Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Xoài (Mangifera indica L.) là cây ăn quả nhiệt đới có giá trị kinh tế cao, được canh tác phổ biến tại Việt Nam. Thịt quả xoài chín chứa hàm lượng dinh dưỡng đáng kể với 20% đường (chủ yếu là đường đơn dễ hấp thu), 2% - 3% vitamin B và vitamin C, cùng carotene và acid citric. Tuy nhiên, phần lớn sản lượng xoài tại Việt Nam hiện nay chủ yếu tiêu thụ ở dạng quả tươi và một phần nhỏ phục vụ xuất khẩu. Do đặc thù thu hoạch rộ tập trung vào chính vụ và hạn chế về công nghệ bảo quản sau thu hoạch, tình trạng ứ đọng nông sản cục bộ thường xuyên xảy ra, dẫn đến hiện tượng giá thành bấp bênh gây thiệt hại kinh tế cho người trồng.

Trước xu hướng tiêu dùng thực phẩm bảo vệ sức khỏe và nhu cầu ngày càng tăng đối với các sản phẩm trái cây chế biến sâu (giữ nguyên hương vị, màu sắc và hàm lượng vi chất tự nhiên mà không qua chiên dầu), việc ứng dụng công nghệ sấy lạnh vào chế biến xoài sấy dẻo là giải pháp kỹ thuật cần thiết nhằm nâng cao giá trị gia tăng cho chuỗi nông sản.

Đồ án tập trung giải quyết các mục tiêu và nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật cụ thể:

  1. Nghiên cứu, tính toán và thiết kế hoàn chỉnh dây chuyền sản xuất xoài sấy dẻo đạt tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm với năng suất 300 kg thành phẩm/ngày.
  2. Thiết lập quy trình công nghệ tối ưu sử dụng phương pháp sấy lạnh (sấy bơm nhiệt) nhằm hạn chế tối đa tổn thất vitamin và biến tính cảm quan của sản phẩm.
  3. Tính toán cân bằng vật chất chi tiết cho từng công đoạn chế biến, từ khâu tiếp nhận nguyên liệu đến khâu đóng gói thành phẩm.
  4. Lựa chọn, tính toán số lượng và thông số kỹ thuật của hệ thống máy móc, thiết bị sản xuất chính và thiết bị phụ trợ.
  5. Tính toán nhu cầu phụ tải điện động lực, điện chiếu sáng, cấp thoát nước và bố trí mặt bằng phân xưởng, các công trình phụ trợ trên khu đất xây dựng.
  6. Dự toán chi phí đầu tư xây dựng, chi phí lắp đặt máy móc và hạch toán sơ bộ hiệu quả kinh tế của dự án.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình công nghệ và hệ thống thiết bị chế biến xoài sấy dẻo từ giống xoài tròn Yên Châu (Sơn La).
  • Phạm vi không gian: Thiết kế nhà máy đặt tại Khu công nghiệp Mai Sơn, xã Mường Bằng, huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La (tổng diện tích KCN 150 ha), tận dụng vùng nguyên liệu tập trung tại huyện Yên Châu với diện tích trên 2.500 ha và sản lượng đạt hơn 20.000 tấn/năm.
  • Phạm vi thời gian và kế hoạch vận hành: Nhà máy hoạt động 250 ngày/năm; chế độ làm việc 1 ca/ngày (8 giờ hành chính và 2 giờ tăng ca).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế

1. Khung lý thuyết và tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng

Đồ án xây dựng dựa trên các nguyên lý kỹ thuật chế biến thực phẩm:

  • Nguyên lý sấy lạnh (sấy bơm nhiệt): Ứng dụng chu trình nhiệt động lực học để tách ẩm không khí ở nhiệt độ thấp (từ 15°C đến 50°C), tạo tác nhân sấy có độ ẩm tương đối thấp (khoảng 20%), giúp hút ẩm từ vật liệu mà không làm phân hủy các hợp chất mẫn cảm nhiệt (vitamin A, vitamin C), giữ nguyên cấu trúc dẻo và màu sắc tự nhiên, hạn chế phản ứng caramel hóa và phản ứng Maillard.
  • Nguyên lý thẩm thấu và giảm hoạt độ nước ($a_w$): Ngâm đường saccharose đạt nồng độ 40°Bx nhằm tạo áp suất thẩm thấu cao, ức chế vi sinh vật phát triển, kết hợp bổ sung chất chống oxy hóa ($K_2S_2O_3$ và acid ascorbic) để vô hoạt enzyme polyphenol oxidase gây sẫm màu.
  • Hệ thống quy chuẩn và tiêu chuẩn quốc gia:
    • Chất lượng nước dùng trong chế biến: QCVN 01:2009/BYT (Màu sắc $\le 15$ TCU, Độ đục $\le 2$ NTU, pH từ 6,5 đến 8,5).
    • Chất lượng đường tinh luyện: TCVN 6959:2001 (Đường saccharose loại RE).
    • Phụ gia chống oxy hóa (Acid ascorbic): TCVN 6469:2010 (Hàm lượng $C_6H_8O_6 \ge 99,0%$, hao hụt khi sấy $\le 0,4%$, tro sulfat $\le 0,1%$, chì $\le 2$ mg/kg).
    • Tiêu chuẩn quản lý an toàn thực phẩm tham chiếu: HACCP, ISO 22000:2005.

2. Phương pháp tính toán và thiết kế kỹ thuật

  • Phương pháp cân bằng vật chất: Ứng dụng định luật bảo toàn khối lượng và phương trình cân bằng chất khô để xác định lượng nguyên liệu đầu vào, lượng bán thành phẩm qua từng công đoạn và lượng phế phẩm/hao hụt theo công thức: $$M_1 = \frac{M_2}{100% - X%}$$ Trong đó $M_1$ là khối lượng đầu vào, $M_2$ là khối lượng đầu ra, $X%$ là tỷ lệ tổn thất của công đoạn.
  • Phương pháp tính chọn thiết bị: Căn cứ vào năng suất từng giờ làm việc ($Q_{h} = Q_{ca}/10$) và thời gian chu kỳ của từng công đoạn để lựa chọn công suất máy phù hợp với hệ số dự trữ an toàn.
  • Phương pháp tính toán kỹ thuật phụ trợ:
    • Tính toán lượng nước: Xác định định mức nước sản xuất và nước vệ sinh thiết bị, định mức nước sinh hoạt (0,1 $\text{m}^3$/người/ngày) với hệ số dự trữ $k = 1,5$.
    • Tính toán công suất điện: Tổng hợp công suất điện động lực từ bảng danh mục động cơ thiết bị; tính toán phụ tải chiếu sáng bằng phương pháp công suất riêng ($W/\text{m}^2$) kết hợp độ rọi tiêu chuẩn ($Lux$) cho từng hạng mục công trình.
    • Tính toán mặt bằng và xây dựng: Tính toán diện tích sử dụng các hạng mục công trình theo quy chuẩn xây dựng công nghiệp thực phẩm, xác định hệ số xây dựng ($K_{xd} = 45%$) và hệ số sử dụng đất ($K_{sd}$).
  • Nguồn dữ liệu: Số liệu khí tượng thủy văn huyện Mai Sơn, báo cáo thống kê dân số và nông nghiệp tỉnh Sơn La năm 2019, số liệu thực nghiệm thành phần hóa lý xoài tròn Yên Châu và thông số kỹ thuật từ các nhà chế tạo máy thực phẩm.

Thiết kế và triển khai quy trình kỹ thuật

1. Quy trình công nghệ sản xuất xoài sấy dẻo

Quy trình công nghệ được thiết kế khép kín theo chuỗi công đoạn liên tục:

  1. Nguyên liệu: Sử dụng xoài tròn Yên Châu đạt độ chín già (vỏ chuyển vàng, cùi dày, hàm lượng chất khô hòa tan 15 - 19°Bx, khối lượng quả 180 - 400g).
  2. Rửa - Phân loại: Làm sạch đất cát, tạp chất cơ học và mủ nhựa bám ngoài vỏ bằng thiết bị rửa bọt khí sục áp lực cao; phân loại loại bỏ quả dập nát, hư hỏng (tỷ lệ hao tổn 5%).
  3. Bóc vỏ: Tách bỏ lớp vỏ ngoài bằng máy gọt vỏ tự động (tỷ lệ hao tổn 8%).
  4. Cắt lát: Cắt xoài thành các lát đồng đều có độ dày từ 5 - 6 mm bằng máy cắt đĩa quay, giúp tăng diện tích tiếp xúc truyền nhiệt - truyền ẩm (tỷ lệ hao tổn 12% do bỏ hạt và vụn dính).
  5. Chần: Gia nhiệt lát xoài ở nhiệt độ 90°C trong thời gian 2 phút nhằm bất hoạt enzyme oxy hóa, đình chỉ các quá trình sinh hóa và đuổi bớt khí gian bào (hao hụt 1%).
  6. Ngâm dung dịch đường: Ngâm lát xoài trong dung dịch đường saccharose 40°Bx với tỷ lệ nguyên liệu : dịch ngâm là $1 : 2,5$ trong 2 giờ. Bổ sung $3\text{ g/l } K_2S_2O_3$ và $0,15%$ acid ascorbic (nước tách ra làm hao hụt 2% khối lượng lát xoài, đường ngấm vào làm tăng 4% khối lượng).
  7. Vớt, để ráo: Đặt trên sàng lưới inox để tách hết dịch đường tự do bám trên bề mặt (hao hụt 2%).
  8. Sấy lạnh: Xếp lát xoài vào khay sấy, thực hiện sấy trong buồng sấy bơm nhiệt ở nhiệt độ 15 - 50°C (hoặc duy trì tác nhân sấy 60°C, độ ẩm không khí 20%) trong thời gian 6 - 8 giờ cho đến khi độ ẩm sản phẩm đạt mức tiêu chuẩn 15% (tỷ lệ bay hơi nước chiếm 68,2% khối lượng vào sấy).
  9. Đóng gói và bảo quản: Đóng gói định lượng trong túi màng ghép PA/PE, hút chân không bằng máy tự động để ngăn ngừa ẩm và vi sinh vật xâm nhập (hao hụt 1%), sau đó lưu trữ trong kho thành phẩm ở điều kiện nhiệt độ thường.

2. Bảng cân bằng vật chất (Tính cho 300 kg thành phẩm/ngày)

STT Công đoạn chế biến Tỷ lệ tổn thất / Biến đổi (%) Khối lượng vào ($M_1$, kg) Khối lượng ra ($M_2$, kg) Nguyên nhân tổn thất / Biến đổi
1 Tiếp nhận nguyên liệu 0% 2.093 2.093 Xoài tươi đầu vào
2 Rửa – Phân loại 5% 2.093 1.989 Loại bỏ tạp chất, bụi bẩn, quả thối hỏng
3 Bóc vỏ 8% 1.989 1.830 Tách bỏ vỏ quả
4 Cắt lát 12% 1.830 1.611 Loại bỏ hạt xoài, dính bám thiết bị
5 Chần 1% 1.611 1.595 Thất thoát chất tan, vụn nhỏ
6 Ngâm đường $+4%$ (đường) / $-2%$ (nước) 1.595 1.564 Đường thẩm thấu vào cùi, ẩm khuếch tán ra
7 Vớt, để ráo 2% 1.564 1.533 Rơi rớt dịch ngâm bám dính bề mặt
8 Sấy lạnh 68,2% 1.533 303 Bay hơi ẩm từ 83,2% xuống 15%
9 Đóng gói 1% 303 300 Rơi vãi, vụn nát trong quá trình đóng túi

Ghi chú phụ liệu ngâm: Với 1.595 kg xoài tại công đoạn ngâm, cần sử dụng 3.990 lít dung dịch đường 40°Bx; bao gồm 2.650 kg nước đường, 1.330 kg phụ gia $K_2S_2O_3$ (tương đương định mức phối trộn dung dịch) và 10 kg acid ascorbic ($0,15%$).

3. Danh mục và thông số thiết bị chính

Tên thiết bị Năng suất thiết bị Công suất điện (kW) Kích thước ($D \times R \times C$, mm) Số lượng Đặc điểm kỹ thuật / Vật liệu
Thiết bị rửa xoài bọt khí 250 kg/h 3,35 $3.500 \times 1.200 \times 1.400$ 1 Thép không gỉ SUS304, có sục khí áp lực
Băng tải phân loại PVC 100 kg/h 0,40 $1.800 \times 1.000 \times 800$ 2 Khung inox, mặt băng PVC chuyên dụng
Máy lột vỏ tự động 100 kg/h 0,60 $1.700 \times 900 \times 1.700$ 2 Tiêu chuẩn EU, điều khiển bán tự động
Máy cắt lát xoài 100 kg/h 0,60 $1.193 \times 676 \times 1.243$ 2 Thép không gỉ, đĩa cắt điều chỉnh 5-6 mm
Thiết bị chần băng tải 200 kg/h 1,50 $3.000 \times 1.200 \times 2.000$ 2 Gia nhiệt hơi nước gián tiếp, nắp mở
Bồn ngâm đường inox Dung tích $1,2\text{ m}^3$ 0 $1.000 \times 900 \times 1.450$ 3 Thép SUS304, có van xả đáy tự động
Thùng để ráo - 0 $3.000 \times 1.000 \times 1.000$ 2 Có vỉ lưới inox đục lỗ tách dịch đường
Tủ sấy lạnh Takudo TKD-SD5000-C 500 kg/mẻ 13,00 $2.600 \times 1.900 \times 2.130$ 3 Tủ 2 cánh, dải nhiệt 15-50°C, hệ thống tách ẩm
Máy đóng gói định lượng PM1000 1.200 gói/h 2,00 $7.200 \times 3.200 \times 400$ 1 Sai số cân $\pm 2$ g, đóng gói bao bì PA/PE

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu, Mục đích đề tài và Lập luận đầu tư kinh tế

Chương này phân tích tổng quan tiềm năng vùng nguyên liệu xoài tại Sơn La và nhu cầu thị trường tiêu thụ trái cây sấy dẻo trong nước cũng như xuất khẩu (Châu Á - Thái Bình Dương chiếm 41,3% thị phần trái cây sấy toàn cầu, tốc độ tăng trưởng CAGR đạt 7%). Đồ án luận chứng tính khả thi của địa điểm xây dựng tại KCN Mai Sơn dựa trên các điều kiện hạ tầng kỹ thuật: hệ thống giao thông kết nối liên vùng, nguồn điện lưới 22 kV ngầm hóa, nguồn cấp nước từ suối Nậm Pàn (công suất $2.000\text{ m}^3/\text{ngày}$) và hệ thống Bản Mòng – Nà Sản, bãi xử lý chất thải cách KCN 10 - 15 km, cùng nguồn lao động địa phương dồi dào chiếm 13,13% dân số toàn tỉnh. Đồng thời, chương này thiết lập chỉ tiêu chất lượng nguyên liệu xoài tròn Yên Châu và các phụ liệu (nước, đường saccharose, acid ascorbic).

Phần II: Lựa chọn thiết bị và quy trình sản xuất

Phần này xây dựng sơ đồ khối quy trình công nghệ chi tiết từ khâu tiếp nhận nguyên liệu đến đóng gói thành phẩm; thuyết minh cơ sở khoa học của các thông số công nghệ (nhiệt độ chần 90°C trong 2 phút, nồng độ ngâm đường 40°Bx trong 2 giờ, sấy lạnh ở dải nhiệt 15 - 50°C hoặc 60°C đến độ ẩm 15%). Tác giả phân tích các biến đổi vật lý, hóa lý và sinh hóa xảy ra trong vật liệu suốt quá trình sấy bơm nhiệt, giải thích nguyên lý hạn chế hiện tượng sẫm màu do enzyme và bảo toàn vi chất dinh dưỡng.

Phần III: Tính toán kỹ thuật và kinh tế

Chương tính toán cốt lõi của đồ án bao gồm:

  • Cân bằng sản phẩm: Tính toán chi tiết hao hụt qua 9 công đoạn, xác định khối lượng xoài tươi cần nạp là 2.093 kg/ngày để sản xuất 300 kg thành phẩm/ngày.
  • Tính toán máy móc - thiết bị: Xác định công suất và số lượng của 18 máy móc, thiết bị và bồn chứa chuyên dụng trong dây chuyền.
  • Tính toán điện - nước:
    • Tổng lượng nước tiêu thụ: Nước sản xuất và vệ sinh thiết bị thực tế là $67,95\text{ m}^3/\text{ngày}$; nước sinh hoạt cho 49 công nhân viên là $7,35\text{ m}^3/\text{ngày}$. Tổng lượng nước cần cung cấp là $75,3\text{ m}^3/\text{ngày}$, chi phí nước tương ứng 828.300 VNĐ/ngày (đơn giá 11.000 VNĐ/$\text{m}^3$).
    • Tổng công suất điện tiêu thụ: Điện động lực chạy máy là $51,55\text{ kW}$; điện chiếu sáng cho 21 hạng mục công trình là $18,37\text{ kW}$. Tổng điện năng tiêu thụ là $69,92\text{ kW/ngày}$, chi phí điện ước tính 101.523,84 VNĐ/ngày (đơn giá 1.452 VNĐ/kWh).
  • Tính toán nhân sự: Quy mô nhân lực toàn nhà máy là 49 người, gồm 7 cán bộ khối hành chính quản lý, 24 công nhân trực tiếp sản xuất tại các công đoạn và 18 nhân viên kỹ thuật, phụ trợ, phục vụ.
  • Quy hoạch tổng mặt bằng xây dựng: Tổng diện tích xây dựng các công trình ($F_{xd}$) là $1.866\text{ m}^2$ trên tổng diện tích khu đất ($F_{kd}$) $5.000\text{ m}^2$ ($K_{xd} = 45%$). Diện tích sử dụng nội bộ ($F_{sd}$) là $3.732\text{ m}^2$ (gồm diện tích xây dựng, đường giao thông $746,4\text{ m}^2$, cây xanh $653\text{ m}^2$, hè rãnh $186,6\text{ m}^2$ và hành lang $280\text{ m}^2$), đạt hệ số sử dụng đất $K_{sd} = 74,64%$.
  • Tính toán kinh tế và vốn đầu tư: Vốn giải phóng, san lấp mặt bằng là 200 triệu VNĐ (5.000 $\text{m}^2 \times 40.000\text{ VNĐ/m}^2$); chi phí thuê đất có hạ tầng trong 20 năm là 6 tỷ VNĐ (5.000 $\text{m}^2 \times 1,2\text{ triệu VNĐ/m}^2$); tổng chi phí vốn đầu tư xây dựng các hạng mục công trình cơ bản là 2.428,2 triệu VNĐ (2,4282 tỷ VNĐ).
Hạng mục công trình Diện tích ($m^2$) Đơn giá xây dựng (triệu VNĐ/$m^2$) Thành tiền (triệu VNĐ)
Phân xưởng sản xuất chính 450 1,2 540,0
Kho chứa nguyên liệu 200 1,2 240,0
Kho thành phẩm 15 1,2 18,0
Khối nhà hành chính 145 1,2 174,0
Nhà ăn 125 1,2 150,0
Ký túc xá công nhân 160 1,2 192,0
Khu xử lý nước cấp & nước thải 140 1,2 168,0
Các công trình phụ trợ khác (y tế, KCS, bảo vệ, để xe...) 631 1,2 - 1,8 946,2
Tổng chi phí xây dựng cơ bản 1.866 - 2.428,2

Phần IV: Vệ sinh an toàn lao động và bảo vệ môi trường

Phần này trình bày các quy định vệ sinh công nghiệp đối với nhà xưởng thực phẩm, quy trình vệ sinh cá nhân và trang bị bảo hộ lao động cho 49 công nhân viên; phương án phòng cháy chữa cháy (PCCC); quy trình kiểm tra an toàn kỹ thuật trước khi vận hành hệ thống máy cắt, chần, sấy áp lực; thiết kế hệ thống thu gom và trạm xử lý nước thải sản xuất diện tích $70\text{ m}^2$ riêng biệt với mạng lưới thoát nước mưa.

Kết quả và đóng góp

1. Kết quả kỹ thuật - kinh tế chính

Đồ án đã hoàn thành toàn bộ hệ thống số liệu thiết kế kỹ thuật cho nhà máy sản xuất xoài sấy dẻo:

  • Xác định chính xác định mức nguyên liệu tiêu hao: 6,98 kg xoài tươi tạo ra 1 kg xoài sấy dẻo thành phẩm (tương ứng 2.093 kg xoài tươi cho 300 kg thành phẩm/ngày).
  • Thiết lập hoàn chỉnh dây chuyền công nghệ gồm 9 máy móc thiết bị chính, vận hành với tổng công suất tiêu thụ điện 69,92 kW/ngày và tiêu thụ nước $75,3\text{ m}^3/\text{ngày}$.
  • Quy hoạch tối ưu mặt bằng nhà máy trên diện tích đất $5.000\text{ m}^2$, bố trí hợp lý 21 hạng mục công trình phục vụ sản xuất và sinh hoạt với hệ số xây dựng $K_{xd} = 45%$ và hệ số sử dụng đất $K_{sd} = 74,64%$.
  • Xác định tổng chi phí xây lắp công trình cơ bản là 2,4282 tỷ VNĐ, chi phí chuẩn bị mặt bằng 200 triệu VNĐ và chi phí thuê hạ tầng khu công nghiệp 6 tỷ VNĐ/20 năm.

2. Đóng góp của đồ án

  • Cung cấp một giải pháp thiết kế khả thi về mặt kỹ thuật nhằm giải quyết bài toán tiêu thụ nông sản cho vùng chuyên canh xoài tròn Yên Châu (Sơn La), giảm thiểu áp lực tiêu thụ quả tươi chính vụ.
  • Minh chứng tính ưu việt của công nghệ sấy lạnh trong việc nâng cao chất lượng cảm quan và duy trì hoạt chất dinh dưỡng của trái cây sấy, hạn chế việc sử dụng dầu chiên và ngăn ngừa biến tính nhiệt so với phương pháp sấy nhiệt truyền thống.
  • Thiết lập mô hình nhà máy chế biến quy mô vừa và nhỏ (300 kg sản phẩm/ngày), phù hợp với điều kiện đầu tư của các doanh nghiệp và hợp tác xã nông nghiệp tại các tỉnh miền núi phía Bắc.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:

    • Các thông số kinh tế của đồ án mới dừng lại ở mức dự toán chi phí cố định (san lấp, thuê đất, xây dựng cơ bản), chưa hoàn thiện đầy đủ bảng tính dòng tiền chi tiết nhiều năm, các chỉ số tài chính chuyên sâu (NPV, IRR, thời gian hoàn vốn chính xác) và độ nhạy dự án theo biến động giá xoài tươi thời vụ.
    • Số liệu khảo sát đặc tính cơ lý và hóa sinh của xoài chủ yếu dựa trên tài liệu thứ cấp về giống xoài Yên Châu, chưa có số liệu thực nghiệm đo đạc biến thiên theo từng đợt thu hoạch trong năm.
    • Trong văn bản có sự nhầm lẫn câu chữ cục bộ giữa vị trí lựa chọn chính (KCN Mai Sơn, Sơn La) và tên địa danh khác ở phần mở đầu bảng tính xây dựng (KCN Trần Quốc Toản).

  • Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp theo:

    • Tiến hành thực nghiệm kiểm chứng quy trình sấy lạnh trên thiết bị pilot để tối ưu hóa đường cong sấy thực tế cho lát xoài dày 5 - 6 mm.
    • Hoàn thiện mô hình tài chính tổng thể, tính toán khấu hao máy móc, đơn giá sản phẩm cụ thể và kế hoạch phân phối ra thị trường.
    • Nghiên cứu giải pháp tận dụng phụ phẩm (vỏ xoài chiếm 8% và hạt xoài chiếm 12%, tổng cộng hơn 400 kg phế phẩm/ngày) để sản xuất phân bón hữu cơ hoặc chiết xuất pectin, nâng cao hiệu quả kinh tế tuần hoàn của nhà máy.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo thiết thực cho:

  • Sinh viên ngành Công nghệ thực phẩm, Kỹ thuật chế biến và Quản trị công nghiệp: Cung cấp phương pháp mẫu về các bước tính toán cân bằng vật chất, cân bằng nhiệt - ẩm, lựa chọn thiết bị chế biến rau quả và quy trình lập quy hoạch tổng mặt bằng nhà máy thực phẩm.
  • Kỹ sư công nghệ và cán bộ kỹ thuật: Tham khảo các thông số vận hành của dây chuyền sấy lạnh (nhiệt độ, thời gian, nồng độ dung dịch đường ngâm, phụ gia bảo quản) và định mức tiêu hao điện, nước trong chế biến nông sản.
  • Hợp tác xã, chủ doanh nghiệp chế biến nông sản tại Sơn La và các tỉnh Tây Bắc: Sử dụng làm tài liệu nghiên cứu khả thi, chuẩn bị hồ sơ dự án đầu tư xây dựng xưởng chế biến xoài sấy dẻo quy mô công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Để sản xuất được 300 kg xoài sấy dẻo mỗi ngày, nhà máy cần thu mua bao nhiêu kg xoài tươi đầu vào?
Theo bảng tính cân bằng vật chất của đồ án, nhà máy cần nạp 2.093 kg xoài tươi mỗi ngày. Định mức tiêu hao tổng thể qua các công đoạn rửa, bóc vỏ, cắt lát, chần, ngâm đường, để ráo, sấy và đóng gói là khoảng 6,98 kg xoài tươi cho 1 kg thành phẩm.

2. Công đoạn nào trong dây chuyền có tỷ lệ hao hụt khối lượng lớn nhất?
Công đoạn sấy lạnh là khâu làm giảm khối lượng lớn nhất (hao hụt 68,2%), do lượng ẩm trong lát xoài bay hơi từ mức 83,2% (ẩm ban đầu) xuống còn 15% (ẩm thành phẩm). Khối lượng bán thành phẩm giảm từ 1.533 kg trước sấy xuống còn 303 kg sau sấy.

3. Dung dịch ngâm đường được pha chế với thông số và phụ gia như thế nào?
Dung dịch ngâm được chuẩn bị ở nồng độ $40^\circ\text{Bx}$ với tỷ lệ khối lượng lát xoài : dung dịch ngâm là $1 : 2,5$. Để ngâm 1.595 kg xoài, nhà máy sử dụng 3.990 lít dung dịch đường, kết hợp bổ sung $3\text{ g/l } K_2S_2O_3$ (tương đương 1.330 kg phối trộn dung dịch theo thuyết minh) và $0,15%$ acid ascorbic (10 kg) nhằm ức chế enzyme oxy hóa gây biến màu.

4. Tổng nhu cầu sử dụng điện và nước của toàn bộ nhà máy trong một ngày sản xuất là bao nhiêu?
Tổng lượng nước sử dụng là $75,3\text{ m}^3/\text{ngày}$ (gồm $67,95\text{ m}^3$ nước sản xuất - vệ sinh và $7,35\text{ m}^3$ nước sinh hoạt cho 49 công nhân viên, chi phí 828.300 VNĐ). Tổng điện năng tiêu thụ là $69,92\text{ kW/ngày}$ (gồm $51,55\text{ kW}$ điện động lực cho thiết bị và $18,37\text{ kW}$ điện chiếu sáng cho 21 hạng mục công trình, chi phí 101.523,84 VNĐ).

5. Cơ cấu tổ chức nhân sự của nhà máy được phân bổ ra sao?
Nhà máy có tổng cộng 49 cán bộ công nhân viên vận hành trong 1 ca sản xuất, bao gồm: 7 cán bộ hành chính quản lý (Giám đốc, Phó giám đốc, KCS, kế hoạch, kế toán), 24 công nhân trực tiếp vận hành các máy chế biến và 18 nhân viên kỹ thuật, phụ trợ (lái xe, thủ kho, nhà ăn, vệ sinh, bảo vệ, y tế).

Kết luận

Đồ án "Thiết kế nhà máy sản xuất xoài sấy dẻo năng suất 300kg/ngày" đã hoàn thành đầy đủ các nội dung tính toán kỹ thuật và lập luận kinh tế cho một dự án chế biến nông sản tại KCN Mai Sơn, tỉnh Sơn La. Bằng việc xây dựng dây chuyền công nghệ sấy lạnh khép kín kết hợp tính toán cân bằng vật chất (nhu cầu 2.093 kg xoài tươi/ngày), lựa chọn 18 thiết bị chuyên dụng và thiết kế mặt bằng trên diện tích $5.000\text{ m}^2$, đồ án chứng minh tính khả thi trong việc nâng cao giá trị thương phẩm cho xoài tròn Yên Châu. Công trình là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và thực tiễn cao cho sinh viên và kỹ sư ngành Công nghệ thực phẩm.