Nghiên cứu thiết kế dây chuyền và nhà máy sản xuất bột dinh dưỡng từ các loại hạt năng suất 2 tấn sản phẩm ngày

Nghiên cứu thiết kế dây chuyền sản xuất bột dinh dưỡng từ hạt với năng suất 2 tấn/ngày, tối ưu hóa quy trình và chất lượng sản phẩm.

• Tác giả: Phạm Lan Trinh
• 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: Nghiên Cứu Thiết Kế Dây Chuyền Và Nhà Máy Sản Xuất Bột Dinh Dưỡng Từ Các Loại Hạt Năng Suất 2 Tấn Sản Phẩm/Ngày
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu của đề tài
• 1.3. Nội dung nghiên cứu
• 1.4. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
• 2. CHƯƠNG 2: LẬP LUẬN KINH TẾ
• 2.1. Tổng quan về các sản phẩm bột dinh dưỡng
• 2.2. Đặc điểm và vai trò dinh dưỡng
• 2.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bột ngũ cốc
• 2.4. Nhiệm vụ thiết kế
• 2.5. Chọn địa điểm thiết kế
• 2.6. Vị trí địa lý
• 2.7. Đặc điểm về địa hình
• 2.8. Vùng nguyên liệu
• 2.9. Thị trường tiêu thụ
• 2.10. Nguồn lao động
• 2.11. Nguồn cung cấp điện
• 2.12. Hệ thống cấp nước
• 2.13. Hệ thống giao thông
• 2.14. Hệ thống xử lý nước thải
• 2.15. Hệ thống xử lý rác thải và lọc không khí
• 2.16. Hệ thống phòng cháy chữa cháy
• 2.17. Giá thuê đất và chi phí
• 3. CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
• 3.1. Quy trình công nghệ
• 3.2. Giải thích quy trình
• 3.3. In date và dán nhãn
• 4. CHƯƠNG 4: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT
• 4.1. Nguyên liệu chính
• 4.2. Các loại quả hạch
• 4.3. Các hạt ngũ cốc
• 4.4. Nguyên liệu phụ
• 5. CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN SẢN XUẤT
• 5.1. Chương trình sản xuất
• 5.2. Bảng công thức phối trộn
• 5.3. Tiêu hao nguyên liệu
• 5.4. Tính toán sản xuất
• 5.5. Gạo lứt Huyết Rồng
• 6. CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ
• 6.1. Thiết bị sấy
• 6.2. Hệ thống nghiền
• 6.3. Thiết bị sàng
• 6.4. Thiết bị trộn
• 6.5. Bồn chứa có motor rung
• 6.6. Thiết bị in date
• 6.7. Thiết bị dán nhãn
• 6.8. Phễu chứa nguyên liệu
• 6.9. Thiết bị đóng gói
• 6.10. Thiết bị đóng gói túi stick
• 6.11. Thiết bị chiết rót vào lon
• 6.12. Mâm xoay đưa lon vào băng tải
• 6.13. Máy khử khuẩn đèn tia UV
• 6.14. Cân điện tử
• 7. CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH
• 7.1. Nhà điều hành – hành chính
• 7.2. Phòng khách và phòng trưng bày
• 7.3. Phòng nghiên cứu và phát triển sản phẩm
• 7.4. Phòng giám đốc
• 7.5. Phòng làm việc
• 7.6. Nhà vệ sinh và nhà tắm
• 7.7. Khu thay đồ cá nhân
• 7.8. Khu thổi bụi và khử trùng
• 7.9. Phân xưởng sản xuất chính
• 7.10. Khu sản xuất
• 7.11. Các công trình phụ trợ
• 7.12. Khu xử lý nước thải
• 7.13. Bể chứa nước
• 7.14. Trạm biến thế
• 7.15. Kho bãi phế liệu và rác thải
• 7.16. Phòng bảo vệ
• 8. CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG
• 8.1. Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng
• 8.2. Hệ thống giao thông trong nhà máy
• 8.3. Tính hệ số xây dựng
• 8.4. Tổ chức cảnh quan và cây xanh
• 9. CHƯƠNG 9: TÍNH ĐIỆN VÀ NƯỚC
• 9.1. Điện thắp sáng
• 9.2. Điện động lực
• 9.3. Phụ tải tính toán
• 9.4. Điện năng tiêu thụ hằng năm
• 10. CHƯƠNG 10: TÍNH KINH TẾ
• 10.1. Vốn đầu tư cố định (ICĐ)
• 10.2. Giá thành sản xuất
• 10.3. Giá thành thị trường
• 10.4. Lợi nhuận sau thuế (LNsau thuế)
• 10.5. Thuế doanh nghiệp
• 10.6. Chi phí vận hành
• 10.7. Thời gian hoàn vốn (THV)
• 11. CHƯƠNG 11: VỆ SINH VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG
• 11.1. Vệ sinh cá nhân
• 11.2. Vệ sinh nhà xưởng
• 11.3. Đối với khách tham quan
• 11.4. An toàn lao động trong phân xưởng
• 11.5. Chống ô nhiễm bụi trong nhà máy
• 11.6. Điều kiện vi khí hậu trong nhà máy
• 11.7. Hệ thống chiếu sáng
• 11.8. Phòng cháy chữa cháy
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về thiết kế dây chuyền sản xuất bột dinh dưỡng

Thiết kế dây chuyền sản xuất bột dinh dưỡng từ hạt là một lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm. Với nhu cầu ngày càng cao về sản phẩm dinh dưỡng, việc xây dựng một dây chuyền sản xuất hiệu quả và hiện đại là cần thiết. Năng suất 2 tấn/ngày không chỉ đáp ứng nhu cầu thị trường mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm. Quy trình sản xuất bột dinh dưỡng từ hạt cần được tối ưu hóa để đạt được hiệu quả cao nhất.

1.1. Lợi ích của bột dinh dưỡng từ hạt

Bột dinh dưỡng từ hạt cung cấp nhiều lợi ích cho sức khỏe, bao gồm protein, vitamin và khoáng chất. Sản phẩm này phù hợp cho nhiều đối tượng, từ trẻ em đến người già, giúp cải thiện sức khỏe và tăng cường hệ miễn dịch.

1.2. Các loại hạt phổ biến trong sản xuất bột dinh dưỡng

Các loại hạt như đậu, ngũ cốc và quả hạch là nguyên liệu chính trong sản xuất bột dinh dưỡng. Mỗi loại hạt mang lại giá trị dinh dưỡng riêng, tạo nên sự phong phú cho sản phẩm cuối cùng.

II. Thách thức trong thiết kế dây chuyền sản xuất bột dinh dưỡng

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc thiết kế dây chuyền sản xuất bột dinh dưỡng cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như lựa chọn công nghệ, thiết bị và quy trình sản xuất cần được xem xét kỹ lưỡng. Đặc biệt, việc đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng và an toàn thực phẩm là rất quan trọng.

2.1. Vấn đề về chất lượng nguyên liệu

Chất lượng nguyên liệu đầu vào ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm. Việc lựa chọn hạt dinh dưỡng đạt tiêu chuẩn là một trong những yếu tố quyết định thành công của dây chuyền sản xuất.

2.2. Chi phí đầu tư và vận hành

Chi phí đầu tư cho thiết bị và công nghệ sản xuất là một thách thức lớn. Do đó, cần có kế hoạch tài chính hợp lý để đảm bảo hiệu quả kinh tế cho dự án.

III. Phương pháp thiết kế dây chuyền sản xuất bột dinh dưỡng

Để thiết kế dây chuyền sản xuất bột dinh dưỡng hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp khoa học và công nghệ hiện đại. Quy trình sản xuất cần được tối ưu hóa từ khâu lựa chọn nguyên liệu đến khâu đóng gói sản phẩm.

3.1. Quy trình công nghệ sản xuất bột dinh dưỡng

Quy trình công nghệ bao gồm các bước như nghiền, sấy, trộn và đóng gói. Mỗi bước cần được thực hiện một cách chính xác để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

3.2. Lựa chọn thiết bị sản xuất

Việc lựa chọn thiết bị phù hợp là rất quan trọng. Các thiết bị cần đảm bảo hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượng, đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm.

IV. Ứng dụng thực tiễn của dây chuyền sản xuất bột dinh dưỡng

Dây chuyền sản xuất bột dinh dưỡng không chỉ đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước mà còn có tiềm năng xuất khẩu. Sản phẩm bột dinh dưỡng từ hạt có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như thực phẩm chức năng, dinh dưỡng cho trẻ em và người già.

4.1. Thị trường tiêu thụ bột dinh dưỡng

Thị trường tiêu thụ bột dinh dưỡng đang mở rộng với nhu cầu ngày càng cao. Các sản phẩm từ hạt được ưa chuộng nhờ vào lợi ích sức khỏe mà chúng mang lại.

4.2. Kết quả nghiên cứu và phát triển

Nghiên cứu và phát triển sản phẩm bột dinh dưỡng từ hạt đã cho thấy nhiều kết quả khả quan. Các sản phẩm này không chỉ đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng mà còn thu hút sự quan tâm của người tiêu dùng.

V. Kết luận và tương lai của dây chuyền sản xuất bột dinh dưỡng

Dây chuyền sản xuất bột dinh dưỡng từ hạt có tiềm năng phát triển lớn trong tương lai. Với sự gia tăng nhu cầu về sản phẩm dinh dưỡng, việc đầu tư vào công nghệ và quy trình sản xuất hiện đại là cần thiết để đáp ứng thị trường.

5.1. Xu hướng phát triển sản phẩm dinh dưỡng

Xu hướng tiêu dùng hiện nay đang chuyển hướng sang các sản phẩm tự nhiên và dinh dưỡng. Điều này mở ra cơ hội cho các sản phẩm bột dinh dưỡng từ hạt.

5.2. Định hướng phát triển bền vững

Định hướng phát triển bền vững trong sản xuất bột dinh dưỡng sẽ giúp bảo vệ môi trường và nâng cao giá trị dinh dưỡng cho người tiêu dùng.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu hướng phát triển của xã hội hiện đại, áp lực công việc và nhịp sống bận rộn khiến thói quen ăn uống của nhiều nhóm dân cư mất cân bằng dinh dưỡng. Việc lạm dụng thực phẩm chế biến sẵn thiếu kiểm soát gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe, đặc biệt đối với các nhóm đối tượng có hệ tiêu hóa nhạy cảm hoặc nhu cầu dinh dưỡng đặc thù như trẻ em, người cao tuổi, phụ nữ mang thai và cho con bú, người bệnh trong giai đoạn hồi phục và thanh thiếu niên. Bột dinh dưỡng là hỗn hợp bột giàu protein, lipid, glucid cùng các vi chất vi lượng được phối chế theo tỉ lệ cân đối nhằm đáp ứng nhu cầu năng lượng và khẩu vị người dùng. Về mặt nguyên liệu, việc kết hợp giữa ngũ cốc, hạt họ đậu và quả hạch tạo nên nguồn cung cấp dưỡng chất toàn diện, khắc phục tình trạng thiếu hụt axit amin thiết yếu trong chế độ ăn hàng ngày.

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu thiết kế dây chuyền và nhà máy sản xuất bột dinh dưỡng từ các loại hạt năng suất 2 tấn sản phẩm/ngày" do sinh viên Phạm Lan Trinh thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Hoàng Văn Chuyển tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, với sự hỗ trợ thực tế từ Công ty TNHH Thực phẩm JamyFoods, tập trung giải quyết bài toán thiết kế kỹ thuật công nghệ cho một cơ sở sản xuất hoàn chỉnh.

Mục tiêu nghiên cứu tổng quát của đề tài là: Nghiên cứu thiết kế dây chuyền và nhà máy sản xuất bột dinh dưỡng từ các loại hạt với năng suất 2 tấn sản phẩm/ngày (trong đó cơ cấu sản phẩm gồm 0,5 tấn sản phẩm dạng túi stick 18g và 1,5 tấn sản phẩm dạng lon thiếc 400g).

Hệ thống nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể được xác định bao gồm 10 nội dung:

1. Lập luận về kinh tế và lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy.
2. Xây dựng và thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất.
3. Khảo sát và xác lập tiêu chuẩn nguyên liệu sản xuất.
4. Tính toán chương trình sản xuất và cân bằng vật chất.
5. Tính toán và lựa chọn hệ thống thiết bị công nghệ.
6. Tính toán kích thước và kết cấu các hạng mục công trình.
7. Thiết kế và bố trí tổng mặt bằng nhà máy.
8. Tính toán nhu cầu phụ tải điện và hệ thống cấp thoát nước.
9. Tính toán các chỉ tiêu hiệu quả kinh tế và thời gian hoàn vốn.
10. Thiết kế các giải pháp vệ sinh công nghiệp và an toàn lao động.

Về đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Dây chuyền công nghệ, hệ thống thiết bị và tổng thể mặt bằng nhà máy sản xuất bột dinh dưỡng từ các nguồn nguyên liệu hạt (gạo lứt Huyết Rồng, yến mạch, lúa mạch, bắp, đậu xanh, đậu nành, đậu đen, đậu đỏ, quả hạch, bột kem, khoáng canxi...).
• Phạm vi thời gian: Đồ án được triển khai thực hiện từ ngày 08/02/2022 đến ngày 30/07/2022 và hoàn thành bảo vệ vào tháng 08/2022.
• Phạm vi không gian: Địa điểm xây dựng nhà máy được xác lập tại xã Sông Xoài, thị xã Phú Mỹ, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu với quy mô khu đất quy hoạch là 4.000 m².

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án xây dựng trên nền tảng khoa học chế biến thực phẩm và dinh dưỡng học người:

• Cơ sở khoa học dinh dưỡng: Nghiên cứu dựa trên nguyên lý cân đối axit amin giữa ngũ cốc và cây họ đậu theo khuyến nghị của Hiệp hội Dinh dưỡng Hoa Kỳ (2011) và Rudra (1950). Ngũ cốc và quả hạch thường bị hạn chế bởi lysine và threonine, trong khi hạt họ đậu giàu lysine nhưng lại hạn chế về methionine. Việc phối trộn đa hạt (Itagi, 2012) cung cấp hỗn hợp có độ ẩm 10–12%, carbohydrate 56–61%, protein 15–20%, lipid thô 9–13%, khoáng 2–3%, mang lại mức năng lượng dao động từ 382–406 kcal/100g, cùng hoạt tính dập tắt gốc tự do DPPH đạt 75,2–86,2%.
• Khung tiêu chuẩn kỹ thuật và pháp lý áp dụng:
  • Tiêu chuẩn nguyên liệu và thành phẩm: TCVN 8797:2011 (chất lượng các loại đậu), TCVN 4850:2010 (chất lượng các loại quả hạch), TCVN 11888:2017 và TCVN 8371:2010 (chỉ tiêu ngũ cốc), TCVN 7979:2013 (sữa bột và cream bột), TCVN 7729:2007 (độ ẩm bột sau sấy).
  • Tiêu chuẩn nước ăn uống và sinh hoạt: QCVN 1-1:2018/BYT.
  • Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng: TCVN 7114:2008.
  • Quy định ghi nhãn bao bì thực phẩm: Thông tư liên tịch số 34/2014/TTLT-BYT-BNNPTNT-BTC.
  • Quy chuẩn xây dựng Việt Nam (QCXDVN) và các văn bản quy phạm pháp luật về phòng cháy chữa cháy, an toàn lao động.

Phương pháp nghiên cứu thực hiện bao gồm:

• Phương pháp thu thập và phân tích tổng hợp số liệu: Khảo sát các tài liệu khoa học, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia, tài liệu khí tượng thủy văn tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu và dữ liệu vận hành thực tế tại Công ty TNHH Thực phẩm JamyFoods.
• Phương pháp tính toán kỹ thuật chuyên ngành: Áp dụng các phương trình cân bằng vật chất để xác định định mức tiêu hao nguyên liệu; tính toán công suất nhiệt, cơ học để chọn thiết bị sấy, nghiền búa, sàng rung, phối trộn 2 chiều; tính toán diện tích công trình theo tiêu chuẩn mật độ xây dựng và quy chuẩn công nghiệp.
• Phương pháp giả thuyết và chuyên gia: Tiếp thu ý kiến cố vấn từ giảng viên hướng dẫn và các kỹ sư vận hành nhà máy để tối ưu hóa luồng di chuyển nguyên liệu, bán thành phẩm và nhân sự.

Nguồn dữ liệu sử dụng là dữ liệu kỹ thuật thực tế thu thập từ nhà máy JamyFoods kết hợp dữ liệu thống kê từ Cổng thông tin điện tử tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, Bộ Y tế, USDA và FDA.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Mở đầu

Trình bày tính cấp thiết của việc phát triển dòng sản phẩm bột dinh dưỡng thực vật đa hạt trong bối cảnh nhu cầu tiêu dùng thực phẩm chức năng tự nhiên ngày càng gia tăng. Xác định mục tiêu thiết kế nhà máy đạt công suất 2 tấn/ngày, nêu rõ giới hạn không gian - thời gian thực hiện đồ án, hệ thống phương pháp luận nghiên cứu và ý nghĩa thực tiễn đối với đào tạo chuyên ngành công nghệ thực phẩm.

Chương 2: Lập luận kinh tế

Phân tích bức tranh thị trường sản phẩm ngũ cốc dinh dưỡng tại Việt Nam với sự tham gia của các thương hiệu như Nestlé, Bích Chi, Thanh An, VinaCafé. Luận chứng kinh tế kỹ thuật cho việc chọn địa điểm xây dựng tại xã Sông Xoài, thị xã Phú Mỹ, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu:

• Vị trí cách trung tâm TP. Hồ Chí Minh 62 km, cách TP. Vũng Tàu 38 km, nằm gần Quốc lộ 51, cách cao tốc Long Thành – Dầu Giây 20–32 km và cách cụm cảng Thị Vải - Cái Mép 14–25 km, thuận lợi vận chuyển nguyên liệu nhập khẩu lẫn phân phối sản phẩm.
• Diện tích khu đất: 4.000 m² (chi phí mua đất 12 tỷ đồng, phân bổ khấu hao 20 năm tương đương 600 triệu đồng/năm).
• Cơ sở hạ tầng: Cấp điện qua lưới 3 pha công suất 250 kVA; cấp nước từ Hồ Đá Đen qua tuyến ống truyền tải của Nhà máy nước Phú Mỹ (tiêu chuẩn QCVN 1-1:2018/BYT); nước thải sinh hoạt và vệ sinh thiết bị xử lý bằng bể tự hoại 4 ngăn (chứa, lắng kỵ khí, hiếu khí sục khí, lọc than hoạt tính); xử lý bụi khí thải bằng hệ thống lọc bụi túi vải.

Chương 3: Quy trình công nghệ

Xây dựng và thuyết minh chi tiết sơ đồ công nghệ sản xuất bột dinh dưỡng tại JamyFoods:

• Sấy chín: Gia nhiệt hạt sống ở 100–150°C trong 30–60 phút nhằm làm chín hạt, vô hoạt enzyme, tiêu diệt vi sinh vật, giảm độ ẩm xuống dưới 5% để tạo độ giòn phục vụ nghiền.
• Nghiền: Sử dụng hệ thống máy nghiền búa kết hợp quạt hút cyclone để giảm kích thước hạt.
• Sàng: Sử dụng máy sàng rung tròn với kích thước lỗ lưới 200 µm; phần hạt chưa lọt sàng được hồi lưu về đầu nghiền.
• Phối trộn: Phối trộn đồng nhất bột đa hạt với các cấu tử phụ gia (đường, muối, bột kem, khoáng canxi) bằng máy trộn 2 chiều theo từng mẻ (250 kg/mẻ trong 20 phút).
• Bao gói, in date và dán nhãn: Chiết rót định lượng vào lon thiếc 400g (thổi khí bảo quản hỗn hợp 90% N₂ + 10% H₂ hoặc đóng gói chân không) và đóng túi stick 18g. In date và dán nhãn theo đúng quy định Thông tư 34/2014/TTLT-BYT-BNNPTNT-BTC.

Công đoạn	Thiết bị chính	Thông số kỹ thuật / Yêu cầu công nghệ
Sấy chín	Tủ sấy / Thiết bị sấy công nghiệp	Nhiệt độ: 100–150°C; Thời gian: 30–60 phút; Độ ẩm sản phẩm: < 5%
Nghiền mịn	Hệ thống nghiền búa + Cyclone	Nghiền bằng lực va đập cơ học; liên động bộ lọc bụi túi vải
Phân loại hạt	Máy sàng rung tròn	Kích thước mắt lưới sàng: 200 µm; hạt thô quay lại buồng nghiền
Đồng hóa bột	Thiết bị trộn 2 chiều	Quy mô mẻ: 250 kg/mẻ; Thời gian trộn: 20 phút/mẻ
Đóng gói lon	Máy chiết rót, đóng nắp lon	Định lượng 400 g/lon; Nạp khí trơ 90% N₂ + 10% H₂
Đóng gói que	Máy đóng gói túi stick tự động	Định lượng 18 g/túi; màng ghép phức hợp chống ẩm

Chương 4: Nguyên liệu sản xuất

Đặc tả nguồn nguyên liệu chính và phụ:

• Nhóm đậu: Đậu xanh, đậu đen, đậu đỏ, đậu nành cung cấp hàm lượng protein thực vật cao, giàu chất xơ hòa tan/không hòa tan (trung bình > 7g chất xơ/khẩu phần 0,5 cốc) và vitamin nhóm B (axit folic/folate).
• Nhóm ngũ cốc: Gạo lứt Huyết Rồng, yến mạch, lúa mạch, ngô (bắp).
• Nhóm quả hạch: Nhập khẩu dạng đã qua xử lý sấy, bảo quản trong bao PE hút chân không.
• Nhóm nguyên liệu phụ: Bột kem, đường tinh luyện, muối ăn, bột bổ sung canxi.

Chương 5: Tính toán sản xuất

Xây dựng kế hoạch vận hành nhà máy cho năm 2023. Tính toán cân bằng vật chất trên toàn dây chuyền ứng với năng suất 2.000 kg thành phẩm/ngày (gồm 1.500 kg sản phẩm lon 400g = 3.750 lon/ngày; 500 kg sản phẩm túi stick 18g = 27.778 túi/ngày). Xác định tỷ lệ phối trộn theo mẻ 250 kg và định mức tổn thất qua từng công đoạn (sấy, nghiền, sàng, phối trộn, đóng gói) cho từng loại nguyên liệu riêng biệt (gạo lứt Huyết Rồng, yến mạch, đậu xanh, đường, bột kem, canxi...).

Chương 6: Tính toán thiết bị

Tính toán dung tích, công suất và số lượng máy móc phục vụ dây chuyền:

• Máy sấy nhiệt công nghiệp.
• Hệ thống máy nghiền búa gắn cyclone thu hồi và tủ điện điều khiển.
• Máy sàng rung tròn tiêu chuẩn 200 µm.
• Máy trộn lập phương/trộn 2 chiều dung tích mẻ 250 kg.
• Bồn chứa trung gian có gắn motor rung chống tạo vòm bột.
• Dây chuyền đóng gói túi stick tự động, mâm xoay cấp lon, máy tiệt trùng vỏ lon bằng đèn UV, máy chiết rót định lượng lon, máy in date phun nhiệt, máy dán nhãn lon tự động và cân điện tử kiểm tra.

Chương 7: Tính toán các hạng mục công trình

Thiết kế kết cấu và kích thước mặt bằng các khu chức năng:

• Khối hành chính - điều hành: Phòng giám đốc, phòng làm việc nhân viên, phòng tiếp khách - trưng bày sản phẩm, phòng R&D nghiên cứu phát triển.
• Khối phục vụ sinh hoạt: Khu thay đồ công nhân, khu tắm giặt, nhà vệ sinh, buồng thổi bụi khử trùng (air shower) trước khi vào khu vô trùng.
• Phân xưởng sản xuất chính: Khu tập kết nguyên liệu, khu xử lý nhiệt - sấy, khu nghiền - sàng, khu phối trộn, khu đóng gói vô trùng và kho thành phẩm.
• Khối công trình phụ trợ: Trạm biến áp 250 kVA, bể ngầm trữ nước, khu xử lý nước thải sinh hoạt/sản xuất, kho bãi tập kết phế liệu - rác thải và phòng trực bảo vệ.

Chương 8: Thiết kế tổng mặt bằng

Bố trí mặt bằng trên khu đất 4.000 m² theo nguyên tắc một chiều, phân định rõ ràng giữa luồng vận chuyển nguyên liệu đầu vào, luồng xuất thành phẩm và luồng di chuyển của công nhân nhằm triệt tiêu nguy cơ nhiễm chéo. Thiết lập hệ số xây dựng đạt chuẩn quy chuẩn công nghiệp, quy hoạch mạng lưới đường giao thông nội bộ rộng 10 m cho xe tải trọng đến 10 tấn lưu thông, bố trí dải cây xanh cảnh quan cách ly khói bụi và tiếng ồn.

Chương 9: Tính điện và nước

• Hệ thống điện: Tính toán phụ tải chiếu sáng theo TCVN 7114:2008 sử dụng hệ thống đèn LED Highbay/Lowbay 30W và LED Tuýp T8; tính toán điện động lực cho toàn bộ động cơ máy sấy, máy nghiền, máy trộn, băng tải, hệ thống bơm nước; tổng hợp công suất tính toán và điện năng tiêu thụ hàng năm.
• Hệ thống cấp thoát nước: Xác định tổng nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt, nước vệ sinh thiết bị công nghiệp trong một ngày đêm và thiết kế dung tích bể trữ nước dự phòng.

Chương 10: Tính kinh tế

Đánh giá tổng thể hiệu quả đầu tư dự án:

• Tổng vốn đầu tư cố định ($I_{CĐ}$): Chi phí đất đai (12 tỷ đồng), chi phí xây dựng nhà xưởng, chi phí mua sắm máy móc thiết bị và dụng cụ.
• Chi phí vận hành hàng năm: Chi phí nguyên vật liệu chính và phụ, chi phí điện nước, chi phí nhiên liệu, lương nhân công và cán bộ quản lý, chi phí bảo dưỡng và khấu hao.
• Tính toán giá thành đơn vị sản phẩm (dạng lon 400g và dạng túi stick 18g), giá bán thị trường dự kiến, doanh thu, thuế thu nhập doanh nghiệp, lợi nhuận sau thuế và thời gian hoàn vốn đầu tư ($T_{HV}$).

Chương 11: Vệ sinh và an toàn lao động

Xây dựng quy chế bảo hộ lao động:

• Quy định vệ sinh cá nhân, trang phục vô trùng, quy trình khử khuẩn tay và qua buồng thổi bụi cho công nhân và khách tham quan.
• Quy chuẩn an toàn vận hành thiết bị cơ khí, thiết bị áp lực và tủ điện.
• Kiểm soát vi khí hậu phân xưởng (nhiệt độ, độ ẩm, thông gió) và thu gom bụi bột tại nguồn bằng lọc bụi túi vải nhằm ngăn ngừa bệnh nghề nghiệp về đường hô hấp.
• Trang bị hệ thống phòng cháy chữa cháy tại chỗ tận dụng nguồn nước trữ và mạng lưới họng cứu hỏa.

---

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã hoàn thiện trọn vẹn bộ hồ sơ thiết kế kỹ thuật công nghệ cho nhà máy sản xuất bột dinh dưỡng thực vật đa hạt quy mô vừa:

Chỉ tiêu kỹ thuật / Kinh tế	Kết quả tính toán thiết kế
Năng suất thiết kế	2 tấn sản phẩm/ngày (1.500 kg đóng lon thiếc 400g; 500 kg đóng túi stick 18g)
Tổng diện tích quy hoạch	4.000 m² tại xã Sông Xoài, thị xã Phú Mỹ, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu
Quy cách đóng gói thành phẩm	- Lon thiếc: 400 g/lon (60 lon/thùng carton) - Túi que (stick): 18 g/túi (20 túi/hộp, 60 hộp/thùng carton)
Kích thước mắt sàng phân loại	200 µm (thu hồi hạt thô về máy nghiền búa)
Chế độ phối trộn	Mẻ 250 kg/lần; thời gian trộn đồng nhất: 20 phút
Hạ tầng kỹ thuật	Trạm biến áp 250 kVA; Cấp nước từ mạng lưới Phú Mỹ/Hồ Đá Đen (QCVN 1-1:2018/BYT)
Hệ thống xử lý chất thải	Bể tự hoại 4 ngăn (chứa - lắng - hiếu khí - lọc than hoạt tính); Lọc bụi túi vải

Về mặt đóng góp khoa học và kỹ thuật:

• Đã cụ thể hóa lý thuyết phối trộn dinh dưỡng bổ trợ axit amin (ngũ cốc - đậu - quả hạch) thành công thức sản xuất thực tế trên quy mô công nghiệp.
• Cung cấp chuỗi tính toán kỹ thuật liên hoàn từ cân bằng vật chất, tiêu hao nguyên liệu qua từng máy móc đến lựa chọn công suất thiết bị đồng bộ (sấy, nghiền búa, sàng rung, trộn 2 chiều, đóng gói tự động).
• Thiết lập giải pháp mặt bằng tổng thể đáp ứng nguyên tắc một chiều, kết hợp đầy đủ các giải pháp xử lý môi trường (bụi hạt, nước thải hữu cơ) phù hợp với cơ sở pháp lý và điều kiện địa phương tại Bà Rịa – Vũng Tàu.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Đồ án là công trình thiết kế kỹ thuật đồ án tốt nghiệp kết hợp khảo sát tại doanh nghiệp, do đó tồn tại một số giới hạn:

• Các thông số sấy và nghiền được xây dựng dựa trên dải dữ liệu lý thuyết và kinh nghiệm thực tế tại nhà máy JamyFoods (sấy 100–150°C, sàng 200 µm), chưa có điều kiện thực nghiệm trực tiếp từng biến thiên nhiệt độ - thời gian trên từng mẻ hạt cụ thể để tối ưu hóa hoàn toàn hàm lượng vitamin kém bền nhiệt.
• Số liệu kinh tế, đơn giá điện nước và chi phí thuê/mua đất được tính toán tại thời điểm năm 2022, có thể chịu ảnh hưởng bởi biến động giá nguyên vật liệu và lạm phát trong các năm tiếp theo.

Hướng mở rộng nghiên cứu:

• Thực nghiệm tối ưu hóa chế độ sấy tầng sôi hoặc sấy hồng ngoại nhằm rút ngắn thời gian và bảo tồn tối đa các hợp chất chống oxy hóa (polyphenol, flavonoid) trong hạt.
• Nghiên cứu tự động hóa đồng bộ công đoạn kiểm tra chất lượng sản phẩm bằng hệ thống thị giác máy tính và cân kiểm tra tự động trên băng chuyền đóng gói.

---

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích cho:

• Sinh viên ngành Công nghệ Thực phẩm và Kỹ thuật Hóa học: Tham khảo cấu trúc, phương pháp tính toán cân bằng vật chất, quy trình tính chọn thiết bị sấy, nghiền, sàng, trộn và phương pháp thiết kế tổng mặt bằng nhà máy thực phẩm.
• Kỹ sư và cán bộ kỹ thuật R&D/Sản xuất: Tham khảo các thông số công nghệ (nhiệt độ sấy chín 100–150°C, sàng 200 µm, trộn mẻ 250 kg/20 phút) và giải pháp bố trí dây chuyền sản xuất bột ngũ cốc dinh dưỡng dạng lon và dạng que (stick).
• Các phần đáng tham khảo nhất: Chương 3 (Quy trình công nghệ và giải thích biến đổi hóa lý), Chương 5 (Tính toán cân bằng vật chất và định mức tiêu hao nguyên liệu) và Chương 6 (Tính toán, lựa chọn thiết bị chế biến bột thực phẩm).

---

Câu hỏi thường gặp

1. Năng suất thiết kế của nhà máy là bao nhiêu và được phân bổ theo quy cách đóng gói nào?
Nhà máy được thiết kế với tổng năng suất 2 tấn sản phẩm/ngày (tương đương 2.000 kg/ngày). Cơ cấu đóng gói gồm hai dòng sản phẩm chính: 0,5 tấn sản phẩm/ngày đóng dạng túi stick (18 g/túi, quy cách 20 túi/hộp, 60 hộp/thùng carton) và 1,5 tấn sản phẩm/ngày đóng dạng lon thiếc (400 g/lon, quy cách 60 lon/thùng carton).

2. Địa điểm xây dựng nhà máy được đặt ở đâu và diện tích quy hoạch là bao nhiêu?
Nhà máy được thiết kế đặt tại xã Sông Xoài, thị xã Phú Mỹ, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu trên khu đất có diện tích 4.000 m². Chi phí đầu tư đất là 12 tỷ đồng, phân bổ khấu hao trong 20 năm (600 triệu đồng/năm). Vị trí này nằm gần Quốc lộ 51, cao tốc Long Thành – Dầu Giây và cụm cảng Thị Vải - Cái Mép, thuận lợi cho tiếp nhận nguyên liệu và phân phối sản phẩm ra thị trường cả nước.

3. Quy trình công nghệ áp dụng những thông số kỹ thuật cốt lõi nào cho các công đoạn sấy, nghiền, sàng và phối trộn?

• Công đoạn sấy chín: Vận hành ở nhiệt độ 100–150°C trong thời gian 30–60 phút, kiểm soát độ ẩm hạt sau sấy đạt dưới 5%.
• Công đoạn nghiền: Sử dụng máy nghiền búa kết hợp quạt hút cyclone.
• Công đoạn sàng: Sử dụng máy sàng rung tròn kích thước mắt lưới 200 µm (hạt thô quay lại nghiền tiếp).
• Công đoạn phối trộn: Sử dụng thiết bị trộn 2 chiều theo từng mẻ 250 kg trong thời gian 20 phút.

4. Nguồn cấp nước và phương án xử lý chất thải của nhà máy được thiết kế như thế nào?
Nguồn nước sử dụng được cấp từ mạng lưới cấp nước Nhà máy nước Phú Mỹ (khai thác từ Hồ Đá Đen), kiểm soát chất lượng định kỳ theo QCVN 1-1:2018/BYT. Nước thải sinh hoạt và rửa thiết bị được dẫn qua hệ thống bể tự hoại 4 ngăn (ngăn chứa, ngăn lắng kỵ khí thoát khí CH₄ qua lọc than hoạt tính, ngăn phân hủy hiếu khí sục khí liên tục và ngăn lọc than hoạt tính). Khí thải chứa bụi mịn trong khu nghiền được thu hồi qua hệ thống lọc bụi túi vải trước khi thải ra môi trường.

5. Cơ sở khoa học của việc phối trộn kết hợp ngũ cốc, đậu và quả hạch trong sản phẩm là gì?
Cơ sở khoa học dựa trên việc bù trừ axit amin hạn chế: protein trong ngũ cốc và quả hạch bị thiếu lysine/threonine nhưng giàu methionine; ngược lại, protein trong cây họ đậu rất giàu lysine nhưng lại hạn chế methionine. Việc kết hợp cả ba nhóm nguyên liệu giúp tạo ra chuỗi protein hoàn chỉnh có giá trị sinh học cao, đồng thời bổ sung chất xơ hòa tan, folate, khoáng chất và chất chống oxy hóa tự nhiên.

---

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu thiết kế dây chuyền và nhà máy sản xuất bột dinh dưỡng từ các loại hạt năng suất 2 tấn sản phẩm/ngày" của tác giả Phạm Lan Trinh đã giải quyết hoàn chỉnh các nội dung kỹ thuật thiết kế nhà máy thực phẩm, từ lập luận kinh tế, xác lập công nghệ, tính toán cân bằng vật chất đến thiết kế hệ thống thiết bị và tổng mặt bằng 4.000 m² tại Bà Rịa – Vũng Tàu. Các thông số công nghệ sấy chín, nghiền búa, sàng phân loại 200 µm và phối trộn mẻ 250 kg được tính toán cụ thể dựa trên cơ sở khoa học dinh dưỡng và dữ liệu thực tế tại Công ty JamyFoods. Công trình là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên và kỹ sư ngành Công nghệ Thực phẩm trong công tác thiết kế nhà máy chế biến sản phẩm bột dinh dưỡng thực vật.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài Sự phối trộn thức ăn không hợp lý hay do thói quen ăn uống mà đôi khi chúng ta không cung cấp đầy đủ các chất dinh dưỡng cho bản thân. Do đó, ngày nay nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm dinh dưỡng cân bằng hàng ngày càng tăng cao, các sản phẩm chế biến có thành phần dinh dưỡng đày đủ, cân đối, phù hợp cho từng loại đối tượng ngày càng được chú ý và phát triển. Trong đó bột dinh dưỡng là một sản phẩm được tiêu thụ khá phổ biến trên thị trường, đây là hỗn hợp bột giàu dinh dưỡng bao gồm protein, lipid, glucid với các tỉ lệ cân đối, ngoài ra còn có thêm các chất vi lượng khác, phù hợp với từng loại sản phẩm cho từng đối tượng sử dụng. Bột dinh dưỡng phục vụ chủ yếu cho các đối tượng có hệ tiêu hoá kém như trẻ em, phụ nữ mang thai và cho con bú, người già, bệnh nhân đang trong giai đoạn phục hồi, thanh thiếu niên…Bên cạnh đó, các loại hạt như ngũ cốc, đậu và quả hạch là sự kết hợp hoàn hảo về mặt dinh dưỡng.

Vì những điều này, chúng tôi tha thiết mong muốn xây dựng 1 quy trình cũng như nhà máy sản xuất bột dinh dưỡng từ các loại hạt để tiếp tục tạo nên sự phát triển của sản phẩm này để mang lại một bữa ăn cân bằng dinh dưỡng cho mọi người. Mục tiêu đề tài Nghiên cứu thiết kế dây chuyền và nhà máy sản xuất bột dinh dưỡng từ các loại hạt năng suất 2 tấn sản phẩm/ngày 1.Giới hạn và phạm vi nghiên cứu của đề tài Khoá luận được thực hiện và hoàn thành trong khoảng thời gian từ 08/02/2022 đến hết ngày 30/07/2022. Các tài liệu tham khảo phục vụ cho khoá luận bao gồm tài liệu các tiêu chuẩn liên quan đến xây dựng và thiết kế nhà máy, các nghiên cứu và bài giảng về môn học thiết kế nhà máy, các quy trình và thiết bị sản xuất trong nhà máy, các bài báo và tài liệu tham khảo về kinh tế thị trường,… 1.Nội dung nghiên cứu Nội dung nghiên cứu của khoá luận bao gồm các lập luận về kinh tế, qui trình công nghệ, tính toán sản xuất và thiết bị, tính toán các hạng mục công trình, tính toán điện nước, tính toán kinh tế và các vấn đề liên quan về vệ sinh an toàn lao động 2 1.Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu bao gồm phương pháp thu thập số liệu, phân tích và tổng hợp lý thuyết, phân tích tổng kết kinh nghiệm, phương pháp giả thuyết và phương pháp chuyên gia để xây dựng nên quy trình sản xuất và nhà máy. Phương pháp thu thập số liệu đây là phương pháp tìm và thu thập các thông tin, kiến thức, lý thuyết từ các nguồn có sẵn, từ những thông tin này sẽ tạo thành các luận điểm.

Phương pháp chuyên gia là phương pháp phỏng vấn sâu những người có tri thức cao và hiểu biết trong lĩnh vực. Phương pháp tổng kết kinh nghiệm là phương dựa vào kết quả từ những nghiên cứu khoa học trước đó để làm nền tảng. Phương pháp giả thuyết là phương pháp đưa ra dự đoán trước và chứng minh giả thiết đó.Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn Dựa trên sự kết hợp hoàn hảo của ngũ cốc, đậu và quả hạch được chứng minh bởi các tổ chức uy tín, sẽ tạo nên một thực phẩm mang lại giá trị dinh dưỡng cao. Khi thực hiện khoá luận, sinh viên được tiếp thu thêm kiến thức về lĩnh vực xây dựng nhà máy, giúp tạo nền tảng phát triển kiến thức cao hơn.