THIN3 WH21.B2 Eindrapport Voorontwerp van een roomijsfabriek
Martijn van Paassen Sander Heemskerk Maurice van Beijnen Robert Kraaijvanger Alex Lorier Gerben Taanman Ivo Rewiersma Floris Teunissen Robbert Mannak Dennis Nelemaat
THIN3 WH21.B2 Eindrapport Voorontwerp van een roomijsfabriek
Opdrachtgever: Haagse Hogeschool, academie TIS Delft, afdeling Werktuigbouwkunde Dhr. ir. R.F. Meijs Inleverdatum: 18 oktober 2013 Tutor:
Dhr. Ing. F. van Steijn
Voorzitter:
Martijn van Paassen
– 12076864
Notulist:
Sander Heemskerk
– 13126563
Redacteur:
Maurice van Beijnen
– 11111992
Robert Kraaijvanger
– 11054417
Alex Lorier
– 12111872
Gerben Taanman
– 12044784
Ivo Rewiersma
– 12065943
Floris Teunissen
– 13102265
Robbert Mannak
– 13127276
Dennis Nelemaat
– 12114677
2
Voorwoord Deze periode is het onderwerp van dit project Installatietechniek ofwel installatie 3. Dit is het onderwerp van het eerste blok in het tweede jaar van de studie Werktuigbouwkunde aan de Haagse Hoge school. Het project van dit jaar is het ontwerpen van een ijsfabriek. Ter ondersteuning voor dit project krijgen we les tijdens deze periode. Denk daarbij aan Materiaalkunde, Energieleer, Productietechniek en een practicum. Deze lessen helpen ons een beter inzicht te krijgen in het ontwerpen van een fabriek. Thema’s die hierbij aan de orde komen zijn: Kiezen is het afwegen van functie en gebruik. Inrichten van een proces. Besturen van een proces. Modelvorming van een procescomponent. Omzetten van een model naar de werkelijkheid. Logistiek. Efficiency. Modulair bouwen. Methodisch Ontwerpen Construeren. 3D-tekenen. HACCP. Machinerichtlijn en CE-markering. Onderhoud. Met deze thema’s wordt de kennis vergaard voor de beroepsrol als adviseur werkend voor een technisch adviesbureau gespecialiseerd in de voedingsindustrie.
Inhoudsopgave 1. Samenvatting ....................................................................................................................................... 6 1.1 De Opdracht .................................................................................................................................. 6 1.2 Productieproces ............................................................................................................................ 6 1.3 Chococoater .................................................................................................................................. 7 1.4 Conclusies ...................................................................................................................................... 7 2. Inleiding ............................................................................................................................................... 8 3. Pakket van eisen en wensen ............................................................................................................... 9 3.1 Vaste eisen .................................................................................................................................... 9 3.2 Variabele eisen .............................................................................................................................. 9 3.3 Wensen.......................................................................................................................................... 9 4. Productieproces ................................................................................................................................ 10 4.1 PFD............................................................................................................................................... 10 4.2 Specificaties hoofdcomponenten................................................................................................ 12 4.2.1 Lijst leveranciers ................................................................................................................... 22 4.3 Layout .......................................................................................................................................... 23 4.3.1 Gekoelde opslag ................................................................................................................... 23 4.3.2 (Spiraal)shockvriezer ............................................................................................................ 23 4.3.3 Benodigde oppervlak............................................................................................................ 23 4.3.4 Opslagruimtes ...................................................................................................................... 23 4.3.5 Legenda ................................................................................................................................ 24 4.4 Personeelsbeleid ......................................................................................................................... 27 4.4.1 Productiepersoneel .............................................................................................................. 27 4.4.2 Laboratoriumpersoneel ........................................................................................................ 28 4.4.3 Logistiek personeel ............................................................................................................... 29 4.4.4 Technisch personeel ............................................................................................................. 29 4.4.5 Schoonmaak personeel ........................................................................................................ 30 4.4.6 Bruto salaris .......................................................................................................................... 30 4.5 Onderhoud .................................................................................................................................. 31 5. Chococoater ...................................................................................................................................... 32 5.1 Functieanalyse ............................................................................................................................. 32 5.2 Pakket van eisen en wensen ....................................................................................................... 32
5.3 Morfologisch overzicht ................................................................................................................ 33 5.4 Concepten ................................................................................................................................... 34 5.5 Keuzeverantwoording ................................................................................................................. 35 5.6 Uitwerking concept ..................................................................................................................... 38 6. Raming kosten ................................................................................................................................... 41 7. Conclusie en aanbevelingen .............................................................................................................. 42 7.1 Aanbeveling ................................................................................................................................. 43 Bijlagen .................................................................................................................................................. 44 Bijlage I. Bronnen .............................................................................................................................. 44 Bijlage II. 3D/2D tekeningen chococoater ......................................................................................... 45 Bijlage III. Reflecties........................................................................................................................... 52 Bijlage IV. Oude rapporten ................................................................................................................ 55
5
1. Samenvatting De samenvatting is een kort stukje, waarin in enkele oogopslagen te zien valt wat er in dit verslag staat. Hierin wordt onderscheid gemaakt tussen de opdracht (waaronder het PvE), het productieproces, de concepten van de chococoater en de conclusies van dit project (waaronder een raming van de kosten).
1.1 De Opdracht De fictieve opdrachtgever voor dit project is de Haagse Hogeschool. Zij stellen dat er een fabriek ontworpen moet worden waarbij het eindproduct ijs is. Per groep verschilt wat voor soort ijs er gefabriceerd moet worden. Het onderwerp in dit rapport is het maken van ijsjes die lijken op magnums. Daarbij moet rekening gehouden worden met een aantal door de school op gegeven eisen: -
Ontwerp een ijsfabriek voor de productie van 1.000.000 kg roomijs per jaar. Het product van 90 gram moet op stokjes verpakt worden (net als een Magnum). De fabriek moet die afleveren in de smaken: bosbes, vanille en chocola in de verhouding 1:2:1. Het product dient minimaal 5% melkvet te bevatten. Het product verlaat de fabriek op houten Euro1-pallets en wordt geladen in vrachtwagens. De systeemgrenzen zijn de los- en laadinstallaties.
Daarbij hoort de volgende verdiepingsopdracht: -
Maak een 3D tekening met bijbehorende onderbouwing van de functionele component: o Het aanbrengen van de laag chocolade.
1.2 Productieproces In het productieproces wordt uitgebreid beschreven hoe de praktische kant van dit project tot stand is gekomen. Denk hierbij aan het volgende: -
PFD Specificaties hoofdcomponenten Lay-out fabriek Personeel Onderhoud
Kortom, alle zaken van belang tot de eigenlijke productie van ijs. Dit is het hoofdstuk waarin alle relevante informatie gevonden kan worden tot het bouwen van deze productielijn. Het productieproces is te vinden in hoofdstuk 4.
6
1.3 Chococoater In het hoofdstuk chococoater is gedetailleerd uiteengezet hoe via methodisch ontwerpen het ontwerp van de chococoater tot stand is gekomen. Er waren hiervoor drie concepten uitgewerkt: -
Dippen, ijs beweegt op en neer Continu proces, ijs beweegt aan een stuk door een bak chocola heen Dippen, bak chocola beweegt op en neer
Er is uiteindelijk voor het laatste concept gekozen, omdat dit concept het beste uit het Kesselringdiagram is gekomen. Een gedetailleerde uitwerking is te vinden in hoofdstuk 5.
1.4 Conclusies In het hoofdstuk conclusies en aanbevelingen worden de bevindingen van de projectgroep nog eens kort beschreven. Hierin valt de kostenraming te lezen en de aanbevelingen die voor dit project zijn opgesteld. Dit hoofdstuk is ideaal voor degene die niet het hele verslag wil lezen maar wel direct de kernpunten wil weten. Het hoofdstuk conclusies en aanbevelingen is te vinden in hoofdstuk 7.
7
2. Inleiding Een ijsfabriek ontwerpen is een complex proces met veel verschillende stappen. Eerst moet er onderzocht worden wat er allemaal nodig is om het ijs te maken, ook wel het recept. Aan de hand hiervan zijn de hoeveelheden te bepalen en uiteindelijk ook de benodigde machines. Er is een plan van aanpak gemaakt om te kijken wat er allemaal nodig was. Zo zijn er projectgrenzen gesteld en zijn de globale processtappen voor het maken van ijs bepaald. In het oriëntatierapport is hier meer onderzoek naar gedaan. Er is een volledige procesbeschrijving gekomen waardoor er meer inzicht kwam in het productieproces. Vervolgens is er in het detailontwerp dieper op deze kwestie in gegaan. Dit eindrapport is het uiteindelijke product dat alle voorgaande rapporten samenvoegt. Dit rapport geeft een goed beeld van het ontwerpen van een ijsfabriek.
8
3. Pakket van eisen en wensen In het pakket van eisen en wensen (PvEeW) wordt vermeld aan welke eisen het eindproduct moet voldoen. Dit is tot stand gekomen uit de probleemstelling en door de verschillende stakeholders binnen dit project. De eisen zijn opgedeeld in vaste en variabele eisen. Voor vaste eisen geldt: doen/niet doen-go. Wanneer een concept niet voldoet aan een van de vaste eisen, is het concept ongeschikt. Variabele eisen hebben belang bij het maken van een keuze voor het best werkende concept. Dit laatste geldt ook voor de wensen.
3.1 Vaste eisen
De fabriek moet jaarlijks 1.000.000 kg roomijs kunnen produceren. De ijsjes wegen 90 gram, met een tolerantie van +/- 4.5 gram (Europese Richtlijn 1976/211/EEG). De ijsjes moeten op een stokje uit de fabriek komen. De ijsjes moeten gemaakt worden in de smaken: bosbes, vanille en chocola. De buitenkant van de ijsjes moet bedekt worden met een laag chocolade.
3.2 Variabele eisen
Het melkvetpercentage in het roomijs bedraagt tussen de 5 en 10%.
3.3 Wensen
Bij voorkeur worden verse vruchten gebruikt voor de productie van de ijsjes. Bij voorkeur worden geen conserveermiddelen toegevoegd aan de ijsjes. Voor de buitenste laag wordt bij voorkeur FairTrade chocolade gebruikt.
9
4. Productieproces In dit hoofdstuk wordt beschreven hoe de concept-fabriek tot stand is gekomen. Belangrijke onderdelen hiervan zijn het PFD, de specificaties van de hoofdcomponenten in de fabriek en de layout van de fabriek. Daarnaast is ook het personeels- en onderhoudsbeleid van de eigenlijke productielijn beschreven aangezien dit ook tot het productieproces behoort.
4.1 PFD In het productieproces wordt onderscheid gemaakt tussen verschillende onderdelen. Allereerst is het belangrijk het productieproces zelf te analyseren. Dit is gedaan door middel van een PFD met alle processtromen. Vervolgens kon gekeken worden naar specificaties van de hoofdcomponenten (te vinden in paragraaf 4.2, waarna, zodra deze bekend waren, het PFD hierop aangepast kon worden. Zodoende is het PFD een representatieve weergave geworden van het productieproces
10
Figuur 1: PFD
11
4.2 Specificaties hoofdcomponenten Nadat het eerste PFD was gemaakt kon gekeken worden naar de specificaties van alle verschillende hoofdcomponenten. De verschillende onderdelen die hierbij relevant waren, worden grotendeels uitbesteed, omdat er al veel machinerie bestaat voor de ijsbranche, en het dus handig is om hier ook gebruik van te maken. In deze paragraaf is een overzichtelijke lijst neergezet van verschillende componenten van de fabriek in de juiste volgorde. Op de verschillende knelpunten in deze specificaties is ook het PFD gebaseerd.
Eierdooiers opslag In jerrycans van 5L: 0.26x0.15x0.27m (lxbxh) Dag opname: 897 kg = 897 L ( 900L = 180 jerrycans/dag Geleverd op EURO1 pallets: maximaal 0.8 x 1.2 x 1.2m (lxbxh) Stapeling jerrycans: 3 x 8 x 4 (lxbxh) = 96 jerrycans per pallet Afmetingen: 0.8 x 1.2 x 1.23 m (lxbxh) Per dag zijn er afgerond twee pallets nodig afgerond.
Figuur 2: Verpakking eigeel
Witte basterdsuiker opslag Dag opname: 571 kg Levering suiker: in 25 kg zakken = 23 zakken per dagproductie
Afmetingen suikerzak: 0.6 x 0.2 x 0.13 m (lxbxh) Stapeling zakken suiker: 2 x 4 x 8 (lxbxh) = 64 zakken suiker per pallet Per twee dagen dienen er één pallet en twee extra suikerzakken voorradig te zijn Voor de suikeropslag is aangenomen dat deze per week geleverd wordt. Per week dienen er drie pallets geleverd te worden om aan de productievraag te voldoen.
Figuur 3: Verpakking suiker
12
Volle melk opslag Dagopname: 1389 kg
Opslag voor twee dagen productie: 2700 L Aanname volume vrije ruimte in tank: 600L Twee tanks Tankinhoud: 1650 L per tank Afmetingen: ø 1 m x 3 m (d x h) Inhoud max.: 1654 L Benodigd koelvermogen:
Totale inhoud: 3300 L
( Geraamde kosten: €12.000 per tank
Figuur 4: Melk (opgeslagen in tank)
Vloeibare slagroom opslag Dagopname: 1143 kg
Opslag voor twee dagen productie: 2286 L Aanname volume vrije ruimte in tank: 314 L Twee tanks 1300 L per tank Afmetingen: ø 0.9 m x 3 m (d x h) Inhoud max.: 1306 L Benodigd koelvermogen:
Totale inhoud: 2600 L
( Geraamde kosten: €9.500 per tank
Figuur 5: Vloeibare slagroom (opgeslagen in tank)
13
Mengen Merk: JCT Type: QF-2000 Capaciteit: 2000 Liter Mengkracht: 30 kW Aantal: 2x Geraamde kosten: € 26.000 (per stuk) Model Volume (L) QF-2000 QF-4000 QF-8000
1000 1500 2000
Aandrijvingsvermogen (kW) Mengen 30 45 60
Verspreiding 37 55 70
Aandrijvingsvermogen (kW) Vacuümgraad (MPa) Mengen Verspreiding 22.3 22.3 22.3
0 - 1000 0 - 1000 0 - 1000
-0.098
Figuur 6: Mengtank
14
Pasteurisatie Type: Tetra Therm Aseptic Drink 1 Capaciteit: min. 4000 L/uur Benodigde oppervlak: 5.2 x 9.0 m (lxb) Benodigd minimaal vermogen: ( Geraamde kosten: €56.000 Leverancier: Tetrapak.com
Figuur 7: Pasteur
Homogenisator Type: Tetra Alex 2 Afmetingen: 1.28 x 1.44 x 1.39 m (bxdxh) Te reserveren ruimte: 2.6 x 2.2 m (bxd) Vermogen: 39 kW Aantal: 1x Watergebruik/1000L product: 12 Liter, Geraamde kosten: €60.000 Capaciteit: 4000 Liter Leverancier: Tetrapak.com Druk - bar 200 200 200
Capaciteit - l/h 2000 3000 4000
Motor - kW 15 22 30
Piston diam. -mm 28 36 40
Inlet diam. -mm 38 51 51
Outlet diam. -mm 25 38 38
Figuur 8: Homogenisator
15
Koelen Warmtewisselaar Type: Tetrapak TL10 Capaciteit: 50 kg/sec. Afmetingen: 3.25 x 0.48 x 1.99 m (lxbxh) Benodigde waterstroom: ( (
)
(
)
(
Aantal: 1x Geraamde kosten: € 15.000 Leverancier: Tetrapak.com
Figuur 9: Warmtewisselaar
Rijpen Afmetingen: ø1.0 x 2.6 m (dxh) Te reserveren ruimte: ø 3 m (d) Vermogen: 26 kW Aantal: 4x Geraamde kosten: €60.000 Capaciteit: 2500L Leverancier: Tetrapak.com
16
Beluchten + smaakstoffen toevoegen Smaken: Bosbes Vanille Chocolade Merk: LHY Type: Ribbon (motor) Capaciteit: 2000 Liter Vermogen: 15 kW Aantal: 4x Geraamde kosten: € 15.500 (per stuk) Type(m3) Vermogen(kW) Rotatiesnelheid(toeren/min) (kg)(m3)/batch LHY-0.3 3 41 <240 LHY-0.5 5.5 41 <400 LHY-1 11 33 <800 LHY-2 15 33 <1600 LHY-3 18.5 33 <2400 LHY-4 22 28 <3200
Afmetingen(mm) 2300×680×1060 2900×780×1240 3200×1000×1400 3860×1200×1650 4320×1300×1900 4600×1400×2000
Gewicht(kg) 750 1000 1800 2200 3200 4000
Figuur 10: Beluchter
17
Vriezen Het invriezen moet snel gebeuren. Dat zorgt ervoor dat het water tot vele minuscule ijskristallen bevriest die niet te groot kunnen worden door hun grote aantal. Type: Tetra Pak Continuous Freezer S700 A 2.0 Afmetingen: 1771,5 x 709 x 1793 mm Vermogen: 19.9 kW Aantal: 1x Capaciteit: 150-700 liter/uur Gewicht: 780kg Geraamde kosten: €20.000 Leverancier: Tetrapak.com
Figuur 11: Tetrapak continuous freezer S700 A2.0
18
Extrudeermachine (IJsjes vormen) Type: Glacier 600EU Afmetingen: 8.5 x 5.8 m (lxb) Vermogen: 2,2 kW Aantal: 2x Geraamde kosten: € 60.000 per machine Capaciteit: 9000 ijsjes/uur Leverancier: Waukesha Cherry Burrell Ice Cream
Figuur 12: Extrudeermachine
Chocolade aanbrengen Zie detailontwerp (hoofdstuk 5) Afmetingen: 1,5 x 1 x 2 m (lxbxh) Vermogen: 12kW Aantal: 3x Geraamde kosten: € 20.000 Capaciteit: 5040 stuks/uur
19
IJsjes per stuk verpakken Type: PTC Freezer Co. MP-120 Afmetingen: 5.05 x 0.96 x 1.55 m (lxbxh) Capaciteit: 30 – 180 verpakkingen/minuut Vermogen: 4 kW Productafmetingen: Lengte: 75-350 mm Breedte: 20-130 mm Hoogte: 10-45 mm Maximale filmbreedte: 450 mm Aantal: 2x Geraamde kosten: €15.000 per machine
Figuur 11: Verpakmachine
IJsjes per zes verpakken in dozen Type: LX-120 Afmetingen: 4.2 x 1.7 x 1.6 m (lxbxh) Vermogen: 1.5kW Aantal: 2x Geraamde kosten: € 30 000 Capaciteit: 100 dozen per min Leverancier: Leadwing Packaging Machinery Co. Ltd Spiraal diepvriezer Type: Heinen Compact Afmetingen: 5.8 x 3.2 m Aantal: 1x Koelvermogen: 70 kW Stroomverbruik: 22 kW Capaciteit: 3600 dozen/uur Geraamde kosten: : € 20.000
20
Inwikkelen per tien dozen Per uur dienen 640 dozen in wikkelingen van 10 stuks te worden gewikkeld. Het betekent een verwerkingssnelheid per wikkeling van ongeveer 56 seconden. Voor deze taak wordt daarom gekozen voor een werknemer. Per 320 dozen op één euro-1 pallet De bij de vorige taak ingewikkelde pakketten van 10 dozen worden op EURO1 pallets gezet. Per pallet kunnen 32 wikkelingen worden geplaatst. Het op een pallet plaatsen van de wikkelingen kan direct vanuit de vorige stap plaatsvinden en neemt minder dan één minuut per wikkeling. Het inwikkelen van de gehele pallet en transporteren naar de opslagplaats wordt geschat op vijf minuten. Transportbanden De transportbanden zorgen ervoor dat alle ijsjes van de ene naar de andere productiestap kunnen komen. Er zitten hier wel veel verschillen in banden. Zo is er voor de ene pallet een grotere band nodig, dan voor het aanvoeren van smaakstoffen. Type: BCK Holland RVS transportbanden Afmetingen: precies op maat te maken Geraamde kosten: Afhankelijk van lengte ontwerp Leverancier: BCKholland Materiaal: RVS. Banden zijn vervangbaar om goed schoon te maken. Goederenlift Type: THG/DKL Afmetingen: 3000x4000mm met hoogte tot 17 meter HefVermogen: 3.000 kg of 5.000 kg Aantal: 1x Geraamde kosten: € 25 000 leverancier: Trametex Aggregaat Type: Cummins C1400 D5 Benodigd vermogen: 960 kW Capaciteit: 1000 kW Afmetingen: 5.105 x 2.000 m (lxb) Waterdemineraliseer-installatie Type: Induss Specs: op aanvraag
21
4.2.1 Lijst leveranciers Leverancier: agriaffaires (www.agriaffaires.nl) - Volle melk opslag - Vloeibare slagroom opslag Leverancier: Tetrapak, (tetrapak.com) - Mengen - Pasteurisatie - Homogenisator - Koelen - Rijpen - Beluchten + smaakstoffen toevoegen - Vriezen - IJsjes vormen - IJsjes per zes verpakken in dozen - Diepvriezen (Continu) Leverancier: Platec PTC freezer CO., Ltd. (http://www.icecreamtech.cn/) - IJsjes per stuk verpakken Leverancier: BCK Holland (www.BCKholland.com) - Transportbanden Leverancier: Trametex (www.trametex.nl) - Goederenlift Leverancier: Cummins (www.cummins.com) - Aggregaat Leverancier: Induss (www.induss.eu) - Waterdemineraliseer-installatie Leverancier: - Chocolade aanbrengen
22
4.3 Layout Met de specificaties, afmetingen en personeel van de verschillende onderdelen bekend, is er vervolgens een logistiek beargumenteerde layout gemaakt. Deze layout beslaat twee verdiepingen en is op de volgende pagina’s te zien. 4.3.1 Gekoelde opslag In de opslag moet er rekening gehouden worden met de wintermaanden. De afname zal in de wintermaanden een stuk lager uitvallen dan in de zomermaanden. Daarom is er minstens opslag nodig voor drie maanden. In de opslag zal tot drie hoog gestapeld worden. Dit komt neer op de het volgende aantal palletsplekken:
Op een lengte van 13,5 m passen 15 palletsplekken met een rijpad van 3.0 m komt het op een breedte van 30 m. Er moeten in totaal dan 16 rijen ontstaan en in het begin één rij puur aan opslag van lege pallets. Ook daartussen in totaal 9 rijpaden van 3.0 m
Energietechnisch is het onvoordelig om zo’n ruimte volledig te koelen, terwijl in de zomer de koeling zo goed als leeg is. Daarom is er gekozen voor twee ruimtes, één ruimte groot genoeg voor twee weken productie en één ruimte voor de overige opslag. De ruimte die nodig is voor de gekoelde opslag is 30 m x 47 m x 5 m. Door het plaatsen van een extra muur in de koeling is er een extra looppad van 3m nodig. Hierdoor worden de afmetingen van de volledige opslag: 4.3.2 (Spiraal)shockvriezer Deze machine zal beginnen in de productiehal, maar zal uitkomen in de gekoelde opslag. Hier zal ook extra ruimte worden gereserveerd om de pallets vol te stapelen. De afmetingen van de (spiraal)shockvriezer zijn 2.8 m x 5.8 m x 3.0 m. Dus aan een ruimte van 8 m bij 8 m is voldoende om voor de (spiraal)shockvriezer, een aantal pallets en ruimte voor de hefkar om de pallets op te pakken. 4.3.3 Benodigde oppervlak Er staan een aantal machines in de layout groter dan ze in werkelijkheid zijn. Echter hebben deze machines wel deze ruimte nodig. Dat is vooral nodig om de machine goed te kunnen bedienen. Dit geld voor de volgende apparaten: -
De mengketels (werkelijke diameter 1 m, layout 3 m) De rijpingsketels (werkelijke diameter 1 m, layout 3 m) De gekoelde melktank (werkelijke diameter 0.9 m, layout 3 m) De gekoelde slagroomtank (werkelijke diameter 0.8 m, layout 3 m) De pasteurisator De homogenisator
4.3.4 Opslagruimtes In de ijsfabriek bevinden er zich twee ruimtes die specifiek voor de opslag van goederen zijn. Één ruimte bevind zich op de begane grond vlakbij de fabriekshal. Hier zal vooral de opslag van kartonnen dozen, houten stokjes en verpakkingsfolie plaats vinden. De tweede ruimte bevind zich op de 1e etage aan de goederen lift. Hierin staat ook een koelcel voor de eidooiers, de overige ruimte wordt in gebruik genomen door suiker en smaakstoffen. 23
4.3.5 Legenda Begane grond Afmetingen machine Benodigde ruimte
1 2 3 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
Nooduitgang Melktank Slagroomtank Mengketel Pasteurisator Homogenisator Warmtewisselaar Rijpingstank Vriezer Extrudeermachine Chocolademachine IJsjes verpakkingsmachine Dozen verpakkingsmachine Spiraalvriezer Inwikkelen per tien dozen Per 320 dozen op pallet Noodaggregaat Personeelsruimte Winteropslag Zomeropslag Laboratorium Receptie Goederenlift Omkleedruimte Technische ruimte Hygiënepoort Tussenruimte Doucheruimte Stokjeswelbad Opslagruimte
30 31 32 33 34 35 36 37 38
Eierdooierpallet Suikerpallet Loungeruimte Baard- en haarnetjes Monitorruimte Personeelszaken Salesruimte PR-ruimte Directie
Ø1 m Ø0.9 m Ø1 m 9,0 x 5,2 m 1,28 x 1,44 m 3,25 x 0,48 m Ø1 m 1,78 x 0,71 m 8,5 x 5,8 m 1,5 x 1 m 5,05 x 0,96 m 4,2 x 1,7 m 5,8 x 3,2 m 2,0 x 5,1 m
3,0 x 4,0 m
1,5 x 1,5 m
Eerste verdieping 0,8 x 1,2 m 0,8 x 1,2 m
Buiten 40 Brandstofopslag aggregaat 41 Waterdemineralisatieinstallatie
Ø2 m
24
Figuur 12: Begane grond
25
Figuur 13: 1e verdieping
26
4.4 Personeelsbeleid In een bedrijf is uiteraard ook personeel nodig. Dit personeel verzorgt in principe alle taken in het bedrijf waarbij geen of maar deels machines gebruikt worden. In dit project is ervoor gekozen alleen personeelsbeleid uiteen te zetten met betrekking tot de productie van het product zelf, aangezien daar ook de focus ligt met betrekking tot de projectgrenzen. De commerciële branche wordt in dit overzicht dus niet meegenomen. Salarissen zijn uiteraard variabel door leeftijd, functieomschrijving en inflatiecorrectie, maar voor het gemak wordt uitgegaan van zo’n € 17,- per uur voor vast personeel, € 20,- per uur voor vast personeel met een hogere functie, en € 12 per uur voor personeel waarbij het een bijbaan betreft. Er wordt daarnaast uitgegaan van het standaard aantal vakantiedagen voor werknemers wat inhoudt dat er met standaard vakantiedagen zo’n 46 fulltime weken wordt gewerkt, waar er 50 weken wordt geproduceerd. Om dit te ondervangen zal niet elk personeelslid met vakantie kunnen, zodat de productie ook in de vier overige weken door kan gaan.1
4.4.1 Productiepersoneel De productie in de fabriek wordt grotendeels geautomatiseerd. In dit opzicht is er dus relatief weinig personeel nodig. Wat echter belangrijk is om te onthouden, is dat er geen machinerie is om alle logistieke taken te verrichten, en daarnaast de machines zelf ook personeel vereisen om te bedienen. Taken die hieronder vallen zijn onder andere: -
aanvoer ingrediënten toevoegen ingrediënten aanvoer materiaal verpakkingstraject aanvoer materiaal palletproces algeheel logistiek proces (materialen vervoeren, eindproduct sorteren in de opslag) verantwoordelijkheid mengproces verantwoordelijkheid continue proces (extrusie ijs en chococoaten) verantwoordelijkheid verpakkingsproces verantwoordelijkheid palletproces dagschoonmaak
De verwachting is dat hiervoor zo’n vier personeelsleden nodig zijn, allen fulltime.
1
Zie bijlagen: bron 1
27
Personeelslid Uren/week Salaris/uur Salaris/jaar Taak Taakomschrijving 1 40 € 17,€ 31280,Verantwoordelijke Aanvoer ingrediënten, mengproces toevoegen ingrediënten, verantwoordelijkheid mengproces, materialen vervoeren, dagschoonmaak. 2 40 € 17,€ 31280,Verantwoordelijke Aanvoer ingrediënten, continue proces toevoegen ingrediënten, verantwoordelijkheid continue proces, dagschoonmaak. 3 40 € 17,€ 31280,Verantwoordelijke Aanvoer materiaal verpakkingsproces verpakkingstraject, verantwoordelijkheid verpakkingsproces, algeheel logistiek proces. 4 40 € 17,€ 31280,Verantwoordelijke aanvoer materiaal opslag palletproces, algeheel logistiek proces, verantwoordelijkheid palletproces Tabel 1: Taakomschrijving productiepersoneel
Aangezien personeelslid 2 een kleinere taakomschrijving heeft dan 1, is deze ingedeeld bij dagschoonmaak, om personeelslid 1 te ondersteunen. Datzelfde geldt voor personeelslid 3, die bij algeheel logistiek proces is ingedeeld om personeelslid 4 te ondersteunen. Uiteraard helpen deze personeelsleden elkaar ook bij andere taken als de productiegedeelte van het betreffende personeelslid klaar is met produceren. 4.4.2 Laboratoriumpersoneel In een voedselfabriek is het ontzettend belangrijk dat het voedsel niet bedorven of op een andere manier besmet is. Daarom is het belangrijk om een laboratorium met daarvoor opgeleid personeel te hebben. Dit personeel heeft, aangezien het ijs de hele dag door getest moet worden een taak: -
Monsters ijs analyseren
De verwachting is dat hiervoor een personeelslid nodig is, fulltime. Personeelslid Uren/week Salaris/uur Salaris/jaar Taak Taakomschrijving 5 40 € 20,€ 36800,Laboratoriumpersoneel Monsters ijs analyseren Tabel 2: laboratoriumpersoneel
Hiervoor is een personeelslid nodig. De productie wordt niet groot genoeg om hier meerdere mensen voor aannemen. Daarnaast worden er maar twee soorten ijs geproduceerd, in plaats van tientallen verschillende producten. 28
4.4.3 Logistiek personeel In een bedrijf is het belangrijk een gestroomlijnde logistiek te hebben. Dit heeft niet zozeer te maken met de productie zelf, maar met het bedrijf als geheel. Aangezien er echter een hoop bij komt kijken qua bestellingen, leveringen, ingrediënten en andere zaken, is het wel belangrijk dit punt mee te nemen in het beleid met betrekking tot de productie. De taak van dit personeel wordt: -
Bestellen grondstoffen/halffabrikaten Bestellingen van ijs verwerken Productiepersoneel aansturen Layout opslag maken
De verwachting is dat hier een personeelslid voor nodig is, fulltime. Personeelslid Uren/week Salaris/uur Salaris/jaar Taak 6 40 € 20,€ 36800,Logistiek personeel
Taakomschrijving Bestellen grondstoffen/halffabrikaten, bestellingen van ijs verwerken, productiepersoneel aansturen, layout opslag maken.
Tabel 3: Logistiek personeel
4.4.4 Technisch personeel In een fabriek met zoveel machines is het altijd handig een technische dienst te hebben. De meeste bedrijven die de machines leveren zullen waarschijnlijk altijd beschikbaar zijn om een reparatieteam te sturen en periodiek onderhoud te plegen, maar het kan geen kwaad om personeel beschikbaar te hebben voor kleine reparaties en dagelijkse controles. De taak van dit personeel wordt als volgt: -
Kleine reparaties uitvoeren Periodieke controle machinerie Verantwoordelijke track and trace systeem
De verwachting is dat een personeelslid hiervoor voldoende is. Personeelslid Uren/week Salaris/uur Salaris/jaar Taak 7 40 € 20,€ 36800,Technisch personeel
Taakomschrijving Kleine reparaties uitvoeren, periodieke controle machinerie, verantwoordelijke track and trace systeem.
Tabel 4: Technisch personeel
29
4.4.5 Schoonmaak personeel Het is erg belangrijk dat een voedselfabriek ten aller tijden schoon blijft. Het vaste personeel verzorgt hiervoor ook de dagschoonmaak. In het weekend daarentegen zal de fabriek grondig schoongemaakt worden als de productie stilligt. De taak is dus alsvolgt: -
Schoonmaken gehele productielijn Supervisen schoonmaak
Dit is uiteraard geen fulltime baan, en daarom is dit een aantrekkelijke taak om als bijbaan in te stellen. De verwachting is dat hier 4 personeelsleden voor nodig zijn, en daarnaast een supervisor. Personeelslid Uren/week Salaris/uur Salaris/jaar Taak 8 12 € 12,€ 6624,Schoonmaak personeel
Taakomschrijving Schoonmaken gehele productielijn.
9
12
€ 12,-
€ 6624,-
Schoonmaak personeel
Schoonmaken gehele productielijn.
10
12
€ 12,-
€ 6624,-
Schoonmaak personeel
Schoonmaken gehele productielijn.
11
12
€ 12,-
€ 6624,-
Schoonmaak personeel
Schoonmaken gehele productielijn.
12
12
€ 20,-
€ 11040,-
Schoonmaak personeel
Supervisen schoonmaak.
Tabel 5: Schoonmaak personeel
4.4.6 Bruto salaris Dit is voorlopig al het personeel wat met de eigenlijke productie te maken gaat hebben. Men komt dus uit op het volgende totaalbedrag aan brutoloon dat uitgekeerd dient te worden: Personeelslid 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Totaal:
Salaris/jaar € 31280,€ 31280,€ 31280,€ 31280,€ 36800,€ 36800,€ 36800,€ 6624,€ 6624,€ 6624,€ 6624,€ 11040,€ 273056,-
Tabel 6: Brutosalaris totaal
. 30
4.5 Onderhoud Alle machines vertonen op den duur slijtage. Hierdoor kunnen onderdelen kapot gaan, waardoor de machine niet functioneert. Voorheen werd een onderdeel vervangen wanneer het defect is, dit kost op dat moment veel tijd om te vervangen, waardoor de machine lang stil ligt. Dit is geen goedkope oplossing. Bij de ijsfabriek wordt preventief onderhoud gepleegd. Tegenwoordig zijn er berekeningen mogelijk om te bepalen hoeveel machine-uren een onderdeel blijft functioneren. Naast berekeningen vooraf wordt ook optisch gecontroleerd of de machines goed functioneren. Versleten lagers produceren ook meer geluid dan nieuwe lagers, dit is ook op te merken. Ook worden de bewegende delen tijdig gesmeerd met de juiste smeermiddelen, dit vertraagt ook het slijtageproces. Onderhoud is ook het reinigen van de machines aan zowel de binnen- als de buitenkant. Hierdoor wordt het materiaal minder aangetast, waardoor de levensduur langer wordt. De machines zijn ook geoptimaliseerd om onderhoudsarm te zijn. Binnen dit project is ook rekening gehouden met het onderhoud. Rond de machines is ruimte ingepland, om visueel te inspecteren. Tevens zijn de machines geoptimaliseerd om onderhoudsarm te zijn. De ruimte rond de machines wordt ook gebruikt om de machines dagelijks te kunnen reinigen. Voor deze inspectie zal ten alle tijden personeel van de TD aanwezig zijn. De versleten onderdelen zullen vervangen worden wanneer dat nodig is. Voor de ijsfabriek kan de Overall Equipment Effectiveness (OEE) berekend worden. Deze is als volgt te berekenen: OEE=Beschikbaarheid*betrouwbaarheid*onderhoudbaarheid. De beschikbaarheid, betrouwbaarheid en onderhoudbaarheid zijn factoren tussen de 0 en 1, waarbij 1 staat voor 100%. Door te kijken naar de waardes voor beschikbaarheid, betrouwbaarheid en onderhoudbaarheid, kan bepaald worden waar de verbeterpunten van een bedrijf of machine liggen. Deze waardes zullen bijna nooit 1 zijn, dit zou betekenen dat er niks te verbeteren valt aan de productielijn. Meestal liggen deze waardes rond de 0.8 à 0.9 voor een goed draaiende machine. De verwachting is dat jaarlijkse onderhoudskosten tussen de € 107.000,- en € 160.000,- zullen liggen. Jaarlijks ongeveer 10 – 15 % van de investeringskosten van de machinerie. De personeelskosten voor schoonmaak en technische dienst zijn hier niet bij inbegrepen, aangezien het hier om groot onderhoud gaat. Bij de kostenraming wordt er voor de zekerheid uitgegaan van het bedrag van € 160.000,-.
31
5. Chococoater Het maken van ijsjes, sterk gelijkend op Magnums, vereist naast het maken en vormen van roomijs het aanbrengen van een laag chocolade. Voor het aanbrengen van een laag chocolade dient een machine ontworpen te worden. Allereerst wordt een functieanalyse uitgevoerd. Vervolgens worden de eisen en wensen uiteengezet. Als volgende stap wordt uit een opgesteld morfologisch overzicht drie verschillende concepten gekozen. Van het beste concept wordt tenslotte een uitgebreide beschrijving geformuleerd.
5.1 Functieanalyse Het gehele proces van ijs maken is onder te verdelen in kleinere processen. Een van deze kleinere processen is het aanbrengen van een laag chocolade. Voor het aanbrengen van chocolade zijn ook meerdere processen noodzakelijk. Deze processen zijn in het volgende blokkenschema uiteengezet:
Figuur 14: Blokschema functies
Voor het tot stand brengen van een laag chocolade zijn verschillende deelfuncties nodig. De deelfuncties zijn als volgt:
Aanvoer van de ijsjes Aanbrengen van de laag chocolade Aanvoer van chocolade De aan te brengen chocolade gesmolten houden Het stollen van de laag chocolade op het ijs Afvoeren van de ijsjes
5.2 Pakket van eisen en wensen In dit hoofdstuk worden de eisen en wensen gesteld aan de machine voor het aanbrengen van de laag chocolade. Bij de vaste eisen staan de voorwaarden waaraan elk ontwerp moet voldoen. Bij het niet voldoen worden de functies niet ondersteund. De variabele eisen en wensen zijn voorwaarden welke zorgen voor het kiezen van het beste ontwerp. Vaste eisen Het materiaal dient roestvaste eigenschappen te bezitten Het materiaal dient geen stoffen af te geven aan de chocolade Het ontwerp moet voldoen aan NEN-EN-ISO 14159 Hygiëne eisen voor het ontwerpen van machines Het ontwerp moet voldoen aan NEN-EN 1672-2 Machines voor voedselbereiding De machine moet volgens de EHEDG richtlijnen worden ontworpen o Materialen geen giftige doseringen af te geven o Smeermiddelen mogen niet in contact komen met het voedingsproduct o Er dient te worden vermeden dat het isolatiemateriaal nat wordt o Het binnendringen van micro-organismen dient voorkomen te worden 32
o o o
De machine dient, op relevante onderdelen, eenvoudig te inspecteren te zijn Contactoppervlakken dienen geen spleten of hoeken met een radius kleiner dan drie millimeter te bevatten Het contactoppervlak dient een minimale ruwheid van 0,8μm te hebben
Variabele eisen 1. Het complete proces voor het aanbrengen van een laag chocolade moet gemiddeld per ijsje tussen 0,5 en 1 seconde duren De breedte van de installatie dient tussen 50 en 200 centimeter te bedragen De diepte van de installatie dient tussen 20 en 70 centimeter te bedragen De hoogte van de installatie dient tussen 100 en 200 centimeter te bedragen Wensen 2. De machine dient zo compact mogelijk te worden ontworpen 3. Chocolade dient eenvoudig verwijdert te kunnen worden 4. De kosten dienen zo laag mogelijk te blijven 5. De machine moet zo eenvoudig mogelijk schoon te maken zijn 6. De chocolade dient zo efficiënt mogelijk verwarmd te worden
5.3 Morfologisch overzicht Om concepten op te stellen zijn keuzemogelijkheden nodig. Deze worden uiteengezet in een morfologisch overzicht. Hierin worden per functie verschillende functievervullers weergegeven. Functies Aanvoer van de ijsjes
Rails
Aanbrengen van de laag chocolade
Machinaal Dippen
Spuiten
Handmatig Dippen
Aanvoer van chocolade
Constante Toevoer
Handmatig
In stappen
De aan te brengen chocolade gesmolten houden
Met water verwarmde wanden
Verwarmingsspiraal
Het stollen van de laag chocolade op het ijs
In lucht
Afvoeren van de ijsjes Legenda
Mogelijkheden (Functievervullers) Handmatig Lopende band
Staand in houder
Vloeiende beweging door chocolade
In vloeistof dompelen Rails Concept 1
Handmatig
Lopende band
Staand in houder
Concept 2
Concept 3
Tabel 7: Morfologisch overzicht
33
5.4 Concepten In het morfologisch overzicht zijn de verschillende keuzemogelijkheden uiteengezet. Met gekleurde lijnen zijn de keuzes voor de verschillende concepten weergegeven. In dit hoofdstuk worden de concepten nader omschreven. Concept 1 Bij concept 1 worden de ijsjes op een rails geschoven. Zodra de rails vol met ijsjes hangt wordt de rails naar beneden bewogen. De ijsjes blijven een paar seconden in de chocolade hangen om de chocolade voldoende aan het ijs te laten hechten. Vervolgens beweegt de rail weer naar boven waardoor de chocolade die om het ijs heen zit voldoende kan stollen. Ten slotte worden de ijsjes van de rails gehaald.
Voordelen: Chocolade zit goed verdeeld Kost weinig energie om de ijsjes te verplaatsten Nadelen: IJsjes moeten van de rails
Figuur 15: Concept 1
Concept 2 Voor het tweede concept worden de ijsjes, hangend aan een bewegende lijn, door een bad van chocolade geleid. Doordat het proces continu is wordt de aanvoer van de chocolade constant gehouden. Het verwarmen van de chocolade wordt met een verwarmingsspiraal gedaan. Door de beweging van de ijsjes wordt een stroming in de chocolade gecreëerd die de warmte alsnog verdeeld over de gehele chocolade. Als de ijsjes weer uit de chocolade komen stolt de laag in lucht.
34
Voordelen: Continue proces Weinig bewegende delen Nadelen: Verdeling van de chocolade om het ijsje is moeilijk gelijk te krijgen
Figuur 16: Concept 2
Concept 3 De ijsjes worden, aan de stokjes, ingeklemd. In tegenstelling tot concept 1 gaat hier de chocolade naar de ijsjes. De bak met chocolade komt omhoog en bedekt de ijsjes. Na enkele seconden wordt de bak weer omlaag gebracht en stolt de chocolade.
Voordelen: IJsjes hoeven niet van de rails verwijderd te worden Chocola zit goed verdeeld om het ijs Nadelen: Grote bak met chocola moet verplaatst worden
Figuur 17: Concept 3
5.5 Keuzeverantwoording Om een keuze te maken uit de opgestelde concepten worden per variabele eis en wens gewaardeerd. Door elke eis en wens een wegingsfactor te geven zou er een duidelijk winnend concept uit moeten komen.
35
1 Snelheid 2 Formaat 3 Verwijderen chocolade 4 Kosten 5 Schoonmaken 6 Verwarmen chocolade
Concept 1 5 6
Concept 2 8 4
Concept 3 6 5
7
3
7
5 4
3 7
4 6
9
7
9
Tabel 8: Puntenwaardering
Snelheid
Verwijderen chocolade
Verwarmen chocolade
Totaal
Weegfactor
x
1
0
1
3
0
x
0
0
2
1
1
x
2
4
Fabricage-eisen
Formaat
Kosten
Schoonmaken
Totaal
Weegfactor
Formaat
x
0
0
0
2
Kosten
1
x
0
1
3
Schoonmaken
1
1
x
2
4
Concept 1 15 14 36 65 72%
Concept 2 24 6 28 58 64%
Concept 3 18 14 36
Concept 1 12 15 16 43 48%
Concept 2 8 9 28 45 50%
Concept 3 10 12 24
Gebruiks-eisen Snelheid Verwijderen chocolade Verwarmen chocolade
Tabel 9: Weegfactoren
1 3 6
2 4 5
Gebruikers-eisen Snelheid Verwijderen chocolade Verwarmen chocolade Totaal Procentueel Fabricage-eisen Formaat Kosten Schoonmaken Totaal Procentueel
68 76%
46 51%
Tabel 10: Gecorrigeerde puntenwaardering
36
Fabricage-eisen
Kesselringdiagram 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
Concept 1 Concept 2 Concept 3
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Gebruiks-eisen Figuur 18: Kesselringdiagram
Uit het Kesselringdiagram blijkt concept 3 het dichtste bij de rechter bovenhoek te komen. Dit houdt in dat concept 3 het beste voldoet aan de gestelde eisen en dus verder wordt uitgewerkt.
37
Werking
5.6 Uitwerking concept Het concept dat het beste uit het Kesselringdiagram komt wordt in dit hoofdstuk verder uitgewerkt. Vervolgens komt de tweede bak omhoog gevuld met chocola. Hierbij worden alleen precies de ijsjes ondergedompeld in de chocola.
Figuur 19 aankomst ijs
De ijsjes komen binnen op een rails vanuit een vorig onderdeel uit de fabriek. De ijsjes hangen onderste boven in een houder. Wanneer er 14 ijsjes naast elkaar boven bak met chocola bevinden komen er geen nieuwe ijsjes meer bij en kan de machine zijn werk doen.
Figuur 21 ijs wacht boven de bak met chocola
De bak blijft 3 seconde hangen en daarna word deze weer terug gebracht in de grote bak om opnieuw gevuld te worden met chocola voor de volgende lichting ijsjes.
Figuur 20 ijs wacht boven de bak met chocola
De machine bevat 2 bakken in elkaar, in de buitenste bak wordt de chocola op peil gehouden. De binnenste bak wordt ondergedompeld in de tweede bak. De buitenste bak is voorzien van een dubbele want waar warm water doorheen wordt gepompt om chocola vloeibaar te houden
Figuur 22 ijs wordt gedipt
Na dat de bak naar beneden is, blijven de ijsjes nog 3 seconde hangen om de chocola te laten stollen om het ijs en het overige chocola er af te laten lekken.
38
Na dat het chocola gestold is vervolgen de ijsjes hun traject aan de rails naar volgend De bak wordt heen en weer bewogen door 2 luchtcilinders. Aan de zijkant van deze cilinder zitten twee stangen die er voor zorgen dat de bak niet scheef omhoog getrokken kan worden wanneer 1 van de cilinders uitvalt.
onderdeel.
Figuur 24 luchtcilinder in
Figuur 23 luchtcilinders uit Figuur 25 onderdompelen ijs
Schoonmaken De machine is simpel schoon te maken de buitenste bak is een losse RVS bak op pootjes die niet verbonden zit aan de machine. Deze bak kan makkelijk verwijderd worden om schoon te maken. Onder in de bak bevindt zich een gat met daar aan een afsluiter waardoor het chocola verwijderd kan worden. De tweede bak kan los gehaald worden van de ophanging en dan schoon gemaakt worden. Figuur 27 bak chocola met bewegende bak met chocola
Figuur 26 bak met chocola met aflsuiter
De rest van machine kan schoon gespoten worden met een hogedrukspuit. Er vinden zich geen elektrische componenten in de nabije buurt of in de machine waardoor volledig met water schoon te maken is.
Figuur 28 wegloop chocola
39
Berekeningen Productiecapaciteit: Het totale proces van het dippen duurt zo een 10 seconden, Het werkelijke dippen duurt 3 seconden en daarna blijft de machine nog 1 seconde staan om het rest chocola af te laten druipen. Er kunnen 14 stuks te gelijk gedipt worden. 84 stuks per minuut, 5040 per uur. Er worden 3 dippers gebruikt, voor elke lijn 1. Hierdoor hoeven de dippers niet op maximale capaciteit te draaien. Grote bak:
Afmetingen 2000mm x 600 mm x 700 mm 3 𝐼 ℎ𝑜𝑢 𝑖 𝑅𝑉𝑆
𝐺 Kleine bak:
3
3
𝑖 ℎ :
𝑅𝑉𝑆
Afmetingen 1600mm x 400 mm x 400 mm 3 𝐼 ℎ𝑜𝑢 𝑖 𝑐
𝑐
𝑑
𝑅𝑉𝑆
𝐺 𝑂
𝑖 ℎ : 𝑖
3 3
3
𝑖 ℎ
𝑅𝑉𝑆
Totale afmetingen: Max 2 m hoog / 1,5 m breed / 1 m diep. De 3d tekeningen van de chococoater zijn te vinden in de bijlagen.
40
6. Raming kosten Bij de raming van de kosten is uitgegaan van alleen het productieproces en alles wat daar relevant bij is aangezien daar de projectgrenzen liggen. Er is dus niet gekeken naar kosten die voor het bedrijf als geheel gelden, zoals overige personeelskosten. Deze raming kan dan ook niet gebruikt worden als definitief kostenplaatje. Investeringskosten Nummer Naam 1 Gekoelde melktank 2 Gekoelde slagroomtank 3 Mengketel 4 Pasteur 5 Homogenisator 6 Warmtewisselaar 7 Rijpketel 8 Beluchtingsmachine 9 Vriezer 10 Extrudeermachine 11 Chocolade machine 12 IJsverpakkings machine 13 Dozen verpakkingsmachine 14 Spiraal diepvriezer 15 Goederenlift 16 Aggregaat 1 Mw 17 Gespecialiseerd gebouw
Aantal 2 2 2 1 1 1 4 4 4 2 3 2 2 1 1 1 1
Prijs € 12.000,00 € 9.500,00 € 26.000,00 € 56.000,00 € 60.000,00 € 15.000,00 € 15.000,00 € 15.500,00 € 20.000,00 € 60.000,00 € 20.000,00 € 15.000,00 € 30.000,00 € 20.000,00 € 25.000,00 € 150.000,00 € 2.000.000,00
Kosten € 24.000,00 € 19.000,00 € 52.000,00 € 56.000,00 € 60.000,00 € 15.000,00 € 60.000,00 € 62.000,00 € 80.000,00 € 120.000,00 € 60.000,00 € 30.000,00 € 60.000,00 € 20.000,00 € 25.000,00 € 150.000,00 € 2.000.000,00
Totaal investeringskosten
€ 2.893.000,00
Terugkerende kosten (jaarlijks) Naam Personeel Onderhoud
Kosten € 273.056,00 € 160.000,00
Totaal terugkerende kosten (jaarlijks)
€ 433.056,00
Tabel 11: Raming kosten
41
7. Conclusie en aanbevelingen
Dit eindrapport geeft het gehele proces weer voor het ontwerpen van een ijsfabriek. Met het PVA, het oriëntatierapport en het TPD was er een goede basis gecreëerd voor het eindrapport. De door de opdrachtgever gestelde eisen zijn als volgt:
Ontwerp een ijsfabriek voor de productie van 1.000.000 kg roomijs per jaar. Het product van 90 gram moet op stokjes verpakt worden (net als een Magnum). De fabriek moet die afleveren in de smaken: bosbes, vanille en chocola in de verhouding 1:2:1. Het product dient minimaal 5% melkvet te bevatten. Het product verlaat de fabriek op houten Euro1-pallets en wordt geladen in vrachtwagens. De systeemgrenzen zijn de los- en laadinstallaties.
Daarbij hoort de volgende verdiepingsopdracht: Maak een 3D tekening met bijbehorende onderbouwing van de functionele component: Het aanbrengen van de laag chocolade.
Vanuit deze eisen is er te werk gegaan. Allereerst is het productieproces bepaald. Het Proces Flow Diagram (PFD) is een uitwerking van dit productieproces in een schematische weergave. Vanuit het productieproces viel ook te bepalen welke hoofdcomponenten nodig waren voor de fabriek. Bijbehorende specificaties waren belangrijk voor het maken van de lay-out. Ook waren er met het productieproces en de hoofdcomponenten te bepalen hoeveel personeel er nodig was. Dit is belangrijk voor de kosten van het productie proces omdat dit vaste lasten zijn. Ook is onderhoud een vaste last en daarom belangrijk om rekening mee te houden. Al met al zijn hier de volgende (geschatte) kosten uitgekomen: Investeringskosten Nummer Naam 1 Gekoelde melktank 2 Gekoelde slagroomtank 3 Mengketel 4 Pasteur 5 Homogenisator 6 Warmtewisselaar 7 Rijpketel 8 Beluchtingsmachine 9 Vriezer
Aantal 2 2 2 1 1 1 4 4 4
Prijs Kosten € 12.000,00 € 24.000,00 € 9.500,00 € 19.000,00 € 26.000,00 € 52.000,00 € 56.000,00 € 56.000,00 € 60.000,00 € 60.000,00 € 15.000,00 € 15.000,00 € 15.000,00 € 60.000,00 € 15.500,00 € 62.000,00 € 20.000,00 € 80.000,00 42
10 11 12 13 14 15 16 17
Extrudeermachine Chocolade machine IJsverpakkings machine Dozen verpakkingsmachine Spiraal diepvriezer Goederenlift Aggregaat 1 Mw Gespecialiseerd gebouw
2 3 2 2 1 1 1 1
€ 60.000,00 € 20.000,00 € 15.000,00 € 30.000,00 € 20.000,00 € 25.000,00 € 150.000,00 € 2.000.000,00
€ 120.000,00 € 60.000,00 € 30.000,00 € 60.000,00 € 20.000,00 € 25.000,00 € 150.000,00 € 2.000.000,00
Totaal investeringskosten
€ 2.893.000,00
Terugkerende kosten (jaarlijks) Naam Personeel Onderhoud
Kosten € 273.056,00 € 160.000,00
Totaal terugkerende kosten (jaarlijks)
€ 433.056,00
Tabel 12: Raming kosten
Bovenstaande gegevens geven een goede beeld van de mogelijke (investerings)kosten van de productielijn.
7.1 Aanbeveling Voor het investeren in een ijsfabriek met een productie van 1.000.000 kg ijs per jaar is het nodig om goed te bepalen wat belangrijk is in een fabriek. Zo is er veel aandacht uitgegaan naar de koeling en lay-out van de fabriek. Een goede lay-out is belangrijk omdat dan het productieproces zo snel mogelijk kan verlopen. Personeel is altijd nodig, maar door geautomatiseerde machines kan dit gereduceerd worden tot het minimum. Personeel is namelijk een vaste last en daarom word aangeraden met een minimum aan personeel te produceren. Met veel machines moet er wel veel onderhoud worden gepleegd. Door dit structureel te doen word de kans op defecte machines minder. Dit alles om de kosten zo veel mogelijk te reduceren. Investeren is duur maar op termijn kan een goede investering zijn geld terug verdienen. Door machines zo min mogelijk stil te laten staan en op gezette tijden onderhoud/schoonmaak te plegen kan er maximaal geproduceerd worden tegen relatief lage kosten. Het advies is om de machines en lay-out te gebruik die in dit rapport te vinden zijn. Deze samenstelling zal voor een optimale productie zorgen met zo minimale kosten. Dit gaat uiteraard niet ten koste van de kwaliteit.
43
Bijlagen Bijlage I. Bronnen European network for hygienic manufacturing of food. Geraadpleegd op 11-10-2013, http://www.hyfoma.com/nl/welkom/ WCB IceCream is a worldwide supplier of icecream equipment. Geraadpleegd op 13-10-2013, http://wcbicecream.com Soren s.r.l. is an engineering and manufacturing company undertaking all aspect of food processing, from ingredient metering to finished product, ready for packing. Geraadpleegd op 13-10-2013, http://www.soren.it FBF ITALIA projects and manufactures homogenizers, ultra high pressure homogenizers, laboratory homogenisers, positive displacement pumps. Geraadpleegd op 15-10-2013, http://www.fbfitalia.it Ice Group is an industrial ice cream machinery manufacturer. Geraadpleegd op 15-10-2013, http://www.icegroup.pl Ystral vervaardigt mengers, dispergeermachines en gecombineerde meng-dispergeersystemen in alle formaten. Van kleine laboratorium mengers tot grote industriemachines. Geraadpleegd op 15-102013, http://www.ystral.nl/ystralnl/nl/installaties/14-webpaginas/machines.html Tetra Pak Continuous FreezerS700 A. Geraadpleegd op 15-10-2013 http://www.tetrapak.com/Document%20Bank/Products_and_services/processing/Ice_cream/Tetra_ Pak_Continuous_Freezer_S700_PD80489.pdf PTC Freezer CO. Geraadpleegd op 18-10-2013, http://www.icecreamtech.cn/cp/html/?66.html VOJTA Ice Cream Equipment extrusion line stick. Geraadpleegd op 18-10-2013, http://www.youtube.com/watch?v=5OcXj1ctLOw Tetra Therm Aseptic Drink 1. Geraadpleegd op 18-10-2013, http://www.tetrapak.com/Document%20Bank/Products_and_services/processing/Beverage/TA_Drin k1_PD39035.pdf Tetra Hoyer Flowpac. Geraadpleegd op 18-10-2013, http://www.tetrapak.com/products_and_services/processing_equipment/ice_cream_equipment/car toning/tetra_hoyer_flopac/Pages/default.aspx Vakantiedagen. Geraadpleegd op 18-10-2013, http://www.juridischloket.nl/vraagenantwoord/werk/arbeidsvoorwaarden/vakantiedagen/Pages/def ault.aspx
44
Bijlage II. 3D/2D tekeningen chococoater
45
46
47
48
49
50
51
Bijlage III. Reflecties Alex Lorier Ik vind het afgelopen project erg goed gaan. De samenwerking tussen alle teamleden verliep goed en duidelijk. Er waren wat puntjes waar iedereen op moest letten, zoals op tijd komen. Dit zorgde af en toe voor wat problemen binnen de groep. Gelukkig kon dit allemaal snel opgelost worden. Ik vond het fijn om deze keer diep op de stof in te gaan. Het zorgde ervoor dat ik me erg kon verdiepen in het onderwerp wat ik moest behandelen. De samenwerking tussen de verschillende groepen is ook goed gegaan. Zowel met een kleine groep, als wanneer de hele groep aanwezig was bij een sessie. Het was een prima periode in mijn ogen. Gerben Taanman Het afgelopen project heeft voor mij de nadruk op samenwerken gelegen. Door de taken samen aan te pakken waren meer mensen binnen de groep op de hoogte van vorderingen en was er meer betrokkenheid tussen de groepsleden. De samenwerking verliep vrij goed binnen het project. In sommige gevallen leidde samenwerken tot discussies over de juiste uitvoering. Dit klinkt als een nadeel, maar hierdoor werden problemen snel gesignaleerd en volgde er een reactie om het probleem op te lossen. Naar mijn mening ben ik afgelopen project er voldoende in geslaagd mezelf te ontwikkelen in het samenwerken. Ivo Rewiersma Dit reflectieverslag is geschreven na afloop van het project THIN3. Voor dit project is een ijsfabriek ontworpen. Aan het begin van dit project is een
Persoonlijk Actie Plan (PAP) gemaakt, met hierin de actiepunten om bepaalde eigenschappen van mezelf te verbeteren. Hier kwam naar voren dat ik beter wil leren delegeren, en dat mijn visie over anderen onjuist is. Qua delegeren heb ik een beetje de leiding op me genomen, hoewel dit niet mijn taak was. Voor de onderdelen die ik verzorgd heb, heb ik de leiding genomen om snelle, grote stappen te maken. Dit heeft naar mijn idee goed gewerkt. Mijn visie over anderen heb ik ook aandacht aan besteed, eerder bleek dat ik anderen te hoog inschatte, waardoor ik snel teleurgesteld was van hun prestaties. Dit project heb ik het meer op me af laten komen, waardoor ik minder gestrest raakte over de prestaties van anderen. Martijn van Paassen Deze periode was ik de voorzitter, iets wat nieuw voor me was. Ik vond het leuk maar lastig om te doen. Het verdelen van de taken ging meestal vrij vlot, we hadden goede afspraken over deadlines en iedereen had tijd zat om zijn taak af te ronden. Helaas kwam het soms toch aan op het laatste moment waardoor deadlines niet gehaald werden. Hier had ik strenger en rechtlijniger moeten optreden. Ook vond ik het niet altijd even gemakkelijk om strafpunten uit te delen. De volgende keer zal ik dit iets beter moeten doen. Desondanks denk ik dat het project goed is verlopen en we een mooi eindresultaat hebben neergezet. Dennis Nelemaat Naar afloop van deze periode kan er worden teruggekeken op wat er bereikt is. In het begin van deze periode heb ik in mijn PAP aangegeven dat ik een balans ging zoeken tussen samenwerken en zelfstandig werken. In onze projectgroep hebben 52
we in subgroepen gewerkt. In mijn geval werkte ik vooral samen met Gerben Taanman. Onze samenwerking verliep goed en in mijn ogen heb ik mijn doelstelling behaald. Waar in eerdere perioden er een probleem was dat ik te veel vroeg is dit in deze periode gereduceerd, waardoor hij ook gemakkelijker zijn taken kon vervullen. Al met al dus een geslaagde periode.
blok nog wel even aan werken. Ik heb wel het idee dat ik veel heb geleerd van dit project. En dan bedoel ik vooral op skills die met documenteren te maken hebben, aangezien ik de eindredacteur was.
Robbert Mannak Naar aanleiding van mijn PAP is er nu aan het einde van het project een zelfreflectie. Dit was mijn eerste project op de HHS en dat was in de eerste weken wel te merken. Om deze reden heb ik het voorzitterschap niet naar mij toe getrokken, maar na de eerste weken heb ik wel dingen naar mij toe getrokken. Zo was ik eindredacteur van de lay-out met specificaties van machines. Hierdoor heb ik niet altijd kunnen werken wanneer ik dat wou en heb ik vaak voor deadlines hard moeten werken. Ik merkte al snel dat alle berekeningen van koelingen te diep zou gaan en heb helaas hieraan niet kunnen werken. Wel heb ik zelfinitiatief genomen rondom de excursie, ik heb rond geïnformeerd of we ergens bij een voedingsbedrijf langs konden komen, echter hadden we het al geregeld toen het echt concreet werd. Overal ben ik redelijk positief en vooral blij met de nieuwe studiematen die ik tijdens dit project heb op gedaan.
Sander Heemskerk Dit project was ik de notulist. Dit zorgde ervoor dat ik een goed overzicht had van de deadlines en de gemaakte afspraken. Dit vond ik erg prettig omdat ik bij voorgaande projecten soms niet goed op de hoogte was. Het zorgde er ook voor dat ik actief mee moest doen met vergaderingen. Dit beviel mij erg goed. Over de verdeling van taken ben ik ook positieve ingesteld. Ik vond dat iedereen zeker zijn steentje heeft bijgedragen. Toch heeft de een toch wat meer gedaan dan de ander, maar in grote lijnen was het eerlijk. De samenwerking verliep niet altijd even soepel. We verdeelden de taken vaak over meerdere kleine groepjes en die kleine groepjes verdeelden hun taak dan weer over de personen. Er was dus samenwerking nodig op meerdere niveaus. Dat verliep in het begin van het project niet zo heel goed. Dit hadden we echter snel door en toen hebben we nieuwe afspraken gemaakt en meer bijeenkomsten ingepland. Hierdoor ging de samenwerking de laatste helft van de periode wel goed.De gemaakte afspraken werden niet altijd helemaal goed nagelopen. Soms kwamen er mensen te laat of helemaal niet. Ook werden deadlines niet altijd gehaald. Uiteindelijk hebben we niemand hoeven wegsturen en hebben we het verslag op tijd kunnen afmaken dus ik ben zeker tevreden.
Maurice van Beijnen In mijn PAP had ik geschreven dat ik niet teveel de leiding wilde nemen. Ik denk dat dit uitstekend is gegaan dit project. Martijn was de voorzitter en heeft dit zeer capabel gedaan, dus zag ik geen reden om in te grijpen of wat dan ook. Wat minder ging dit blok was op tijd komen. Ik heb uiteindelijk 4 punten gehaald voor te laat komen, dus hier kan ik volgend
Floris Teunissen Voor dit project hebben we een ijsfabriek ontworpen. Onze projectgroep bestond uit onder ander een paar mensen (net als ik) die voor het eerst aan de HHs studeerden. Mede hierdoor (en het feit dat mensen elkaar nog niet zo goed kenden) had onze groep even de tijd nodig om in te komen in de samenwerking 53
van het project. Ook ikzelf moest even mijn draai vinden voordat ik productief met andere projectgenoten kon samenwerken. Na een tijdje was de samenwerking goed en werd er productief gewerkt. Er waren nog steeds vervelende momentjes waren mensen telkens te laat kwamen. Ook ik ben een aantal keer te laat gekomen wat spijtig is. Verder heb ik me voor dat project een beetje op de achtergrond gehouden. Ik wilde eerst kijken hoe de projecten op HHS eraan toegaan, dus ik heb ik vooral ervoor gezorgd dat ik taken kreeg toegewezen en die geprobeerd zo goed mogelijk proberen uit te voeren. Wat naar mijn idee best aardig is gelukt. Robert Kraaijvanger De samenwerking is de groep vind ik goed verlopen er. We zijn veel samen gekomen, wat ik erg handig vond, omdat ik me dit project meer wou betrekken bij de groep. Soms was het samen komen ook wel echt nodig om mensen weer even scherp te krijgen. We hebben goed overleg gehad en menig discussies gevoerd. Het samenwerkingscontact is goed nageleefd er zijn hier en daar wat punten uitgedeeld maar niet dramatisch. Toch heb ik gemerkt dat er nog veel op laatste moment moest gebeuren wat ik liever had voorkomen dit blok.
54
Bijlage IV. Oude rapporten
55
