệ thống này sử dụng khí động để vận chuyển, gồm nhiều máy nghiền và sàng. Theo đó, kích thước của hạt và các sản phẩm trung gian giảm dần sau mỗi hệ nghiền. Sản phẩm sau mỗi hệ nghiền được đưa qua rây phân loại cho đến khi đạt đến kích thước yêu cầu. Phần không lọt sàng thì được đưa vào hệ nghiền khác cho đến khi thu được sản phẩm có kích thước đúng yêu cầu. Bột được tách ra qua cân định lượng để cân lượng bột thu được và được thổi đến máy diệt trứng sâu để diệt hết trứng sâu tránh cho trứng sâu nở ra trong xilo bảo quản bột. Sau một thời gian bảo quản, chất lượng của bột tăng, ta có thể đóng gói đưa đi tiêu thụ. Trước khi đóng gói phải diệt trứng sâu còn sót trong bột một lần nữa. Cám được tách ra sẽ chuyển xuống cân định lượng để xác định lượng cám, nếu lượng bột thu hồi ít và lượng cám thu hồi nhiều thì cần điều chỉnh lại hệ thống trục của máy xay. Cám theo đường ống vào xilô chứa cám. 2.2.7. Hệ thống thu hồi và xử lý tạp chất Vì nhà máy là một hệ thống kín nên bột trong quá trình sản xuất hầu như không thể rơi ra ngoài, nhờ đó tỷ lệ thất thoát bột của nhà máy là rất ít. Hệ thống này gồm các cyclon và các thiết bị lọc và thu hồi. 2.2.8. Hệ thống sản xuất phụ Sau các quá trình làm sạch lần 1, gia ẩm lần 1, gia ẩm lần 2, làm sạch lần 2 các phế phẩm như vỏ lúa, hạt vỡ, rơm rạ nhờ vít tải, gàu tải, vận chuyển qua cân định lượng rồi chuyển xuống máy sàng cám để phân loại, cám sẽ cho vào xilo chứa cám, còn phế phẩm chưa đủ kích thước đạt yêu cầu thì xuống nam châm hút kim loại trước khi đưa vào máy nghiền kiểu búa nghiền đến khi ra cám và được quạt hút hút vào xilô chứa cám. Từ xilô này cám nhờ máy thổi thổi về xilô cám. 2.2.9. Hệ thống phụ trợ Hoạt động của nhà máy không thể tiến hành được nếu không có hệ thống khí nén, hệ thống quạt thổi, quạt hút, hệ thống nước… - Hệ thống khí nén: cung cấp khí cho các pittong, vệ sinh thiết bị… - Hệ thống quạt thổi: dùng để vận chuyển nguyên liệu trong đường ống… - Hệ thống quạt thổi cho thiết bị lọc và thu hồi. - Hệ thống nước: cung cấp nước cho khâu gia ẩm. CHƯƠNG 3. TÍNH CÂN BẰNG VẬT LIỆU VÀ SẢN PHẨM 3.1. Kế hoạch sản xuất của nhà máy Nhà máy làm việc tất cả các tháng trong năm. Mỗi tháng được nghỉ ngày chủ nhật, các ngày lễ và một vài ngày để vệ sinh bảo dưỡng thiết bị. Ngày làm việc 3 ca. Biểu đồ sản xuất của nhà máy: Bảng 3.1. Biểu đồ sản xuất của nhà máy Tháng  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  Cả năm   Số ngày làm việc  27  19  27  25  26  26  26  27  24  27  26  26  306   Số ca  81  57  81  75  78  78  78  81  72  81  78  78  918   3.2. Tính cân bằng vật liệu trong công đoạn làm sạch Nguyên liệu ban đầu đưa đi làm sạch Qngl = 190 tấn nguyên liệu /ngày Trong đó, tỉ lệ tạp chất là 3,4% Giả thiết, trong đó có các loại tạp chất sau: + Tạp chất nhẹ chiếm 0,5% + Tạp chất nhỏ chiếm 1,0% + Tạp chất lớn chiếm 1,4% + Tạp chất đá sỏi chiếm 0,25% + Tạp chất kim loại chiếm 0,05% + Tạp chất ngoại lai chiếm 0,2% Bảng 3.2. Tỉ lệ và hàm lượng các tạp chất có trong nguyên liệu Nguyên liệu  Tạp chất nhẹ QTCN  Tạp chất nhỏ QTCNhỏ  Tạp chất lớn QTCL  Tạp chất đá sỏi QTCDS  Tạp chất kim loại QTCKL  Tạp chất ngoại lai QTCNL   Tỉ lệ tạp chất%  0,5  1,0  1,4  0,25  0,05  0,2   Lượng tạp chất (tấn/ngày)  0,95  1,9  2,66  0,475  0,095  0,38   Tổng lượng tạp chất tách ra trong một ngày là: QTC = 0,95 + 1,9 + 2,66 + 0,475 + 0,095 + 0,38 = 6,46 (tấn/ngày) 3.2.1. Nam châm I Giả sử sau khi đi qua nam châm I thì lượng tạp chất kim loại được tách ra là 60% so với tổng lượng tạp chất kim loại. QKLI = QTCKL x
= 0,095 x
= 0,057 (tấn/ngày) 3.2.2. Sàng tạp chất lần I Lượng nguyên liệu vào sàng mỗi ngày: QVàoTCI = Qngl – QKLI = 190 – 0,057 = 189,943 (tấn/ngày) Giả sử rằng lượng tạp chất tách ra tại sàng tạp chất lần I sẽ loại ra một phần các tạp chất với tỉ lệ như sau: + Tạp chất nhỏ 60% + Tạp chất lớn 60% + Tạp chất đá sỏi 20% Bảng 3.3. Tỷ lệ và lượng tạp chất tách ra tại sàng tạp chất lần I Loại tạp chất  Tạp chất nhỏ  Tạp chất lớn  Tạp chất đá sỏi   Tỉ lệ tạp chất %  60  60  20   Lượng tạp chất (tấn/ngày)  1,14  1,596  0,095   Tổng lượng tạp chất tách ra tại máy sàng tạp chất lần I: QTCI = 1,14 + 1,596 + 0,095 = 2,831 (tấn/ngày) Vậy, lượng nguyên liệu đi ra khỏi sàng tạp chất lần I: QRa TCI = QVào TCI – QTCI = 189,943 – 2,831 = 187,112 (tấn/ngày) 3.2.3. Nam châm II Giả sử rằng khi đi qua nam châm II thì lượng tạp chất kim loại được tách ra là 20% so với tổng lượng tạp chất kim loại có ban đầu. QKLII = QTCKL x
= 0,095 x
= 0,019 (tấn/ngày) 3.2.4. Sàng tạp chất lần II Giả sử hao hụt khối lượng khi nguyên liệu từ vít tải, gàu tải đến xilo chứa và từ xilo chứa qua gàu tải, vít tải đến nam châm là 0,2%. Thì lượng nguyên liệu vào sàng tạp chất lần II là: QVào TCII = QRa TCI – (0,2 x
) – QKLII = 187,112 – (0,2 x
) – 0,019 = 186,713 (tấn/ngày) Giả sử khi nguyên liệu qua sàng tạp chất lần II lượng tạp chất nhỏ và tạp chất lớn còn lại sẽ bị loại hoàn toàn (nghĩa là 40% tạp chất lớn và 40% tạp chất nhỏ bị loại hết) và loại 20% tạp chất đá sỏi. Bảng 3.4. Tỷ lệ và lượng tạp chất tách ra tại sàng tạp chất lần II Tạp chất  Tạp chất nhỏ  Tạp chất lớn  Tạp chất đá sỏi   Tỉ lệ tạp chất  40%  40%  20%   Lượng tạp chất (tấn/ngày)  0,76  1,064  0,095   Tổng lượng tạp chất tách ra tại sàng tạp chất lần II là: QTCII = 0,76 + 1,064 + 0,095 = 1,919 (tấn/ngày) Lượng nguyên liệu đi ra khỏi sàng tạp chất lần II là: QRa TCII = QVào TCII – QTCII = 186,713 – 1,919 = 184,794 (tấn/ngày) Cho rằng 50% nguyên liệu sau đó sẽ qua máy tách đá và 50% nguyên liệu sẽ qua máy chọn hạt. 3.2.5. Máy tách đá Giả sử lượng tạp chất đá sỏi được tách ra hoàn toàn (60% so với lượng tạp chất đá sỏi có ban đầu) Lượng nguyên liệu vào máy tách đá: QVào MTD = QRa TCII x
= 184,794 x
= 92,397 (tấn/ngày) Lượng tạp chất đá sỏi tách ra tại máy tách đá là: QTCMTD = QTCDS x
= 0,475 x
= 0,285 (tấn/ngày) Lượng nguyên liệu ra khỏi máy tách đá là: QRa MTD = QVào MTD - QTCMTD = 92,397 – 0,285 = 92,112 (tấn/ngày) 3.2.6. Máy chọn hạt Lượng nguyên liệu vào máy chọn hạt = lượng nguyên liệu vào máy tách đá: QVào MCH = 92,397 (tấn/ngày) Lượng tạp chất ngoại lai được tách ra hoàn toàn tại đây là: QTCNL = 0,38 tấn/ngày. Lượng nguyên liệu ra khỏi máy chọn hạt: QRa MCH = QVào MCH – QTCNL = 92.397 – 0,38 = 92,017 (tấn/ngày). 3.2.7. Máy gia ẩm lần 1 Giả sử hao hụt khối lượng khi nguyên liệu từ máy chọn hạt, máy tách đá qua vít tải đến máy gia ẩm lần 1 là 0,1%. Lượng nguyên liệu vào máy gia ẩm lần 1 là: QVào MGA1 = (QRa MTD + QRa MCH) x
QVào MGA1 = (92,112 + 92,017) x
= 183,945 (tấn/ngày). Độ ẩm ban đầu của lúa mì W1 = 12%, sau khi gia ẩm lần 1: W2 = 15,5% Lượng nguyên liệu ra khỏi máy gia ẩm 1 để vào xilo ủ ẩm là: QRa MGA1 = QVào MGA x
= 183,945 x
= 191,564 (tấn/ngày). 3.2.8. Máy gia ẩm lần 2 Giả sử hao hụt khối lượng nguyên liệu từ xilo ủ ẩm lần 1 qua vít tải, gàu tải đến máy gia ẩm lần 2 là 0,1%. Lượng nguyên liệu vào máy gia ẩm lần 2 là: QVào MGA2 = QRa MGA1 x
= 191,564 x
= 191,372 (tấn/ngày). Độ ẩm lúa mì vào máy gia ẩm lần 2 bằng độ ẩm lúa mì khi ra khỏi máy gia ẩm lần 1: W1 = 15,5%. Độ ẩm lúa mì sau khi gia ẩm lần 2: W2 = 16,5%. Lượng nguyên liệu ra khỏi máy gia ẩm lần 2: QRa MGA2 = QVào MGA2 x
= 191,372 x
= 193,664 (tấn/ngày) 3.2.9. Máy xát vỏ Giả sử hao hụt khối lượng khi nguyên liệu từ xilo ủ ẩm lần 2 qua gàu tải, vít tải đến máy xát vỏ là 0,1%. Lượng nguyên liệu vào máy xát vỏ là: QVàoMXV = QRaMGA2 x
= 193,664 x
= 193,470 (tấn/ngày) Giả sử hao hụt tại máy xát vỏ là 0,5%. Lượng tạp chất tách ra tại máy xát vỏ: QTCMXV = QVào MXV x
= 193,470 x
= 0,967 (tấn/ngày) Lượng nguyên liệu ra khỏi máy xát vỏ: QRa MXV = QVào MXV – QTCMXV = 193,470 – 0,967 = 192,503 (tấn/ngày) 3.2.10. Nam châm III Giả sử lượng kim loại còn lại (20% tổng lượng kim loại) được tách ra toàn bộ. Lượng tạp chất kim loại tách ra tại đây: QKLIII = QTCKL x
= 0,095 x
= 0,019 (tấn/ngày). Lượng nguyên liệu ra khỏi nam châm III để đi nghiền: QRa NCIII = QRa MXV – QKLIII = 192,503 – 0,019 = 192,484 (tấn/ngày). 3.3. Tính cân bằng trong công đoạn nghiền thô Lượng nguyên liệu sạch vào công đoạn nghiền là QS = 192,484 (tấn/ngày). 3.3.1. Hệ nghiền thô I và rây tương ứng a) Lượng nguyên liệu vào Nguyên liệu vào máy nghiền thô I là 100% nguyên liệu sạch (QS). Do đó: QVào NTI = QRa NCIII = 192,484 (tấn/ngày). b) Lượng nguyên liệu ra Giả thiết: + Tỷ lệ % nguyên liệu vào máy nghiền thô II là 66,75%. + Tỷ lệ % bột loại II thu được là 2,8%. + Tỷ lệ % nguyên liệu đi làm giàu tấm và tấm lõi N1 là 21,2%. + Tỷ lệ % nguyên đưa đi làm giàu tấm và tấm lõi N2 là 9,0%. + Tỷ lệ % nguyên liệu tổn hao trong quá trình nghiền và rây là 0,05%. + Tỷ lệ % bột đi lọc túi là 0,2%. Bảng 3.5. Tỉ lệ và lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền thô I và rây tương ứng Nguyên liệu ra  Thô II  Bột II  N1  N2  Tổn hao  Cyclon   Tỷ lệ % so với nguyên liệu sạch, (%)  66,75  2,8  21,2  9,0  0,05  0,2   Lượng nguyên liệu ra (tấn/ngày)  128,483  5,389  40,653  17,324  0,096  0,385   Tổng sản phẩm nguyên liệu sạch QS ra: C% = 66,75% + 2,8% + 21,2% + 9,0% + 0,05% + 0,2% + = 100 % 3.3.2. Hệ nghiền thô II và rây tương ứng a) Lượng nguyên liệu vào Lượng nguyên liệu vào máy nghiền thô II bằng 66,75% nguyên liệu đi ra từ máy nghiền thô I. Nên lượng nguyên liệu vào máy nghiền thô II là: QVào NTII =
= 128,483 (tấn/ngày). b) Lượng nguyên liệu ra Giả thiết: + Tỷ lệ % nguyên liệu vào máy nghiền thô III là 39,4%. + Tỷ lệ % bột loại I thu được là 5,5%. + Tỷ lệ % nguyên liệu đi làm giàu tấm và tấm lõi N4 là 14,0%. + Tỷ lệ % nguyên đưa đi làm giàu tấm và tấm lõi N2 là 7,5%. + Tỷ lệ % nguyên liệu tổn hao trong quá trình nghiền và rây là 0,05%. + Tỷ lệ % bột đi lọc túi là 0,3%. Bảng 3.6. Tỉ lệ và lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền thô II và rây tương ứng Nguyên liệu ra  Thô III  Bột I  N4  N2  Tổn hao  Cyclon   Tỷ lệ % so với nguyên liệu sạch, (%)  39,4  5,5  14,0  7,5  0,05  0,3   Nguyên liệu ra, (tấn/ngày)  75,837  10,587  26,948  14,436  0,096  0,577   Tổng % sản phẩm nguyên liệu sạch QS ra: C% = 39,4% + 5,5% +14,0% + 7,5% + 0,05% + 0,3% = 66,75% 3.3.3. Hệ nghiền thô III và rây tương ứng a) Lượng nguyên liệu vào Nguyên liệu vào máy nghiền thô III + Từ hệ nghiền thô II: 39,4% + Từ sàng gió N1: 8,98% + Từ hệ nghiền mịn I: 2,7% C% vào = 39,4% + 8,98% + 2,7% = 51,08% nguyên liệu sạch QS QVào NTIII = QS x
=
= 93,321 (tấn/ngày). b) Lượng nguyên liệu ra: Giả thiết: + Tỷ lệ % nguyên liệu vào máy nghiền thô IV là 26,63%. + Tỷ lệ % bột loại I thu được là 4,5%. + Tỷ lệ % nguyên liệu đi làm giàu tấm và tấm lõi N3 là 12,5%. + Tỷ lệ % nguyên đưa đi làm giàu tấm và tấm lõi N4 là 7%. + Tỷ lệ % nguyên liệu tổn hao trong quá trình nghiền và rây là 0,05%. + Tỷ lệ % bột đi lọc túi là 0,4%. Bảng 3.7. Tỉ lệ và lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền thô III và rây tương ứng Nguyên liệu ra  Thô IV  Bột I  N3  N4  Tổn hao  Cyclon   Tỷ lệ % so với nguyên liệu sạch, (%).  26,63  4,5  12,5  7,0  0,05  0,4   Lượng nguyên liệu ra, (tấn/ngày).  48,652  8,221  22,837  12,789  0,091  0,731   Tổng % sản phẩm nguyên liệu sạch QS ra: C% = 26,63% + 4,5% + 12,5% + 7,0% + 0,05% + 0,4% = 51,08%. 3.3.4. Hệ nghiền thô IV và rây tương ứng a) Lượng nguyên liệu vào Nguyên liệu vào máy nghiền thô IV, Qvào NTIV + Từ hệ nghiền thô III: 26,63% + Từ sàng gió N4: 4,5% Vậy: C% vào = 26,63% + 4,5% = 31,13% nguyên liệu sạch QS. QVào NTIV =
= 59,920 (tấn/ngày) b) Lượng nguyên liệu ra Giả thiết: + Tỷ lệ % nguyên liệu vào máy nghiền mịn IV là 7,0%. + Tỷ lệ % bột loại II thu được là 4,0%. + Tỷ lệ % nguyên liệu đi vào hệ nghiền mịn V là 9,8%. + Tỷ lệ % nguyên liệu đưa đi đập vỏ là 9,9%. + Tỷ lệ % nguyên liệu tổn hao trong quá trình nghiền và rây là 0,03%. + Tỷ lệ % bột đi lọc túi là 0,4%. Bảng 3.8. Tỉ lệ và lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền thô IV và rây tương ứng Nguyên liệu ra  Bột II  Mịn IV  Mịn V  Đập vỏ  Tổn hao  Cyclon   Tỷ lệ % so với nguyên liệu sạch, (%).  4,0  7,0  9,8  9,9  0,03  0,4   Lượng nguyên liệu ra (tấn/ngày).  7,699  13,474  18,863  19,056  0,058  0,770   Tổng % sản phẩm nguyên liệu sạch QS ra: C% = 4,0% + 7,0% + 9,8% + 9,9% + 0,03% + 0,4% = 31,13%. 3.3.5. Hệ nghiền thô V và rây tương ứng a) Lượng nguyên liệu vào Nguyên liệu vào máy nghiền thô V: Từ máy đập vỏ: C% vào = 8,88% nguyên liệu sạch QS. QVào NTV =
= 17,093 (tấn/ngày) b) Lượng nguyên liệu ra Giả thiết: + Tỷ lệ % nguyên liệu đi làm cám là 5,56%. + Tỷ lệ % bột loại II thu được là 3,0%. + Tỷ lệ % nguyên liệu tổn hao trong quá trình nghiền và rây là 0,02%. + Tỷ lệ % bột đi lọc túi là 0,3%. Bảng 3.9. Tỉ lệ và lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền thô V và rây tương ứng Nguyên liệu ra  Bột II  Nghiền vỏ  Cyclon  Tổn hao   Tỷ lệ % so với nguyên liệu sạch, (%)  3,0  5,56  0,3  0,02   Lượng nguyên liệu ra, (tấn/ngày).  5,775  10,702  0,577  0,038   Tổng % sản phẩm nguyên liệu sạch QS ra: C% = 5,56% + 3,0% + 0,3% + 0,02% = 8,88%. 3.4. Tính toán cho hệ làm giàu tấm và tấm lõi 3.4.1. Sàng làm giàu tấm N1 a) Lượng nguyên liệu vào: Nguyên liệu vào sàng gió N1, QvàoN1 Nguyên liệu vào sàng gió N1 từ hệ nghiền thô I: C% vào = 21,2% nguyên liệu sạch QS. QVàoN1=
= 40,807 (tấn/ngày). b) Lượng nguyên liệu ra Giả thiết: + Phần trên sàng đi hệ nghiền thô III là 8,98%, Q1N1 Q1N1=
= 17,285 (tấn/ngày) + Phần lọt sàng (110, 90, 80) đưa đi nghiền mịn I là 7,2%, Q2N1 Q2N1=
= 13,859 (tấn/ngày) + Lượng nguyên liệu qua sàng gió N2 là 5,0%, Q4N1 Q4N1=
= 9,624 (tấn/ngày) + Lượng nguyên liệu tổn hao trong quá trình sàng là 0,02%, Q3N1 Q3N1=
= 0,038 (tấn/ngày) + Tổng % sản phẩm ra: C% = 8,98% + 7,2% + 5,0% + 0,02% = 21,2% 3.4.2. Sàng làm giàu tấm N2 a) Lượng nguyên liệu vào: Nguyên liệu vào sàng gió N2, QvàoN2 + Từ hệ nghiền thô I : 9,0% + Từ hệ nghiền thô II : 7,5% + Từ sàng gió N1: 5,0% C% vào = 9,0% + 7,5% + 5,0% = 21,5% QVàoN2=
= 41,384 (tấn/ngày) b) Lượng nguyên liệu ra Giả thiết: + Phần trên sàng đi làm giàu tấm và tấm lõi N3 là 7,5%, Q1N2 Q1N2=
= 14,436 (tấn/ngày) + Phần lọt sàng (120, 130, 120) đưa đi nghiền mịn II là 7,48%, Q2N2 Q2N2=
= 14,398 (tấn/ngày)
+ Lượng nguyên liệu tổn hao trong quá trình sàng là 0,02%, Q3N2 Q3N2=
= 0,038 (tấn/ngày). + Phần lọt sàng (100, 110) đưa đi hệ nghiền mịn I là 6,5%, Q4N2 Q4N2=
= 12,511 (tấn/ngày). Tổng % sản phẩm ra: C% = 7,5% + 7,48% + 6,5% + 0,02% = 21,5%. 3.4.3. Sàng làm giàu tấm N3 a) Lượng nguyên liệu vào: Nguyên liệu vào sàng gió N3, QvàoN3 + Từ hệ nghiền thô III: 12,5% + Từ sàng gió N2: 7,5% C% vào = 12,5% + 7,5% = 20,0%. QVàoN3 =
= 38,497 (tấn/ngày). b) Lượng nguyên liệu ra Giả thiết: + Phần trên sàng đi nghiền mịn IV là 8,5%, Q1N3 Q1N3 =
= 16,361 (tấn/ngày) + Phần lọt sàng đưa đi nghiền mịn II là 11,48%, Q2N3 Q2N3 =
= 22,097 (ngày) + Lượng nguyên liệu tổn hao trong quá trình sàng là 0,02%, Q3N3 Q3N3 =
= 0,038 (tấn/ngày) Tổng % sản phẩm ra: C% = 8,5% + 11,48% + 0,02% = 20,0% 3.4.4. Sàng làm giàu tấm N4 a) Lượng nguyên liệu vào: Nguyên liệu vào sàng gió N4, QvàoN4 + Từ hệ nghiền thô II: 14,0% + Từ hệ nghiền thô III: 7,0% C% vào = 14,0% + 7,0% = 21,0% QVàoN4 =
= 40,422 (ngày) b) Lượng nguyên liệu ra Giả thiết: + Phần trên sàng đi nghiền thô IV là 4,5%, Q1N4 Q1N4 =
= 8,662 (tấn/ngày) + Phần lọt sàng (130, 120, 120) đưa đi nghiền mịn III là 8,98%, Q2N4 Q2N4=
= 17,285 (tấn/ngày) + Lượng nguyên liệu tổn hao trong quá trình sàng là 0,02%, Q3N4 Q3N4=
= 0,038 (tấn/ngày) + Phần lọt sàng (100, 100) đưa đi hệ nghiền mịn I là 7,5%, Q4N4 Q4N4=
= 14,436 (tấn/ngày) Tổng % sản phẩm ra: C% = 4,5% + 8,98% + 0,02% + 7,5% = 21,0% 3.5. Tính cân bằng cho các hệ nghiền mịn và rây tương ứng 3.5.1. Hệ nghiền mịn I và rây tương ứng a) Lượng nguyên liệu vào Nguyên liệu vào hệ nghiền mịn I, QvàoM1 + Từ sàng gió N1: 7,2% + Từ sàng gió N2: 6,5% + Từ sàng gió N4: 7,5% C% vào = 7,2% + 6,5% + 7,5% = 21,2% QVàoM1=
= 40,807 (tấn/ngày) b) Lượng nguyên liệu ra Giả thiết: + Tỷ lệ % bột loại I thu được là 12,0% + Tỷ lệ % nguyên liệu đưa đi nghiền thô III là 2,7% + Tỷ lệ % nguyên liệu đi nghiền mịn II là 5,97% + Tỷ lệ % bột qua cyclon đi lọc túi là 0,5% + Tỷ lệ % nguyên liệu tổn hao trong quá trình nghiền và rây là 0,03% Bảng 3.10. Tỉ lệ và lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền mịn I và rây tương ứng Nguyên liệu ra  Bột loại I  Thô III  Mịn II  Tổn hao  Cyclon   Tỷ lệ % so với nguyên liệu sạch, (%)  12,0  2,7  5,97  0,03  0,5   Lượng nguyên liệu ra, (tấn/ngày).  23,098  5,197  11,491  0,058  0,962   Tổng % sản phẩm ra: C% = 12,0% + 2,7% + 5,97% + 0,5% + 0,03% = 21,2% 3.5.2. Hệ nghiền mịn II và rây tương ứng a) Lượng nguyên liệu vào: Nguyên liệu vào hệ nghiền mịn II, QvàoM2 + Từ hệ nghiền mịn I: 5,97% + Từ sàng gió N2: 7,48% + Từ sàng gió N3: 11,48% C% vào = 5,97% + 7,48% + 11,48% = 24,93% QVàoM2=
= 47,986 (tấn/ngày) b) Lượng nguyên liệu ra Giả thiết: + Tỷ lệ % bột loại I thu được là 14,0% + Tỷ lệ % nguyên liệu đưa đi nghiền mịn III là 10,38% + Tỷ lệ % bột qua cyclon đi lọc túi là 0,5% + Tỷ lệ % nguyên liệu tổn hao trong quá trình nghiền và rây là 0,05% Bảng 3.11. Tỉ lệ và lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền mịn II và rây tương ứng Nguyên liệu ra  Bột loại I  Mịn III  Tổn hao  Cyclon   Tỷ lệ % so với nguyên liệu sạch, (%)  14,0  10,38  0,05  0,5   Lượng nguyên liệu ra, (tấn/ngày)  26,948  19,980  0,096  0,962   Tổng % sản phẩm ra: C% = 14,0% + 10,38% + 0,5% + 0,05% = 24,93% 3.5.3. Hệ nghiền mịn III và rây tương ứng a) Lượng nguyên liệu vào Nguyên liệu vào hệ nghiền mịn III, QvàoM3 + Từ hệ nghiền mịn II: 10,38% + Từ sàng gió N4: 8,98% C% vào = 10,38% + 8,98% = 19,36% QVàoM3=
= 37,265 (tấn/ngày) b) Lượng nguyên liệu ra Giả thiết: + Tỷ lệ % bột loại I thu được là 11,5% + Tỷ lệ % nguyên liệu đưa đi nghiền mịn IV là 7,42% + Tỷ lệ % bột qua cyclon đi lọc túi là 0,4% + Tỷ lệ % nguyên liệu tổn hao trong quá trình nghiền và rây là 0,04% Bảng 3.12. Tỉ lệ và lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền mịn III và rây tương ứng Nguyên liệu ra  Bột I  Mịn IV  Tổn hao  Cyclon   Tỷ lệ % so với nguyên liệu sạch, (%)  11,5  7,42  0,04  0,4   Lượng nguyên liệu ra, (tấn/ngày)  22,136  14,282  0,077  0,770   Tổng % sản phẩm ra: C% = 11,5% + 7,42% + 0,4% + 0,04% = 19,36% 3.5.4. Hệ nghiền mịn IV và rây tương ứng a) Lượng nguyên liệu vào: Nguyên liệu vào hệ nghiền mịn IV, QvàoM4 + Từ hệ nghiền mịn III: 7,42% + Từ sàng gió N3: 8,5% + Từ hệ nghiền thô IV: 7,0% C% vào = 7,42% + 8,5% + 7,0% = 22,92% QVàoM4=
= 44,117 (tấn/ngày) b) Lượng nguyên liệu ra Giả thiết: + Bột loại II thu được là 15,0% + Lượng nguyên liệu đưa đi nghiền mịn V là 7,58% + Lượng bột qua cyclon đi lọc túi là 0,3% + Lượng nguyên liệu tổn hao trong quá trình nghiền và rây là 0,04% Bảng 3.13. Tỉ lệ và lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền mịn IV và rây tương ứng Nguyên liệu ra  Bột II  Mịn V  Tổn hao  Cyclon   Tỷ lệ % so với nguyên liệu sạch, (%)  15,0  7,58  0,04  0,3   Lượng nguyên liệu ra, (tấn/ngày)  28.873  14,590  0,077  0,577   Tổng % sản phẩm ra: C% = 15,0% + 7,58% + 0,3% + 0,04% = 22,92% 3.5.5. Hệ nghiền mịn V và rây tương ứng a) Lượng nguyên liệu vào Nguyên liệu vào hệ nghiền mịn V, QvàoM5 + Từ hệ nghiền mịn IV: 7,58% + Từ hệ nghiền thô IV: 9,8% + Từ sàng kiểm tra I: 3,08% C% vào = 7,58% + 9,8% + 3,08% = 20,46% QVàoM5 =
= 39,382 (tấn/ngày) b) Lượng nguyên liệu ra Giả thiết: + Tỷ lệ % bột loại II thu được là 12,2% + Tỷ lệ % nguyên liệu đưa đi làm cám là 7,93% + Tỷ lệ % bột qua cyclon đi lọc túi là 0,3% + Tỷ lệ % nguyên liệu tổn hao trong quá trình nghiền và rây là 0,03% Bảng 3.14. Lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền mịn V và rây tương ứng Nguyên liệu ra  Bột loại II  Nghiền vỏ  Tổn hao  Cyclon   Tỷ lệ so với nguyên liệu sạch, (%)  12,2  7,93  0,03  0,3   Lượng nguyên liệu ra, (tấn/ngày)  23,483  15,264  0,058  0,577   Tổng % sản phẩm ra: C% = 12,2% + 7,93% + 0,3% + 0,03% = 20,46% 3.6. Công đoạn đập vỏ, sàng kiểm tra bột, cyclon và thiết bị lọc bụi 3.6.1. Máy đập vỏ a) Lượng nguyên liệu vào máy đập vỏ: QvàoĐV + Từ hệ nghiền thô IV: 9,9% QVàoĐV =
= 19,056 (tấn/ngày) b) Lượng nguyên liệu ra Giả thiết: + Tỷ lệ % lượng vỏ được tách ra tại máy là 1,0% + Tỷ lệ % nguyên liệu đưa đi nghiền thô V là 8,88 + Tỷ lệ % nguyên liệu tổn hao trong quá trình đập vỏ là 0,02% Bảng 3.15. Tỉ lệ và lượng nguyên liệu ra khỏi máy đập vỏ Nguyên liệu ra  Vỏ  Nghiền thô V