Bài giảng Cơ sở thiết kế nhà máy thực phẩm - Chương 4: Thiết kế công nghệ

Nội dung text: Bài giảng Cơ sở thiết kế nhà máy thực phẩm - Chương 4: Thiết kế công nghệ

1. 9/16/2010 Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ I. Khái niệm về công nghệ * Công nghệ: - Công là công cụ, máy móc, nhà xưởng. - Nghệ là trí tuệ, cách thức, phương pháp, chế tạo ra sản phẩm. CHƯƠNG 4 * Công nghệ có bốn yếu tố chính: - Nguyên liệu: đặc điểm của nguyên liệu và những biến đổi THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ của nguyên liệu trong quá trình chế biến. - Quy trình công nghệ: phương pháp, cách thức, để làm ra sản phẩm (phần mềm) → Quy trình công nghệ có thể thay đổi. - Máy móc, thiết bị, dụng cụ (trang bị kỹ thuật): có nhiều loại sản phẩm không có máy móc, thiết bị thì không cho ra sản phẩm được. Trang bị kỹ thuật là phần cứng. - Kinh tế: quản lý, điều hành xí nghiệp, tiêu thụ sản phẩm : nói đến hiệu quả sản xuất, quảng cáo, đào tạo, Công nghệ không có tính kinh tế sẽ không thành công. Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ I. Khái niệm về công nghệ I. Khái niệm về công nghệ * Mô hình hệ thống hoá khái niệm công nghệ: * Công nghệ: để làm ra sản phẩm cụ thể: làm như thế nào, bắt chước hay sáng tạo Công nghệ có thể mua bán, trao đổi được. * Ví dụ: ● Từ bột mì → bột nhào : gia công. ● Từ bột mì → bánh mì : chế biến. ● Chiên mì ăn liền : dầu gì, lượng dầu chiên, nhiệt độ chiên, thời gian chiên → bí quyết công nghệ. 1
2. 9/16/2010 Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ II. Thiết kế công nghệ II. Thiết kế công nghệ 1. Lựa chọn năng suất 1. Lựa chọn năng suất a. Định nghĩa: Năng suất là lượng sản phẩm mà nhà máy có b. Các loại năng suất: thể sản xuất ra trong một đơn vị thời gian. NS thiết kế = NS lý thuyết (h) x giờ/ca x ca/ngày x ngày/năm 3 3 Ví dụ : tấn/h, tấn/ngày, tấn/năm, m /h, m /ngày, (thường Lượng sản phẩm/năm dùng là h, ca, . năm) → NS thiết kế trong thực tế khó đạt được. b. Các : loại năng suất - Năng suất thực tế: Năng suất thực tế chỉ lấy 90% năng suất - Năng suất lý thuyết: là năng suất lớn nhất mà nhà máy có thể thiết kế có khả năng đạt được. Trong thực tế cũng không đạt đạt tới trong điều kiện sản xuất lý tưởng → không dùng tới 90% trong thời gian đầu. trong . thực tế sản xuất - Năng suất tối thiểu: là năng suất tương ứng với năng suất hoà - Năng suất thiết kế: là năng suất nhà máy có thể đạt được vốn. (Lượng sản phẩm sản xuất ra khi tiêu thụ, tiền lời đủ trong những điều kiện sản xuất bình thường thời gian sản bù lại chi phí trong quá trình hoạt động). Khi chọn năng suất xuất khoảng 300 ngày/năm, (số ngày còn lại nhà máy sẽ thiết kế cho nhà máy không thể nhỏ hơn năng suất hoà vốn. nghỉ lễ, đại tu, tiểu tu, vệ sinh thiết bị). Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ II. Thiết kế công nghệ II. Thiết kế công nghệ 1. Lựa chọn năng suất 1. Lựa chọn năng suất c. Cơ sở để lựa chọn năng suất thiết kế: c. Cơ sở để lựa chọn năng suất thiết kế: Dựa vào các yếu tố : - Khả năng vốn đầu tư : thường phân kỳ đầu tư (đầu tư từng - Nhu cầu của thị trường đối với sản phẩm (hiện tại, giai đoạn) : tương lai, thành phố, nông thôn, trong nước, quốc ● Năm 1 : 50% Năng suất thiết kế . tế) ● Năm 2 : 75% Năng suất thiết kế - nhà máy. Khả năng chiếm lĩnh thị trường của ● Năm 3 : 90% Năng suất thiết kế - Khả năng cung cấp các yếu tố đầu vào (nhất là → Ưu điểm : giảm rủi ro khi thị trường biến động, có thời nguyên liệu) : phải đạt số lượng, chất lượng, ít nhất gian để đào tạo công nhân, củng cố bộ máy tổ chức, giảm > 10 năm. vốn đầu tư ban đầu. - Khả năng mua công nghệ và thiết bị có năng suất → Nhược điểm : có thể bị cạnh tranh. phù hợp. ► Trong thiết kế chiến lược sản xuất cho nhà máy phải chú - Năng lực tổ chức, điều hành nhà máy, nhân công, ý phân kỳ đầu tư. 2
3. 9/16/2010 Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ II. Thiết kế công nghệ II. Thiết kế công nghệ 2. Lựa chọn mặt hàng sản xuất: 3. Nguyên liệu - Sản phẩm: Khi thiết kế năng suất nhà máy, thì chọn một sản phẩm để làm a. Nguyên liệu: cơ sở thiết kế nhưng khi thực hiện thì một nhà máy không - Giới thiệu thành phần, tính chất, đặc điểm, tiêu chuẩn của nên chọn một sản phẩm, mà phải chọn nhiều sản phẩm nguyên liệu, cách và nguồn thu mua nguyên liệu, cách bảo nguyên . nhưng các sản phẩm này có mối quan hệ với nhau. quản liệu Ví dụ: Ví dụ : nhà máy sản xuất mì ăn liền, kết hợp với cháo ăn liền, * Thóc, bột mì thì phải bảo quản nơi có mái che → nguy cơ bị phở ăn liền, mối mọt, sâu bọ. 3. Nguyên liệu - Sản phẩm: * Chế biến rau quả tươi, cá lạnh đông → phải có kho lạnh a. Nguyên liệu: - Kiểm tra chất lượng nguyên liệu của nhà máy : tuỳ theo từng - Giới thiệu tổng quát các nguyên liệu chính, nguyên liệu phụ, loại nguyên liệu mà đưa ra các thông số cần kiểm tra, phụ gia của nhà máy. phương pháp kiểm tra và yêu cầu: kiểm tra chính xác, nhanh, và đề ra chu kỳ kiểm tra Ví dụ : nhà máy sản xuất bia có nguyên liệu chính là nước, malt, nguyên là gia là cho vào b. Sản phẩm: chính phẩm, thứ phẩm, phế phẩm, cách xử lý, liệu phụ gạo, phụ chất để cải thời gian bảo quản, phương pháp bảo quản. thiện về hương vị, màu sắc (caramel). Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ II. Thiết kế công nghệ II. Thiết kế công nghệ 4. Quy trình công nghệ: 4. Quy trình công nghệ: a. Những nguyên tắc để lựa chọn quy trình công nghệ: b. Cơ sở để lựa chọn QTCN: - QTCN phải thể hiện được mức độ hiện đại, mới, được thiết lập - Tham khảo sách giáo khoa, sách chuyên môn, tạp chí khoa từ những kết quả, thành tựu của nghiên cứu khoa học, sáng học công nghệ tạo, đồng thời phải được qua thực tế sản xuất chứng minh có - Tài liệu : hiệu quả. ● Lấy từ catolog, trong các cuộc hội thảo, hội nghị, triển lãm. - QTCN có khả năng sử dụng nguyên liệu tối đa, hiệu suất cao, tốn ít thiết bị và năng lượng. ● Thu thập trong quá trình tham quan nhà máy, xí nghiệp trong và ngoài. - QTCN có thể tận dụng các phế liệu một cách hợp lý đồng thời nước nước có khả năng xử lý phế liệu đó thành sản phẩm mới. - Từ tài liệu tìm được, phân tích ưu nhược điểm của từng Ví dụ : nhà máy xay xát → cám → trích ly dầu. QTCN → lựa chọn QTCN thích hợp. - QTCN phải có mức độ cơ giới hoá cao, sản xuất liên tục. c. Cách mô tả QTCN: QTCN được mô tả bằng các quá trình, và liên hệ có logic giữa đầu vào và đầu ra. - QTCN có giá thành chuyển nhượng thấp, phù hợp với vốn đầu tư. - Cách 1 : Dạng sơ đồ khối ► Hiện nay có nhiều QTCN trong nước vẫn sản xuất được, giá - Cách 2 : Dạng sơ đồ thiết bị → biểu diễn sự kết nối của các chuyển nhượng thấp, phù hợp với điều kiện Việt Nam. thiết bị. 3
4. 9/16/2010 Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ II. Thiết kế công nghệ II. Thiết kế công nghệ 4. Quy trình công nghệ: 4. Quy trình công nghệ: c. Cách mô tả QTCN : d. Thuyết minh QTCN: nhằm nêu mục đích, nhiệm vụ, Ví dụ : Quy chỉ tiêu cần đạt được. trình công Yêu cầu: Rõ ràng, mạch lạc, tránh sự trùng lắp. Có thể nghệ sản thuyết minh từ khâu nguyên liệu đến sản phẩm hoặc trình bày công . xuất nước từng đoạn tương bằng - Nguyên liệu : tính chất và yêu cầu chất lượng của nguyên liệu. phương pháp hoá - Ở mỗi công đoạn : học * Mục đích và bản chất của quá trình. * Các quá trình biến đổi. * Các thông số của quá trình đó. * Thiết bị. Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ II. Thiết kế công nghệ III. Tính cân bằng vật chất 4. Quy trình công nghệ: ◙ Khi tính cân bằng vật chất có nhiều cách tính: d. Thuyết minh QTCN: - Dựa vào công thức tính toán có sẵn. Ví dụ: Trong quá trình sản xuất tinh bột từ khoai mì - Dựa vào số liệu có sẵn của nguyên liệu ban đầu. - Giai đoạn ngâm rửa : - Dựa vào số liệu có sẵn của sản phẩm rồi tính ngược từ ● Mục đích : làm sạch, khi ngâm nước vào → Dễ xay nghiền và dưới lên. khi nghiền hạt tinh bột dễ tách ra. ● Các biến đổi : vật lý. ◙ Ý nghĩa: - Giai đoạn cắt khúc : - Tính được lượng đầu vào và đầu ra của từng công đoạn ● Mục đích : nhỏ → Dễ xay nghiền → Chọn thiết bị. ● Các biến đổi : vật lý (thay đổi hình dạng) - Xác định được lượng nguyên liệu, phụ liệu cần cho sản ► Dựa vào mục đích của từng quá trình, những biến đổi của xuất → Đề ra kế hoạch sản xuất. nguyên liệu trong quá trình ấy → Lựa chọn thiết bị thích hợp. - Xác định tổn thất, lượng phế liệu → Xác định kho chứa Ví dụ : hợp lý. - Các quá trình phân riêng : lắng, lọc, ly tâm, - Từ số liệu cân bằng phục vụ cho tính toán về kinh tế, - Các quá trình làm nhỏ : xay, nghiền, điện, nước. 4
5. 9/16/2010 Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ III. Tính cân bằng vật chất IV. Tính toán và lựa chọn thiết bị: Phân biệt: Phân xưởng ◙ Thiết bị là không có động cơ sản xuất mì ăn liền năng suất ◙ Máy là thiết bị có động cơ 40 – 45 ◙ Dụng cụ là bộ phận đi kèm tấn/ngày với 1. Nguyên tắc tính toán và lựa chọn thiết bị: bốn dây ● Dựa vào lượng bán thành phẩm và thành phẩm → Xác định chuyền hoạt năng suất của thiết bị → Lựa chọn và dựa vào kinh nghiệm. động liên tục sao tính và : trong 3 ca ● Tại phải lựa chọn thiết bị (mỗi ca 8 * Cùng một quá trình sẽ có nhiều nhóm thiết bị khác nhau. tiếng). * Có nhiều hãng cung cấp (cùng một máy). 1. Sơ đồ quy * Tuổi thọ và năng suất của thiết bị: lựa chọn sao cho tránh trình công thiết bị hư hỏng trước khi dự đoán. nghệ : Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ IV. Tính toán và lựa chọn thiết bị: IV. Tính toán và lựa chọn thiết bị: 1. Nguyên tắc tính toán và lựa chọn thiết bị: 1. Nguyên tắc tính toán và lựa chọn thiết bị: ● Sau khi lựa chọn xong, ta lập bảng tổng hợp, ghi chép ● Khi tính toán, lựa chọn thiết bị cần chú ý: lại các thông số: * Năng suất phù hợp. Sau đó xét đến diện tích chiếm chỗ, * Nhãn hiệu, nơi sản xuất, năm sản xuất. năng lượng tiêu hao cho máy hoạt động. * Năng suất. * Máy cho sản phẩm có chất lượng đạt yêu cầu. * Kích thước chính của thiết bị: chiều dài, chiều rộng, * Tuổi thọ của máy phù hợp với hoạt động của máy, dễ sử chiều cao, đường kính, trọng lượng dụng, dễ sửa chữa, thay thế phụ tùng. * Công suất, số vòng quay, , nếu trong nhà máy đã có sẵn động cơ thì phải ghi lại các thông số chính của động * Máy móc phải được trang bị đầy đủ thiết bị kiểm tra, đo cơ. . lường * Đối với các thiết bị điện cần ghi bề mặt truyền nhiệt (để * Phải lựa chọn thiết bị chính trước. Sau đó căn cứ vào khoảng sau này tính lại cân bằng nhiệt, nhiên liệu tiêu thụ). cách của các thiết bị trong nhà máy ta chọn thiết bị trung * Ghi các đường kính của ống dẫn nước, hơi nước, nhiên gian (băng tải, gàu tải, băng chuyền), vựa chứa. liệu, khí, để lập hồ sơ và chọn ống thích hợp. 5
6. 9/16/2010 Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ IV. Tính toán và lựa chọn thiết bị: IV. Tính toán và lựa chọn thiết bị: 1. Nguyên tắc tính toán và lựa chọn thiết bị: 2. Nguyên tắc bố trí thiết bị trong phân xưởng: * Ghi số lượng máy cho từng quá trình ứng với năng suất. * n = Q/q, trong đó: Q là năng suất nhà máy ứng với từng quá Việc bố trí thiết bị trong phân xưởng có liên quan đến nhiều trình, q là năng suất của máy được chọn, n là số nguyên vấn đề: dương. ● Công nghệ * Giá thành: có thể chọn thiết bị trong nước nếu đạt yêu cầu → giảm giá thành. ● Thao tác vận hành, sửa chữa → Nếu xếp đặt hợp lý thì thao Bảng tổng hợp tác thoải mái, ít gây ra tai nạn. Tên Số Hãng Năm Công Kích Trọng ● Thông gió, ánh sáng tự nhiên. Năng STT thiết bị lượng cung SX suất thước lượng ● Mỹ quan: sắp xếp gọn gàng, màu sắc hài hoà, thông thoáng suất cấp → Tạo sự hấp dẫn, thoải mái khi làm việc. Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ IV. Tính toán và lựa chọn thiết bị: IV. Tính toán và lựa chọn thiết bị: 2. Nguyên tắc bố trí thiết bị trong phân xưởng: 2. Nguyên tắc bố trí thiết bị trong phân xưởng: a. Nguyên tắc công nghệ: a. Nguyên tắc công nghệ: * Các máy móc, thiết bị phải được xếp đặt một cách liên tục - Ví dụ bố trí không đúng qui cách: theo đúng qui trình công nghệ. Máy này nối tiếp máy kia * Tuỳ thuộc vào nguyên liệu, dây chuyền có thể bố trí trên một một cách hợp lý, đường đi không được cắt nhau hoặc bố trí tầng hoặc nhiều tầng. theo đường xoắn ốc. Các dây chuyền phức tạp, dài có thể bố * Tìm cách giảm thiểu các loại thiết bị vận chuyển : gàu tải, vít - trí theo đường zích zắc, dây chuyền đơn giản thì bố trí theo tải, băng tải, bơm. → Giảm khoảng cách giữa các máy rút đường thẳng. ngắn thời gian, chu trình sản xuất. - Ví dụ bố trí đúng qui cách: * Đảm bảo khoảng cách giữa các thiết bị với thiết bị, giữa thiết bị với tường, để dễ thao tác, dễ sửa chữa và thay thế. * Các thiết bị có cùng chức năng thường đặt thành một cụm (rây, sàng, ) 6
7. 9/16/2010 Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ IV. Tính toán và lựa chọn thiết bị: IV. Tính toán và lựa chọn thiết bị: 2. Nguyên tắc bố trí thiết bị trong phân xưởng: 2. Nguyên tắc bố trí thiết bị trong phân xưởng: b. Nguyên tắc về an toàn vệ sinh công nghiệp : b. Nguyên tắc về an toàn vệ sinh công nghiệp : * Tất cả các thiết bị phải có hệ thống nối đất để tránh tình * Những thiết bị nóng, thoát nhiều bụi, chất độc hại phải có trạng tích điện trên thiết bị. tường ngăn cách hoặc thông thoáng tốt. * Các cầu thang phải có tay vịn, các nhà nhiều tầng ở phía * Những thiết bị áp lực phải có áp kế và van an toàn. ngoài phải có cầu thang thoát hiểm. * Các thiết bị có cửa quan sát hoặc kính quan sát (thiết bị cô * Các bộ phận chuyển động của các máy, thiết bị phải có tấm đặc, nấu) thì phải xếp kính quan sát quay ra ngoài. che. * Hệ thống điều khiển, cần gạt, tay gạt phải bố trí ngang tầm * Những máy, thiết bị có trọng lượng lớn, rung động mạnh ở tay công nhân (0.8 – 1.2m). tầng dưới, máy nhẹ đặt ở tầng trên, máy cao cần đặt ở giữa, * Phải chừa khoảng cách hợp lý giữa các thiết bị, lối đi dọc, đi thấp đặt gần cửa → Lợi dụng thông gió và ánh sáng tự ngang, lối đi gần tường để công nhân hoạt động thuận lợi, nhiên. tránh tai nạn, dễ thay thế thiết bị. Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ IV. Tính toán và lựa chọn thiết bị: IV. Tính toán và lựa chọn thiết bị: 2. Nguyên tắc bố trí thiết bị trong phân xưởng: 2. Nguyên tắc bố trí thiết bị trong phân xưởng: b. Nguyên tắc về an toàn vệ sinh công nghiệp : b. Nguyên tắc về an toàn vệ sinh công nghiệp : * Các dây chuyền thiết bị thường được bố trí song song với * Các dây chuyền phải đặt cách tường tối thiểu 1.6m nhau để đảm bảo an toàn và có đủ chỗ cho công nhân di * Thiết bị đầu vào phải cách tường 2 – 3m. chuyển. * Khoảng cách tối thiểu giữa hai thiết bị lớn nhất là 1.8m, an toàn nhất là 3 – 4 m. * Nếu dây chuyền có xe vận chuyển đi lại thì chừa khoảng 2.5m. * Nếu dây chuyền dài hơn 100m thì phải làm con đường đi qua dây chuyền bằng cách tại khu vực đó phải xây dựng các đường vận chuyển trung gian cho bán thành phẩm 7