Thiết kế nhà máy sản xuất thạch dừa công suất 50 nghìn tấn năm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT THẠCH DỪA
CÔNG SUẤT 50 NGHÌN TẤN/NĂM

GVHD: TS. HỒNG VĂN CHUYỂN
SVTH: TRƯƠNG NGỌC NAM

SKL008441

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12/2021


TRƯƠNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT THẠCH DỪA
CƠNG SUẤT 50 NGHÌN TẤN/NĂM

GVHD:

TS. Hồng Văn Chuyển

SVTH:

Trương Ngọc Nam 17110186

1


2


NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên: Trương Ngọc Nam

MSSV: 17110186

Ngành theo học: Cơng Nghệ Thực Phẩm
1. Tên khóa luận: Thiết kế nhà máy sản xuất thạch dừa công suất 50000 tấn/năm.
2. Nhiệm vụ khóa luận:
Tìm hiểu quy trình cơng nghệ, thị trường, của sản phẩm.
Tính tốn lượng ngun liệu và lượng sản phẩm.
Tính tốn và chọn thiết bị cho nhà máy.
Tính tốn và chọn địa điểm nhà máy.
Tính tốn chi phí, an tồn lao động và vệ sinh thực phẩm
3. Ngày giao khóa luận
4. Ngày kết thúc khóa luận
5. Họ và tên người hướng dẫn: Tiến sĩ Hoàng Văn Chuyển
Nội dung và u cầu khóa luận đã thơng qua bởi
Trưởng Bộ mơn Cơng nghệ thực phẩm
TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm

Trưởng bộ môn

Người hướng dẫn

3


4


5


6


7


8


9


10


11

12


LỜI CẢM ƠN
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cơ trong khoa Cơng nghệ Hóa học và
Thực phẩm cùng các anh chị, bạn bè trong nghành đã cùng đóng góp ý kiến để chúng tơi
có thể hồn thành khóa luận này.
Và đặc biết cảm ơn TS. Hồng Văn Chuyển đã hướng dẫn trực tiếp, tận tình chỉ bảo
và cùng đồng hành trong suốt q trình thực hiện khóa luận.
Trong quá trình nghiên cứu, do giới hạn về thời gian cũng như lượng kiến thức và
thông tin thu thập cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi những thiếu sót trong cách hiểu, đánh
giá và trình bày.Chúng tơi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến và đánh giá chân thành
của quý thầy cô để đề tài được đầy đủ và hồn chỉnh hơn.
Chúng tơi xin chân thành cảm ơn!

13


LỜI CAM ĐOAN
Chúng tơi cam đoan nội dung khóa luận tốt nghiệp là do chúng tôi gồm tôi là sinh
viên thực hiện và giáo viên hướng dẫn. Các nội dung nghiên cứu được thực hiện dựa trên
các yêu cầu, được thiết kế, được hướng dẫn và được xác nhận kết quả bởi giáo viên hướng
dẫn. Tôi xin cam đoan các nội dung được tham khảo trong khóa luận tốt nghiệp đã được
trích dẫn chính xác và đầy đủ theo quy định.

14


MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................... 23
1.1 Tính cấp thiết của đề tài ( Đặt vấn đề ) ...................................................................... 23
1.2. Mục tiêu đề tài ........................................................................................................... 23
1.3. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................... 23
1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn ...................................................................... 24
CHƯƠNG 2. LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT ............................................................. 25
2.1. Đặc điểm thiên nhiên ................................................................................................ 25
2.2. Hợp tác hóa ............................................................................................................... 25
2.3. Nguồn cung cấp điện ................................................................................................. 26
2.4. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lí nước .............................................................. 26
2.5. Thốt nước ................................................................................................................ 27
2.6. Giao thơng vận tải ..................................................................................................... 27
2.7. Cung cấp nhân công .................................................................................................. 28
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ KỸ THUẬT ................................................................................ 30
3.1. Nguyên liệu ............................................................................................................... 30
3.1.1. Nguyên liệu chính............................................................................................... 30
3.1.2. Nguyên liệu phụ ................................................................................................. 31
3.1.2.1. Đường Saccharose dạng tinh thể. ................................................................ 32
3.1.2.2. Acid acetic (CH3COOH) nồng độ 40% ....................................................... 33
3.1.2.3. Amonium Sunfate ((NH4)2SO4) ................................................................... 33
Sử dụng Amonium Sunfate dạng tinh khiết.............................................................. 33
3.1.3 Vi sinh vật............................................................................................................ 34
3.2. Quy trình cơng nghệ .................................................................................................. 34
3.3. Thuyết minh quy trình cơng nghệ ............................................................................. 37
3.3.1. Chuẩn bị môi trường........................................................................................... 37
3.3.2. Cấy giống, lên men ............................................................................................. 39
3.3.3. Thu nhận và hoàn thiện sản phẩm ...................................................................... 39
3.3.4. Hoàn thành sản phẩm ......................................................................................... 43
3.4. Cơ chế tạo thành sản phẩm ....................................................................................... 46
3.5. Đánh giá chất lượng và chỉ tiêu đối với sản phẩm thạch dừa ................................... 46

3.5.1. Chỉ tiêu vật lý ..................................................................................................... 46

15


3.5.2. Chỉ tiêu hóa học .................................................................................................. 46
3.5.3. Chỉ tiêu vi sinh: .................................................................................................. 46
3.5.4. Chỉ tiêu bao bì: ................................................................................................... 47
CHƯƠNG 4. TÍNH TỐN SẢN XUẤT ............................................................................ 49
4.1. kế hoạch sản xuất chi tiết trong năm ......................................................................... 49
4.2. Tính cân bằng vật chất .............................................................................................. 49
4.2.1. Các thông số kỹ thuật của sản phẩm thạch dừa .................................................. 49
4.2.2. Tính cân bằng vật chất cho 1000kg sản phẩm .................................................... 50
4.3. Bảng tổng kết nguyên liệu thạch dừa thành phẩm .................................................... 53
CHƯƠNG 5. TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ ................................................... 54
5.1. Thùng chứa nước dừa nguyên liệu ............................................................................ 54
5.2. Thiết bị lọc ................................................................................................................ 54
5.3. Thiết bị thanh trùng nước dừa ................................................................................... 55
5.4. Thùng chứa nước dừa, làm nguội và chỉnh ph .......................................................... 55
5.5. Khay lên men thạch dừa ............................................................................................ 56
5.6. Thiết bị rửa thạch dừa thô ......................................................................................... 57
5.7. Máy cắt thạch dừa ..................................................................................................... 57
5.8. Thùng ngâm trung hịa .............................................................................................. 58
5.9. Thiết bị đun sơi.......................................................................................................... 58
5.10. Bể làm nguội ........................................................................................................... 59
5.11. Thùng chứa nước đường ......................................................................................... 59
5.12. Máy đóng gói .......................................................................................................... 59
5.13. Thiết bị thanh trùng ................................................................................................. 60
5.14. Máy in ngày sản xuất .............................................................................................. 61
5.15. Cân ....................................................................................................................... 62

CHƯƠNG 6. TÍNH HƠI ..................................................................................................... 64
6.1. Tính lượng hơi cho nhà máy ..................................................................................... 64
6.1.1. Nhiệt cho quá trình nấu thanh trùng nước dừa ................................................... 64
6.1.2. Nhiệt cho quá trình đun sơi ................................................................................ 65
6.1.3. Tính lượng nhiệt cho thiết bị thanh trùng sản phẩm ........................................... 66
6.1.4. Tổng nhiệt lượng cung cấp cho nhà máy trong một giờ..................................... 67
6.1.5. Tổng lượng hơi cung cấp cho nhà máy trong một giờ. ...................................... 67
6.2. Tính đường kính ống dẫn hơi .................................................................................... 67
6.2.1. Tính đường kính ống dẫn hơi cho thiết bị thanh trùng nước dừa ....................... 67
16


6.2.2. Tính đường kính ống dẫn hơi cho thiết bị nấu ................................................... 68
6.2.3. Tính đường kính ống dẫn hơi cho thiết thanh trùng sản phẩm ........................... 68
6.3. Chọn nồi hơi .............................................................................................................. 69
6.4. Tính lượng nhiên liệu cung cấp cho nồi hơi ............................................................. 69
CHƯƠNG 7. TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ NHÀ MÁY .................................................... 71
7.1. Địa điểm xây dựng .................................................................................................... 71
7.2. Tính tốn bố trí các hạng mục của cơng trình ........................................................... 71
7.2.1. Khu vực sản xuất ................................................................................................ 71
7.2.1.1. Khu vực nguyên liệu .................................................................................... 71
7.2.1.2. Khu vực xưởng chính .................................................................................. 72
7.2.1.3. Khu hoàn thiện sản phẩm............................................................................. 74
7.2.1.4. Khu chứa khay và lên men .......................................................................... 75
7.2.2. Khu vực kho và phương tiện vận chuyển ........................................................... 75
7.2.2.1 Khu vực kho .................................................................................................. 75
7.2.2.2. Kho lưu và vận chuyển ................................................................................ 76
7.2.2.3. Bãi xe ô tô .................................................................................................... 77
7.2.3. Khu vực phục vụ cho sinh hoạt .......................................................................... 77
7.2.3.1. Nhà ăn .......................................................................................................... 77

7.2.3.2. Khu vệ sinh .................................................................................................. 77
7.2.3.3. Bãi xe nhân viên .......................................................................................... 78
7.2.3.4. Khu trụ sở nhà máy ...................................................................................... 78
7.2.4. Khu vực năng lượng ........................................................................................... 79
7.2.4.1. .Khu vực đặt nồi hơi và kho nhiên liệu ........................................................ 79
7.2.4.2. Khu xử lý nước thải ..................................................................................... 79
7.2.4.3. Trạm bơm..................................................................................................... 80
7.2.4.4. Trạm biến áp ................................................................................................ 80
7.3. Giao thông trong nhà máy ......................................................................................... 80
7.4. Bố trí nhà máy ........................................................................................................... 81
CHƯƠNG 8: TÍNH NƯỚC VÀ ĐIỆN................................................................................ 83
8.1. Tính nước cho nhà máy ............................................................................................. 83
8.1.1. Lượng nước sử dụng trong sản xuất ................................................................... 83
8.1.1.1. Nước để nấu nước đường............................................................................. 83
8.1.1.2. Nước sử dụng để rửa thạch dừa ................................................................... 83
8.1.1.3 Lượng nước cung cấp cho nồi hơi ................................................................ 84
17


8.1.1.4. Lượng nước cho q trình đun sơi ............................................................... 84
8.1.1.5. Lượng nước dành cho bể làm nguội ............................................................ 84
8.1.2. Lượng nước cho các nhu cầu khác ..................................................................... 84
8.1.2.1. Lượng nước cho sinh hoạt ........................................................................... 84
8.1.2.2. Nguồn nước dự trữ cho các hoạt động khác ................................................ 84
8.2. Tính điện ................................................................................................................... 84
8.2.1. Điện chiếu sáng .................................................................................................. 85
8.2.1.1. Xác định mẫu mã đèn .................................................................................. 85
8.2.1.2. Bố trí đèn ..................................................................................................... 85
8.2.1.3. Tính tốn số đèn cần dùng ........................................................................... 86
8.2.2. Điện động lực ..................................................................................................... 88

Thiết bị rửa thạch dừa thô ................................................................................................ 89
8.2.3. Xác định hệ số cơng suất và dung lượng bù ....................................................... 89
8.2.3.1. Tính hệ số cơng suất 𝐜𝐨𝐬𝛗 .......................................................................... 89
8.2.3.2. Tính dung lượng bù ..................................................................................... 90
8.2.3.3. Chọn thiết bị bù............................................................................................ 90
8.2.4. Chọn máy biến áp ............................................................................................... 91
8.2.5. Tính điện năng tiêu thụ hàng năm ...................................................................... 91
8.2.5.1. Điện năng tiêu thụ cho việc chiếu sáng trong 1 năm (Acs) .......................... 91
8.2.5.2. Điện năng tiêu thụ cho động lực trong 1 năm (Acs) ..................................... 92
8.2.5.3. Điện năng tiêu thụ trong 1 năm của toàn bộ nhà máy ................................. 93
CHƯƠNG 9. TÍNH KINH TẾ ............................................................................................. 95
9.1. Vốn đầu tư ................................................................................................................. 95
9.1.1. Vốn đầu tư vào thiết bị ....................................................................................... 95
9.1.2. Vốn đầu tư vào xây dựng ................................................................................... 96
9.1.3. Vốn dự phịng ..................................................................................................... 97
9.2. Tính tốn giá thành sản phẩm ................................................................................... 97
9.3. Tính tốn kinh tế ..................................................................................................... 100
CHƯƠNG 10. VỆ SINH VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG .................................................... 102
10.1. Vệ sinh lao động.................................................................................................... 102
10.2. An toàn lao động ................................................................................................... 103
CHƯƠNG 11. KẾT LUẬN ............................................................................................... 105
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 106

18


DANH MỤC HÌNH
Hình 2. 1. Các địa điểm cung cấp nguyên liệu cho nhà máy ............................................... 25
Hình 2. 2. Vị trí thuận lợi của khu cơng nghiệp Giao Long ................................................ 28
Hình 2. 3. Sơ đồ nhân lực trong nhà máy ............................................................................ 29

Hình 3. 1. Quy trình cơng nghệ sản xuất thạch.................................................................... 37
Hình 7. 1. Sơ đồ khu nguyên liệu. ....................................................................................... 72
Hình 7. 2. Sơ đồ xưởng chính nhà máy. .............................................................................. 74
Hình 7. 3. Sơ đồ khu hồn thiện sản phẩm. ......................................................................... 75
Hình 7. 4. Sơ đồ bố trí nhà máy ........................................................................................... 82

19


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2. 1. Thông số kỹ thuật máy phát điện Cummins 1500kVA ...................................... 26
Bảng 2. 2. Các chỉ tiêu của nước theo QCVN 01:2009/BYT. ............................................. 27
Bảng 3. 1. Thành phần và tính chất của nước dừa. (Thuan-Chew Tan và cộng sự, 2014) .. 30
Bảng 3. 2. Chỉ tiêu cảm quan của đường ............................................................................. 32
Bảng 3. 3. Chỉ tiêu lí – hóa của đường ................................................................................ 32
Bảng 3. 4. Chỉ tiêu các chất nhiễm bẩn của đường .............................................................. 33
Bảng 3. 5. Quy định cách ghi ngày sản xuất, hạn sử dụng và mốc thời gian khác của hàng
hóa (Kèm theo Nghị định số 43/2017/NĐ-CP ngày 14 tháng 4 năm 2017 của Chính phủ).
............................................................................................................................................. 44
Bảng 3. 6. Chỉ tiêu vi sinh đối với các sản phẩm đồ uống không cồn (QCVN 62:2010/BYT) ........................................................................................................................ 47
Bảng 3. 7. Chỉ tiêu bao bì nhựa PE, PP (QCVN 12-1: 2011/BYT) ..................................... 47
Bảng 4. 1. Số thời gian làm việc trong năm......................................................................... 49
Bảng 4. 2. Bảng cân bằng vật chất thạch dừa thô. ............................................................... 50
Bảng 4. 3. Bảng cân bằng vật chất nước dừa. ...................................................................... 51
Bảng 4. 4. Cân bằng vật chất các chất thêm vào. ................................................................ 52
Bảng 4. 5. Cân bằng vật chất nước đường. .......................................................................... 52
Bảng 4. 6. Tổng kết nguyên liệu. ......................................................................................... 53
Bảng 5. 1. Thông số thiết bị nấu thanh trùng thạch dừa ...................................................... 55
Bảng 5. 2. Thông số thiết bị rửa. ......................................................................................... 57
Bảng 5. 3. Thông số thiết bị cắt. .......................................................................................... 57

Bảng 5. 4. Thông số thiết bị đun sôi .................................................................................... 58
Bảng 5. 5. Thơng số thiết bị đóng gói. ................................................................................. 59
Bảng 5. 6. Thông số kỹ thuật thiết bị thanh trùng sản phẩm ............................................... 60
Bảng 5. 7. Thông số thiết bị in ngày sản xuất. ..................................................................... 62
Bảng 5. 8. Thông số thiết bị cân. ......................................................................................... 62
Bảng 5. 9. Tổng kết thiết bị máy móc trong nhà máy.......................................................... 62
Bảng 8. 1. Chỉ tiêu của nước. ............................................................................................... 83
Bảng 8. 2. Thông số kỹ thuật đèn led công nghiệp Rạng Đông 100W................................ 85
Bảng 8. 3. Bảng thống kê số lượng đèn trong khu vực nhà máy sản xuất. .......................... 86
Bảng 8. 4. Thông số kỹ thuật đèn led công nghiệp Rạng Đông 30W.................................. 86
Bảng 8. 5. Bảng thống kê số lượng đèn trong các khu vực khác trong nhà máy................. 87
Bảng 8. 6. Công suất đèn tại các khu vực trong nhà máy. ................................................... 88
Bảng 8. 7. Bảng thống kê các thiết bị trong nhà máy .......................................................... 88
Bảng 8. 8. Thông số thiết bị tụ bù ........................................................................................ 90
Bảng 8. 9. Bảng tiêu thụ điện năng chiếu sáng cho từng khu vực ....................................... 92
Bảng 8. 10. Bảng tiêu thu điện động lực ............................................................................. 93
Bảng 9. 1. Chi phí thiết bị trong nhà máy ............................................................................ 95
Bảng 9. 2. Bảng chi phí xây dựng các cơng trình trong nhà máy ........................................ 96
Bảng 9. 3. Bảng chi phí nguyên liệu trong 1 năm ............................................................... 98
Bảng 9. 4. Chi phí bao bì trong 1 năm ................................................................................. 98
Bảng 9. 5. Chi phí nhiên liệu ............................................................................................... 98
20


Bảng 9. 6. Bảng lương cho nhân viên trong công ty ........................................................... 98
Bảng 9. 7. Bảng thống kê các chỉ số kinh tế ...................................................................... 101

21

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

22


CHƯƠNG 1: LỜI MỞ ĐẦU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài (Đặt vấn đề)
Thị trường của thạch dừa trên thế giới rất lớn, nhất là Nhật Bản vào những năm
1990. Từ đó thu hút đầu tư từ mọi tầng lớp xã hồi. Họ tin tưởng rằng đây sẽ là một thị
trường béo bở và sinh lãi tốt. Chính đây là sự đốt phá để phát triển nghành công nghiệp
thạch dừa trên toàn thế giới. (Ma. Eden S. Piadozo, 2016).
Từ năm 2010 đến năm 2011 tại Việt Nam, giá bán Nata de coco ra thị trường quốc
tế tăng do nhu cầu của các thương nhân Trung Quốc và Đài Loan tăng. Giá bán nata de
coco trung bình vào năm 2011 là 137,5 USD / tấn. Do đó, giá nước dừa tăng từ 3,00 đô la
Mỹ / 30 L lên 5,00–9,50 đô la Mỹ / 30 L từ năm 2010 đến 2011. (MuenduenPhisalaphong
và cộng sự, 2016).
Thạch dừa là một sản phẩm dễ chế biến với chi phí sản xuất thấp, Nghành cơng
nghiệp thạch dừa hiện nay đang phát triển nhanh, Có rất nhiều thương hiệu thạch dừa có
trên thị trường, có giá và chất lượng khác nhau, nhiều mẫu mã. Nhìn chung thạch dừa trên
thị trường có màu trắng hơi ngả vàng, trắng trong khi quan sát bằng mắt thường. Mỗi loại
thạch dừa trên thị trường cũng có kết cấu khác nhau. (Rahmayanti và cộng sự, 2019)
Từ những lí do cơ bản trên việc thực hiện đề tài “THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT
THẠCH DỪA CƠNG SUẤT 50 NGHÌN TẤN/NĂM” là cần thiết.
1.2. Mục tiêu đề tài
Xây dựng nhà máy sản xuất 50.000 tấn thạch dừa trên 1 năm.
Sản phẩm thạch dừa đạt chất lượng và các yêu cầu đối với sản phẩm do nhà nước
ban hành.
Xây dựng hệ thống tối ưu, an toàn, mang lại năng suất cao, tiết kiệm chi phí và từ đó
nâng cao lợi nhuận của nhà máy.
1.3. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp tham khảo.

23


Tìm hiểu qua sách, báo, internet, qua các nguồn tài liệu nghiên cứu khoa học hỗ trợ
cho việc thực hiện đồ án. Tìm hiểu thêm về các đề tài đã nghiên cứu trước đó.
1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
Thiết kế nhà máy sản xuất thạch dừa nhằm mục đích tạo ra thạch dừa đảm bảo chất
lượng tốt nhất để cung cấp cho thị trường trong và ngoài nước, đem lại nguồn lợi nhuận
cho nhà máy, tạo cơng ăn việc làm cho người dân và góp phần xây dựng đất nước.
Hiện nay còn nhiều sản phẩm thạch dừa kém chất lượng vẫn đang được người dân
sử dụng, mang lại những hậu quả không mong muốn.
Cung cấp lượng thạch dừa đạt tiêu chuẩn đến khách hàng.

24