Thema Installaties 3

Thema Installaties 3

Blokcode:

THIN3

Beroepsproduct:

Eindverslag

Groep:

WH29B1

Periode:

Blok H2.1

Ingeleverd op:

Vrijdag 30 maart 2012

Projectleden:

Bemnet Feleke Milan Formsma Dirk Glavimans Arjan de Groot Kevin Hasper Leen Hoogendoorn Nils Holty Chris Ignacius Patrick IJsveld Jeffrey de Vries

Ingeleverd door:

Milan Formsma

Tutor:

T.A.P. van der Schyff

1

-

10002367 09060332 10024336 10059342 10050167 10079037 10102779 07001150 10015841 10102264

Thema installaties 3 - WH29B1 - 30-03-2012

-

Voorzitter

-

Notulist

-

Vice voorzitter

Voorwoord De projectgroep bestaat uit tien tweedejaars werktuigbouwkundige studenten van de Haagse Hogeschool in Delft. Dit eindrapport is geschreven in het kader van de projectopdracht van blok H 2.1 Thema installatie 3. De opdracht is het ontwikkelen en opzetten van een kaasfabriek. Met een productie van 50.000 kilo kaas per jaar. Dit rapport bevat verscheidende lagen informatie over vooronderzoek, het ontwerpproces, concepten, uitwerking, 3d tekeningen en berekeningen. Vorm en inhoud van dit rapport zijn informatief.

Samenvatting Er moet een productielijn ontwikkeld worden voor het maken van kaas. Er moet 50.000 kilo kaas per jaar worden geproduceerd en er worden drie soorten kaas gemaakt:   

20.000 kilo 10.000 kilo 20.000 kilo

Jong belegen kaas Belegen kaas Smeerkaas

De groep WH29 moest onderling bepalen wie welke functionele componenten ging ontwerpen. Deze subgroep (WH29B1) kreeg het: coaten, rijpen (opslag), export en ontkorsten voor de kiezen.

Inleiding Kaas wordt in het overgrote deel van de wereld genuttigd, echter voordat de kaas bij de consument komt te liggen moet er nog het een en het ander gebeuren. Voordat melk is veranderd in kaas zullen er eerst nog een aantal (machinale) bewerkingen moeten plaats vinden. Dit project gaat over deze bewerkingen om kaas te produceren. In dit rapport zal er het volgende te lezen zijn:    

Achtergrond informatie over het maken van kaas Gebruikers eisen Conceptkeuze Uitwerking van de toegewezen componenten

2


Inhoudsopgave Voorwoord .............................................................................................................................................. 2 Samenvatting........................................................................................................................................... 2 Inleiding ................................................................................................................................................... 2 Inhoudsopgave ........................................................................................................................................ 3 Lijst van figuren ....................................................................................................................................... 6 Lijst van tabellen...................................................................................................................................... 7 1.

2.

Plan van aanpak............................................................................................................................... 8 1.1

Inleiding plan van aanpak ........................................................................................................ 8

1.2

Probleemstelling...................................................................................................................... 8

1.3

Achtergrond............................................................................................................................. 9

1.4

Gebruikerseisen..................................................................................................................... 11

1.4.1

Harde eisen.................................................................................................................... 11

1.4.2

Zachte eisen................................................................................................................... 11

1.5

Projectgrenzen ...................................................................................................................... 11

1.6

Randvoorwaarden ................................................................................................................. 11

1.7

Extra onderdelen ................................................................................................................... 12

1.7.1

Functies en taken .......................................................................................................... 12

1.7.2

Kwaliteitsbewaking binnen het project ......................................................................... 12

1.7.3

Planning ......................................................................................................................... 15

Concepten en keuzes..................................................................................................................... 16 2.1

Functieanalyse van het maken van kaas ............................................................................... 16

2.1.1

Transport import ........................................................................................................... 16

2.1.2

Stremmen ...................................................................................................................... 17

2.1.3

Uitlekken........................................................................................................................ 17

2.1.4

Persen & vormen ........................................................................................................... 17

2.1.5

Pekelen .......................................................................................................................... 17

2.1.6

Coaten ........................................................................................................................... 18

2.1.7

Rijpen & omdraaien....................................................................................................... 18

2.1.8

Export (buffer) ............................................................................................................... 19

2.2

Functieanalyse van het maken van smeerkaaskaas .............................................................. 20

2.2.1

Ontkorsten..................................................................................................................... 20

2.2.2

Versnipperen ................................................................................................................. 20

2.2.3

Mengen & verhitten ...................................................................................................... 20

3


2.2.4

Verdelen ........................................................................................................................ 20

2.2.5

Verpakken...................................................................................................................... 20

2.2.6

Export (buffer) ............................................................................................................... 20

2.3

Functieoplossingen van het maken van kaas ........................................................................ 21

2.3.1

Transport import ........................................................................................................... 21

2.3.2

Opslag import ................................................................................................................ 22

2.3.3

Prepareren en stremmen .............................................................................................. 24

2.3.4

Uitlekken/scheiden........................................................................................................ 25

2.3.5

Persen van kazen ........................................................................................................... 27

2.3.6

Pekelen .......................................................................................................................... 30

2.3.7

Coaten ........................................................................................................................... 32

2.3.8

Rijpen & omdraaien....................................................................................................... 33

2.3.9

Export (buffer) ............................................................................................................... 34

2.4

Functieoplossingen van het maken van smeerkaas .............................................................. 36

2.5

Concepten voor het maken van kaas .................................................................................... 39

2.5.1

Morfologisch overzicht voor het maken van kaas......................................................... 39

2.5.2

Kesselringtabel voor het maken van kaas ..................................................................... 43

2.6

Concepten voor het maken van smeerkaas .......................................................................... 46

2.6.1

Morfologisch overzicht voor het maken van smeerkaas .............................................. 46

2.6.2

Kesselringtabel voor het maken van smeerkaas ........................................................... 48

2.7 3.

Conclusie ............................................................................................................................... 49

Eindproduct ................................................................................................................................... 50 3.1

Sterkte/stijfheid berekening.................................................................................................. 50

3.1.1

Berekening stelling ........................................................................................................ 50

3.1.2

Doorbuiging houten planken ......................................................................................... 51

3.1.3

Doorbuiging steunen ..................................................................................................... 52

3.1.4

Berekening steunpalen .................................................................................................. 53

3.1.5

Berekening bouten van steunpalen .............................................................................. 53

3.1.6

Doorbuiging rollerbaan ................................................................................................. 54

3.1.7

Berekening I-profielen ontkorstmachine ...................................................................... 55

3.1.8

Berekening assen van kar .............................................................................................. 55

3.1.9

Berekening kaassnijmachine ......................................................................................... 56

3.1.10

Aanbevelingen ............................................................................................................... 58

3.2

Materiaalkeuze ...................................................................................................................... 59

4


3.1

Materiaaleigenschappen ................................................................................................... 59

3.2

Materiaalkeuze .................................................................................................................. 60

3.3

Besturingstechniek ................................................................................................................ 62

3.4

Snelheden en doorlooptijden ................................................................................................ 64

3.5

Logistiek ................................................................................................................................. 65

3.6

Kosten .................................................................................................................................... 73

3.6.1

Export ............................................................................................................................ 73

3.6.2

Rijpen van de kazen ....................................................................................................... 74

3.6.3

Coaten van de kazen ..................................................................................................... 74

3.6.4

Ontkorstmachine ........................................................................................................... 75

3.7

3D ontwerpen........................................................................................................................ 76

3.7.1


3.7.2


3.7.3

Rijpkamer (stellingen).................................................................................................... 77

3.7.4

Ontkorster ..................................................................................................................... 78

3.8

Onderhoud & Hygiëne........................................................................................................... 82

3.8.1

Machine onderhoud ...................................................................................................... 82

3.8.2

Preventief onderhoud ................................................................................................... 82

3.8.3

Hygiëne .......................................................................................................................... 82

3.9

Veiligheid ............................................................................................................................... 83

3.9.1

Voedsel veiligheid .......................................................................................................... 83

3.9.2

Fysische voedselveiligheid ............................................................................................. 83

3.9.3

Machineveiligheid ......................................................................................................... 84

Conclusie ............................................................................................................................................... 85 Aanbeveling ........................................................................................................................................... 85 Bijlage .................................................................................................................................................... 86 Bronnenlijst ....................................................................................................................................... 86 CD met werktekeningen en Inventor bestanden .............................................................................. 89

5


Lijst van figuren Figuur 1.1 - Algemeen bereidingsproces kaas ....................................................................................... 10 Figuur 1.2 - Planning .............................................................................................................................. 15 Figuur 2.1 - Buffertank voor melk ......................................................................................................... 16 Figuur 2.2 - Percentages ingrediënten kaas [9] ..................................................................................... 18 Figuur 2.3 - Vat met mengbladen .......................................................................................................... 24 Figuur 2.4 - Verwarmingstank met 2 vaten ........................................................................................... 24 Figuur 2.5 - RVS bak met roermechanisme ........................................................................................... 25 Figuur 2.6 - Wrongelbereider dwarsdoorsnede .................................................................................... 25 Figuur 2.7 - Wrongelbereider ................................................................................................................ 25 Figuur 2.8 - Draineerbak ........................................................................................................................ 26 Figuur 2.9 - Wrongelbereider/draineerbak ........................................................................................... 26 Figuur 2.10 - Persen d.m.v. hefboomprincipe ....................................................................................... 27 Figuur 2.11 - Persen d.m.v. zwaar gewicht ........................................................................................... 28 Figuur 2.12 - Takelsysteem concept 3 (beweegbaar over H-balken in lengte en breedte) [29] ........... 28 Figuur 2.13 - Persen d.m.v. luchtdruk ................................................................................................... 29 Figuur 2.14 - Semiautomatisch pekelproces ......................................................................................... 30 Figuur 2.15 - Handmatig pekelproces ................................................................................................... 30 Figuur 2.16 - Volledig automatisch pekelproces (zijaanzicht) ............................................................... 31 Figuur 2.17 - Volledig automatisch pekelproces (bovenaanzicht) ........................................................ 31 Figuur 2.18 - Volledige automatische coatingmachine [?] .................................................................... 32 Figuur 2.19 - Semiautomatische coatingmachine [?] ............................................................................ 32 Figuur 2.20 - Handmatig coaten [20] .................................................................................................... 33 Figuur 2.21 - Handmatig per stuk omdraaien ....................................................................................... 33 Figuur 2.22 - Handmatig per tree omdraaien ....................................................................................... 33 Figuur 2.23 - Massaal omdraaien d.m.v. machines ............................................................................... 34 Figuur 2.24 - Grafiek Kesselring kaas..................................................................................................... 44 Figuur 2.25 - Grafiek Kesselring smeerkaas .......................................................................................... 49 Figuur 3.1 - bovenaanzicht kaasstellingen ........................................................................................... 50 Figuur 3.2 - Stellingen (1 rij) .................................................................................................................. 51 Figuur 3.3 - Stellingen ............................................................................................................................ 51 Figuur 3.4 - Steun .................................................................................................................................. 52 Figuur 3.5 - Schematische tekening voor materiaaldikte steun ............................................................ 52 Figuur 3.6 - VLS Stelling ......................................................................................................................... 53 Figuur 3.7 - U-profielen rollerbaan........................................................................................................ 54 Figuur 3.8 - VLS wiel & as ...................................................................................................................... 55 Figuur 3.9 - Dwarsdoorsnede kaas ........................................................................................................ 56 Figuur 3.10 - Proefopstelling kaassnijmachine ...................................................................................... 56 Figuur 3.11 - Aanbeveling ...................................................................................................................... 58 Figuur 3.12 - Aanbeveling ...................................................................................................................... 58 Figuur 3.13 - Aanbeveling (originele staat) ........................................................................................... 58 Figuur 3.14 - Plattegrond gebouw ......................................................................................................... 65 Figuur 3.15 - Overzicht stappen hele fabriek ........................................................................................ 66 Figuur 3.16 - Overzicht stappen ............................................................................................................ 67 Figuur 3.17 - Kesselring grafiek ............................................................................................................. 70

6


Figuur 3.18 - Productie per dag ............................................................................................................. 71 Figuur 3.19 - Jonge kaas [18] ................................................................................................................. 72 Figuur 3.20 - Goudkuipje (7x7x4 [mm] - 100gram) ............................................................................... 72 Figuur 3.21 - Slankie (8x8x5 [mm] - 150gram) ...................................................................................... 72 Figuur 3.22 - Kwast ................................................................................................................................ 76 Figuur 3.23 - Emmer zonder deksel....................................................................................................... 76 Figuur 3.24 - Emmer met deksel ........................................................................................................... 76 Figuur 3.25 - CBL krat [70] ..................................................................................................................... 76 Figuur 3.26 - Bovenaanzicht kaaskar ..................................................................................................... 77 Figuur 3.27 - Onderaanzicht kaaskar ..................................................................................................... 77 Figuur 3.28 - Rijpkamer overzicht ......................................................................................................... 77 Figuur 3.29 - Enkelzijdige steunpaal ...................................................................................................... 77 Figuur 3.30 - Dubbelzijdige steunpaal ................................................................................................... 77 Figuur 3.31 - Ontkorster - stap 1 ........................................................................................................... 78 Figuur 3.32 - Ontkorster - stap 2 ........................................................................................................... 79 Figuur 3.33 - Ontkorster - stap 3 ........................................................................................................... 79 Figuur 3.34 - Ontkorster - stap 4 ........................................................................................................... 80 Figuur 3.35 - Ontkorster - stap 5 ........................................................................................................... 80 Figuur 3.36 - Ontkorster - stap 6 ........................................................................................................... 81 Figuur 3.37 - Ontkorster - stap 7 ........................................................................................................... 81

Lijst van tabellen Tabel 2.1 - Rijpingstijden verschillende kazen....................................................................................... 18 Tabel 2.2 - Morfologische kaart concepten voor het maken van kaas ................................................. 39 Tabel 2.3 - Kesselringtabel kaas - gebruikseisen ................................................................................... 43 Tabel 2.4 - Kesselringtabel kaas - fabricage eisen ................................................................................. 43 Tabel 2.5 - Morfologische kaart concept A voor het maken van smeerkaas ........................................ 46 Tabel 2.6 - Morfologische kaart concept B voor het maken van smeerkaas ........................................ 47 Tabel 2.7 - Morfologische kaart concept C voor het maken van smeerkaas ........................................ 47 Tabel 2.8 - Kesselringtabel smeerkaas - gebruikseisen ......................................................................... 48 Tabel 2.9 - Kesselringtabel smeerkaas - fabricage eisen ....................................................................... 48 Tabel 3.1 - Eigenschappen materialen .................................................................................................. 60 Tabel 3.2 - Morfologische kaart bij logistiek ......................................................................................... 68 Tabel 3.3 - Kesselringtabel gebruikseisen ............................................................................................. 69 Tabel 3.4 - Kesselringtabel fabricage eisen ........................................................................................... 69

7


1.

Plan van aanpak

1.1

Inleiding plan van aanpak

Kaas wordt in het overgrote deel van de wereld genuttigd, er moet, voordat de kaas bij de consument komt te liggen, nog wel het een en het ander gebeuren. Voordat melk is veranderd in kaas zullen er eerst nog een aantal (machinale)bewerkingen moeten plaats vinden. Dit project gaat over deze bewerkingen om kaas te produceren. In dit rapport zal er het volgende te lezen zijn: -

Achtergrond informatie over het maken van kaas Gebruikerseisen Beperkingen in het project Extra’s

Dit alles is ter voorbereiding van het onderzoek en het vinden en uitwerken van de resultaten.

1.2

Probleemstelling

De opdracht is het ontwerpen van een kaasfabriek die goed is voor een productie van 50.000kg kaas per jaar. De fabriek moet de volgende typen kaas leveren: jong belegen, belegen en smeerkaas. De smeerkaas moet geleverd worden in kuipjes van 100 en 200 gram. Tevens moeten de kazen ongesneden zijn. De kaas typen moeten worden geleverd in de verhouding van respectievelijk 2:1:2 en de smeerkazen moeten in de verhouding 1:1 geleverd worden. Er moet met de andere groepen afgesproken worden welk component van de fabriek door deze groep tot in detail uitgewerkt zal worden.

8


1.3

Achtergrond

In dit hoofdstuk zullen de bereidingsmethoden die benodigd zijn voor het verkrijgen van kaas worden beschreven. Hierbij zullen alleen de benodigde middelen en processen worden beschreven. Dit betekent dat er nog geen mogelijke productiemethoden en/of productieprocessen worden toegelicht. Allereerst is voor het maken van kaas melk nodig. Deze melk moet gepasteuriseerd zijn om de bacteriegroei tegen te gaan en het juiste vetgehalte hebben voor het maken van de kaassoorten. Deze processen zullen echter in de melkfabriek ondergaan zijn en daarom zullen deze processen in deze en volgende rapporten niet behandeld worden. Voor het maken van kaas is ook een aanvoer van ingrediënten vereist: melk, zuursel, stremsel en een zout. Wat deze stoffen precies zijn en waar deze voor gebruikt worden zal bij de betreffende productieprocessen verder toegelicht worden. Naast deze ingrediënten worden vaak nog meer ingrediënten als smaakversterkers toegevoegd. Opslag Bij het aankomen van de melk in de fabriek zal deze hoogstwaarschijnlijk opgeslagen moeten worden voordat er verdere productieprocessen uitgevoerd kunnen worden. Hierbij moet rekening worden gehouden met dat de melk constant een temperatuur van 3 à 4 graden Celsius moet behouden, dit is noodzakelijk om het bederven van de melk en bacteriegroei tegen te gaan. In de fabriek worden verschillende kaassoorten gemaakt. De melk die hierbij aangevoerd wordt zal in vetpercentage verschillen afhankelijk van de kaassoort. Er zal dan ook een verschillende opslag en aanvoer per melksoort aanwezig moeten zijn. Toevoeging zuursel De bereiding van kaas begint door zuursel aan de melk toe te voegen. Het zuursel bestaat uit één of meerdere stammen melkzuurbacteriën. Deze melkzuurbacteriën zorgen ervoor dat het melksuiker en lactose wordt omgezet in melkzuur. Dit proces heeft invloed op het rijpingsproces en de aroma’s van de kaas. Ook is de pH-waarde die dit proces aan de kaas geeft van belang voor de houdbaarheid van de kaas en het stremmingsproces, hoe lager de pH-waarde is des te sneller het stremmingsproces verloopt. Stremmen Bij het stremmingsproces wordt de melk tot de juiste temperatuur verhit om de gewenste reactie te in gang te zetten. Vervolgens wordt het stremsel toegevoegd, dit is een oplossing die een eiwitafbrekend enzym chymosine bevat. Dit enzym zorgt er bij de juiste temperatuur voor dat het melkeiwit caseïne wordt afgebroken in het enzym paracaseïne en onoplosbare eiwitten. Het enzym paracaseïne zorgt ervoor dat bepaalde eiwitten in de melk gaan samenklonteren. Het ‘gestremde’ gedeelte van de melk wordt de ‘wrongel’ genoemd en de overige vloeibare bestanddelen worden ‘de wei’ genoemd. De hoeveelheid stremsel die toegevoerd wordt en de tijd waarover dit proces zich afspeelt bepalen de uiteindelijke structuur van de kaas. Scheiden Om de vaste vorm van de kaas te verkrijgen moet de wei van de wrongel gescheiden worden. Dit kan op veel verschillende manieren. Vervolgens zal de wrongel gebruikt worden om de kaas mee te maken en de wei afgevoerd worden. Er wordt maar een klein gedeelte van de wrongel omgezet in kaas, hierdoor zal de hoeveelheid van het te bewerken product na dit proces flink afnemen.

9


Vormen Vervolgens wordt de wrongel in de gewenste kaasvorm geperst. Bij dit proces wordt vaak een groot gedeelte van het vocht dat nog in de wrongel zit eruit gehaald. Dit proces kan verschillen per kaassoort en kan op vele manieren worden uitgevoerd. Pekelen Als de kaas de juiste vorm heeft wordt de kaas gepekeld. Bij dit proces wordt er een zout aan de kaas toegevoegd. Dit zout beïnvloedt de smaak, rijping, houdbaarheid, bacteriegroei en korstvorming van de kaas. Daarom is het ook per kaassoort verschillend welke zout(en) worden gebruikt en hoe deze word(t)(en) aangebracht. Verpakken en rijpen Als laatste worden de kazen in de gewenste verpakkingen ingepakt en opgeslagen om te rijpen. De duur van het rijpingsproces kan variëren van een paar weken tot een jaar. Bij de opslag of verpakkingsmethode moet rekening gehouden worden dat de kazen in een omgeving moeten verblijven waar het vocht uit de kazen kan trekken, dit is essentieel voor een goede rijping van de kaas. De traditionele wijze van verpakken is door een coating op de kaas aan te brengen. Hier zijn echter al lange tijd veel goede alternatieven voor. Ook de temperatuur waaronder het rijpingsproces verloopt, mag niet te veel veranderen. Hoe hoger deze temperatuur is, des te sneller het rijpingsproces zal verlopen. Bij de meeste kaassoorten ligt deze temperatuur rond de 14 °C. Het rijpingsproces beïnvloedt de smaak en de structuur van de wrongel. Hoe langer de kaas blijft rijpen, hoe sterker de smaak van de kaas wordt en hoe meer gaten in de kaas kunnen ontstaan.

Figuur 1.1 - Algemeen bereidingsproces kaas

10


1.4

Gebruikerseisen

1.4.1          

Harde eisen De fabriek moet 50.000 kilo kaas per jaar produceren De kazen worden gemaakt in de smaken jong belegen, belegen en smeerkaas Jong belegen kaas wordt geproduceerd in een hoeveelheid van 20.000 kilo per jaar Belegen kaas wordt geproduceerd in een hoeveelheid van 10.000 kilo per jaar Smeerkaas wordt geproduceerd in een hoeveelheid van 20.000 kilo per jaar 10.000 kilo smeerkaas moet is kuipjes van 100 gram per stuk 10.000 kilo smeerkaas moet in kuipjes van 200 gram per stuk De kazen moeten ongesneden worden afgeleverd Er moet voldaan worden aan de HACCP voorschriften Er moet een buffer aanwezig zijn

1.4.2  

Zachte eisen De productielijn moet voor het grootste gedeelte geautomatiseerd zijn De kosten moeten beperkt blijven. Er moet gestreefd worden naar zo hoge mogelijke kwaliteit van de apparaten met zoon laag mogelijke kosten De fabriek moet duurzaam gebouwd worden De apparaten moeten eenvoudig zijn in onderhoud

 

1.5

Projectgrenzen

   

1.6

De fabriek(het kaas makingsproces met machines) moet globaal ontworpen worden. Iedere groep ontwerpt een functioneel component van de fabriek tot op onderdelen niveau. Het product wat aangeleverd word is koemelk en hieruit moeten jong belegen, belegen en smeerkaas (in verhouding 2:1:2) gemaakt worden. Verder als eindstadium moeten de kazen ongesneden blijven en moet de smeerkaas in kuipjes van 100 gram & 200 gram (verhouding 1:1) geleverd worden.

Randvoorwaarden

 

Het is van belang dat het programma Autodesk Inventor goed word beheerst omdat met dit programma de concepten worden uitgewerkt. Verder zal om dit project te kunnen realiseren er enige achtergrondkennis op het gebied van mechanica, wiskunde, materiaaltechnologie, automatisering technieken en projectmanagement aanwezig moeten zijn.

11


1.7

Extra onderdelen

1.7.1 Functies en taken De functie van het systeem is het omzetten van melk en andere grondstoffen in verschillende kaas producten, deze producten moeten allemaal verpakt zijn. De taken die in het systeem moeten worden volbracht zijn:         

Transport: de producten moeten door het systeem getransporteerd worden. Koeling: de melk moet op een stabiele temperatuur worden gehouden. Opslag: de melk moet worden gebufferd om een constante doorstroom binnen het systeem te realiseren. Prepareren: de melk moet worden bewerkt om het juiste eigenschappen te geven. Scheiden: de wrongel moet van de wei gescheiden worden. Vormen: de kazen moeten worden gevormd. Draaien: de kazen moeten periodiek gedraaid worden. Smeerkaas maken: de smeerkaas moet gemaakt worden. Verpakken: de eindproducten moeten worden verpakt.

1.7.2 Kwaliteitsbewaking binnen het project Gedurende het project moeten verschillende taken worden voltooid en stukken worden geschreven. Het is hierbij van belang dat de afgeronde onderdelen worden gecontroleerd op juistheid en spelling. Het onderstaande schema geeft aan welke taak voor wie is bedoeld, voor wanneer dit af moet zijn, hoe en waar het moet worden ingeleverd en eventueel door wie het gecontroleerd wordt. Agenda’s Gemaakt door: Deadline: Opmerkingen: Controle:

Notulen Gemaakt door: Deadline: Opmerkingen: Controle:

12

Voorzitter. Uiterlijk een dag voor de desbetreffende vergadering. Agenda plaatsen op BlackBoard, op Dropbox en mailen naar de Tutor. De voorzitter is zelf verantwoordelijk voor het op tijd plaatsen van de agenda op de aangegeven plaatsen.

Notulist. De avond na de vergadering om 20:00. Notulen plaatsen op Blackboard, op Dropbox en mailen naar de Tutor. De voorzitter controleert of de stukken op tijd op de juiste plek staan.


Wekelijkse update Gemaakt door: Deadline: Opmerkingen:

Controle:

Alle groepsleden, samengevoegd door de archivist. Iedere week, op vrijdag voor 17:00. De archivist voegt alle nieuw ingekomen en aangepaste stukken samen in het voorlopig eindverslag en de voorzitter stuurt deze op naar de Tutor via e-mail. De voorzitter is verantwoordelijk voor de controle of de stukken op tijd worden ingeleverd. De overige groepsleden controleren de juistheid & spelling van de ingekomen stukken. Daarnaast is het de taak van de voorzitter om na te gaan of de Tutor alles heeft nagekeken.

Plan van aanpak (inzicht krijgen) Gemaakt door: Alle groepsleden, samengevoegd door de archivist. Deadline: Woensdag 15 februari voor 17:00. Opmerkingen: Alle groepsleden hebben een eigen taak gekregen om te voldoen. Verder moet dit onderdeel worden toegevoegd aan het voorlopig eindverslag. Dit voorlopig eindverslag moet vervolgens op Blackboard worden geplaatst en in hardcopy in het postvak van de Tutor en de blokcoördinator. Controle: De voorzitter is verantwoordelijk voor de controle of de stukken op tijd worden ingeleverd. De overige groepsleden controleren de juistheid & spelling van de ingekomen stukken. De archivist is verder verantwoordelijk voor het samenvoegen en de voorzitter voor het inleveren van het plan van aanpak. Overigens moet het plan van aanpak ook worden toegevoegd aan het voorlopige eindverslag. Ontwerpverslag Gemaakt door: Deadline: Opmerkingen:

Controle:

13

Alle groepsleden, samengevoegd door de archivist. Vrijdag 24 februari voor 12:00. Alle groepsleden hebben een eigen taak gekregen om te voldoen. Verder moet dit onderdeel worden toegevoegd aan het voorlopig eindverslag. Dit voorlopig eindverslag moet vervolgens op Blackboard worden geplaatst en in hardcopy in het postvak van de Tutor en de blokcoördinator. De voorzitter is verantwoordelijk voor de controle of de stukken op tijd worden ingeleverd. De overige groepsleden controleren de juistheid & spelling van de ingekomen stukken. De archivist is verder verantwoordelijk voor het samenvoegen en de voorzitter voor het inleveren van het voorlopig eindverslag.


Plannen Gemaakt door: Deadline: Opmerkingen:

Controle:

Alle groepsleden, samengevoegd door de archivist. Vrijdag 23 maart voor 12:00. Alle groepsleden hebben een eigen taak gekregen om te voldoen. Verder moet dit onderdeel worden toegevoegd aan het voorlopig eindverslag. Dit voorlopig eindverslag moet vervolgens op Blackboard worden geplaatst en in hardcopy in het postvak van de Tutor en de blokcoördinator. De voorzitter is verantwoordelijk voor de controle of de stukken op tijd worden ingeleverd. De overige groepsleden controleren de juistheid & spelling van de ingekomen stukken. De archivist is verder verantwoordelijk voor het samenvoegen en de voorzitter voor het inleveren van het voorlopig eindverslag.

Eindrapport (Uitvoeren) Gemaakt door: Alle groepsleden, samengevoegd door de archivist. Deadline: Donderdag 5 april voor 12:00. Opmerkingen: Alle groepsleden hebben een eigen taak gekregen om te voldoen. Verder moet dit onderdeel worden toegevoegd aan het voorlopig eindverslag. Dit voorlopig eindverslag moet vervolgens op Blackboard worden geplaatst en in hardcopy in het postvak van de Tutor en de blokcoördinator. Controle: De voorzitter is verantwoordelijk voor de controle of de stukken op tijd worden ingeleverd. De overige groepsleden controleren de juistheid & spelling van de ingekomen stukken. De archivist is verder verantwoordelijk voor het samenvoegen en de voorzitter voor het inleveren van het voorlopig eindverslag.

14


1.7.3

Planning

Figuur 1.2 - Planning

15


2.

Concepten en keuzes

2.1

Functieanalyse van het maken van kaas

De functieanalyse van het maken van kaas kan worden verdeeld in acht verschillende stappen. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Transport import Stremmen Uitlekken Persen & vormen Pekelen Coaten Rijpen & omdraaien Export (buffer)

(2.1.1) (2.1.2) (2.1.3) (2.1.4) (2.1.5) (2.1.6) (2.1.7) (2.1.8)

2.1.1 Transport import Het transport wordt gedaan door een tankwagen. Deze tankwagen zal een keer per week de benodigde melk komen brengen en gelijk overpompen in de buffersilo(tank) voordat het verder word bewerkt tot kaas(en bij producten). De tank van zowel de wagen als de buffer zijn gemaakt van RVS. Dit materiaal wordt veel gebruikt in de voedingsindustrie en heeft goede reinigingseigenschappen, geringe aanhechting en een goede corrosiebestendigheid. De hoeveelheid melk die per week geleverd moet worden hangt af van de hoeveelheid kaas die gemaakt moet worden. Deze hoeveelheid bedraagt ongeveer 50.000kg per jaar. Als er vijf dagen per week en 52 dagen per jaar wordt geproduceerd komt dat neer op 260 werkdagen. kaas wordt er dan per dag gemaakt (dit zijn ongeveer 16 kazen) Dit is ongeveer 1000L per dag aan gepasteuriseerd melk dat geleverd moet worden wat neerkomt op 5000L per week. Als men hiervan uitgaat, is er dus een tankwagen nodig die een keer per week 5000L kan vervoeren en dit ook kan overpompen in een buffertank bij de fabriek. En er is natuurlijk een buffertank nodig waarin ook 5000L melk opgeslagen kan worden. Verder wordt de melk gekoeld in de tankwagen maar ook in de buffertank op een temperatuur van circa 3,5°C.

Figuur 2.1 - Buffertank voor melk

16


2.1.2 Stremmen Nadat de melk behandeld is door middel van thermiseren / pasteurisatie wordt deze overgeheveld naar het preparatie gedeelte. Hier wordt de melk verhit tot een temperatuur van ongeveer 32°C, om het stremmings-proces te bevorderen. Nadat de melk 32°C heeft bereikt wordt er zuursel en stremsel toegevoegd. Gedurende dit hele proces wordt de hele massa constant geroerd, om alles optimaal te mengen. Na verloop van tijd zal het mengsel veranderen in een kwark-achtige massa, dit kondigt de volgende stap aan in het kaas maken: het scheiden. 2.1.3 Uitlekken Na het stremmen van de melk gaat het half fabricaat door naar het uitlekken/scheiden station. Hier wordt het grootste gedeelten van de wei gescheiden van de wrongel die zich in het half fabricaat bevinden, ook wordt de wrongel in kleine stukjes gesneden. 2.1.4 Persen & vormen Nadat het wrongel is gescheiden van de wei bij de vorige stap, wordt nu het wrongel uit de vorige machine gehaald en in een mal gedaan. Nadat de juiste hoeveelheid wrongel in de mal zit wordt er een deksel op de mal geplaatst en vervolgens dicht geperst. Hierdoor wordt het vocht dat nog in de wrongel zit er nog verder uitgeperst en ontsnapt via openingen uit de mal. Door het persen comprimeert de kaas tot een kleiner volume en in een vaste harde vorm met weinig gaten in de kaas. Aan de hand van de soort mal dat er wordt gebruikt krijgt de kaas ook zijn gewenste vorm en grootte, bijvoorbeeld een ronde vorm, maar het kan ook als een rechthoekig blok worden geperst. Na een bepaalde tijd, afhankelijk van het ontwerp, wordt de kaas uit de vorm gehaald en gaat het naar de volgende productiestap. 2.1.5 Pekelen Nadat het meeste vocht uit de kazen is gehaald wordt de kaas/wrongel gepekeld. Dit proces voegt een zout toe aan de kazen. Door de toevoeging van het zout NaCl wordt de vochtigheid van de kaas beperkt waardoor er minder snel bacteriegroei optreedt en de kaas langer houdbaar is. Er zijn verschillende manieren om kaas te pekelen. De meest toegepaste vormen zijn plat pekelen, dieppekelen, het toevoegen van de pekel aan de wrongel en het insmeren van de buiten kant met zout. Gemiddeld moet een kaas rond de 2% aan zout hebben opgenomen voor een goede conservering. Zowel bij platpekelen als dieppekelen wordt de kaas na zijn vorm te hebben gekregen in een zoutbad ondergedompeld. De temperatuur van dit zoutbad bedraagt ± 15 °C. Dit zijn de meest toegepaste manieren van pekelen en zijn geschikt voor het bereiden van de meeste kazen. Ook worden bij het pekelen met een zoutbad vaak extra specerijen en smaakstoffen aan het bad toegevoegd voor een betere smaak van de kaas. Platpekelen wordt meestal gebruikt voor kazen tussen de een en drie kilogram. Hierbij worden de kazen in een zoutbad gelegd waar de kazen op blijven drijven. Omdat hierbij de bovenkant boven het water uit blijft steken moet de kaas na een aantal uren worden omgekeerd om een gelijkmatige verdeling van het zout te verkrijgen. Dieppekelen wordt veelal toegepast bij kazen van 10kg of meer. Deze kazen worden voor een aantal uur ondergedompeld in een zoutbad waar deze een bepaalde tijd blijven liggen om het juiste zoutgehalte te krijgen. Het is hierbij belangrijk het contactoppervlak van het zoutbad met de kaas gelijkmatig verdeeld wordt door bijvoorbeeld gebruikt te maken van een kooi. Bij het dieppekelen

17


trekt het zout sneller in de kaas dan bij het platpekelen waardoor de kazen in verhouding sneller uit het zoutbad gehaald kunnen worden. Ook hoeven de kazen niet te worden omgedraaid. Bij beide methodes moet er rekening mee worden gehouden dat de zoutbaden regelmatig schoongemaakt moeten worden; door de zoutconcentratie in het bad kunnen binnen korte tijd micro-organismen zoals bacteriën ontstaan die de kaas doen bederven. Het toevoegen van pekel aan de wrongel en het insmeren van de buitenkant met zout zijn sterk afhankelijk van de samenstelling van de kaas. Zo zal het insmeren van de buitenkant bij de meeste kazen het zout niet goed in de kaas trekken waardoor er bacterievorming kan optreden. Een kaas waarbij dit veel wordt toegepast is bijvoorbeeld Parmezaanse kaas. Ook voor de mogelijkheid om het zout direct aan de wrongel toe te voegen zal de samenstelling van de kaas een belangrijke factor innemen. De oplosbaarheid van het zout in de wrongel en de structuur van de kaas zorgen er voor dat dit vaak niet mogelijk is. Een kaas waar dit veel bij toegepast wordt is bijvoorbeeld Cheddar kaas. 2.1.6 Coaten De kaascoating wordt voor het rijpen aangebracht. De coating zorgt ervoor dat er tijdens het rijpingsproces geen schimmelvorming en bacterievorming in de kaas optreed. Tevens zorgt het ervoor dat de kaas niet in volume slinkt en dat de kaas niet beschadigd raakt tijdens transport. De coatings kunnen zowel van kunstmatige als natuurlijke waxen gemaakt worden. Ook zijn er vaak kleurstoffen, antibiotica en smaakstoffen aan de coatings zijn toegevoegd voor een betere kwaliteit van de kaas. De wax moet opgeslagen worden in een luchtdichte ruimte zoals een emmer. Als de wax wordt blootgesteld aan lucht droogt het op en word het hard. De prijs voor een kilogram aan coating bedraagt tussen de € 7, - en € 12, -. Deze prijs kan variëren tussen de soorten coatings en de hoeveelheid waarmee het ingekocht wordt. Voor een productie van 50.000 kg kaas zal de benodigde hoeveelheid coating met 25 kg gedekt zijn. Het coaten van de kaas wordt uitgevoerd door een laagje coating rondom de buitenkant van de kaas aan te brengen. Hierna moet de kaas enige tijd blijven liggen zodat de coating op kan drogen en het hard wordt. Dit proces wordt twee à drie keer herhaald alvorens de kaas te rijpen wordt gelegd. 2.1.7 Rijpen & omdraaien Rijpen moet gedaan worden om de kaas zijn smaak te geven. Er wordt onderscheid gemaakt tussen de volgende benamingen: Tabel 2.1 - Rijpingstijden verschillende kazen

Benaming Jonge kaas Jong belegen Belegen Extra belegen Oude kaas Overjarige kaas

Rijpingstijd 4 weken 8 - 10 weken 16 - 18 weken 7-8 maanden 10-12 maanden 18 maanden of meer

Figuur 2.2 - Percentages ingrediënten kaas [9]

18


De ‘Jonge’ variant moet minimaal vier weken op de plank liggen. Daarvoor is de smaak nog niet goed. De eiwitten en vetten zijn nog niet genoeg verandert in geur- en smaakstoffen. Voor ‘oude’ kaas moet je dezelfde kazen langer op de plank laten ‘rijpen’. Tijdens het rijpen zet het laatgas zich uit en creëert daarmee luchtbellen in de kaas. Om deze gelijkmatig te verdelen in de kaas, moeten de kazen tijdens het rijpen regelmatig worden omgedraaid. Tijdens het rijpen moet er nauwkeurig bijgehouden worden welke kazen zijn omgedraaid en hoelang alle kazen moeten liggen. Ook de ondergrond moet regelmatig schoongemaakt worden. Het omdraaien moet wekelijks gebeuren. Ook de temperatuur in de opslag is van groot belang. Een goede rijpingstemperatuur zit tussen de 15°C en de 18°C. Verder is de luchtvochtigheid van belang, deze moet tussen de 75 en 80% liggen. Hoe groter de kaas, hoe langer deze moet rijpen. Deze kazen krijgen uiteindelijk een nog vollere en krachtigere smaak. 2.1.8 Export (buffer) Elke dag zijn er ongeveer 16 kazen klaar voor export. Dit komt neer op 80 kazen per week. Van deze kazen word 2/5 deel bewerkt tot smeerkaas, 2/5 deel jong belegen en 1/5 deel in belegen. Deze kazen en smeerkaas worden nadat ze verpakt zijn tijdelijk in een magazijn op rekken waarbij ze genoeg luchtruimte hebben(dit ter preventie van schimmels etc.) opgeslagen voordat een vrachtwagen deze meeneemt en bezorgt bij de verschillende verkoopadressen.

19


2.2

Functieanalyse van het maken van smeerkaaskaas

De functieanalyse van het maken van smeerkaas kan worden verdeeld in zes verschillende stappen. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Ontkorsten Versnipperen Mengen & verhitten Verdelen Verpakken Export (buffer)

(2.2.1) (2.2.2) (2.2.3) (2.2.4) (2.2.5) (2.2.6)

2.2.1 Ontkorsten Op het moment dat de kaas uit het rijpingsmagazijn komt zit er nog een plastic laag over de kaas heen om het van de lucht te beschermen. Voordat de kaas klaar is voor het door produceren naar smeerkaas zal eerst de plastic laag verwijderd moeten worden. De reden waarom de korst eraf gesneden moet worden is omdat de plastic in smeerkaas slecht is voor de gezondheid. Ook wordt dit gedaan omdat het de volgende productiestappen zal vergemakkelijken. Er zijn meerdere opties voor het verwijderen van deze laag, maar snijden is de meest praktische oplossing. 2.2.2 Versnipperen Als de kaas van zijn plastic laag ontdaan is, wordt de kaas tot kleine stukjes gemaakt. Dit wordt gedaan om het smeltproces te vergemakkelijken en omdat er dan grotere hoeveelheden tegelijk gesmolten kunnen worden. Oftewel het versnelt de productie. 2.2.3 Mengen & verhitten Als de kaas in snippervorm is worden er smeltzouten en water aan toegevoegd. Dit wordt gedaan om te zorgen dat de kaas makkelijk smelt en langer houdbaar wordt. Met de hoeveelheid water die wordt toegevoegd kan de mate van smeerbaarheid van de smeerkaas bepaald worden. De kaas wordt vervolgens verhit. Dit is simpelweg om van de gewone kaas een smeerkaas te maken. Tijdens het verhit proces zal de substantie constant geroerd worden om te zorgen dat de verschillende producten goed gemengd worden. 2.2.4 Verdelen De gesmolten kaas substantie wordt verdeeld over kuipjes met een vooringesteld hoeveelheid. Dit wordt gedaan om de kaas in de juiste hoeveelheid bij de afnemer te kunnen leveren. 2.2.5 Verpakken De gevulde kuipjes worden verpakt met een folie en een deksel. Dit wordt gedaan om de houdbaarheid van het product te garanderen. Ook wordt dit gedaan om te zorgen dat het product zonder schade en in makkelijk te verwerken hoeveelheden vervoerd kunnen worden. 2.2.6 Export (buffer) Als de smeerkaas in de kuipjes is verpakt dan kan het opgeslagen worden voor transport. Het opslaan zal voor het garanderen van de houdbaarheid in een koelcel moeten gebeuren. De opslag is nodig om te zorgen dat er een logistiek overzicht behouden wordt voordat het product naar de klant vervoerd moet worden. De kuipjes zullen in een gekoelde vrachtwagen worden vervoerd om ook hier de houdbaarheid te kunnen behouden en garanderen. De kuipjes worden in dozen opgeslagen en vervoerd.

20


2.3

Functieoplossingen van het maken van kaas

De functieoplossingen voor het maken van kaas kunnen worden verdeeld in negen verschillende stappen. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Transport import Opslag import Prepareren en stremmen Uitlekken/scheiden Persen van kazen Pekelen Coaten Rijpen en Omdraaien Export (buffer)

(3.1.1) (3.1.2) (3.1.3) (3.1.4) (3.1.5) (3.1.6) (3.1.7) (3.1.8) (3.1.9)

2.3.1 Transport import Voor het transport van de melk vanuit de veehouder naar de fabriek wordt gebruik gemaakt van een tankwagen. Deze tankwagen is een vast model maar kan verschillende type tanks dragen. Het gaat hier om een vierkant, ovaal of rond model wat gemaakt kan zijn uit RVS of kunststof. Vierkant model: Voordelen: -

Makkelijk te fabriceren Groot oppervlak

Nadelen: Moeilijker te reinigen Melk restanten kunnen in de hoeken blijven zitten wat ongewenste hygiënische problemen op kan leveren Rond model: Voordelen: Goed te reinigen Makkelijk te fabriceren Nadelen: Kleinere oppervlakte dan ovaal en vierkant model Ovaal model: Voordelen: Groot oppervlak Nadelen: Moeilijker te fabriceren

21


Materiaal tank RVS: Voordelen: Goed te reinigen Stevigheid Geringe aanhechting Corrosiebestendig Nadelen: Moet volgens richtlijnen van HACCP om de aantal jaar vervangen worden RVS is over het algemeen vrij prijzig Kunststof: Voordelen: Goedkoop Corrosiebestendig Nadelen: Stevigheid Reiniging is niet zo gemakkelijk als RVS 2.3.2 Opslag import Tank met directe verdamper: Een tank met een directe verdamper bestaat uit een binnen en buitentank met daartussen isolatie. Deze isolatie houdt de melk op 3,5°C als het koelen is gestopt. Aan de onderkant van de tank zitten tussen de binnen- en buitentank de verdampers. In deze verdamper gaat het vloeibare koudemiddel dat vervolgens door middel van de warmte van de melk verdampt tot gas. Natuurlijk moet er een groot verdamperoppervlak zijn om een goed koeleffect te creëren. Hierin kan gekozen worden voor een vierkant, ovaal of rond model. Voordelen: De melk wordt hierin snel en goed koud gehouden Nadelen: Vereist een groot koeloppervlakte Kostprijs Onderhoud is vrij duur

22


IJsbanktank: Een ijsbanktank bestaat net zoals de tank met directe verdamper uit een binnen- en buitentank. Alleen deze tank is zo ontwikkeld om door middel van nachtstroom(wat relatief goedkoper is dan dagstroom) een bak met water te koelen tot ijswater, wat daarna langs de wand van de binnentank gesproeid word om zo de melk te koelen. Ook bij deze tank kan gekozen worden voor een vierkant, ovaal of rond model. Voordelen: Goedkoper dan tank met directe verdamper Kostprijs Onderhoud Nadelen: Melk wordt minder snel gekoeld dan de tank met directe verdamper Koeloppervlakte Koelmachines en terugwinning: Verder hebben beide tanks een koelmachine nodig die zorgt voor het rondpompen en op temperatuur houden van het middel dat zorgt voor de kou. Ook kan er nog een warmteterugwinning gekoppeld worden aan deze koelmachines. Deze gebruikt de warmte, gewonnen uit de melk, om water te verwarmen. Dit water kan dan weer gebruikt worden als voeding voor eventuele boilers wat weer de tank of de melkleidingen kan reinigen. Voordelen: Kan gebruik maken van de restwarmte van de melk Nadelen: Kostprijs Roerwerk: Iedere melkkoeltank dient voorzien te zijn van een roerwerk dat zorgt dat de melk goed geroerd word in de tank. Dit roerwerk heeft verder nog verschillende functies. Op de eerste plaats dient de melk geroerd te worden tijdens het koelen om ijsvorming tegen de wand te voorkomen. Aangevroren melk vermindert namelijk de koelcapaciteit en de kwaliteit van de melk. Ook word na het koelen de melk ieder half uur twee minuten geroerd om zijn homogene samenstelling te behouden. Verder kan het roerwerk ook zijn uitgerust met sproeiers voor het automatische reinigingssysteem.

23


2.3.3 Prepareren en stremmen Hieronder worden twee concepten beschreven voor het automatiseren van het preparatie- en stremmingsproces. Concept 1 Het eerste concept bestaat uit een enkele tank, bijgestaan door twee vaten. De melk wordt door de leiding linksonder in het vat gepompt en verwarmt door een serie spiraalvormige verwarmingselementen. Als de melk op temperatuur Figuur 2.3 - Vat is wordt er door de computer een vooraf ingestelde met mengbladen hoeveelheid zuursel en stremsel overgeheveld van de twee vaten naar de tank. Dit geheel wordt vervolgens gemengd en als het een kwarkachtige vorm aan heeft genomen wordt dit door de leiding rechtsonder gepompt om verder verwerkt te worden. Hierna begint de schoonmaak cyclus. Kokend water wat een industrieel schoonmaak middel bevat, wordt door de bovenste leiding naar binnen gespoten. Vervolgens wordt deze oplossing door de mengbladen de tank door geroerd om alle mogelijke plekken te Figuur 2.4 - Verwarmingstank met 2 vaten

bereiken. Wanneer de tank goed is door gespoeld wordt het mengsel door de onderste leiding afgevoerd. Hierna wordt er schoon water in de tank gespoten en ook weer geroerd om het reinigingsmengsel weg

te spoelen. De mengbladen hebben een waaierachtige vorm, dit is gedaan om een circulatie bij de wanden te krijgen. De vloeistof wordt van boven en onder aangezogen en vervolgens richting de verwarmingselementen weer weg gedrukt. Voordelen: Bijna geen menselijke bemoeienis Computer geregeld Nadelen: Duur Veel reinigingsmiddel nodig Veel water nodig

24


Concept 2 Het tweede concept bestaat uit een grote RVS bak, hieraan zit een arm met een roer mechanisme. De melk wordt via een slang in de bak gespoten, in het binnenwerk van de bak zitten verwarmingselementen verwerkt welke de melk op temperatuur brengen en houden. Als de melk op temperatuur is, wordt het zuursel en stremsel in de bak gestrooid. Het roer mechanisme zorgt er vervolgens voor dat het geheel goed in beweging wordt gehouden en goed mengt. Als de melk een kwarkachtige massa heeft gevormd, wordt deze overgeheveld naar het volgende station voor verdere verwerking.

Figuur 2.5 - RVS bak met roermechanisme

Voordelen: Relatief goedkoop Niet al te veel reinigingsmiddel nodig Niet al te veel water nodig Relatief simpele constructie Nadelen: Vatbaar voor menselijk falen Moeilijke samenwerking met de andere stations 2.3.4 Uitlekken/scheiden De wrongelbereider wordt gebruikt voor het stremmen en het roeren van het melk, maar ook voor het snijden en wassen van de klonten van het gestremde melk. Daarna kan de wrongelbereider ook gebruikt worden voor het aflekken van de wei. Het is ook mogelijk om de stappen stremmen en aflekken in aparte stappen uit te voeren. In dit geval zijn de volgende twee apparaten verijst : een wrongelbereider en een draineerbak. In de draineerbak wordt het wrongel van de wei afgescheiden. Oplossing 1: Wrongelbereider

Figuur 2.7 - Wrongelbereider

25

Figuur 2.6 - Wrongelbereider dwarsdoorsnede


Deze horizontale wrongelberdeider gemaakt van RVS is voorzien van een roosterachtige roerwerk/snijraam. Als de as in het midden van de tank met de klok mee draait wordt het melk geroerd. Als het tegen de klok in draait dan zal het scherpe snijraam de wrongel snijden.

Voordelen: Kan grote hoeveelheden melk verwerken Bied mogelijkheid voor meer automatisering Nadelen: Lastig schoon te maken Vereist een draineerbak Oplossing 2: Draineerbak Deze draineerbak gemaakt van RVS is aan de binnenzijden voorzien van een zeefrooster, waardoor de wei kan weglopen. Dit apparaat levert een hoge werksnelheid. Voordelen: Levert een constant kwaliteit Kan geautomatiseerd worden

Figuur 2.8 - Draineerbak

Nadelen: Neemt meer ruimten in beslag dan een Wrongelbereider/draineerbak Het vullen van de kaasvaten moet spoedig gebeuren.

Oplossing 3: Wrongelbereider/draineerbak Met dit apparaat kan zowel de wrongel bereid worden en de wei afgescheiden. Deze bakken zijn beschikbaar ik diverse soorten maten. In het figuur hiernaast ziet u een bak met een capaciteit van 2000liter. Voordelen: Makkelijk schoon te maken. Makkelijk in onderhoud De mogelijkheid voor meer bewerking stappen met 1 apparaat Nadelen: Dit apparaat vraagt veel mensen arbeid Automatisering is niet mogelijk

26


Figuur 2.9 - Wrongelbereider/draineerbak

2.3.5 Persen van kazen Oplossing 1 Oplossing 1 is een installatie die geheel handmatig is. Door middel van een hefboom kan er genoeg kracht worden gezet om de wrongel in de mallen te persen zodat het resterende vocht ontsnapt en de kaas gevormd wordt. De hefboom kan dermate lang worden gemaakt dat er weinig kracht voor nodig is om de kazen te persen. De hefboom zit aan een frame vast voor de stevigheid. Ook is het handig om het frame aan de muur te borgen en de randen aan de muurkant dicht te kitten, zodat er geen vocht op plekken kan verdwijnen die moeilijk schoon zijn te maken. De voordelen van dit handmatige systeem is dat het onderhoudsvriendelijk is. Er zitten geen complexe onderdelen in en daardoor zullen de kosten laag uitvallen. Echter de nadeel van dit systeem is dat het arbeidsintensief is, omdat de werknemers hun kracht moeten gebruiken om de hefbomen vast te zetten. Dit is niet het geval is bij een machinaal systeem.

Figuur 2.10 - Persen d.m.v. hefboomprincipe

27


Oplossing 2 Oplossing 2 is een eenvoudige manier om druk uit te oefenen op de mallen. Dit gebeurd met een beweegbaar takelsysteem dat aan het plafond is bevestigd. Aan dit takelsysteem kan een zwaar blok worden gehangen, die op de mallen kan worden neergelaten. Door middel van de zwaartekracht wordt de kazen dan geperst.

Figuur 2.11 - Persen d.m.v. zwaar gewicht

Het voordeel van dit systeem is dat het de werknemers geen kracht kost, ook is het relatief onderhoudsvriendelijk doordat er weinig onderdelen zijn. Het enige wat heel soms onderhoud vergt is de motor van het takelsysteem. Bovendien is het takelsysteem ook voor andere dingen inzetbaar, doordat het de aan H-balken door de ruimte kan bewegen. Het nadeel van dit systeem is dat het niet mogelijk is om per mal een andere druk uit te oefenen.

Figuur 2.12 - Takelsysteem concept 3 (beweegbaar over Hbalken in lengte en breedte) [29]

28


Oplossing 3 Bij de derde oplossing worden de kazen geperst door middel van luchtdruk. Een luchtcompressor zorgt voor de luchtdruk. Op de werkbank waar de mallen worden geplaatst is een frame opgezet. Aan de bovenkant van het frame zitten de luchtcilinders. Als er dan druk op de cilinders wordt gezet, wordt er een blok naar beneden wordt gedrukt tegen de bovenkant van de mal. Vervolgens kan er per mal worden ingesteld hoeveel druk er op de mal wordt uitgeoefend. Het voordeel van dit systeem is dat het per mal mogelijk is om een andere druk uit te Figuur 2.13 - Persen d.m.v. luchtdruk oefenen. Ook is het in vergelijking met concept 1 minder arbeidsintensief, er is minder kracht nodig. Het nadeel van dit systeem is dat het meer onderhoud vergt dan de andere concepten omdat dit systeem meer onderdelen bevat, en omdat er bij luchtdruk makkelijk kleine lekken ontstaan waardoor de druk wegvalt.

29


2.3.6 Pekelen Oplossing 1 Bij de oplossing zal het pekelen van de kaas gedeeltelijk handmatig en gedeeltelijk automatisch uitgevoerd worden. De kaas die na het persen aangevoerd wordt, wordt door mensen van de aanvoer afgepakt. Vervolgens worden deze kazen in een stalen ‘kooi’ gelegd. Deze kooi bestaat uit een stalen frame met vocht doorlatende stellingen. Vervolgens wordt deze kooi door middel van een automatische takel in een pekelbad gehesen. Deze kooi blijft in het pekelbad totdat de pekel in de kaas is getrokken. Ten slotte wordt de kooi uit het bad gehesen en worden de kazen handmatig naar het volgende productieproces gebracht.

Figuur 2.14 - Semiautomatisch pekelproces

Voordelen: Redelijk goedkoop in aanschaf Weinig onderhoud Langdurige levensloop Makkelijk schoon te maken Nadelen: Redelijk veel Arbeidskosten Redelijk groot risico voor fouten en afwijkingen in de productie Relatief langzaam Oplossing 2 Deze oplossing zal volledig handmatig uitgevoerd worden. De kazen worden handmatig in een zoutbad gelegd waarbij de kazen Figuur 2.15 - Handmatig pekelproces blijven drijven op de pekel. Omdat de bovenkant van de kaas nu niet onder zit worden de kazen om de paar uur omgedraaid. Voordelen: Relatief goedkoop in aanschaf Weinig onderhoud Zeer langdurige levensloop Makkelijk schoon te maken Nadelen: Zeer veel arbeidskosten Groot risico voor fouten en afwijkingen in de productie Zeer langzaam Erg weinig productie per oppervlakte die in gebruik is

30


Oplossing 3 Oplossing 3 zal volledig automatisch verlopen. Na het persen zullen de kazen op een lopende band naar het pekelproces aangevoerd worden. De lopende band mond uit op een stalen kooi met vocht doorlatende stellingen. De kooi kan door een hydraulisch of mechanisch mechanisme omhoog en omlaag bewegen. Hierdoor kunnen de verschillende stellingen in de kooi recht voor de lopende band worden gezet. De kazen zullen op de stellingen glijden en tegen worden gehouden door de achterkant van de kooi aan de kant van de afvoer van de kazen. Vervolgens zal de kooi zakken en blijft de kooi in het pekelbad tot de juiste hoeveelheid pekel in de kazen is getrokken. Daarna gaat de kooi omhoog en zullen de kazen per etage op de afvoer worden geschoven. Hierbij klapt de kant van de kooi aan de kant van de afvoer per etage d.m.v. een scharnierpunt naar beneden op de lopende band aan de kant van de afvoer. Deze achterkant zal niet openklappen ten tijden van de aanvoer

Figuur 2.17 - Volledig automatisch pekelproces (bovenaanzicht)

omdat de band van de afvoer een etage hoger ligt dan die van de aanvoer. Vervolgens zullen twee ‘armen’ de kazen richting de afvoer schuiven . Deze armen glijden aan de zijkant van de kooi door de kooi heen.

Figuur 2.16 - Volledig automatisch pekelproces (zijaanzicht)

Voordelen: Snel Klein risico voor fouten en afwijkingen in de productie Nadelen: Relatief duur in aanschaf Veel onderhoud Moeilijk schoon te maken

31


2.3.7 Coaten Oplossing 1 Bij dit concept wordt gebruik gemaakt van een volledig geautomatiseerd systeem. De kazen worden per lopende band aangevoerd, ze worden eerst gereinigd waarna de kazen aan beide kanten voorzien worden van een laagje beschermende coating. Voordelen: Komt geen arbeid van te pas Kwaliteit is constant werkt snel (geschikt voor grootschalige productie)

Figuur 2.18 - Volledige automatische coatingmachine [?]

Nadelen: Hoge investeringskosten Onderhoudsgevoelig Neemt veel ruimte in beslag Lastig schoon te maken Oplossing 2 Dit semi automatische systeem is zeer handig voor middelgrote productie. De enige arbeid die geleverd moet worden is het inbrengen van de kazen. Deze worden dan in de machine voorzien van een coating. Het verwijderen van de kaas uit de machine moet weer handmatig gedaan worden. Voordelen: Niet arbeidsintensief Kwaliteit constant Figuur 2.19 - Semiautomatische coatingmachine [?] Investeringskosten goed terug te verdienen Geschikt voor zowel kleinschalige als grootschalige productie Nadelen: Lastig schoon te maken Relatief langzaam

32


Oplossing 3: Ouderwets handwerk. Het is simpel, werkt goed en kost bijna niks. Het is een (luchtdichte) emmer met coatingsmateriaal, waarmee de kazen met een kwast worden handmatig ingesmeerd. Voordeel: Goedkoop Neemt geen ruimte in beslag Geen onderhoud/schoonmaak Geschikt voor kleinschalige productie Nadeel: Kwaliteit is niet constant Veel arbeidskosten Werkt langzaam

Figuur 2.20 - Handmatig coaten [20]

2.3.8 Rijpen & omdraaien Concept 1 Handmatig in de schappen, stuk voor stuk omdraaien Voordelen: Kan gelijk per kaas controleren of er iets mis is. Kan relatief weinig fout gaan Kan snel en gemakkelijk gedaan worden Geen grote investeringen in machines Nadelen: Neemt een hoop tijd in beslag. Concept 2 Per schap (tree van de stelling) handmatig met een lange constructie die alle kazen inklemt Figuur 2.22 - Handmatig per tree omdraaien Voordelen: Werkt snel Kost relatief weinig Simpele constructie

Nadelen: Kost veel spierkracht Minimaal twee man personeel voor nodig Je controleert de kazen niet per stuk

33


Figuur 2.21 - Handmatig per stuk omdraaien

Concept 3 Strak in een grote gesloten kooi plaatsen, waardoor je de gehele kooi met een machine kunt omdraaien. Voordelen: Werkt snel Is geautomatiseerd Nadelen: Hoge kosten Geen zicht op kwaliteit

Figuur 2.23 - Massaal omdraaien d.m.v. machines

2.3.9 Export (buffer) Voor het transport van de (smeer)kazen word gebruik gemaakt van een vrachtwagen. Deze vrachtwagen is voorzien van een grote trailer waar de kazen in gepositioneerd kunnen worden. Het laden en lossen kan worden gedaan door pallets waarin de kazen opgestapeld liggen met een plastic laagje ertussen omdat contact met elkaar de kwaliteit van de kazen vermindert. Wat ook gedaan kan worden is de kazen in rekken te vervoeren waardoor ze elkaar helemaal niet raken, dit kan handmatig gedaan worden maar ook volautomatisch. Bij een volautomatisch laadsysteem wordt er gebruik gemaakt van een robot die in de trailer gepositioneerd is en die de kazen dan gerangschikt in de rekken plaatst(in de trailer).

34


Pallets: Voordelen: Compactere opslag Makkelijk voor laden en te lossen Nadelen: Compacte opstapeling van de kazen wat zorgt voor verlies van de kwaliteit Rekken: Voordelen: Goede kwaliteit borging van de kazen Overzichtelijke opslag van de kazen Nadelen: Minder opslagplaats Handmatig tillen van de kazen in de rekken Handmatig laden: Voordelen: Goedkoper voor aanschaf Kan verschillende processen aan Nadelen: Vereist meer arbeidskosten Vereist zwaar arbeid Automatisch laden: Voordelen: Sneller laden(goedkopere kosten arbeid) Alleen licht arbeid verreist Nadelen: Kostprijs aanschaf systeem Proces moet altijd op zelfde manier gaan anders werkt het systeem niet

35


2.4

Functieoplossingen van het maken van smeerkaas

Bij het maken van de smeerkaas moeten er, naast de beschreven functies in de functieanalyse, nog verschillende andere stappen worden ondernomen. Deze stappen houden voornamelijk het verplaatsen van de halfproducten tussen deze verschillende stappen van het maken van smeerkaas in. Dit geeft in totaal 11 stappen Stap 1: Ontkorsten De kaas ontdoen van de korst die er omheen is gedaan om de kaas te conserveren. Oplossingen:  De korst eraf snijden. o De korst wordt van de kaas afgesneden met messen. Allereerst worden de boven- en onderkant van de kaas ontdaan van de korst, waarna daarna de bolling in 3 bewegingen van de korst wordt ontdaan (dit om weinig verlies te hebben).  De korst eraf schaven. o Door middel van een schaaf wordt de korst eraf geschaafd.  De korst eraf smelten. o Door middel van een brander of verhittingselement wordt de kunststof korst van de kaas afgesmolten. Stap 2: Versnijden De kaas wordt vervolgens versneden in kleinere stukken om het smelten van de kaas te versnellen. Oplossingen:  Kaas versnipperen. o Door middel van een shredder wordt de kaas in kleine stukjes versnipperd.  Kaas in blokjes snijden. o Door middel van messen wordt de kaas in blokjes gesneden. Stap 3: Verplaatsen De nu kleine snippers/blokjes kaas worden in een in een grote bak gedaan om verder te worden verwerkt. Oplossingen:  Handmatig. o De net gemaakte kaassnippers/-blokjes worden door een werker met de hand in de grote bak gedaan.  Robot voorziening. o De net gemaakte kaassnippers/-blokjes worden door middel van een robotarm (en toebehoren) direct na de vorige stap, automatisch in de grote bak gedaan.  Lopende band. o De net gemaakte kaassnippers/-blokjes worden door middel van een lopende band, direct na de vorige stap, automatisch in de bak gedaan. Stap 4: Samenvoegen Vervolgens wordt er een vloeistof in de grote tank gegoten, waarin de kaas moet worden vermengd. Oplossingen:  Water & smeltzouten. o Er wordt water met smeltzouten bij de kaassnippers/-blokjes in de grote tank gedaan.  Melk. o Er wordt alleen melk bij de kaassnippers/-blokjes in de grote tank gegoten. Stap 5 Vermengen

36


In de tank wordt vervolgens een grote mixer geplaatst en/of aangezet om de verschillende ingrediënten gelijkmatig te verdelen. Oplossingen:  Mixer met tank combinatie. o De tank heeft een ingebouwde mixer, welke gemakkelijk met een knop kan worden aangezet.  Met de hand roeren. o Een werker blijft totdat de smeerkaas wordt verpakt handmatig roeren in de tank.  Losse mixer in de tank plaatsen. o Een werker plaatst een externe mixer in de tank, om het mengsel te blijven roeren. Stap 6 Verhitten De gehele inhoud van de tank wordt verhit tot net boven de 70°C om de kaas te laten smelten en een emulsie te laten ontstaan. Oplossingen:  Houtskool verwarmen. o De inhoud van de tank wordt verhit d.m.v. het verbranden van houtskool onder te tank.  Gas verwarmen. o De inhoud van de tank wordt verhit d.m.v. een gasbrander onder te tank.  Elektrisch verwarmen. o De inhoud van de tank wordt verhit d.m.v. een elektrisch warmte element. Stap 7 Verdelen Nadat de inhoud van de tank is gesmolten en een emulsie heeft gevormd, zal deze emulsie moeten worden verplaatst naar een verdeler, welke de smeerkaas in bakjes kan stoppen. Oplossingen:  Kiepmechanisme. o Door de gehele tank te kantelen kan de smeerkaas in een verdeelmachine “vallen”.  Tank direct aangesloten op verdeelmachine. o Onderaan de tank zit een aansluiting op een verdeelmachine, waardoor de smeerkaas direct in een verdeler kan “vallen”.  Leidingen en pomp. o Door middel van een pomp en leidingen wordt de smeerkaas naar een verdeelmachine gepompt. Stap 8 Verpakken Er zijn kuipjes nodig om de smeerkaas in te doen. Oplossingen:  Zelf produceren. o De kuipjes geheel zelf maken en bedrukken.  Laten maken. o Door een extern bedrijf de kuipjes (bedrukt en al) laten aanleveren.

37


Stap 9 Vullen De kuipjes moeten worden gevuld met smeerkaas. Oplossingen:  Handmatig. o Een medewerker vult handmatig een kuipje met een bepaalde hoeveelheid smeerkaas.  Automatisch. o Met een machine wordt er een exacte hoeveelheid smeerkaas in een kuipje gestopt. Stap 10 Afdichten De kuipjes moeten worden afgedicht met een folie en een deksel. Oplossingen:  Handmatig. o Een medewerker drukt handmatig een folie en daarna een deksel op het gevulde smeerkaaskuipje, om zo de smeerkaas luchtdicht te verpakken.  Automatisch. o Een machine drukt een folie en daarna een deksel op het gevulde smeerkaaskuipje, om zo de smeerkaas luchtdicht te verpakken. Stap 11 Opslaan De kuipjes worden opgestapeld in dozen en opgeslagen om vervolgens te worden geëxporteerd Oplossingen:  Handmatig. o Een medewerker stapelt de smeerkaaskuipjes handmatig op in dozen, welke zullen worden geëxporteerd.  Automatisch. o Een machine (robot) plaatst de smeerkaaskuipjes in dozen, welke zullen worden geëxporteerd.

38


2.5

Concepten voor het maken van kaas

2.5.1 Morfologisch overzicht voor het maken van kaas Concept A Concept B Concept C Tabel 2.2 - Morfologische kaart concepten voor het maken van kaas

39


Concept A De melk komt in vloeibare vorm in de fabriek aan en wordt eerst opgeslagen in een opslagtank, die door middel van een verdamper wordt gekoeld. Vanuit de tank wordt de melk de bak ingepompt waar de volgende stap plaats vindt, dit is een wrongelbereider/draineerbak waarin ook het zuursel en stremsel wordt toegevoegd. Hierdoor wordt wrongel gevormd en in stukken gesneden. De wrongel gaat vervolgens naar de volgende stap (persen & vormen) en de wei wordt afgetapt en afgevoerd. De wrongel wordt vervolgens in kaasvaten gedaan, die door middel van luchtdruk samengedrukt worden. Hierdoor wordt vocht onttrokken en krijgt de kaas zijn vorm. Nadat de kaas uit de mal is gehaald, wordt het in een rek geplaatst die door middel van een takelinstallatie in een pekel bad wordt neergelaten. Na enige tijd verblijf in het pekel bad, wordt deze eruit gehaald om vervolgens handmatig te worden gecoat met een plastic laag. Nadat de kazen zijn gecoat worden deze in een opslag neergelegd waar deze tijd krijgen om te rijpen. Tussentijds worden de kazen handmatig omgedraaid. De tijdsduur dat de kazen in de opslag moeten liggen is afhankelijk van de soort kaas. Nadat de kazen voldoende zijn gerijpt kunnen deze worden geëxporteerd. De kazen worden vervolgens handmatig in kratten geplaatst, hierna worden de kratten in de vrachtwagen geplaatst. Voordelen: Van processen gebeuren in dezelfde bak, dit bespaart tijd, geld en ruimte Het systeem is geschikt voor kleinere productie hoeveelheden Relatief goedkoop in onderhoud en aanschaf Weinig arbeidskrachten nodig Het systeem is makkelijk schoon te maken Nadelen: Veel handarbeid Toegang tot bewegende onderdelen Knelpunt ligt in stap 2&3 Het open karakter van stap 2&3 zorgt ervoor dat het systeem gevoelig is voor vuil Conclusie: Dit concept is te realiseren voor een kleinschalige productie, dit komt doordat er veel bewerkingen handmatig moeten worden gedaan. Er moet echter wel rekening mee worden gehouden dat het systeem bewegende onderdelen heeft waar men bij kan. Op het gebied van hygiëne heeft dit systeem zijn voor en nadelen. Het systeem is makkelijk schoon te maken, maar het is gevoeliger voor vuil van buitenaf.

40


Concept B De melk komt in vloeibare vorm aan en wordt opgeslagen in een ijsbanktank. Vanuit daar pompt men het door in een tank die de melk stremt door stremsel en zuursel toe te voegen. Dit wordt gedaan met behulp van een roerwerk/snijraam dat ronddraait. Daarna wordt de wrongel en wei in een drainage bak gepompt waarin de wrongel van de wei gescheiden wordt door een zeefrooster. De wrongel wordt handmatig in een mal gedaan. Vervolgens worden de mallen op een stabiele ondergrond gelegd waar deze geperst worden. Dit wordt uitgevoerd met behulp van een elektrisch aangedreven takel die een gewicht op de mallen zet. De geperste kazen worden in een stelling gelegd. Deze kazen worden vervolgens met dezelfde takel in een rek in een pekelbad gehesen (na een dag uitgelekt te hebben). Daarna worden de kazen gecoat. De kazen gaan via een lopende band in een coatmachine waar een laagje was/ plastic op de kaas wordt aangebracht. Ten slotte worden de kazen in een grote stelling gelegd om te rijpen. Deze stelling wordt om wekelijks automatisch omgekeerd. Als de kazen lang genoeg hebben gelegen, worden deze in de vrachtvragen gepositioneerd door een robot. Voordelen: Hoge snelheid van de productie Grote productiecapaciteit Minder arbeidsintensief Nadelen: Het stremmen en uitlekken gebeurt in verschillende bakken, wat tijdrovend en duur is Er zitten veel automatische systemen in het concept die alleen handig zijn bij grote oplage Als er machines kapot gaan ligt het productieproces stil Veel onderhoud Hoge aanschafprijs Conclusie Voor de productiecapaciteit van 50.000 kilo kaas per jaar is deze fabricagelijn erg duur in aanschaf. Een kaasproductie van 50.000 kilo kaas per jaar komt neer op 16 kazen van 12 kilo per dag. Deze hoeveelheid kazen is wellicht met handmatige of semiautomatische productieprocessen uit te voeren. Deze processen zijn hoogst waarschijnlijk een stuk goedkoper in aanschaf en eenvoudiger te hanteren. Ook is de kans dat de productie stil komt te liggen bij dit concept erg groot voor een productie op deze schaal.

41


Concept C De melk komt in vloeibare vorm aan en wordt opgeslagen in een tank met verdamper. Vanuit daar pompt men het door in de wrongelbereider/drainage bak waarin het stremsel wordt toegevoegd. Dit roert met geringe tijd en snijd daarna de wrongel in kleine klontjes. De wei wordt afgetapt en weggepompt voor andere doeleinden. De wrongel wordt handmatig in een mal geperst met behulp van een hefboom mechanisme. De net geperste kazen worden automatisch door een pekel bad gehaald. Na een dag gerust te hebben worden de kazen gecoat door coatingmachine en worden ze handmatig in de opslag gelegd om te rijpen. Tijdens het rijpen worden de kazen m.b.v. een handige constructie wekelijks gedraaid. Als de kazen lang genoeg hebben gelegen, kunnen ze handmatig in de kratten worden gelegd waarna ze klaar zijn voor de export. Voordelen: Het stremmen en uitlekken gebeurt in dezelfde bak, wat zowel tijd als geld bespaart Doordat er veel semi automatische systemen inzitten, is het: Geschikt voor kleinschalige productie Snel in gebruik Relatief goedkoop in aanschaf en onderhoud Minder fysieke arbeid nodig dan handmatige productie Nadelen: Weinig mogelijkheid voor volledige automatisering De maximale hoeveelheid is gelimiteerd doordat stap 2&3 gecombineerd zijn Het pekel bad is lastig schoon te maken Conclusie: Dit samengestelde concept is een goede afweging van ruw handwerk en machines (semi automatisch). Als er gekeken wordt naar de eisen die gesteld worden in dit project, sluit dit relatief goed aan (zal nooit 100% worden). Het is goed te gebruiken voor de kaasproductie op deze schaal. Verder gaan we dit concept nu uitwerken en bekritiseren in de Kesselringtabel.

42


2.5.2 Kesselringtabel voor het maken van kaas In dit hoofdstuk zullen de samengestelde concepten beoordeeld worden op verschillende aspecten van de gebruikseisen en de fabricage eisen. Dit zal gedaan worden aan de hand van de Kesselringtabel. Hierin worden alle aspecten van de gebruikseisen en fabricage eisen van de concepten beoordeeld aan de hand van een tabel. De resultaten van deze tabellen zullen uiteengezet worden in een grafiek. In deze grafiek kan goed gezien worden hoe de fabricage- en gebruikseisen van de verschillende concepten tegenover elkaar afwegen. Tabel 2.3 - Kesselringtabel kaas - gebruikseisen

Gebruikseisen 1 snelheid 2 Onderhoud 3 Capaciteit 4 Betrouwbaarheid 5 Gebruikskosten 6 Eenvoud 7 Hygiëne 8 Veiligheid 9 Kwaliteit consistentie Totaal X Totaal %X

Waardering A 1 3 1 3 3 3 2 1 1 18 66.667

B

C 3 1 3 1 1 1 3 3 3 19 70.37

2 2 2 2 2 2 2 2 3 19 70.37

Tabel 2.4 - Kesselringtabel kaas - fabricage eisen

Fabricage eisen

Waardering A 1 Aantal onderdelen 3 2 Fabricagekosten 3 3 Eenvoud 3 4 Fabricagemethode 3 5 Milieu 1 6 Ontwerp 3 Totaal Y 16 Totaal %Y 88.89

43

B 1 1 1 1 2 1 7 38.889


C 2 2 2 2 3 2 12 66.667

Ideaal 3 3 3 3 3 3 18 100%

Ideaal 3 3 3 3 3 3 3 3 3 27 100%

Figuur 2.24 - Grafiek Kesselring kaas

Toelichting keuzes fabricage eisen In de keuzenmatrix worden de concepten becijferd aan de hand van vooraf vastgestelde criteria. Bij deze keuzes moeten weloverwogen beslissingen worden gemaakt, het concept dat het best aan de criteria voldoet krijgt het hoogste cijfer. Wanneer men kijkt naar het aantal onderdelen komt concept A als beste naar voren, dit komt doordat de concepten B en C meer leunen op geautomatiseerde segmenten, die meer onderdelen bevatten. Bij de fabricage kosten komt concept A wederom zeer positief naar voren, het geringere aantal onderdelen en de simpelere machines zorgen voor een goedkopere fabricage. Concepten B en C scoren wederom minder. Doordat er geen innovatieve ideeën worden toegepast in concept A, scoort deze weer hoog als het gaat om een simpel ontwerp. Het concept B komt hier slecht uit, omdat deze zwaar leunt op een automatisch proces, dit zorgt ervoor dat het ook zeer complex wordt. Concept A scoort wederom weer goed uit de bus, doordat er geen innovatieve Ideeën worden toegepast. Concepten B en C scoren minder, omdat voor de automatische machines geavanceerdere fabricage methoden benodigd zijn. Op het milieu front scoort concept A voor de verandering het slechtst. Dit komt doordat er in concept A gebruik wordt gemaakt van een koelmiddel om de melk opslag te koelen, deze middelen zijn onderheven aan strenge milieu regelgeving. Concept C komt er nu als beste uit, omdat deze minder stroom gebruikt dan concept B. Op het gebied van ontwerp scoort concept A weer als beste. Dit komt doordat het voor een groot

44


deel een standaard ontwerp is, concepten B en C zijn dit niet en scoren hierdoor dus minder. Concept C scoort hier het een na besten, omdat dit niet volledig geautomatiseerd it. Toelichting keuzes gebruikseisen. Als er naar de snelheid gekeken wordt komt concept B het beste uit de bus. Dit doordat bij concept B meer gebruik wordt gemaakt van geautomatiseerde machines, terwijl er bij concept A voornamelijk handmatige productie plaatsvindt. Onderhoud technisch scoort concept A weer hoog, dit komt doordat de onderdelen bij handmatige productie makkelijk te bereiken zijn en simpel van vormgeving. Bij Concept B & C zijn vele stappen geautomatiseerd en afgesloten voor vuil van buiten waardoor er bij onderhoud meer uit elkaar moet worden gehaald. De capaciteit van concept B is het hoogst doordat de stappen waar de meeste tijd in zit geautomatiseerd zijn, terwijl er bij concept A heel veel tijd voor nodig is doordat werknemers dit handmatig moeten doen. Hierdoor scoort concept B hoog, en concept A laag. De betrouwbaarheid van het systeem houd in hoe storingsgevoelig een machinestraat is. Concept A is doordat veel werk handmatig wordt gedaan minder gevoelig voor storingen, terwijl geautomatiseerde machines in concept B & C dat wel zijn. De gebruikskosten van concept A zijn het laagst. Ondanks dat er hierbij meer handmatig werk is dat door werknemers moet worden gedaan. De andere concepten bevatten namelijk meer geautomatiseerde machines waar zowel kosten zijn voor het laten draaien van de machines als voor mensen die toezicht houden op deze machines. Bij het keuzecriteria eenvoud scoort concept A wederom hoog dit komt doordat de machines simpel zijn in gebruik. Op het gebied van hygiëne hebben alle drie de concepten zijn voor en nadelen. Bij concept A zijn de machines open en wordt het veelal handbediend waardoor er bacteriën en vuil in contact kunnen komen met de kaas, maar door het open karakter van het systeem is het wel goed hygiënisch schoon te maken. Bij concept B & C is het tegenovergestelde het geval. Het is minder gevoelig voor vuil en bacteriën van buitenaf doordat er minder werknemers in direct contact komen en doordat sommige stappen plaatsvinden in gesloten systemen. Dit maakt het echter wel moeilijker om de machines goed schoon te houden. Uit deze afwegingen is er voor gekozen om Concept B hoger te laten scoren, aangezien daar de hygiëne het best te handhaven valt. Bij veiligheid scoren concept B & C hoger, aangezien er daar door de veelal geautomatiseerde machines minder kans bestaat dat werknemers zich kunnen verwonden aan machines. Bij concept A is door het vele handmatige werk hogere kansen op verwondingen. Ook komt dit doordat bijvoorbeeld de machine die het wrongel snijdt van boven open is. De laatste keuzecriteria is de kwaliteit consistentie. Dit is de kans dat er door fouten of slechte hygiëne kazen mislukken. Bij concept A is deze kans het hoogst door het open systeem en het vele handmatige werk.

45


2.6

Concepten voor het maken van smeerkaas

De conceptverwerking van de kaas De elf stappen zijn: 1. Ontkorsten 2. Versnijden 3. Verplaatsen 4. Samenvoegen 5. Vermengen 6. Verhitten 7. Verdelen 8. Verpakken 9. Vullen 10. Afdichten 11. Opslaan 2.6.1 Morfologisch overzicht voor het maken van smeerkaas Concept A: Dit concept is het meest efficiënt en het minst arbeidsintensief van de drie verschillende concepten. Dit komt doordat alle handelingen die moeten worden gedaan, afgezien van het inpakken van de doosjes, (semi)automatisch gaat. Dit geeft echter wel als resultaat, dat de (opstart)kosten erg hoog kunnen zijn en er ook meer onderhoud nodig is. Tabel 2.5 - Morfologische kaart concept A voor het maken van smeerkaas

46


Concept B: Dit concept is het meest arbeidsintensief van de verschillende concepten. Dit komt omdat alle handelingen met de hand worden gedaan, wat betekend dat er wellicht meer personeel nodig is. Wel is er minder onderhoud nodig en zullen de (opstart)kosten lager zijn, maar zijn er wel hogere arbeidskosten. Tabel 2.6 - Morfologische kaart concept B voor het maken van smeerkaas

Concept C: Dit concept is een beetje een mengeling van concept A & B met het grote verschil, dat er in plaats van water als vloeistof er voor melk is gekozen. Dit komt wel de smaak ten goede maar zorgt ook voor hogere kosten, gezien de melk duurder is dan water. Bij dit concept is wel meer geautomatiseerd dan bij concept B, dus er zijn lage arbeidskosten, maar wel hogere kosten aan ingrediënten dan bij concept A. Tabel 2.7 - Morfologische kaart concept C voor het maken van smeerkaas

47


2.6.2 Kesselringtabel voor het maken van smeerkaas Wat er uit de onderstaande tabellen als resultaat komt is dat concept A de hoogste score krijgt op zowel gebruikseisen als op fabricage eisen. Dit komt doordat dit ontwerp het meest gebruik maakt van machines wat in de massaproductie voor lagere kosten zal zorgen. Hierdoor komen ook minder arbeiders te pas aan het proces waardoor er weinig arbeidskosten zijn, er consistenter gewerkt kan worden en de snelheid geoptimaliseerd wordt. Tabel 2.8 - Kesselringtabel smeerkaas - gebruikseisen

Gebruikseisen 1 snelheid 2 Onderhoud 3 Capaciteit 4 Betrouwbaarheid 5 Gebruikskosten 6 Eenvoud 7 Hygiëne 8 Veiligheid 9 Kwaliteit consistentie Totaal X Totaal %X

Waardering A 3 2 3 2 1 1 3 3 3 21 77.78

B

C 1 2 2 1 2 2 1 1 1 14 51.85

2 2 2 1 2 2 2 2 2 17 62.96

Tabel 2.9 - Kesselringtabel smeerkaas - fabricage eisen

Fabricage eisen

Waardering A 1 Aantal onderdelen 2 2 Fabricagekosten 3 3 Eenvoud 1 4 Fabricagemethode 3 5 Milieu 1 6 Ontwerp 3 Totaal Y 13 Totaal %Y 72.22

48

B

C 3 2 3 1 2 1 12 66.67


2 2 2 1 2 2 11 61.11

Ideaal 3 3 3 3 3 3 18 100%

Ideaal 3 3 3 3 3 3 3 3 3 27 100%

Figuur 2.25 - Grafiek Kesselring smeerkaas

2.7

Conclusie

Conclusie Kaas Concept A heeft de beste waardering gekregen in de Kesselringtabel. Dus we gaan dit concept uitwerken tot een goed functioneerden kaas productie lijn. Conclusie Smeerkaas Bij de smeerkaas is ook concept A het winnende concept. Dus dit concept zal ook verder uitgewerkt gaan worden.

49


3.

Eindproduct

3.1

Sterkte/stijfheid berekening

3.1.1 Berekening stelling Allereerst moet het aantal kazen dat in opslag ligt bepaald worden: Een productie van 80 kazen per week, waarvan deel 10 weken in de opslag, deel 18 weken in de opslag en een jaar in de opslag. Bij een aan- en afvoer die continu is komt dit neer op:

_______________________________+ Maximaal 2272 kazen in opslag Omdat de kazen binnen handbereik moeten blijven, zullen de stellingen 2 [m] hoog zijn, waarbij de onderste kazen op 40 [cm] van de grond af liggen i.v.m. hygiëne. De planken die gebruikt worden zijn gemaakt van gezaagd naaldhout (NEN 6760) met sterkteklasse D70 en hebben een dikte van 2 cm. Omdat er ruimte over moet blijven om de kazen van de planken af te pakken wordt er per kaas met een benodigde ruimte van 50 [cm] gerekend. Dit houd in dat de planken een breedte hebben van 50 [cm]. Omdat de planken makkelijk te verplaatsbaar moeten zijn in verband met het schoonmaken en eventueel vervanging, zal de lengte van de planken 2 [m] bedragen. Tussen de planken zal een ruimte van 18 [cm] zodat de kaas niet de plank boven zich zal raken. Samen met de dikte van de plank neemt dit dus 18 + 2 = 20 [cm] in beslag. = 8 kazen boven elkaar Dat maakt 1 lange rij van = 284 kazen naast elkaar. 1 kaas neemt 50 [cm] in beslag: 284 × 0,5 = 142 [m] aan stellingen. Omdat aan beide kanten van de gekozen ondersteuningen planken geplaatst kunnen worden komt dit neer op 142 × 0,5 = 71[m] aan stellingen waarvan: , en Deze stellingen kunnen als volgt ingedeeld worden:

Figuur 3.1 - bovenaanzicht kaasstellingen

50


3.1.2

Doorbuiging houten planken

Figuur 3.3 - Stellingen

Figuur 3.2 - Stellingen (1 rij)

De planken waar de kazen op komen te liggen zijn gemaakt van gezaagd naaldhout (NEN 6760). specificaties: Lengte: 2[m] (1 plank) breedte: 0,5 [m] Dikte: 0,02 [m] E-Modulus 24 [Gpa] Deze planken liggen op een geraamte gemaakt van staal. Dit geraamte moet de planken ondersteunen om de doorbuiging te beperken. Er wordt gesteld dat de doorbuiging van de planken niet meer dan 1 [cm] mag bedragen. Dit in verband met de ruimte die tussen de kazen en plank erboven in moet blijven zitten, omdat de kazen er anders lastig uitgehaald kunnen worden. Kracht op de plank: 4 kazen × 12 [kg] × 9,81 = 470,88 [N] [m4]

Dus als er om de 200 cm een ondersteuning van de plank is zal er nog geen doorbuiging van 1 [cm] plaatsvinden.

51


3.1.3 Doorbuiging steunen Hier moet er rekening gehouden worden met de doorbuiging omdat anders het gevaar ontstaat dat de kazen eraf glijden. We kiezen hier de diameter van de steunen als onbekende en stellen we de doorbuiging op 5 [mm].

Fkaas = 4 stuks * 12 kg* 9,81 = 470,88 [N] Fplank = ρ * Vplank Vplank = 0,02*0,5*2 = 0,02 [m3] ρ = 900 *kg/m3] Fplank = ρ * Vplank = 18 kg * 9,81 Fplank = 176,58 [N]

Ftotaal = 470,88 [N] + 176,58 [N] (Fkaas + Fplank) Ftotaal = 647.46 [N] L =0,5 [m] E= 200 [Mpa] f=0,005 [m] (maximale waarde vooraf bepaald)

Figuur 3.4 - Steun

I= De ondersteuning zal gemaakt zijn van een rechthoekige vorm, dit is in verband met de productiekosten van de vorm en het lassen goedkoop. De hoogte van de ondersteuning bedraagt 2 [cm]. Dit is gekozen in verband met het in de weg komen te zitten van de ondersteuningen met de kazen bij een hogere waarde.

Breedte van steunen bij 5 mm doorbuiging is dus 1,2 [cm] We zullen deze breedte kiezen op 2 [cm] om aan de veilige kant van de streep te zitten en om genoeg oppervlakte te hebben om de plank op te leggen.

Figuur 3.5 - Schematische tekening voor materiaaldikte steun

52


3.1.4 Berekening steunpalen De ondersteuningen van de houten palen zitten vast gelast aan een stalen frame van steunpalen. Deze palen worden verticaal belast door alle ondersteuningen die eraan zitten. Daarom zullen de afmetingen van deze palen doorgerekend moeten worden op knik. Kracht per ondersteuning: . Omdat niet alle 8 hoogtes van de stellingen apart berekend zullen worden, worden deze bij elkaar opgeteld en de hoogste stelling als waarde genomen omdat dit de uiterste waarde is. Als steunpaal is er gekozen voor een stalen holle buis met een buitendiameter van 60 [mm] en een wanddikte van 2 [mm] (Volgens DIN 2395).

De stalen palen zullen dus ruim onder de kritieke kracht zitten en zullen dus niet doorknikken 3.1.5 Berekening bouten van steunpalen Als 1 kant van de stellingen gevuld is met kaas en de andere zijde leeg is, dan moeten de bouten die in de vloer zijn vastgemaakt ruim in staat zijn deze kracht op te vangen. Om het moment van de schroeven te vergroten zullen deze op een voetstuk van de steunpalen gemonteerd worden op 20 cm afstand van het midden. Aan beide kanten van het voetstuk zijn 2 bouten aanwezig. De kracht van de kazen wordt vanuit het uiteinde gerekend omdat dit de uiterste waarde is.

[ ] 8 stellingen hoog dus: Afstand tot bout: 0,2 [m] Dus: Deze kracht wordt verdeeld over 2 bouten dus: Figuur 3.6 - VLS Stelling

Vloeigrens schroef: 640 [MPa] √

Dit houd in dat dat diameter van de bouten een 1 [cm] moet bedragen: M10.

53


3.1.6

Doorbuiging rollerbaan

Met: F (kracht op stelling) L (lengte stelling) f (doorbuiging in meters) E (elasticiteitsmodulus) De 2 balken waarop de kazen rusten, zijn in een U-profiel gemaakt:

Figuur 3.7 - U-profielen rollerbaan

I=Ʃ I= I = 4,88916 * 10-7 m4 L = 1,25 m (gaan uit van ingesponnen situatie) F = 6,25 kazen op de stelling (à 12kg) = 75 * 9,81 = 735,75 N / 4 (halve lengte & 2 profielen). F = 183,94 N Daaruit volgt:

54


3.1.7 Berekening I-profielen ontkorstmachine Afstand van bevestigingspunten tot begin balk: 0,25 [m] Gewicht steunpunt kaas + kaas: 12 + 24 (inventor) = 36 [kg] Gewicht pinnen constructie: 41 [kg] (inventor) E-modulus RVS: 200 [Gpa ] Doorbuiging bovenste I-profielen

Doorbuiging onderste I-profielen

3.1.8 Berekening assen van kar Gemiddelde schuifspanning Kaas die maximaal op de kar komt te liggen:

Gemiddelde schuifspanning √

√ Figuur 3.8 - VLS wiel & as

Hieraan zal de diameter van de as ruim voldoen. Doorbuiging Lengte assen: 56 [mm] Diameter wiel: 50 [mm] Voor het berekenen van de doorbuiging worden het aangrijppunt van de aan de zijkant van het wiel genomen en het aangrijppunt van Fz in het uiterste punt. De as mag maximaal 0,1 [mm] doorbuigen.

√

√

Om hier ruim aan te voldoen is er voor een as met een diameter van 6 [mm] gekozen.

55


3.1.9 Berekening kaassnijmachine Voordat er smeerkaas gemaakt kan worden, moet eerst de korst ontdaan worden van de kaas, voordat het gesmolten kan worden. Deze machine zorgt hiervoor. Daarvoor is een bepaald vermogen nodig van de elektromotor. Dit moet het vermogen zijn van de weerstand die het mes met de kaasschil heeft. Deze weerstand heeft te maken met verschillende factoren: - Scherpte van het mes (verhouding koolstof/ijzer in het staal) o Hiervan nemen we aan dat het mes sterk, scherp en hard genoeg is om gemakkelijk door de kaas te snijden. - Oppervlakte van het snijvlak De oppervlakte in het snijvlak: Omtrek cirkel: 2r * π Dus snijvlak (halve cirkel) =

= 282,6 mm2

ervan uitgaan dat het snijvlak 1 mm hoog is. Voor de weerstand die de kaasschil levert, was natuurlijk weinig te vinden, dus is deze bepaald d.m.v. een proef.

Figuur 3.9 - Dwarsdoorsnede kaas

Proefopstelling: Een blok ingeklemde kaas, waarvan met een mes een plak kaas afsnijden (afmetingen 40x100 [mm]) dit mes aan beide kanten bevestigen met newtonmeters, en daar de waarde aflezen als de kaas gesneden wordt.

Figuur 3.10 - Proefopstelling kaassnijmachine

56


Uitkomsten: De newtonmeters gaven gemiddeld 28 Ngem aan. Deze kracht Fproef die daarvoor nodig was is dus 2 x Ngem = 2 x 28 [N] Gedeeld over het snij oppervlak 40 [mm2] Is dit dus Fproef (56[N]) / 40 [mm2] = 1,4 [N/mm2] De totaalkracht die dus nodig is om de kaas van de machine te snijden is: Fsnij = Oppervlak kaas * Uitkomst proef [N/mm2] Fsnij = 282,6 * 1,4[N/mm2] Fsnij = 395.64 N Voor het vermogen geld bij roterende beweging:

T (Koppel) = F * Afstand middelpunt draaicirkel tot snijoppervlak (straal kaas) T = 395,64 * 0,20 [m] = 79.128 [Nm] ω *rad/sec] = Stel de machine maakt 1 omwenteling in 2 sec -> ω = Invullen geeft: P = 79.128 * Pminimaal = 248,5 [Watt] Conclusie: Doordat je hoeksnelheid variabel is, kun je de snelheid aanpassen op het vermogen van je motor, hierdoor is het mogelijk om een grote snelheid te realiseren met een sterke motor. Of te kiezen voor een lagere snelheid, met een relatief klein vermogen. Voor het vermogen van de elektromotor moet je ervan uitgaan dat de overbrenging tussen de machine en motor zo’n 35 % verliezen heeft. Pelektromotor = Pminimaal /0,65

57


3.1.10 Aanbevelingen Hierin wil ik vooral de steunen uitlichten waarop de planken liggen. Deze zijn berekend op het maximale buigmoment, en daarop is de dikte van heel deze steun bepaald. Dit is echter niet nodig, waardoor je een hoop materiaal kan besparen. De makkelijkste oplossing zou zijn om de vorm driehoekig te maken.

Figuur 3.13 - Aanbeveling (originele staat)

Figuur 3.11 - Aanbeveling

Figuur 3.12 - Aanbeveling

Controleberekening: I = 5,625 e-9 (h= helft, b = zelfde) 0,003 [m] dus deze is zelfs minder dan de eerste. (3mm ipv 5).

58


3.2

Materiaalkeuze

3.1 Materiaaleigenschappen Voor de keuze van de gebruikte materialen zijn er een aantal relevante materialen onderzocht. Deze materialen zijn staal, RVS, aluminium, hout, beton en kunststof. Er is hiervoor gekozen omdat dit de meest voorkomende materialen in de voedselindustrie zijn. Hout      

Ongelakt hout neemt vocht op Uitzetting; bij het uitzetten en krimpen van hout treed er vaak plastische vervorming op Treksterkte 40 [MPa] Goed hout gaat ongeveer 25 jaar mee Brandonveilig; ontbrandingstemperatuur van 250 [°C] tot 350 [°C] Prijs gemiddeld € 1,30

RVS      

Corrosie bestendig Ongunstige ondergrond voor micro-organismen Makkelijk te reinigen door weinig oneffenheden, vooral als het gepolijst is Prijs €2,00 per *kg+ Niet-magnetisch Niet gepolijst is RVS gevoelig voor chloor

Aluminium  Prijs €1.66 per [kg]  Corrosie bestendig  Snelle oxidatie  Niet-magnetisch Kunststof  Gaat lang mee  Zuur- en corrosiebestendig  Vormvast Beton     

Brandwerend Robuust Bros Neemt vocht op €0,024 per *kg+

Staal   

Makkelijk te reinigen door weinig oneffenheden, vooral als het gepolijst is Prijs gemiddeld €0,50 per *kg+ magnetisch

59


Tabel 3.1 - Eigenschappen materialen

Treksterkte in [MPa]

Uitzettingcoëfficiënt Elasticiteitsmodulus in 10-6 [m/mK] in [GPa]

Dichtheid in [kg/dm3]

Hout

40

8

Dwars op vezel 0.6 – 1.0 Evenwijdig op vezel 9 - 16

0.5 -0.75

Roestvaststaal (RVS)

860

16

195

7.6 – 8.1

Aluminium

455

23

69

2.755

Kunststof (ABS)

41

65

2000

0.9 – 1.5

Beton

2

12

30

2.4

Staal

400

12

200

7.6 – 8.1

3.2 Materiaalkeuze Onderoppervlak coaten Voor het onderoppervlak bij het coaten wordt een tafel gebruikt. Dit wordt gedaan in verband met het niet te hoeven bukken bij het neerleggen en oppakken van de kazen. Omdat de kazen uit een pekelbad komen moet het materiaal zowel corrosie- als zout bestendig zijn. Ook zal het materiaal goed schoon te maken moeten zijn omdat het constant in contact komt met zout water en coating. Ook zal de elasticiteitsmodulus van het materiaal groot genoeg moeten zijn zodat de tafel niet plastisch vervormd onder het gewicht van de kazen. Daarom is er gekozen om de tafel te maken met een RVS frame, met daarop een houten tafelblad. Dit tafelblad zal aan boven en onderkant voorzien zijn van een vochtwerende verf/laklaag. Hier is voor gekozen omdat hout goedkoper is dan RVS, en beter bestand is tegen schoonmaakmiddelen. Het frame is gemaakt van RVS omdat dit bestand is tegen corrosie en er minder materiaal voor dezelfde treksterkte als aluminium voor nodig is. Opslag Voor de opslag zal er gebruik gemaakt worden van een stalen stelling met houten planken. Hier is voor gekozen omdat de houten planken er voor zorgen dat het vocht aan de onderkant van de kaas ook onttrokken kan worden tijdens het rijpingsproces. Omdat het hout niet sterk genoeg is om een hele kaasstelling te dragen zal deze van staal gemaakt worden. De vochtigheid in deze ruimte wordt regelmatig gecontroleerd en bijgestuurd door middel van ventilatie. Hierdoor zal er geen corrosie op de stalen stellingen ontstaan. Export Bij het exporteren worden de kazen op een rek geplaatst alvorens zij in een vrachtwagen worden gerold. Voor het exporteren is het best bruikbare materiaal roestvaststaal (RVS), dit vanwege de hygiëne aangezien RVS makkelijker schoon te maken dan andere materialen. Zo kan normaal staal minder goed tegen schoonmaakmiddelen RVS neemt geen vocht op dat uit de kazen komt, maar het vocht blijft gewoon bovenop het RVS liggen totdat het er af gaat bij het schoonmaken.

60


RVS heeft ook als voordeel dat het sterker is dan andere materialen terwijl de dichtheid niet heel hoog is. Als er bijvoorbeeld een rek van beton zou worden gemaakt, dan zou het een sterke constructie zijn maar met alleen een heel hoog gewicht.

Ontkorsten Bij het ontkorsten wordt door middel van messen de randen van de kazen afgesneden. Dit wordt gedaan op een stabiel onderoppervlak waar de kaas op rust. Voor zowel de messen als voor het onderoppervlak is gekozen om RVS te gebruiken. Dit vanwege de goede mogelijkheden om de machine schoon te maken, en omdat de onderdelen van de machine gemakkelijk te fabriceren zijn als ze van een metaal zijn gemaakt. Bij een onderoppervlak gemaakt van RVS, kan door middel van een stevig frame de hoeveelheid materiaal worden beperkt waardoor ook het totale gewicht lager zal zijn dan bij het gebruik van andere materialen.

61


3.3

Besturingstechniek

In de fabriek zullen verschillende machines gebruikt worden, deze moeten uiteraard aangestuurd worden. Er zijn in de besturingstechniek verschillende uitvoeringsmogelijkheden die toegepast kunnen worden, zo kan ervoor gekozen worden om de besturing over te laten aan een computer, PLC of een PIC. Hier zullen deze oplossingen worden besproken en zal er een worden gekozen die in de kaasfabriek het bruikbaarst is. PIC De eerste mogelijkheid is door middel van een zogenaamde PIC (Programmable Integrated Controller). Deze apparaten moeten één keer geprogrammeerd worden en doorlopen daarna constant hun programma, er kunnen instellingen veranderd worden door middel van knoppen. PIC’s worden veel gebruikt in de industrie vanwege het feit dat ze in apparaten weggewerkt kunnen worden en hierdoor geen externe delen hebben die een hygiënisch probleem zouden kunnen vormen. Voordelen:  Hygiënisch, er zijn geen openingen waar gemakkelijk vuil in gaat zitten  Makkelijke bediening, door middel van knoppen  Niet veel toezicht nodig  Kan in de machine weggewerkt worden  Minder energie nodig dan een Pc  Geen externe kabels Nadelen:  Kan vastlopen  Moeten afgedekte knoppen hebben, om goed hygiënisch te zijn  Zorgt ervoor dat een machine iets groter kan worden  Machine moet geopend worden om de PIC te herprogrammeren  “Moeilijker” te programmeren PLC besturing De volgende mogelijkheid is door middel van een zogenaamde PLC (Programmable Logic Controller). Deze apparaten lijken zeer sterk op de PIC, maar kunnen door een poort op de machine opnieuw geprogrammeerd worden. Deze extra functie zorgt er echter ook voor dat er gevaar is voor de hygiëne. Voordelen:  Makkelijke bediening, door middel van knoppen  Niet veel toezicht nodig  Kan in de machine weggewerkt worden  Kan tijdens het draaien van de machine opnieuw geprogrammeerd worden  Minder energie nodig dan een Pc

62


Nadelen:  Kan vastlopen  Zorgt ervoor dat de machine iets groter wordt  Is niet zo hygiënisch als een PIC  “Moeilijk” te programmeren Pc besturing De laatste besturingsmogelijkheid is door middel van een Pc. Pc’s zijn goed te programmeren en kunnen door meerdere machines gebruikt worden doordat deze vaak krachtiger zijn dan PLC’s en PIC’s. Een Pc heeft echter één groot nadeel, ze zitten in een externe kast, dit zorgt voor hygiënische risico’s doordat er op de machines aansluitingen moeten worden aangebracht. Deze aansluitingen kunnen slecht schoon gemaakt worden en vormen daardoor een verhoogd risico, ook bestaat er de kans dat mensen over de kabels struikelen en zich bezeren. Maar het grootste probleem met een Pc is het feit dat het actieve koeling nodig heeft, waardoor er ook veel viezigheid in de Pc kan komen. Hierdoor kan de Pc kortsluiten of kunnen bacteriën zich snel vermenigvuldigen. Voordelen:  Snel  “Makkelijk” te programmeren  Kan meerdere machines aansturen  Goed te monitoren  Zeer divers inzetbaar Nadelen:  Ketting reactie met storing, als één Pc meerdere machines aanstuurt  Kast kan veel ruimte innemen  Kabels kunnen een struikelgevaar vormen  Aansluitingen zijn zeer slecht schoon te maken  Kast is een hygiënisch gevaar  Verbruikt veel meer stroom dan een PLC of PIC  Kan gemakkelijk een virus oplopen, indien aangesloten op het internet  Kan vast lopen Conclusie Als al deze voor- en nadelen in acht worden genomen, komt de PIC er het beste uit. Het is namelijk het belangrijkste is namelijk dat het geheel hygiënisch is. Ook is het zo dat machines bijna altijd uit worden gezet als er iets mis is, waardoor de toegevoegde functie van een PLC bijna nihil is. Een computer brengt te veel nadelen met zich mee en kan daarvoor niet compenseren met zijn voordelen.

63


3.4

Snelheden en doorlooptijden

Er moet een kaasfabriek ontworpen worden die 50 000 kilo kaas per jaar produceert. Als de fabriek vijf dagen per week in bedrijf is, moeten er per dag 16 kazen van 12 kilo gemaakt worden. De stappen die onze projectgroepen moeten uitwerken zijn: Coaten, Rijpen, Export en Ontkorsten. Coaten Als er zestien kazen per dag geproduceerd worden, moeten er ook zestien kazen gecoat worden. Het kost ongeveer vijf minuten per kaas. Voor het coaten moet dus 80 minuten gerekend worden per dag. Rijpen Er worden zowel jong belegen als belegen kazen gemaakt. De verhouding hiervan is 2/5 Jong belegen kaas en is 3/5 Belegen kaas. Jongen belegen kaas moet acht weken rijpen en belegen kaas vier maanden. De rijpkamer moet groot genoeg zijn om alle kazen in op te slaan. Per dag worden er 6,4 jong belegen kazen gemaakt. Die acht weken moeten rijpen. Het aantal jong belegen kazen dat je moet opslaan in de rijpkamer is dan 6,4×5×8 = 256. Belegen kazen moeten 4 maanden rijpen. Een maand bestaat uit (gemiddeld) 4 weken. 9.6×5×4 ×4 = 832. In totaal moeten er dus in een rijpkamer 256+832 = 1088 kazen passen. Dit is een minimum aantal voor een kaasproductie van 50 000 kilo per jaar. Met het vooruitzicht op een productieverhoging en een buffer moet er een rijpkamer komen voor 1200 kazen. Een kaas moet elke dag gedraaid worden. In theorie zijn er 1088. Het draaien van kazen gaat vrij snel. Het kost ongeveer 5 seconde om een kaas om te draaien en de volgende beet te pakken. In totaal ben je dan ongeveer anderhalf uur per dag kwijt aan het draaien van kazen. Export Van alle geproduceerde kazen wordt 3/5 deel gelijk geëxporteerd. Dat zijn 9,6 kazen per dag. De kazen worden per week naar de groothandel gebracht. Dit zijn dus 48 kazen. De kazen moeten dan van het rek uit de rijpkamer naar de vrachtwagen/bestelbus gebracht worden. De kazen moeten per twee in een kist gedaan worden en dan naar de vrachtwagen gebracht worden. Op de kaaskar passen 10 kazen per keer. Er moet dus vijf keer op en neer gereden worden. Het laden/lossen van zo’n kar zal hoogstens 5 minuten kosten. Per week kost het dus iets minder dan een half uur op de kazen in de vrachtwagen te laden. Ontkorsten Als er 20 000 kilo smeerkaas per dag gemaakt wordt, moet je per dag 6,4 kazen verwerken. De ontkorstmachine doet er ongeveer 2 à 3 minuten over. Dit kost per dag dus hoogstens 20 minuten.

64


3.5

Logistiek

Indeling gebouw

Figuur 3.14 - Plattegrond gebouw

In een fabriek worden alle machines en ruimtes zo efficient mogelijk in gedeelt. De kaasfabriek is hierbij geen uitzondering. Hierboven is schematisch een indeling voorde ruimtes voor het coaten, rijpen, ontkorsten en exporteren ingedeelt. 1. 2. 3.

4.

Ruimte 1 is de ruimte waar de stellages staan om de kaas te laten rijpen. Ook worden de kazen in deze ruimte voorzien van één of meer lagen coating. Ruimte 2 is bedoelt voor een ontkorstingsapparaat. Dit apparaat zal in de buurt komen te staan van de rest van de apparaten die nodig zijn voor de productie van smeerkaas. Ruimte 3 is bedoelt voor de export en/of opslag van de kazen. Als de kazen rijp genoeg zijn om te worden vervoerd naar de afnemer, zullen de kazen in kratjes in deze ruimte opgestappelt worden. De ruimte dient als tussenruimte tussen de opslag en het transport. De banden zorgen ervoor dat er minder getilt hoeft te worden en de kazen gemakkelijk van de ene kamer naar de andere komen zonder stoten en/of eventuele lichamelijke klachten. Dit zal de productkwaliteit bevorderen en tevens de arbeiders fysiek minder belasten.

65


Logistiek overzicht

Figuur 3.15 - Overzicht stappen hele fabriek

Omschrijving per stap 1. Transport melk van de vracht/tankwagen naar de opslag tank van de fabriek. 2. De melk wordt opgeslagen zodra het de fabriek in komt. 3. De melk wordt vanaf de opslagtank naar het strembad getransporteerd. 4. De melk wordt gestremd tot wrongel (kleine stukjes ongerijpte kaas). 5. De wrongel wordt uit de strembak gehaald en in een kaasvorm gestopt. 6. Nadat de wrongel in de kaasvorm gestopt is moet het eerst uitlekken voor het geprest kan worden. 7. De uitgelekte wrongel wordt onder een pers gestopt om in kaasvorm te worden geperst. 8. De wrongel wordt samengeperst en vormt een ronde kaas. De uiteindelijke vorm wordt hier geschapen. 9. De kazen worden in een pekelbad gedaan. 10. De kazen liggen gedurende bepaalde tijd in het pekelbad om zout op te nemen. 11. De gepekelde kazen worden met de hand in de rijpkamer gelegd. 12. De kazen rijpen en worden ondertussen een aantal keer omgedraaid en gecoat. 13. Een deel van de gerijpte en gecoate kazen gaan via een rollenband naar de ontkorst machine. 14. De kazen worden van hun korst ontdaan voor de productie van smeerkaas. 15. Een deel van de gerijpte kazen gaan direct via een rollenband naar de export ruimte. 16. De ontkorste kaas gaat door naar de productie van smeerkaas. 17. De kazen worden in kratjes opgeslagen en klaar gezet voor transport. Dit geldt ook voor de kuipjes smeerkaas. 18. De kazen worden verkruimeld, omgesmolten en er verpakt als smeerkaas. 19. De kuipjes smeerkaas wordt naar de export ruimte getransporteerd. 20. De kratten gevuld met kaas en kuipjes smeerkaas worden met een trolley naar de vrachtwagen gebracht en ingeladen.

66


Enkel het in detail uit te werken deel

Figuur 3.16 - Overzicht stappen

1. 2. 3. 4. 5.

Hier wordt de kaas na het pekelbad handmatig in de rijpstellage gelegd om te rijpen en om gecoat te worden. Hier gaat een deel van de gerijpte kaas naar de ontkorstmachnine die de kaas van de korst zal ontdoen. Dit deel van de kaas zal gebruikt worden om smeerkaas van te produceren. Hier gaat een deel van de gerijpte kaas direct naar de export ruimte die tevens als buffer gebruikt kan worden. Deze kaas is vanuit het rijstellage direct klaar voor de export. Hier gaat de kaas van de export ruimte naar het voertuig voor het transporteren naar de afnemer. Tevens wordt er hier gekeken naar het inladen van de goederen. Hier liggen de kazen in het voertuig klaar voor transport naar de afnemer. Het soort en de grootte van het voertuig hangt af van hoe vaak de kazen naar de klant getransporteerd moeten worden en in welke hoeveelheden.

Bij ‘uit’ gaat de ontkorste kaas vanaf de ontkorstmachine naar het productiegedeelte waar er smeerkaas van gemaakt zal worden. Bij ‘in’ komen de geproduceerde kuipjes smeerkaas de export ruimte in. Als de kuipjes de export ruimte in komen zijn ze klaar voor transport.

67


Morfologische kaart Tabel 3.2 - Morfologische kaart bij logistiek

68


Kesselring tabel Tabel 3.3 - Kesselringtabel gebruikseisen

Gebruikseisen

Waardering Concept 1

Concept 2

Concept 3

Ideaal

1

snelheid

2

3

2

3

2

onderhoud

2

2

1

3

3

Capaciteit

1

3

2

3

4

Betrouwbaarheid

2

2

2

3

5

Gebruikskosten

2

1

3

3

6

Eenvoud

2

1

3

3

7

Hygiëne

3

1

1

3

8

Veiligheid

2

2

1

3

16

15

15

24

67%

62.5%

62.5%

Totaal X Totaal %X

Tabel 3.4 - Kesselringtabel fabricage eisen

Fabricage eisen

Waardering Concept 1

Concept 2

Concept 3

Ideaal

1

Aantal onderdelen

2

1

3

3

2

Fabricagekosten

2

1

2

3

3

Eenvoud

3

1

2

3

4

Fabricagemethode

3

2

1

3

5

Milieu

2

2

2

3

6

Ontwerp

2

1

1

3

14

8

11

18

78%

44%

61%

Totaal Y Totaal %Y

69


100%

100%

Figuur 3.17 - Kesselring grafiek

Concept 1 (groen) Dit concept is het beste concept omdat het een vrij goedkoop concept is en het een aantal obstakels uit de weg gaat. De rollenbanden maken het heel makkelijk en snel om de kazen van de ene naar de andere ruimte te verplaatsen. De banden zullen op een dusdanige hoogte liggen dat veel lichamelijke arbeid bespaard blijft. Het voorkomt het van kamer naar kamer dragen en/of het op de trolley leggen van de kazen om deze vervolgens al bukkend er weer af te moeten tillen. Ook is de trolley de goedkoopste optie voor het inladen van het voertuig. Hygiënisch gezien is het ook de beste optie, omdat de rollenbanden makkelijk schoon te houden zijn en de trolley komt alleen in aanraking met de kratjes waar de kazen in gestopt worden bij het bufferen en vervoeren. De vrachtwagen is voorzien van een hydraulische laadklep om te zorgen dat de kazen niet omhoog getild hoeven te worden. Concept 2 (oranje) Dit is het duurste concept. Het heeft geavanceerdere machines voor het verplaatsen van de kazen. Er komen echter ook pallets aan te pas die niet goedkoop zijn. Dit is tevens voor het vervoeren van de kazen minder handig dan met kratjes. Het voordeel van dit concept is dat dit concept het lichamelijk het minst belastend is. Concept 3 (rood) Dit is het goedkoopste concept. Dit komt doordat het gedurende deze productiestappen maar één verplaatsingsmiddel gebruikt. Het nadeel is dat als de trolley voor verschillende stappen gebruikt wordt de trolley continu schoon zal moeten worden gemaakt. Naast dit kost het ook redelijk veel lichamelijke kracht om de trolley met het gewicht van een aantal kazen te verplaatsen.

70


Berekening productiehoeveelheid De ongerijpte kazen(12 kilo per kaas) die per dag vervoerd worden naar het rijping- en coatingsproces worden doormiddel van een rollerbaan getransporteerd. De hoeveelheid kaas die in het hele jaar geproduceerd moet worden is zo’n 30.000 kg(het gaat hier om jong belegen en belegen kaas). De hoeveelheid smeerkaas die geproduceerd moet worden is 20.000 kg(in bakjes van 100 gram en 200 gram). Als men uitgaat van kazen van 12 kilo is het dus noodzakelijk dat er ongeveer 9,6 kazen per dag gemaakt worden(zie Figuur 3.18 - Productie per dag onderstaande rekensom). 30.000 / 52 = 576,923077 kilo kaas per week dat geproduceerd moet worden. 576,923077 / 5 = 115,384615 kilo kaas dat per dag geproduceerd moet worden als men uitgaat van 5 werkdagen. 115,384615 / 12 =9,6 kazen dat per dag geproduceerd moet worden. De hoeveelheid bakjes smeerkaas die per dag geproduceerd moeten worden zijn er 512,8 waarvan de helft 100 gram bakjes zijn en de andere helft 200 gram bakjes. 20.000 / 52 =384,615385 kg smeerkaas per week dat geproduceerd moet worden. 384,615385 / 5 = 76,92 kg smeerkaas dat per dag geproduceerd moet worden als men uitgaat van 5 werkdagen. 76,92 / 0,3 = 256,4 bakjes van 100 gram en 256,4 bakjes van 200 gram. In totaal is dit 512,8 bakjes smeerkaas per dag dat geproduceerd moet worden. De hoeveelheid kaas(12 kilo per kaas) die nodig is per dag om dit aantal smeerkaas te maken is 6,4 dat in totaal uitkomt op 16 kazen van 12 kilo die nodig zijn per dag voor de gehele productie. Uiteraard moeten er wel gehele kazen afgeleverd worden en dus niet 9,6 kazen. Daarom word er gekozen om bijvoorbeeld de ene dag in plaats van 0,6 kaas 1 gehele kaas te maken en dit weer te verrekenen met de andere dagen van 1 week zodat zo elke keer gehele kazen geproduceerd worden. 9,6 x 5 =48 kazen per week dat geproduceerd moet worden. Ook voor het produceren van de smeerkaas is het nodig dat er geen halve gevulde bakjes afgeleverd worden maar gehele bakjes daarom word hier net zoals de 12 kilo kazen rekening mee gehouden dat de ene dag bijvoorbeeld 1 bakje meer geproduceerd word dan de andere dag van 1 week. 512,8 x 5 =2564 bakjes smeerkaas per week dat geproduceerd moet worden.

71


Vervoeren van de kazen Voor de export van de kazen en de smeerkaas word gebruik gemaakt van een vrachtwagen wat als beste gekozen is in de morfologische kaart die 1 x per week het geheel(48 kazen en 2564 bakjes smeerkaas) op komt halen. De afmetingen van 1 kaas is: D: 0,4m H: 0,175m = 12 [kg] kaas Als we dan bekijken hoeveel ruimte 48 kazen in beslag nemen is dat:π x 0,2² x 0,175 = 0,022 m³ per kaas 48 x 0,022 =1,056 m³ kaas wat totaal qua ruimte in beslag genomen word als de vrachtwagen de kazen als 1 geheel beschouwt.

Figuur 3.19 - Jonge kaas [18]

Als men dan ook nog rekening houdt met de tussenruimte van de kazen en de vorm dan is de totale oppervlakte die nodig is om een week voorraad kaas te vervoeren ongeveer 1,5 m³. De hoeveelheid ruimte die nodig is voor 2564 bakjes smeerkaas waarvan de helft(1282) 100 gram bakjes zijn en de andere helft 200 gram is: 100 gram bakjes: 0,07 x 0,07 x 0,04 = 0,000196 m³ per bakje. 0,000196 x 1282 = 0,251 m³ ruimte voor 1282 bakjes smeerkaas van 100 gram 200 gram bakjes: Omdat na het bekijken van de bakjes van 150 gram en 100 gram in de winkel de grootte van de bakjes 0,01m groter in elke richting word per 50 gram, is er gekozen voor een bakje van L:0,09m B:0,09m H: 0,06m. 0,09 x 0,09 x 0,06 = 0,000486m³ ruimte per bakje. 0,000486 x 1282 = 0,623 m³ ruimte voor 1282 bakjes smeerkaas van 200 gram. In totaal komt dit neer op een inhoud van: 0,251 + 0,623 = 0,874 m³ ruimte voor 2564 bakjes smeerkaas. Als men hiervoor ook nog een kleine extra ruimte rekent komt het ongeveer neer op 1m³ wat nodig is aan ruimte in de vrachtwagen.

Figuur 3.21 - Slankie (8x8x5 [mm] - 150gram)

72


Figuur 3.20 - Goudkuipje (7x7x4 [mm] 100gram)

3.6

Kosten

3.6.1 Export Onder de kosten van export wordt het vervoer van de fabriek naar de afnemer gerekend. Maar ook het transport van de kaas door de fabriek heen. Dus ook de kosten van een steekwagentje tot rollenbanden. Transport extern Voor het vervoeren van de kazen wordt een kleine vrachtwagen gebruikt. Zo’n vrachtwagen kost nieuw ongeveer 50 000 euro en 20 000 euro voor een tweedehands. Hierop komen nog kosten zoals wegenbelasting, verzekering, onderhoud en uurloon van de chauffeur. Dat zijn een hoop kosten voor een vrachtwagen die maar één keer per week gebruikt wordt. Het is economisch gezien het beste om een transportbedrijf in te horen. Er wordt een vast bedrag per kilometer betaald. Na enig onderzoek op het internet bij verschillende transportbedrijven kwam dat bedrag uit tussen de 0,75 en 1,25 euro per kilometer. Voor het vervoeren van voedsel zijn er ook nog vergunningen en degelijkheden nodig. Als het vervoeren uitbesteed wordt, zal dit ook geen zorg meer zijn. Transport intern Het transport intern geschiet met een pompwagen en een rollenband. Een nieuwe pompwagen kost tussen de 250 en 350 euro. Een rollenbaan kost tussen 80 en 125 euro per strekkende meter. Het ligt aan de hart op hart afstand van de rollen hoe hoog de prijs is. Hoe meer rollen per meter hoe hoger de prijs. Een kaas van twaalf kilo met een diameter van 0,4 oefent een druk uit van 96 kilo per vierkante meter. Om dit gewicht te dragen wordt er een hart op hart afstand van 90 cm aanbevolen. De prijs voor een niet aangedreven rolbaan komt neer op 72 euro per strekkende meter exclusief btw. De kazen worden in een kaaskar vervoerd. Deze kar is intern ontworpen. Deze is dus niet te koop. Het is dan ook een costum build. De kosten zijn dan het materiaal en de arbeidsuren. De kar is helemaal gebouwd uit buizen van 20 bij 20 [mm]. In totaal is er 42 meter aan buizen nodig. Een dergelijke buis kost ongeveer 100 euro per 3 meter. De buizen kosten in totaal dan 1400 euro. De 4 wielen kosten 10 euro per stuk. De bodemplaat is 500 bij 1000 [mm] met een dikte van 0.5 [mm] en kost ongeveer 50 euro. Er zijn ook nog wat schroefjes en boutjes nodig wat ongeveer 20 euro bij elkaar kost. Het lassen uitbesteden aan een bedrijf kost ongeveer 300 euro. Ervan uitgaande dat het ongeveer 5 uur werk is om alles in elkaar te zetten. De totale kosten komen dan op 1810 euro per kar.

73


3.6.2 Rijpen van de kazen Om de kazen te laten rijpen zijn er stellingen nodig om ze erop te zetten. In totaal worden er 1072 kazen tegelijk laten rijpen. I.v.m. doorbuiging, worden er stellingen gemaakt van 2 [m] lang. De stellingen zijn 2m hoog waar 8 planken aan beide kanten van de stelling komen. Dus er kunnen in totaal (4x8x2) 64 kazen op één stelling. Dan zijn er in totaal 17 stellingen nodig om de 1072 kazen te kunnen opvangen. Voor de standers van de stellingen worden ronde buizen met diameter 35 [cm] toegepast en voor de liggers worden steunbalken van 3x1 [cm] toegepast. Om een stevige stelling te maken is het noodzakelijk dat het frame van ijzer wordt gemaakt. Er wordt gekozen voor ronde stalen cilinders van 60 [mm] buitendiameter en een binnendiameter van 30 [mm]. Er is in totaal (17x2x2) 68 [m] aan cilinders nodig. Het gewicht van de cilinders is 22,6 [kg/m]. Dit betekent dat er in totaal 1536,8 [kg] nodig is. De prijs voor de cilinders per 100 [kg] is € 136,20. De totale prijs aan materiaal voor de cilinders bedraagt € 2093,12. Er wordt gekozen voor rechthoekige stalen balken van 30mm bij 10mm voor de steunbalken. Er is totaal (17x8x2x2x0,53) 288,32 [m] aan balken nodig. Het gewicht van de balken is 3,2 [kg/m]. Dit betekent dat er in totaal 922,62 [kg] nodig is. De prijs voor de balken per 100 [kg] is € 117,40. De totale prijs aan materiaal voor de balken bedraagt € 1083,16.De stellingen worden gebouwd door middel van lassen, omdat er wordt gestreefd naar dat de stellingen zo stevig mogelijk zijn. Dit betekent dat er een lasser aangeschaft moet worden. Er wordt van uit gegaan dat twee lassers het werk in twee week kan doen. Het gemiddelde salaris van een lasser per maand is € 1531, per week is het € 382,75. Dus de totale kosten voor het frame van de stellingen is (€ 2093,12 + € 1083,16 + 2x2x € 382,75) € 4707,28 Houten planken zijn stevig genoeg om voor de planken te dienen. Voor deze planken worden garantiemultiplex gebruikt. Eén plank garantiemultiplex kost € 84 en heeft een afmeting van 250x122 [cm] en is 8 [mm] dik. Er zijn in totaal 136 garantiemultiplex nodig en deze bedragen € 11424. Om de planken op maat te stellen moet een timmerman ingehuurd worden. Een timmerman verdient gemiddeld € 74 euro per dag. Het werk kan twee dagen worden gedaan, dus het kost alleen maar € 148. Dus er is in totaal € 16279,28 nodig om de stellingen te bouwen. 3.6.3 Coaten van de kazen De prijs voor een kilogram aan coating bedraagt tussen de € 7,- en € 12,-. Deze prijs kan variëren tussen de soorten coatings en de hoeveelheid waarmee het ingekocht wordt. Voor een productie van 50.000 [kg] kaas zal de benodigde hoeveelheid coating met 25 [kg] gedekt zijn. Door het minimum bedrag te nemen komt er een bedrag van €175 uit. Om de kazen te coaten zijn er vanzelfsprekend een aantal kwasten nodig. Een kwast van 2.5” in gamma kost €5,09. Er wordt ervan uitgegaan dat er 5 kwasten nodig zijn. Deze bedragen €25,45. De totale kosten voor het coaten van de kazen bedraagt €200,45

74


3.6.4 Ontkorstmachine Voor het ontkorsten van kazen is er een machine ontworpen. Deze kosten bestaan uit: Materiaal, Productie arbeid, programmeren en het testen van de machine. De machine weegt ongeveer 600 kilo. Hij is deels gemaakt van staal en RVS. Als er 10 euro per kilo gerekend wordt. Kost de machine aan materiaal 6000 euro De machine in elkaar zetten kost ongeveer drie dagen. Omdat er geen werkplaats is waar dit kan gebeuren moet dit uitbesteed worden. Dat kost ongeveer 16 euro per kwartier. 64×8×3 = 1536 Euro Het programmeren zal het meeste kosten. Een programmeur kost 70 tot 125 euro per uur. Er wordt geschat dat het ongeveer een week duurt om de machine te programmeren en te optimaliseren. Als er een gemiddelde prijs van 100 uur per uur neemt kom je uit op een kostenplaatje van 40×100 = 4000 euro. De totale kosten van de machine komt dan op € 6000 + € 1536 + € 4000 = € 11536

75


3.7

3D ontwerpen

3.7.1 Coaten van de kazen Het coaten van de kaas wordt handmatig gedaan. Daarvoor is er een tafel, een kwast en de coating nodig. De tafel bestaat uit een RVS-frame en een houten plank. De houten plank is met M10-bouten aan de uiteinden vastgeklemd. De afmeting van de houten plank is 50 bij 50 cm. Aan de poten van de tafel zitten ook gaten zodat de tafel aan de vloer geklemd kan worden. De emmer heeft een inhoud van 25 liter

Figuur 3.24 - Emmer met deksel

Figuur 3.23 - Emmer zonder deksel

3.7.2 Coaten van de kazen Voor het exporteren van de kaas naar de winkels is gekozen voor een handmatig systeem. De kazen die uit de opslag komen worden handmatig in CBL kratten gestopt waarna deze op een op maat gemaakte kar worden geplaatst. Hierdoor kunnen meer kratten met kazen tegelijk worden verplaatst zonder dat er veel kracht nodig is van de werknemers. De kar wordt vervolgens in de vrachtwagen gereden waarna de kratten van de kar worden gehaald en worden opgestapeld.

Figuur 3.22 - Kwast

Figuur 3.25 - CBL krat [36]

De CBL kratten zijn een standaardproduct die veelgebruikt wordt bij voedsel producten. De kar daarentegen is niet standaard verkrijgbaar en daarom is er een eigen ontwerp gemaakt uit voornamelijk simpele buisprofielen. Er is voor buisprofielen gekozen doordat deze hol van binnen zijn waardoor het een stevig systeem maar er wel in gewicht wordt bespaard. Het frame van buisprofielen wordt bevestig door middel van lassen.

76


De onderkant zit in elkaar met vier buisprofielen die aan de uiteinde onder een hoek van 45graden zijn afgeschuind en aan elkaar zijn gelast. Door dit systeem sluiten de profielen naadloos op elkaar aan en kan er geen vuil en voedselresten in de buizen komen. Hierdoor wordt schimmel voorkomen en Figuur 3.26 - Bovenaanzicht kaaskar wordt er dus rekening gehouden met de hygiëne. Bovendien zijn alle buisprofielen van Figuur 3.27 - Onderaanzicht kaaskar

roestvaststaal die makkelijk schoon te maken zijn.

Van de kaaskar is een overzichtstekening met een onderdelenlijst gemaakt en zijn er werktekeningen gemaakt van alle onderdelen. Deze tekeningen zijn terug te vinden in de bijlage. 3.7.3 Rijpkamer (stellingen) De rijpkamer bestaat uit 3 dubbelzijdige stellingkasten en 1 enkelzijdige stellingkast. De stellingkasten staan 2 [m] uit elkaar en 1 stellingkast is 10 [m] lang. 1 stellingkast bestaat dus uit 6 steunpalen en 80 kaasplanken.

Er zijn 2 soorten stellingsteunpalen Figuur 3.28 - Rijpkamer overzicht ontworpen. Een dubbelzijdige en een enkelzijdige steunpaal. De steunpalen bestaan uit 4 verschillende onderdelen: 1. Buis 2. Platstaf 3. Borgingsplaat 4. Voetplaat De platstaven zijn aan de buis vast gelast hier komen de planken op te liggen. De buis wordt staande gehouden door de voetplaat die weer met bouten wordt vast gemaakt aan de grond. Om te ver komen dat de plank van de stelling af kunnen vallen tijdens het pakken van een kaas uit de stelling, zijn er borgingsplatjes aan het uiteinde van de platstaf gelast.

Figuur 3.30 - Dubbelzijdige steunpaal

77

Figuur 3.29 Enkelzijdige steunpaal


3.7.4 Ontkorster Voor de productie van de smeerkaas is het noodzakelijk dat een aantal kazen worden omgesmolten. Omdat de kazen nog in hun coating zitten moet deze eerst worden verwijdert voor ze omgesmolten worden. Hierbij is gebruik gemaakt van een ontkorst machine. Deze machine is aan de buitenkant volledig gefabriceerd uit RVS. Dit vanwege het gemakkelijk reinigen van het apparaat. Het interne frame bestaat voornamelijk uit stalen I balken, omdat het geheel niet mag vervormen als er kracht op de machine gezet wordt. Er is rekening gehouden met onderhoud, door middel van panelen die open geschroefd kunnen worden waarbij alle bewegende onderdelen kunnen worden vervangen. Het apparaat wordt bediend door een knoppen paneel, welke gekoppeld is aan een PIC. Er is gekozen voor een PIC, omdat de machine toch uitgezet moet worden als de code aangepast moet worden, een PLC heeft dus geen enkele toegevoegde waarde. De werking De werknemer legt een kaas in de machine, deze centreert hij door middel van het blok aan de rechter kant.

Figuur 3.31 - Ontkorster - stap 1

78



Vervolgens zet hij de machine aan, hierdoor gaan de vijf pinnen door de kaas en in de gaten in het onderste steun vlak. Hierdoor is de kaas vastgenageld.


79


In de volgende stap snijdt het halve maan vormige mes de zijkant eraf, de kaas wordt gedraaid door een motor die aan het onderste steun vlak vast zit. Dit proces herhaalt zich tot de coating aan de rand van de kaas is verwijderd.



80


Hierna worden de pinnen weer uit de kaas getrokken. Hierdoor rust de kaas dus op de onderste steun. Nu wordt het vlakke mes ingezet om het bovenste stuk coating te verwijderen, de kaas wordt tegen het blok gedrukt, waardoor het altijd zeker is dat de kaas op zijn plek ligt.



De werknemer draait de kaas om waardoor de andere kant van de kaas kan worden ontdaan van zijn coating. Nadat dit gedaan is kan de ontkorstte kaas worden uitgenomen en verplaatst naar het smeerkaas proces voor omsmelting.

81


3.8

Onderhoud & Hygiëne

3.8.1 Machine onderhoud Door geen tot nauwelijks onderhoud te plegen aan de machines en apparatuur is het wachten op continue machine storingen. Dit verstoort het productieproces en de kosten van het onderhoud zijn niet te overzien. Wat ook veel voorkomt is een storing dat vaak optreed wanneer machineonderhoud niet goed word uitgevoerd, waardoor wederom de kosten van het onderhoud tot onvoorziene uitgaven leidt. 3.8.2 Preventief onderhoud Al deze onvoorziene kosten zijn onder meer op te vangen door preventief onderhoud. Door regelmatig goed onderhoud en inspecties te laten uitvoeren kan uitval van machines worden voorkomen. De aanpak en de hoeveelheid onderhoud verschilt per installatie en word tevens bepaald door factoren zoals de hoeveelheid draaiuren met de daarbij behorende slijtage en de financiële gevolgen die het eventueel met zich mee kan brengen bij uitval. Veelal kan dit opgelost worden door een onderhoudsbedrijf in te huren of, indien mogelijk dit rendabel is, een monteur in te huren die geregeld het onderhoud pleegt. 3.8.3 Hygiëne Hygiëne is een hele belangrijke factor in het kaasproces. Als men niet regelmatig schoonmaakt word de kans op infecties en bacteriën vergroot waardoor de kwaliteit van de kazen achteruit gaan, en uiteindelijk zover kan leiden dat het niet meer mogelijk is om nog kazen te kunnen produceren. Tevens is het volgens de wetgeving verplicht om volgens de HACCP(Hazard Analysis and Critical Control Points) voorschriften voedingsmiddelen te produceren wat al tot een aantal benodigde hygiënische handelingen leidt. Daarom is het van belang dat iedere dag na de productie van de verschillende soorten kazen schoongemaakt word, waarbij natuurlijk het ene apparaat meer aandacht vereist dan het andere.

82


3.9

Veiligheid

3.9.1 Voedsel veiligheid Onder voedsel veiligheid wordt verstaan dat de garantie op voedsel geen nadelige gevolgen heeft voor de gezondheid van de eindgebruiker wanneer het word bereid en opgegeten. Hierbij moet ook rekening gehouden worden met het doel en de manier van consumptie. Er zijn 3 vormen te onderscheiden in de voedselveiligheid: (Micro)-biologische, chemische en fysische voedselveiligheid. (Micro-)Biologische voedselveiligheid: Hierin kan besmetting plaatsvinden tijdens de productie, de bewaring, de verwerking, de verkoop of de bereiding van de kaas. Maar wat ook mogelijk is, is dat de besmetting al in de koe aanwezig kan zijn voor hij gemolken word. Chemische voedselveiligheid: Hier kunnen vreemde stoffen in de melk en/of kaas terechtkomen die afkomstig zijn uit het milieu(hierin kunt u denken aan schoonmaakmiddelen etc.). Er dient hierbij een onderscheid gemaakt te worden tussen additieven en contaminanten. Additieven: Dit zijn stoffen die om technische redenen bij het vervaardigen, verwerken, bereiden, behandelen, verpakken, vervoeren of opslaan van de kaas of melk bewust aan deze voedingsmiddelen worden toegevoegd om te kunnen voldoen aan de eisen die de consument stelt aan het product. Voorbeelden hierin zijn: bewaarmiddelen, smaakversterkers, stabilisatoren, kleurstoffen, voedingszuren, enzymen, antioxidantia. Contaminanten: Dit zijn daarentegen stoffen die niet opzettelijk aan voedingsmiddelen worden toegevoegd. Deze stoffen komen veelal uit de omgeving in de kaas en/of melk terecht. Voorbeelden hierin zijn: gewasbeschermingsmiddelen, diergeneesmiddelen maar ook dioxines van vuilverbrandingsinstallaties. 3.9.2 Fysische voedselveiligheid Fysische contaminatie wordt veroorzaakt door stukjes metaal, glas of plastic die in de kaas en/of melk terecht gekomen zijn. Deze vervuiling kan tijdens de oogst of tijdens het productieproces gebeurt zijn. Meestal word dit opgelost door zeer geavanceerde detectieapparatuur te installeren die de vreemde voorwerpen detecteren en verwijderen. Verder zijn er op het gebied van wetgeving in Nederland een drietal wetten die iets over de voedselveiligheid zeggen. Deze zijn de warenwet, de warenwetregeling hygiëne van levensmiddelen en de warenwetregeling bereiding en behandeling van levensmiddelen.

83


3.9.3 Machineveiligheid In de praktijk kunnen ongelukken gebeuren met machines en apparaten. Hierin kunt u denken aan bijvoorbeeld de bereidings- of warmhoudapparatuur. Personeel loopt een risico bij het gebruik hiervan. Enkele voorbeelden zijn afstelwerkzaamheden, het ombouwen, repareren en het onderhouden van machines en apparaten. Maar ook bij het verhelpen van storingen ( preventief onderhoud) en het reinigen van machines en apparaten gebeuren nog genoeg ongelukken. De ervaring leert dat een groot deel van de ongevallen te maken heeft met onveilig handelen en onvoldoende veiligheidsbewustzijn. Normen machines/ gereedschappen: Personeel valt onder de Arbowet voor de verrichtingen van al de werkzaamheden aan de machines Controleren van machines: Vooral het ontbreken van afscherming voor draaiende delen van machines speelt een belangrijke rol bij het ontstaan van ongelukken. Personeel moet de specifieke risico’s en de veiligheidsvoorschriften van de machines en/of apparaten kennen. Verder staan in de Arbowet specifieke regels over veilig werken met machines waarbij vooral gekeken moet worden in het Arbo-besluit. Ook zijn nieuwe machines ( bouwjaar 1995 en nieuwer) voorzien van een CE-markering. De machine zelf word dan vermoed veilig te zijn. Vaak staat die markering op een (metalen) plaatje, waarop ‘CE’ vermeld staat. Machines die vóór 1995 zijn geproduceerd, zijn in principe niet CE-gemarkeerd.

84


Conclusie Aan het begin van het project zijn er harde en zachte eisen opgesteld. Als er aan het einde van dit project terug gekeken wordt, dan voldoet de productielijn aan alle harde eisen en bijna een alle zachte eisen. Ook zijn er zeer nette Inventor tekeningen gemaakt van de machines en stellingen. Deze zouden haast van de werktekeningen zo gebouwd worden. Daarom is dit project zeker geslaagd en is de groep trots op het resultaat.

Aanbeveling Aan alles is rekeningen gehouden bij het ontwerpen van ons deel van de productielijn. Er is nagedacht over:        

Materiaalkeuze Verscheidende Sterkte/stijfheid berekeningen Kosten Logistiek Snelheden en doorlooptijden Onderhoud Hygiëne

Over deze onderwerpen is goed nadacht en geprobeerd zo goed en efficiënt mogelijk uit te werken, met een realistische prijs in het achterhoofd. Daarom is het zeker een realistisch ontwerp en ook zeker realiseerbaar.

85


Bijlage Bronnenlijst 1. 2. 3.

http://ww.wikipedia.nl http://www.logistiek.nl/archief/id20784-Kazen_keren_bij_Kaasopslag.html http://www.vaneckgroup.nl/nl/onze-trailers/eckcellent-for-cheesecargo.html?2b61a29fc41879f8f708684df5e8dce9=da5a9f5c6cf9226bbccdcba04a1fcae6 http://www.grasspriet.be/7zuivel.html http://www.schooltv.nl/beeldbank/clip/20030331_kaas01 http://www.youtube.com/watch?v=FHmXAb3G0ek http://www.thuisexperimenteren.nl/science/kaasmaken/kaasmaken.htm http://wikimelkwinning.groenkennisnet.nl/Zuivelverwerking.ashx#BAC_Bewerkingen_van_ melk_12 http://www.etenschappen.be/alles_overs/9/original/KAAS.pdf http://www.food-info.net/nl/dairy/cheese-production.htm http://www.youtube.com/watch?v=K7X18ZEkVec http://www.youtube.com/watch?v=ZeWQkC3Y1A8&feature=related http://eten-en-drinken.infonu.nl/producten/19425-kaasbereiding-in-een-kaasfabriek.html http://www.debioboer.nl/pages/remeker-kaas.php http://www.kaasenko.nl/cms/modules/news/article.php?storyid=121 http://www.schellach.nl/ned/zuivel/zuivel.html http://www.breugelkaas.be/nl/zouten.htm http://www.hyfoma.com/nl/content/voedingsmiddelen-branches-processing-bereidingproductie/zuivel/kaas/ http://www.youtube.com http://www.zuivelonline.nl/?pageID=117 http://www.vecom.nl/documentatie/rvs.pdf http://www.beemsterkaas.nl/nl-nl/contact/veel-gestelde-vragen/55/hoeveel-melk-is-ernodig-om-kaas-te-maken-/ http://www.levenvanhetland.nl/kaascoating.htm http://www.zelfkaasmaken.nl/kaascoating.html http://www.cskfood.com/ingredients/128.html http://www.trouw.nl/tr/nl/5009/Archief/archief/article/detail/2676214/1996/11/02/Randj e-van-de-kaas-krijgt-nieuw-en-afbreekbaar-deklaagje.dhtml http://www.loverendale.nl/boerderijen/ter-linde/kaasmakerij/ http://www.graytec.co.za/products/ http://img.directindustry.com/images_di/photo-p/single-girder-suspension-overheadtraveling-cranes-32583.jpg http://www.zuivelonline.nl/?pageID=117 http://www.tribologie.nl/book/eboek_v107.pdf http://www.houtinfo.nl/pdf/Houtwijzer%20Sterktegegevens%20van%20hout.pdf http://aluminiumprijs.com/2011/01/08/aluminiumprijs/ http://www.architectenweb.nl/aweb/producten/product_detail.asp?productID=9825

4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34.

86


35.

http://www.designerdata.nl/index.php?material=21&subpag=1&pag=8&subject=2&name= Acrylonitril-butadie%26euml%3Bnstyreen+Algemeen+gebruik&PHPSESSID=28ff85e19483a835472c2fc5b88b94e3 http://www.hardenzachthout.nl/producten https://blackboard.hhs.nl/webapps/portal/frameset.jsp?tab_id=_2_1&url=%2fwebapps%2f blackboard%2fexecute%2flauncher%3ftype%3dCourse%26id%3d_12818_1%26url%3d http://www.overtoom.nl/pallettrucks_c_4330.html?gclid=CJiFqeSi4q4CFYODDgodyEZ75Q http://autoline-eu.nl/s/heftrucks-palletwagen--c22tk2264.html http://www.rolleon.nl/50cm_rollenbanen.html http://www.packdirect.com/product/99PLV20U240294/rollenbaan-in-alle-soorten-enmaten-leverbaar http://www.gamma.com/assortiment/hout-en-plaat/plaatmateriaal/garantiemultiplex/ http://www.staalprijzen.nl/images/stories/archief/2012/20120101/20120101_bruto_prijslij st_staalprijzen_staf.pdf http://www.gamma.com/assortiment/verf-en-beits/schildersgereedschap/wagnerspuitpistool/ http://www.loonwijzer.nl/home/salarischeck?job-id=7212070000000 http://www.kramp.com/shop/action/product_30_17_559625_10351_17562_0_Assenstaal+Ferro++Non+ferro+Assenstaal+C45h9++lengte+3+ meter http://www.automotivecenter.nl/opleidingsgids/bouw/Modulen%20hout/Leermiddelen/In houd/Dictaten/Technologie/Factoren%20bij%20het%20verspanen%20van%20hout.pdf http://www.dekaaswebwinkel.nl/gouda-jong-12-kg.html http://kaasboerderijke.nl/main/werkwijze.php http://www.thecheesemouldshop.com/nl/kadova-gouda-12-kg-kaasvorm-voor-het-makenvan-12.html http://www.gamma.com/assortiment/hout-en-plaat/plaatmateriaal/garantiemultiplex/ http://www.staalprijzen.nl/images/stories/archief/2012/20120101/20120101_bruto_prijslij st_staalprijzen_staf.pdf http://www.gamma.com/assortiment/verf-en-beits/schildersgereedschap/wagnerspuitpistool/ http://www.loonwijzer.nl/home/salarischeck?job-id=7212070000000 http://www.overtoom.nl/pallettrucks_c_4330.html?gclid=CJiFqeSi4q4CFYODDgodyEZ75Q http://autoline-eu.nl/s/heftrucks-palletwagen--c22tk2264.html http://www.rolleon.nl/50cm_rollenbanen.html http://www.packdirect.com/product/99PLV20U240294/rollenbaan-in-alle-soorten-enmaten-leverbaar http://www.overtoom.nl/zwenkwielen_c_4473.html http://www.mcb.nl/smallcms/index.php?id=200 http://www.ijzershop.nl/305-rvs-plaat http://www.denboer-ims.nl/kosten_programmeur.html http://www.ijzerophalen.nl/prijs-oud-ijzer.html http://www.agriholland.nl/dossiers/voedselveiligheid/home.html http://www.arbografimedia.nl/arbocatalogus/arbocatalogusthemas/themamachineveilighei d/DeKERNoverdewetenregelgeving.aspx?sflang=nl

36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46.

47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65.

87


66.

http://www.habe-crc.nl/nederlands/retouren_wist_je_dat/rti-activiteiten/?page=rtiverhuur www.cmstaal.nl/docs/CM_Staal_buisprofielen.pdf http://nl.wikipedia.org/wiki/Sterkteberekening http://www.wetenschapsforum.nl/index.php?showtopic=55685 http://www.codecogs.com/reference/engineering/materials/beams/built_in_beams_ii_.ph p

67. 68. 69. 70.

88


CD met werktekeningen en Inventor bestanden

89


Thema Installaties 3

Recommend Documents