Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất chả giò 1500 tấn/năm - ĐH SPKT TPHCM

Khám phá bản thiết kế nhà máy sản xuất chả giò công suất 1500 tấn mỗi năm. Tổng quan quy trình công nghệ, bố trí mặt bằng và lựa chọn thiết bị hiện đại.

• Tác giả: Bùi Ngọc Xuân Linh
• Người hướng dẫn: TS. Hoàng Văn Chuyển
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Design of spring roll factory with a yield of 1500 tons per year
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan thiết kế nhà máy sản xuất chả giò 1500 tấn năm

Dự án thiết kế nhà máy sản xuất chả giò với năng suất 1500 tấn mỗi năm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường thực phẩm tiện lợi. Ngành công nghiệp chế biến thực phẩm đông lạnh đòi hỏi tính chuẩn xác cao về quy trình công nghệ và an toàn vệ sinh. Việc xây dựng nhà máy tại các khu công nghiệp trọng điểm giúp tối ưu hóa chuỗi cung ứng nguyên liệu nông sản và thủy hải sản. Công trình được quy hoạch đồng bộ từ khu tiếp nhận nguyên liệu, khu sơ chế, khu chế biến nhiệt, đến hệ thống cấp đông và kho lạnh bảo quản. Năng suất 1500 tấn/năm tương đương quy mô sản xuất trung bình lớn, tạo ra lượng sản phẩm ổn định phục vụ thị trường trong nước và xuất khẩu. Thiết kế nhà máy không chỉ tập trung vào dây chuyền cơ giới hóa mà còn tối ưu hóa chi phí vận hành, giảm thiểu hao hụt nguyên vật liệu và đáp ứng các tiêu chuẩn quản lý chất lượng như HACCP và ISO 22000.

1.1. Bối cảnh thị trường và sự cần thiết đầu tư

Chả giò là món ăn truyền thống có giá trị dinh dưỡng cao và thị trường tiêu thụ rộng lớn. Cuộc sống hiện đại thúc đẩy xu hướng sử dụng thực phẩm chế biến sẵn giàu dinh dưỡng và tiện lợi. Nhu cầu xuất khẩu các mặt hàng thực phẩm chế biến giá trị gia tăng sang các thị trường quốc tế liên tục tăng trưởng. Việc đầu tư thiết kế nhà máy công suất 1500 tấn/năm giải quyết bài toán cung ứng sản phẩm đồng đều về chất lượng. Dự án góp phần nâng cao giá trị chuỗi nông thủy sản địa phương thông qua việc thu mua tôm, thịt lợn và rau củ tươi sống có kiểm soát.

1.2. Mục tiêu kỹ thuật và nhiệm vụ quy hoạch

Nhiệm vụ trọng tâm của đồ án là tính toán cân bằng vật chất cho toàn bộ dây chuyền sản xuất. Quy trình thiết kế xác định rõ định mức nguyên liệu tôm, thịt heo, mộc nhĩ, khoai môn và gia vị. Kỹ sư tiến hành lựa chọn thiết bị chế biến tiên tiến như máy xay thịt, máy trộn nhân tự động và tủ đông siêu tốc IQF. Bản vẽ thiết kế tổng mặt bằng đảm bảo nguyên tắc dòng chuyển động một chiều, ngăn ngừa nhiễm chéo giữa khu sạch và khu bẩn. Hệ thống phụ trợ về điện, hơi nước, cấp thoát nước và xử lý chất thải được tính toán đồng bộ theo quy chuẩn kỹ thuật.

II. Phân tích kỹ thuật và kiểm soát vi sinh trong sản xuất chả giò

Sản xuất chả giò quy mô công nghiệp đối mặt với nhiều thách thức kỹ thuật về bảo quản nguyên liệu và an toàn vi sinh. Nguyên liệu chính gồm tôm, thịt heo và nông sản rất dễ bị biến tính protein và hư hỏng nếu không duy trì chuỗi nhiệt lạnh nghiêm ngặt. Protein trong tôm và thịt như myoglobin dễ bị oxy hóa thành metmyoglobin làm sẫm màu sản phẩm. Sự phát triển của hệ vi sinh vật Gram âm như Pseudomonas, Vibrio cùng vi khuẩn Gram dương như Bacillus đe dọa trực tiếp đến chất lượng thành phẩm. Quá trình phối trộn nhân nếu kéo dài quá 4 đến 5 phút sẽ khiến cấu trúc nhân bị nhão và chảy nước. Điều này làm rách bánh tráng cuốn và giảm độ giòn xốp khi chiên. Do đó, việc phân tích chi tiết động học biến đổi sinh hóa và kiểm soát tải lượng vi sinh vật là yêu cầu bắt buộc để thiết lập thông số công nghệ chuẩn xác.

2.1. Kiểm soát đặc tính nguyên liệu và hệ vi sinh vật

Tôm tươi và thịt nạc là nguồn cung cấp protein dồi dào nhưng chứa lượng ẩm cao, tạo môi trường thuận lợi cho vi khuẩn sinh sôi. Thịt heo sau khi nhập kho phải được rã đông có kiểm soát và phân loại mỡ nạc trước khi xay. Tôm sau khi bóc vỏ và rút tim chỉ cần duy trì nhiệt độ bảo quản dưới 5 độ C để ức chế vi khuẩn Pseudomonas và Flavobacterium. Các nguyên liệu nông sản như khoai môn, nấm mèo được kiểm tra nghiêm ngặt về chỉ tiêu hóa lý và tồn dư bảo vệ thực vật trước khi đưa vào khu vực phối trộn nhân.

2.2. Vấn đề tách nước và biến tính cấu trúc nhân

Công đoạn phối trộn nguyên liệu đóng vai trò quyết định đến độ kết dính và cảm quan của nhân chả giò. Thời gian trộn máy quá lâu làm ma sát sinh nhiệt, phá vỡ liên kết mạng protein-lipid khiến hỗn hợp tách nước. Nhân bị chảy nước gây ẩm vỏ bánh tráng, làm mềm vỏ và giảm độ giòn đặc trưng sau khi chiên. Nhiệt độ khối nhân sau khi trộn phải được giữ trong bể nước đá dưới 5 độ C và thời gian chờ định hình không quá 4 giờ. Việc kiểm soát độ ẩm và thời gian thao tác đòi hỏi sự chuẩn hóa nghiêm ngặt từ đội ngũ công nhân.

III. Giải pháp công nghệ thiết kế nhà máy chả giò 1500 tấn năm

Giải pháp thiết kế công nghệ cho nhà máy 1500 tấn/năm kết hợp cơ giới hóa đồng bộ với quy trình quản lý chất lượng khép kín. Dây chuyền sản xuất được bố trí theo dòng thẳng liên tục từ khâu sơ chế đến đóng gói thành phẩm. Các thiết bị cơ giới hóa như máy định lượng, máy trộn trục vít và băng chuyền cuốn chả giò giúp tăng năng suất và giảm tiếp xúc tay người. Công đoạn cấp đông nhanh sử dụng hệ thống IQF ở nhiệt độ âm 35 độ C đến âm 40 độ C, nhanh chóng đưa tâm sản phẩm về âm 18 độ C. Quy trình này hình thành các tinh thể đá siêu nhỏ, bảo toàn nguyên vẹn cấu trúc tế bào và chất dinh dưỡng của nhân bánh. Phân xưởng sản xuất chính được thiết kế áp suất dương với hệ thống điều hòa không khí lọc bụi HEPA, đảm bảo môi trường vô trùng tuyệt đối trong suốt ca làm việc.

3.1. Chuẩn hóa quy trình phối trộn và cấp đông siêu tốc

Quy trình phối trộn thực hiện tuần tự qua ba bước: nạp nông sản trước, thêm tôm thịt mỡ xay và bổ sung gia vị cuối cùng. Thời gian trộn tối ưu được cố định từ 4 đến 5 phút bằng máy trộn lập trình sẵn tốc độ quay. Khối nhân sau phối trộn lập tức chuyển qua máy cuốn hoặc bàn định hình thủ công trong phòng lạnh 18 độ C. Sau khi định hình, sản phẩm đi qua băng chuyền cấp đông nhanh liên tục để khóa độ ẩm. Phương pháp này ngăn chặn hiện tượng rỉ dịch khi rã đông và giữ trọn hương vị tươi ngon của chả giò đông lạnh.

3.2. Bố trí mặt bằng sản xuất và hệ thống phụ trợ

Mặt bằng nhà máy được thiết kế tối ưu hóa diện tích xây dựng và phân tách rõ ràng các phân khu chức năng. Hệ thống đường ống cấp hơi từ lò hơi công nghiệp, điện động lực 3 pha và nước lạnh phục vụ sản xuất được bố trí ngầm hoặc đi trên giàn treo kỹ thuật. Trạm xử lý nước thải công suất 150 m3/ngày đêm áp dụng công nghệ sinh học hiếu khí kết hợp màng lọc MBR. Nước thải sau xử lý đạt chuẩn xả thải môi trường cột A, đảm bảo tiêu chí phát triển công nghiệp xanh và bền vững.

IV. Đánh giá hiệu quả kinh tế và ứng dụng nhà máy chả giò 1500 tấn

Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất chả giò 1500 tấn/năm chứng minh tính khả thi cao về mặt kỹ thuật và hiệu quả kinh tế rõ rệt. Các chỉ số tài chính tính toán gồm tổng mức đầu tư xây dựng, chi phí máy móc, vốn lưu động và thời gian hoàn vốn đều đạt ngưỡng an toàn sinh lời. Dự án tạo việc làm ổn định cho hàng trăm lao động địa phương và thúc đẩy chuỗi giá trị nông lâm thủy sản phát triển. Mô hình sản xuất hiện đại giúp doanh nghiệp giảm 15% tỷ lệ phế phẩm và tiết kiệm 20% năng lượng tiêu thụ so với các xưởng truyền thống. Sản phẩm chả giò đông lạnh đầu ra đáp ứng tiêu chuẩn vệ sinh thực phẩm quốc tế, sẵn sàng thâm nhập hệ thống siêu thị nội địa và các thị trường xuất khẩu khó tính như Nhật Bản, EU và Hoa Kỳ. Đây là tài liệu thiết kế tham khảo giá trị cho các kỹ sư công nghệ thực phẩm và các nhà đầu tư công nghiệp.

4.1. Khả năng sinh lời và thời gian hoàn vốn đầu tư

Tính toán kinh tế cho thấy dự án có điểm hòa vốn thấp và biên lợi nhuận hoạt động ổn định nhờ quy mô 1500 tấn/năm. Chi phí đầu tư ban đầu cho nhà xưởng và thiết bị hiện đại được bù đắp bằng tốc độ quay vòng vốn nhanh của ngành hàng tiêu dùng nhanh. Thời gian hoàn vốn ước tính từ 3 đến 5 năm vận hành thương mại. Hiệu quả tài chính tích cực này khẳng định năng lực cạnh tranh vượt trội của mô hình chế biến thực phẩm công nghiệp hóa trên thị trường hiện nay.

4.2. Khả năng nhân rộng và chuyển giao công nghệ

Bản vẽ thiết kế tổng thể và sơ đồ công nghệ của nhà máy có tính module hóa cao, dễ dàng nâng cấp công suất khi thị trường mở rộng. Giải pháp kỹ thuật này có thể áp dụng linh hoạt cho các dòng sản phẩm bánh xếp, há cảo hoặc nem nướng đông lạnh tương tự. Việc chuyển giao mô hình giúp các doanh nghiệp vừa và nhỏ chuyển đổi từ sản xuất thủ công sang dây chuyền bán tự động đạt chuẩn xuất khẩu, thúc đẩy hiện đại hóa ngành thực phẩm Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY FOR HIGH QUALITY TRAINING CAPSTONE PROJECT FOOD TECHNOLOGY DESIGN OF SPRING ROLL FACTORY WITH A YIELD OF 1500 TONS PER YEAR LECTURER: PhD. HOANG VAN CHUYEN STUDENT: BUI NGOC XUAN LINH PHAM MAI PHUONG SKL 0 0 8 4 4 2 Ho Chi Minh City, December, 2021 HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY FOR HIGH QUALITY TRAINING DEPARTMENT OF FOOD TECHNOLOGY GRADUATION THESIS ID: 2021-17116017 DESIGN OF SPRING ROLL FACTORY WITH A YIELD OF 1500 TONS PER YEAR Advisor: HOANG VAN CHUYEN, PhD Student: BUI NGOC XUAN LINH – 17116017 PHAM MAI PHUONG – 17116028 HO CHI MINH CITY – DECEMBER 2021 ii HCMC UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY FOR HIGH QUALITY TRAINING DEPARTMENT OF FOOD TECHNOLOGY MISSION OF THESIS Name of students: Bui Ngoc Xuan Linh Student ID: 17116017 Pham Mai Phuong Student ID: 17116028 Major: Food Technology 1. Thesis title: Design of spring roll factory with a yield of 1500 tons per year. Mission of thesis: - Choosee the construction location and product comsumption.

- Choose ingredients and builds a production process. - Calculate the fuel, electricity, wastes in the factory. - Calculate the fee, capital investment in the production process - Drawing A1 of the main production - Drawing A1 of the total factory 4. Date of assessment: 16/09/2021 5.

Date of completion: 31/12/2021 6. Name of advisor: Hoang Van Chuyen, PhD Instruction section: The whole thesis The content and requirements of the graduation thesis have been approved by Head of Department of Food Technology Ho Chi Minh City, ____, _______, 2021 Chair of the program Advisor iii iv v vi vii viii ix x xi ACKNOWLEDGEMENT Therefore, we would like sincerely thank to all the lectures in charge of the Department of Food Technology, Faculty of Chemical and Food Technology, and Ho Chi Minh City University and Technology and Education for imparting valuable knowledge and creating the best conditions in equipment as well as facilities for us to complete the thesis. We also sincerely thank our adored supervisor, Hoang Van Chuyen PhD, who has always been enthusiastically guiding and sharing all teaching knowledge and experience for us to accomplish this graduation thesis. Nevertheless, we would like to send our sincere thanks to our schoolmates, for supporting and arranging the involved experiment of the thesis.

We sincerely thank! xii DECLARATION Except where there is obvious recognition and reference to the work of others, we hereby declare that all content and material presented and involved in this thesis is our work. We also certify that the contents referenced in the thesis have been adequately and accurately cited in accordance with regulations. Ho Chi Minh, December 2021 Signature xiii TABLE OF CONTENTS MISSION OF THESIS .xiii TABLE OF CONTENTS.xiii LIST OF FIGURES. xx LIST OF TABLES.

xxv CHAPTER 1: INTRODUCTION. The neccessity of the project. Objectives of the project. The scope of project.

Scientific and practical significance of the project. 3 SELECTTION OF FACTORY’S LOCATION. Choosing a location for the factory [1, 17, 18, 19]. Rationales for the selected location of the factory.

Source of ingredient. Power – Water – Steam supply. Drainage system and waste treatment. Black Tiger Shrimp.

Wood-Ear Mushrooms. Spring roll wrappers. Spring roll products. 28 ESTABLISHMENT OF PRODUCTION PLAN.

Material balance for the product. Spring roll wrapper. Wood – ear mushrooms. 40 CHAPTER 6: CALCULATION AND SELECTION OF MACHINES.

Vertical screw grinder [23]. Vacuum Packaging Machine [28]. Automatic spring roll machine [29]. 55 xvi CALCULATION OF FUEL, ENERGY, WATER DEMAND OF THE FACTORY.

Calculation of lighting electricity. Determination of power factor and compensation capacity. Calculate the amount of water consumed in the factory. 68 CALCULATIONS AND DESIGN PLANNING.

Main production workshops [1]. Frozen meat storage room. Frozen shrimp storage room. Frozen storage size.

Solid waste treatment. Waste water treatment system. Two-wheeler garage. Garage for trucks.

Fire protection and prevention. Explain the drawing of construction in total area. 80 CHAPTER 9: ORGANIZATION – ECONOMY. Factory organizational chart [13].

Investment capital in construction. Capital investment in machinery. Cost of raw ingredients. Social insurance cost.

Economic performance of invested capital. 92 xviii CHAPTER 10: WORK SAFETY AND HYGIENE. Introduction to occupational safety. Climate safety for workers.

Safe against dust and toxic gas. Safety against noise and vibration. Safe to use the device. 98 xix LIST OF FIGURES Figure 4.

Manufacturing of spring roll. 6 Flat belt IQF. 8 Vacuum packing machine. 9 Spring roll making machine.

52 xx LIST OF TABLES Table 3. Nutritional ingedients of shrimp. Requirement for microorganisms in corrugated iron [3]. Sensory requirements of raw shrimp.

Heavy metal requirements in blacl tiger shrimp. Nutritional ingredients of pork. Sensory requirements of fresh meat. Physical and chemical requirements of fresh meat.

Microbiological criteria of fresh meat. Sensory requirements of frozen meat. Physical and chemical requirements of frozen meat. Heavy metal residues of frozen meat.

Microbiological requirements of frozen meat. Nutritional ingredients in Jicama [8]. Requirements for the appearance of jicama. Nutritional ingredients in Taro [8].

Requirements for the appearance of taro. Chemical compositions in 100g Wood – Ear Mushrooms [8]. Nutritional ingredients in 100g carrots [8]. Requirements for the appearance of carrot.

Requirements for the appearance of onion and garlic [8]. Requirements for the appearance of MSG [9]. Requirements for the appearance of sugar [10]. Requirements for the appearance of black pepper.

Requirements for physical properties of black pepper [11]. Requirements for chemical properties of black pepper. Requirements for the appearance of salt [12]. Physical and chemical properties of salt.

Sensory requirements for finished products [13]. 1 The diagram of ingredients input. 2 Shows the number of days and shifts per month. 3 The composition of product and mixing ratio.

4 Loss of ingredients through each stage. 5 The loss and the mass of shrimp at each stage. 6 The mass and the loss of pork at each stage. 7 The mass and the loss of spring roll wrappers at each stage.

8 The mass and the loss of jicama at each stage. 9 The mass and loss of taro at each stage. 10 The mass and the loss of onion at each stage. 11 The mass and the loss of garlic at each stage.

12 The mass and the loss of wood – ear mushrooms at each stage. 13 The mass and the loss of carrot at each stage. 14 The mass and the loss of salt at each stage. 15 The mass and the loss of sugar at each stage.

16 The mass and the loss of oil at each stage. 17 The mass and the loss of MSG at each stage. 18 The mass and the loss of pepper at each stage. 19 The ingredients requirement for the production line of spring rolls.

20 The mass of semi – products through each stage numbered from 1 to 6 (Productivity in kg/h). 1 Defrosting machine specifications:. 2 Specification of Cutting machine. 3 Specification of the Grinder.

4 Specifications of Mixer. 5 Specifications of Centrifuge. 6 Specifications of Flat belt Individual Quick Freezer. 7 Specifications of Metal Dectector.

8 Specifications of Vacuum packing machine. 9 Specifications of spring roll making machine. 10 Summary of machine and specification of the production line of shrimp and pork spring rolls. 1 Statistical table of lighting in the main production workshop.

2 General table of lighting for projects. 3 Table of lamp power of partsin the factory. 4 Statistics of equipment in the main production workshop. 5 Table of water consumption for the main production workshop.

6 Table of water consumption for the main production workshop. 1 Summary of rooms in main production workshop. 2 Statistical table of general placement of factory [1]. 1 Number of workers in main production line.

2 Number of workers in whole factory. 89 xxiv ABSTRACT "Vietnamese spring rolls must be a unique dish to be voted one of the 50 best dishes in the world by CNN in 2011 and one of the twelve delicious Vietnamese dishes recognized by the Asian Record Organization in the past year," he said. Nguyen Nha said. There are some tips to help crispy spring rolls when eaten, such as applying lemon (or vinegar) to the rice paper before rolling or putting lemon (vinegar) in grease when frying.

You can also fry and let it cool, when eaten. Because the number of consumption is increasing and the factories are growing more and more but not fully guaranteed the quality of the product. On the other hand, manufacturing plants in small provinces in the country are still very limited in terms of area as well as raw materials, output quality, so it is still necessary to import from large provinces. Therefore, in this project, we would like to present and state the practical requirements, design the production process and calculate the construction of a spring roll factory with a yield of 1500 tons / year with the with advanced and modern technology equipment to ensure the quality of output products and meet the needs of consumers in the country and export to nearby countries.

xxv CHAPTER 1: INTRODUCTION 1. The neccessity of the project The methods of preparing family dishes in our country have many characteristics and are different from other countries. This is also an opportunity for Vietnam's industry to develop and industrialize the production processes of a lot of traditional foods, transforming the traditional environment of family-scale processing into industrial foods for domestic consumption and export abroad. A typical example is the spring roll product.

Previously, it was only processed on a family scale. Nowadays, spring rolls are produced on an industrial scale. However, the production process at factories in the country has not been mechanized or automated. Therefore, it is necessary to conduct the design and construction of pork meat and shrimp spring rolls factory with a capacity of 1500 tons/year with a modern machinery system, reducing costs, improve product quality to compete with competitors in the food industry already on the market.

Objectives of the project Conducting a design of the pork meat and shrimp spring rolls factory to fully meet domestic and international food safety and hygiene standards to match the increasing consumer tastes of the domestic and export markets. Choosing suitable equipment for the production line with a capacity of 1500 tons/year. Exploiting capital, developing technology, building a closed supply chain, from raw materials to processing; providing high-quality safe food, ensuring monitoring and traceability processes. Improve production capacity, product quality, train human resources, and meet current development needs.

The scope of project The scope of the topic is the production area in Ho Chi Minh City, but mainly in Vinh Loc industrial zone. Design content Choose a reasonable factory location. Choose a technical diagram, select and calculate equipment for the process, layout of workshop, drawing and analyzing the factory design drawings, layout and drawing of buildings describing the overall ground. Calculate energy, electricity, water, fuel materials, construction and cleaning of factory, and finally economic accounting.

Research Methods 1 Refer to documents on design and construction of spring roll factories of domestic companies. Surveying food industry zones to choose suitable construction sites. Assess the construction site and the environment around the factory. Surveying sources of raw materials, electricity and water sources.

Surveying the economics of factory construction.