Đề tài : Thiết kế nhà máy đường thô năng suất 1450 tấn mía/ngày

0,5 (m/h) [theo công ty cp phần mía đường Bến Tre] Vậy: Số thiết bị cần chọn: n = Vậy chọn 1 thiết bị lắng kiểu TDJ168 6.9. Thiết bị lọc chân không thùng quay Theo số liệu tính toán ở bảng 4.5 cân bằng vật chất + Khối lượng nước bùn đem lọc: G = 384,54(tấn/ngày) = 16,02 (tấn/h), +Thể tích nước bùn đem lọc: V = 349,58 (m3/ngày) = 14,57 (m3/h). +Diện tích lọc: (m2) [(III.116)/12, tr 557] V: Thể tích nước bùn C: Tốc độ lọc, C = 30 [lít/m2.phút]= 30.10-3[m3/m2.phút]. φ: hệ số sử dụng diện tích lọc, φ= (0,25÷0,3), Chọn φ =0,3. F = (m2). Chọn thiết bị lọc chân không thùng quay theo [14] có các đặc tính sau: Hình 6.6. Thiết bị lọc chân không liên tục [14] + Kích thước thùng lọc: D x L = 3000 x 4170 (mm) + Diện tích bề mặt thùng lọc: F = 30 (m2) + Tốc độ quay của thùng: 0,1250,5 vòng/phút + Ðộng cơ truyền động: 2,5(KW) Hình 6.7. thiết bị lọc ống[16] + Số lượng thiết bị: n = = 0,89. chọn 1 thiết bị 6.10. Thiết bị lọc ống (Lọc kiểm tra) + Thể tích mật chè lọc ống: V = 244,325(m3/ngày) = 10,18(m3/h), [bảng 4.5 phần CBVC] + Tốc độ lọc đối với mật chè C = 10 (lít/m2.phút) =10-2 (m3/m2.phút) + Hệ số sử dụng diện tích lọc: φ = 0,3 + Diện tích lọc cần: (m2) chọn máy lọc PG-15 Model có đặc tính sau + Chiều cao chỉnh thể thiết bị: 2500 (mm). + Chiều cao chân đế: 1200 (mm) + Đường kính thiết bị: 1400 (mm).. + Số ống lọc: n = 15 + Chiều dài ống lọc: L = 1800 (mm) + Đường kính ống lọc: d = 90 (mm). Diện tích của mỗi máy:m2 - Số lượng máy lọc cần dùng: N = . Chọn 6 máy. 6.11. Thiết bị bốc hơi Lượng nhiệt cung cấp cho các hiệu được tính theo công thức thức Hiệu I: Q1 = Do. Ih. Kcal/h Hiệu II: Q2 = (W1 – E1 – R).I1. Kcal/h Hiệu III: Q3 = (W2 – E2).I2. Kcal/h. Hiệu IV: Q4 = (W3- E3). I3. Kcal/h Theo kết quả tính nhiệt cho hệ bốc hơi [phần 4.4.2] ta có lượng hơi thứ phân phối như sau: W1 = 22010,54(kg/h), W2 = 13866,1(kg/h), W3 = 10110,4 (kg/h), W4 =4315 (kg/h); Do = 23338 (kg/h) F = (m2) [2, tr 301] Trong đó: Q : Nhiệt cung cấp cho buồng đốt (Kcal/h) K : Hệ số truyền nhiệt, (kcal/h.m2.0C) [8, tr 203]. c : nồng độ dung dịch, Bx t :nhiệt độ sôi dung dịch, oC Bảng 6.2 Kết quả tính hệ số truyền nhiệt Hiệu I Hiệu II Hiệu III Hiệu IV C (%) 18,49 27,97 43,63 60 t (oC) 125,4 114,86 100,87 76 K (Kcal/m2hoC 2519,21 1525,39 858,78 470,51 Bảng 6.3. Kết quả tính bề mặt truyền nhiệt ở các hiệu Hiệu Q (Kcal/h) DTB (oC) K (Kcal/m2.h.oC) F (m2) I 15207040,8 7,5 2519,21 803,79 II 8593228,64 8,2 1525,39 687,01 III 6269893.84 10,13 858,78 669,2 IV 4612354,33 20 470,51 490,14 Để đảm bảo các hiệu bốc hơi làm việc được ổn định ta tính cho nồi có diện tích truyền nhiệt lớn nhất: F = 803,79 m2. Kích thước ống truyền nhiệt L x dt x dn = 3000 x 48 x 52 (mm). dt, dn :đường kính trong, ngoài của ống truyền nhiệt. Số ống truyền nhiệt: n = 1777,7 ≈ 1778 ống. Thiết diện ống tuần hoàn trung tâm diện tích chọn bằng 20% tổng diện tích các ống truyền nhiệt [2, trang 75]. S= . Đường kính trong ống tuần hoàn trung tâm D = = 0,82 (m) Đường kính ngoài của ống tuần hoàn trung tâm dth = 0,82 + 0,02= 0,84 (m) Đường kính buồng đốt[8, tr 74]. lấy b = 1,3 – 1,5. Chọn b = 1,5; :hệ số sử dụng lưới đỡ ống = 0,7-0,9, = 0,9 Dbd = = 3,61(m). Đường kính buồng bốc: Db =1,1Dbđ = 1,1 x 3,61 = 3,97 (m). Chiều cao buồng bốc H = (1,5÷2)L. Chọn H = 1,5L = 1,5 x 3 = 4,5 (m). Đáy, có độ cao Hđ = 0,8(m) Bộ phận thoát hơi DhtxHht = 2x2,4(m) Chóp thu hồi đường: Ф = 2 (m), cao Hc = 0,6 (m) Chiều cao thiết bị H =3+4,5+0,8+2,4 =10,7 (m). Chọn thiết bị bốc hơi dạng TWX 350, ống chùm có ống tuần hoàn trung tâm, phần tiếp xúc nguyên liệu được chế tạo bằng thép không gỉ ống 1Cr18Ni9Ti 4000x9200 máy hoàn toàn phù hợp cho việc vệ sinh, máy không bị gỉ, ăn mòn. Máy đạt tiêu chuẩn GMP dược phẩm. Phần nắp thùng bên trên có thể thiết kế thụt xuống nhằm tương thích với bộ khuấy trộn Tên thiết bị: TLG 350 Dung tích: 27 m3 Áp lực hơi: ＜0,1 Tiêu hao hơi bão hòa: 115kg/h Độ chân không : 0,06 MPa Diện tích trao đổi nhiệt 820m2 Công suất động cơ điện: 45 Kw Kích thước :D x H = 4000 x 9200 mm Vậy Sử dụng 4 thiết bị TLG 350 6.12. Thiết bị nấu đường 6.12.1. Hệ số truyền nhiệt Theo kết quả thực nghiệm được thu thập của các nhà máy đường ở nước ta hiện nay ta có Nồi nấu A: KA = 500 (Kcal/(m2.h.0C) Nồi nấu B: KB = 200 (Kcal/(m2.h.0C) Nồi nấu C: KC = 90 (Kcal/(m2.h.0C) 6.12.2. Lượng nhiệt cung cấp cho các nồi nấu: Ta có Q = Dhđ.ihđ + Rht.iht (Kcal/h). Trong đó : Dhđ: Lượng hơi đốt cung cấp cho quá trình nấu đường, (Kcal/h). ihđ: Hàm nhiệt hơi đốt, (Kcal/kg) Rht: Lượng hơi thứ cung cấp cho quá trình nấu đường, (Kcal/kg) iht: Hàm nhiệt hơi thứ, (Kcal/kg). Bảng 6.4. Kết quả tính nhiệt cung cấp cho các nồi nấu Nồi nấu D’(kg/h) R (kg/h) IHD(Kcal/kg) IHT(Kcal/kg) Q (kcal/h) Nấu A 3481,52 5222,29 651,6 648,5 5655213,5 Nấu B 490,1 735,13 651,6 648,5 796080,97 Nấu C 455,15 682,73 651,6 648,5 739326,15 6.12.3. Tính bề mặt truyền nhiệt Ta có: (m2) Trong đó: Q: Nhiệt cung cấp cho nồi nấu. (Kcal/h) . K: Hệ số truyền nhiệt, (Kcal/(m2.h.0C) Δt: Hiệu số nhiệt độ hơi đốt và nhiệt độ sôi dịch đường (0C). Bảng 6.5. Kết quả tính bề mặt truyền nhiệt Nồi nấu Q (Kcal/h) K (Kcal/m2hoC) tSi (oC) Dti (oC) F (m2) Non A 5655213,5 500 70,7 52,36 216,01 Non B 796080,97 200 72,31 50,75 78,43 Non C 739326,15 90 73,78 49,28 166,7 Hình 6.8. Nồi nấu[13] Chọn nồi nấu dạng gián đoạn có ống trung tâm, tuần hoàn tự nhiên. Hơi đốt đi ngoài ống truyền nhiệt, còn nguyên liệu nấu tuần trong ống. 6.12.4. Các thông số nồi nấu đường * Non A Chọn Nồi nấu đường kiểu TXG20 có dung tích nấu từ 20m3 đến 50m3. - Kết cấu Cụm gia nhiệt có mặt sàng hình nón cụt nghiêng 120 so với phương ngang, đảm bảo việc đối lưu tốt của dung dịch đường ăn. - Chùm ống gia nhiệt bằng vật liệu inox SUS304. Nồi nấu 50m3 còn được bố trí cơ cấu khuấy trung tâm, tạo nên quá trình bốc hơi đồng đều trong toàn bộ khối dịch. Kích thước thiết bị: 5800x8000mm Kích thước cơ bản của nồi nấu non A như sau: * Nồi nấu non B,C, giống cũng giống như nồi nấu A 6.12.5. Tính số nồi nấu đường: Số nồi nấu được tính theo công thức sau: n = (nồi). Trong đó: Vo là thể tích đường non nấu được, m3/ngày: Vo = (m3). Gn là khối lượng đường non nấu được, kg/h r là khối lượng riêng của đường non, kg/m3. Tra theo bảng I.86 V là thể tích nồi nấu, m3/mẻ. t là thời gian nấu, h. Chọn theo thực nghiệm Từ bảng [4.7 phần CBVC], [bảng I.86/2, tr 63] ta có kết quả ở bảng 6.6 Vì lượng giống B,C ít nên có thể nấu chung với nồi nấu non B Vậy chọn 3 nồi nấu giống nhau kiểu TXG 20 dung tích hữu hiệu 20m2 Bảng 6.6. Kết quả tính số nồi nấu đường Nồi nấu G (T/ngày) r(tấn/m3) Vo(m3) V (m3) t (h) n Chọn Non A 299,12 1,496 199,95 126,51 3 0,2 1 Non B 77,38 1,525 50,74 126,51 5 0,08 1 Non C 85,57 1,547 55,31 126,51 8 0,15 1 Giống 27,3 1,482 18,42 126,51 5 0,03 1 r [bảng I.86/ 1, tr 163] 6.13. Thiết bị trợ tinh Quá trình kết tinh được thực hiện trong các thiết bị thùng hở, nằm ngang. Đối với đường non A, B và giống, làm nguội tự nhiên, có cánh khuấy. Đối với đường non C, sử dụng thiết bị kết tinh loại đĩa khuyết quay: làm lạnh cưỡng bức bằng bề mặt truyền nhiệt kiểu các đĩa khuyết qua. Dung tích thiết bị: V1 = (1,1÷1,15)V (m3). Chọn V1 = 1,15V V: Dung tích có ích của nồi nấu, (m3). Số thiết bị trợ tinh được tính: Trong đó :V0 : Thể tích đường non nấu được, (m3) : Thời gian trợ tinh, (h); n: Số nồi nấu đường V: Dung tích có ích của nồi nấu (m3/mẽ) Bảng 6.7. Kết quả tính toán thiết bị trợ tinh Thiết bị Vo (m3/ngày) (h) V (m3) V1 (m3) n (cái) m Chọn m (cái) Trợ tinh A 199,9 4 126,51 145,48 1 0,26 1 Trợ tinh B 50,73 8 126,51 145,48 1 0,13 1 Trợ tinh C 58,31 24 126,51 145,48 1 0,46 1 Chọn thiết bị hình chữ nhật, đáy bán trụ, bên trong có cánh khuấy. Vbt : Thể tích phần bán trụ (m3) D: Đường kính bán trụ, chọn D = 3 (m) L : Chiều dài thiết bị, chọn L = 7 (m) (m3). Chiều cao phần bán trụ H – h = Vbt/D.L = 24,73/3x7 = 1,18 (m). Vcn: Thể tích phần chữ nhật = D.L.h = V1 –Vbt = 69,14 – 24,73= 44,41 (m3). h =; ta có H = h + 1,18 = 3,03 (m). Vậy kích thước thiết bị trợ tinh nằm ngang cho non A,B,C: L x D x H = 7000 x 3000 x 3030 (mm) Chọn thiết bị trợ tinh, có cánh khuấy, làm nguội bằng khí TZL-20, do Hàn Quốc sản xuất, có đặc tính sau: Chiều dài thiết bị: 8000mm Hình 6.8.1. Ly tâm gián đoạn[15] - Dung tích 20m3, - Kích thước thước thiết bị: 3000x3100mm Chọn 4 thiết bị trong đó có 1 thiết bị dự phòng. 6.14. Thiết bị ly tâm * Li tâm A, B Sử dụng thiết bị li tâm gián đoạn bán tự động XZ1250 [15] Trung Quốc sản xuất, có đặc tính sau: - D x H = 1000 x 650(mm) - Tốc độ quay : 600 – 1200 vòng/phút - Công suất động cơ: 45 (kw) - Năng suất đối với đường non A, B: 14 tấn/h; Non C: 8 tấn/h *Số máy li tâm : (cái) Trong đó: G: Khối lượng đường non (tấn/ngày) T: chu kỳ ly tâm, T=3 [13, tr 286] q: năng suất của máy ly tâm (kg/mẻ) n: hệ số sử dụng thời gian, chọn n= 0,9 E: hệ số sử dụng năng suất của máy, chọn E= 0,8 Hạng mục G(tấn/ ngày) q(kg/ mẻ) T(phút) m Chọn Li tâm A 299,12 500 4,5 2,59 3 Li tâm B 77,38 500 10 1,49 2 Hình 6.8.2. Máy ly tâm đường [15] *Li tâm C: Chọn thiết bị li tâm là việc liên tục [15] - kích thước thùng quay IL 10001000 - Số vòng quay: 400-2500 (vòng/phút) - Công suất động cơ điện: 2,2 (kw) - Năng suất 3,5 tấn/h; Gc=146,27 tấn/ngày - Kích thước chung của máy: D x H = 1000 x 960 - Số máy li tâm C: Mc=chọn 2 máy 6.15. Máy sấy đường Hình 6.9. Thiết bị sấy đường [16] Chọn hệ thống máy sấy thùng quay. Thùng sấy đặt nằm nghiêng so với mặt phẳng ngang góc 30. Thiết bị làm việc ngược chiều, đường và tác nhân sấy di chuyển ngược chiều nhau. Tác nhân sấy là không khí nóng do Caloriphe cấp nhiệt. Để tăng quá trình xáo trộn và trao đổi nhiệt ẩm, thì bố trí trong thùng sấy các cánh khuấy đơn. Khối lượng nước bốc hơi W = 42,56 (kg/h). [cân bằng nhiệt] Thể tích thùng: ==5,32 (m3) Trong đó: W: Lượng ẩm bay hơi A: Cường độ ẩm bay hơi, A = 8 (kg/m3.h) [9, tr 207] * Chiều dài thùng quay: (m) . Quan hệ giữa chiều dài và đường kính của thùng Lt/Dt bằng 3,5÷7 [7, tr 207]. Chọn đường kính của thùng Dt = 1,2 nên Lt = Ta có : (thoả mãn điều kiện ). * Số vòng quay của thùng: (vòng/phút) [6, tr 122] Trong đó: L: Chiều dài của cánh đảo trộn trong thùng, L = 4,71 (m). k, m: Hệ số phụ thuộc vào cấu tạo cánh và chiều chuyển động của khí. Chọn k = 0,5; m = 0,5 [6, tr 122]. α: Góc nghiêng của thùng quay, α =30 [6, tr 122] : Thời gian đường lưu trong thùng quay, (phút) (phút) [tr 123, 6] Với: ρ: Khối lượng riêng tại Bx = 99 %, ρ = 1547,19 (kg/m3) [1, tr 63] W1,W2: Độ ẩm đầu và độ ẩm cuối của vật liệu % W1 = 0,5%; W2 = 0,1% [cân bằng vật chất] β: Hệ số chứa đầy, β = 15% [9, tr 122] A: Cường độ bay hơi ẩm, A = 8 (Kg/m3.h). [9, tr 207] Vậy (phút) => n = (vòng/phút). Vậy ta có D x H = 1,2 x 4,71 (m). Bảng 6.8. Kết quả tính và chọn thiết bị chính TT Thiết bị Kích thước (mm) SL 1 Trục ép (4 máy) D = 1090, L=2100 12 2 Cân định lượng D = 1500, H= 3000 1 3 Thiết bị gia vôi sơ bộ D = 2000, H= 3800 1 4 Thiết bị gia vôi trung hòa D = 2000, H= 3800 1 5 Thiết bị lắng D = 5000, H= 7000 1 6 Thiết bị lọc chân không thùng quay D = 3000, L= 4170 1 7 Thiết bị lọc ống D = 1400, H=2500 6 8 Máy li tâm A,B,C D = 1000, H = 650 3-2-2 9 Thiết bị gia nhiệt D = 1800, H = 4600 4 10 Thiết bị bốc hơi D = 4200, H = 9200 4 11 Thiết bị nấu đường D = 5800, H = 8000 3 12 Thiết bị trợ tinh D = 3000, H = 3100 4 13 Máy sấy đường D=1200, H = 4710 1 CHƯƠNG 7: TÍNH TỔ CHỨC VÀ TÍNH XÂY DỰNG 7.1. Tính tổ chức của nhà máy Giám đốc * Sơ đồ tổ chức: Phó Giám Đốc Kinh Tế Phó Giám Đốc Kĩ Thuật Phòng maketing Phòng tài vụ Phòng kinh doanh Phân xưởng cơ điện Phân xưởng sản xuất Phòng KCS Phòng kĩ thuật 7.2. Tính nhân công lao động 7.2.1. Chế độ hoạt động của nhà máy Điều kiện khí hậu rất thuận lợi cho việc trồng mía và thu họach mía theo mùa. Các nhà máy hoạt động theo mùa vụ nguyên liệu, mỗi năm nhà máy hoạt động khoảng 6 đến 7 tháng ( từ tháng 11 năm trước đến tháng 5, 6 năm sau). Nhà máy làm việc mỗi ngày 3 ca/ngày, tháng nghỉ 3 ngày để vệ sinh thiết bị và sữa chữa máy móc, các ngày lễ lớn quan trọng nhà máy cũng ngưng làm việc. Sau mỗi vụ sản xuất, nhà máy có kế hoạch tu bổ, sửa chữa lớn chuẩn bị cho vụ tiếp theo. Tổng thời gian sản xuất theo lịch của nhà máy là 212 ngày. 7.2.2. Tính toán thời gian làm việc của nhà máy - Thời gian làm việc của nhà máy và thiết bị: TLV = TSX – (TNGSX + TNGKT). Trong đó: - TSX: Thời gian sản xuất, TSX = 212 - TNG: Thời gian nghĩ sản xuất kiểm tra định kỳ. TNG = 24 ngày/vụ - TNGKT: thời gian ngưng sản xuất do kỹ thuật. TNGKT = 15 ngày/vụ Þ TLV = 8 x 30 – (24 + 15) = 201 ngày/vụ Hệ số điều tiết của công nhân: K = Trong đó: TSXTT là thời gian sản xuất thực tế, ngày/vụ. Thời gian nghỉ trong một vụ như sau: - Nghỉ tết Nguyên Đán: 4 ngày. - Nghỉ chủ nhật: 32 ngày. - Nghỉ lễ và nghỉ có lý do: 6 ngày. Hệ số điều tiết công nhân: K = = 1,25 7.2.3. Số công nhân trực tiếp sản xuất 7.2.3.1. Số công nhân làm việc trong một ca sản xuất Theo dây chuyền sản xuất và tính chất của từng công đoạn ta có sự phân bố sao cho hợp lý số người làm việc của mỗi bộ phận. Số lượng người làm việc của mỗi ca của mỗi công đoạn được cho theo bảng 7.1 7.2.3.2. Số công nhân làm hợp đồng theo thời vụ Do tính chất hoạt động theo mùa vụ nên để giảm chi phí trong việc thuê công nhân nhà máy tuyển một bộ phận lao động hợp đồng ngoài số lao động chính. - Số công nhân hợp đồng lấy 20% so với lượng công nhân trực tiếp sản xuất. - Số công nhân hợp đồng là: CHD = 0,25 x 185 = 37 người. - Số công nhân chính thức của nhà máy: CCT = 185 – 37 = 148 người. - Số công nhân có biên chế: CBC = K x CCT = 1,25 x 148 = 185 người. - Số công nhân trực tiếp sản xuất: C = CBC + CHD = 185 + 37 = 222 người. - Số công nhân hoạt động trong khu điện cơ lấy 10% số công nhân chính. CDC = 0,1 x 222 = 23 người. - Số công nhân lái xe trong nhà máy 22 người. Nhà máy tự trang bị 20 chiếc xe tải, 2 hành chính còn lại sẽ thuê thêm xe tải khi đến vụ sản xuất. Tổng số công nhân ở các khâu sản xuất: CTL = C + CCD + CLX = 222 + 23 + 22 = 267 (người). Số công nhân đông nhất trong một ca sản xuất: CCa = .CTL = = 89 (người). Bảng 7.1: Số công nhân lao động trong một ca sản xuất TT Công việc Một ca Số ca làm Một ngày 1 Cân mía 2 3 6 2 Cẩu mía 4 3 8 3 Phục vụ bãi mía 2 3 6 4 Khu ép 5 3 15 5 Khu điều chỉnh bơm 1 3 3 6 Kiểm tra và sữa chữa các khu vực 5 3 15 7 Hoà vôi 1 3 3 8 Khu bốc hơi, gia nhiệt 4 3 12 9 Khu lọc chân không 1 3 3 10 Lắng trong 1 3 3 11 Khu nước ngưng 1 3 3 12 Khu nấu đường 3 3 9 13 Bộ phận trợ tinh 3 3 9 14 Bộ phận ly tâm 4 3 12 15 Bộ phận hồi dung 2 3 6 16 Bộ phận sấy đường 1 3 3 17 Bộ phận sàng phân loại 1 3 3 18 Bộ phận đóng bao, vận chuyển 6 3 18 19 Bộ phận hoá nghiệm 4 3 12 20 Khu điều chỉnh bơm nước 2 3 6 21 khu phát điện 5 3 15 22 Khu lò hơi 5 3 15 Tổng 63 185 7.2.3.3. Số công nhân sản xuất phụ trong một ngày Số công nhân ở bộ phận thu mua nguyên liệu: 24 người. Số công nhân quản lý, thủ kho: 6 người. Số công nhân bảo vệ: 6 người. Số công nhân sửa chữa kiến trúc: 6 người. Þ Tổng số công nhân sản xuất phụ: 42 người. Trong một ca có: 14 người. 7.2.3.4. Cán bộ quản lý. Số cán bộ lấy 11% so với công nhân: CCB = 0,11x (267 + 42) = 34 (người) Tổng số cán bộ công nhân viên của nhà máy: CTB = 34 + 267 + 42 = 343 người. Số công nhân viên đông nhất trong một ca: + 22 +23= 107 (người). 7.3. Các công trình xây dựng của nhà máy 7.3.1. Phân xưởng sản xuất chính Trong sản xuất đường, dây chuyền công nghệ có nhiều thiết bị tải trọng lớn, phức tạp. Để thuận tiện cho việc xây dựng và quản lí điều hành, có thể phân thành các công đoạn : Xử lí và ép mía, làm sạch, nấu và đóng gói thành phẩm. Những công đoạn hỗ trợ như: điện, hơi nước, kho thành phẩm,...ở ngoài nhà sản xuất chính. Nhà sản xuất chính cao 2 tầng, kết cấu bằng thép, tường gạch bề dày 25 cm. Kết cấu mái: kết cấu thép, có các cửa thông gió tự nhiên, mái lợp bằng tôn cách nhiệt. Nền nhà : có tác dụng đỡ các thiết bị, chịu tác dụng lực cơ học, chịu sự ăn mòn hoá học, dể dàng vệ sinh công nghiệp. Cấu trúc nền gồm các lớp sau - Lớp vữa xi măng có bề dày 20 mm - Lớp bê tông bề dày 200 mm - Đất nén chặt. - Đất tự nhiên. Kích thước xưởng sản xuất chính: L x W x H = 66 x 30 x 18,6 (m) 7.3.2. Khu vực xây dựng ngoài phân xưởng - Khu lò hơi Khu lò hơi thường đặt cuối hướng gió chủ đạo nên được xây dựng sau khu sản xuất chính. Trong nhà máy khu lò hơi được bố trí ngay sau khu vự ép thường là cuối chu trình ép để sử dụng bã mía làm nguyên liệu đốt. Kích thước khu lò hơi là: L x W x H = 24 x 14 x 12 m. - Trạm bơm nước và xử lý nước Nước được lấy từ sông sẽ được đưa qua bộ phận xử lý trước khi vào phân xưởng sản xuất cho vào sản xuất. Kích thước khu bơm nước: L x W x H = 8 x 4 x 4 m. - Khu phát điện và máy phát dự phòng Kích thước: L x W x H = 12 x 9 x 6 m. - Trạm biến áp. Kích thước: L x W x H = 6 x 6 x 4 m. - Phân xưởng cơ khí. Kích thước: L x W x H = 15 x 10 x 8 m. - Kho chứa đường thành phẩm Kho chứa phải đảm bảo các điều kiện tốt để đường thành phẩm không bị ẩm thâm nhập, tránh được ánh sáng mặt trời trực tiếp và thuận lợi cho các phương tiện vận chuyển ra vào. Kho chứa cho phép lưu trữ sản phẩm trong 7 ngày. Lượng đường sản xuất trong một ngày là: 145,77tấn/ngày. [bảng 4.7] Giả thuyết cứ 1 m3 kho chứa được 10 bao nặng 50 kg. Thể tích sử dụng kho là: j = 0,85. Khi đó thể tích kho chứa: VK = = 2400,9 (m3). Chiều cao chất tải cho phép trong kho là 5 m. Diện tích kho là: S = = = 600,23 (m2). Chọn S = 700 (m2) Chọn kích thước nhà kho là: L x W x H = 40 x 24 x 12 m. - Nhà kiểm tra chữ đường. L x W x H = 6 x 4 x 4 m. - Khu vực cân mía. L x W x H = 8 x 6 x 6 m. - Khu vực cẩu mía Bãi mía cho phép dự trữ trong 3 ngày, chiều cao chất mía là 5 m. Chọn hệ số chứa đầy j = 0,85, giả thuyết 1 m3 mía nặng 1 tấn. Diện tích kho mía: Sk = = 1023,5 (m2). Chọn kích thước bãi mía là: L x W = 40 x 35 m. - Kho vật tư: theo tính toán khối lượng vôi dùng trong ngày là 4,35 tấn. Vôi được dự trữ trong 30 ngày, số lượng vôi chứa trong kho là 130,5 tấn. Giả thuyết 1 m3 chứa 10 bao 50 kg, hệ số chất tải trong kho là 0,85. Khi đó thể tích kho chứa vôi là: Vkv = = 307 (m3). Khả năng chất tải trong kho là 5 m. Diện tích kho cần xây dựng là: Skv = = 61,4 (m2). Chọn diện tích kho là 100 m2. Kích thước kho vật tư là: L x W x H = 16 x 6 x 6 (m). - Bể lắng + Khối lượng nước cần lắng mỗi ngày: 19154,5 tấn/ngày [phần tính nước bảng 7.3]. + Thời gian lưu trong bể là 4h, hệ số chứa đầy 0,85, chiều cao của bể là 6 m, khối lượng riêng của nước là: 998 kg/m3. Þ Diện tích bể lắng: S = = 627,2 (m2); W = = 20,9 (m) Chọn bể lắng có kích thước: L x W x H = 15 x 10 x 6 m, chọn 2 bể - Bể lọc Khối lượng nước lọc trong ngày: 2566,5 tấn/ngày. [phần tính nước bảng 8.4]. Chọn chiều cao của bể lọc là 4 m, hệ số chứa đầy là 0,4,5. Diện tích bể lọc là: S = = 59,5 (m). Chọn S = 60 m2. Chọn bể lọc có kích thước: L x W x H = 12 x 5 x 4 m. Chọn 2 bể. - Khu xử lý mía: chọn kích thước: L x W = 16 x 6 m. - Bể chứa mật rỉ Bể chứa được mật trong 15 ngày liên tục, có hệ số chứa đầy là 0,85. Khối lượng mật rỉ trong một ngày: 54,54 tấn/ngày. [phần CBVC]. Ở 20oC, Bx = 85% là: dmật rỉ = 1,448 tấn/m3. [bảng I.87/ 6, tr 64] Þ Thể tích bể chứa mật: V = = 664,69 (m3). Chọn HB = 5 m. Þ Diện tích bể chứa: S = = 132,9 (m2). Chọn 135 m. Chọn kích thước bể chứa: D x H = 8 x 10 m. Số lượng là 2 bể - Nhà chứa các dụng cụ cứu hỏa. L x W x H = 12 x 6 x 8 m. - Bồn chứa nước. D x H = 10 x 20 (m). Đặt trên hệ thống có chân đế - Nhà hành chính Gồm + Ban giám đốc: 4 người, mỗi người có 25 m2. Tổng diện tích 100 m2. + Nhân viên hành chính: 30 người, mỗi người 8 m2 Þ S = 240 m2. + Phòng họp: 80 m2; phòng lưu trữ: 24 m2; phòng y tế: 24 m2. Tổng diện tích nhà hành chính: STC = 788 m2. Chọn nhà thiết kế theo hai tầng có kích thước:L x W x H = 34 x 12 x 8 m. - Hội trường và câu lạc bộ: Tính cho toàn bộ số người trong nhà máy: 450 m2. L x W x H = 30 x 15 x 8 m - Nhà bảo vệ: chọn kích thước: L x W x H = 6 x 4 x 4 m. - Nhà để xe cán bộ và công nhân Tính cho số người làm việc đông nhất trong 1 ca có xe gửi trong nhà máy: 107 ngườihệ số chứa xe là 0,85. Khi đó ta có: + Diện tích nhà xe: S = = 125,9 (m2). Chọn 144 m2. + Chọn kích thước nhà xe: L x W x H = 18 x 8 x 4 m. - Nhà ăn Tính nhà ăn cho 75% số cán bộ và người làm của nhà máy trong một ca sản xuất. Tiêu chuẩn là 2,25 m2/người [9, tr 64] S = 0,75 x 107 x 2,25 = 180,6 (m2). Chọn 200 m2. Chọn kích thước nhà ăn là: L x W x H = 20 x 10 x 6 m. - Nhà tắm và nhà vệ sinh Tính cho 50% số lượng công nhân làm việc đông nhất của nhà máy trong một ca. Tiêu chuẩn một phòng 5 người. Phòng có kích thước: LxWx H= 1,4 x 1,4 x 4 m. Hệ số sử dụng của một người là: = 0,39 Diện tích nhà tắm là: S = 0,5 x 107 x 0,39 = 20,87 (m2). Nhà vệ sinh có diện tích bằng 1/2 diện tích nhà tắm. Kích thước nhà vệ sinh được xây dựng là: S = 0,5 x 20,87 = 10,43 (m2). Þ Tổng diện tích nhà tắm và vệ sinh: 20,87 + 10,44 = 31,3 m2. Chọn 32 m2. Chọn kích thước: L x W x H = 8 x 4 x 4 m. - Nhà chứa bã: khi lượng bã sử dụng cho lò hơi không hết thì phải có nhà chứa bã để dự trữ bã, công trình được xây dựng kề lò hơi và nơi bã đi ra. Chọn kích thước: L x W x H = 18 x 12 x 6 (m). - Nhà để xe ôtô. Tổng số xe ôtô 22 xe và hai xe con phục vụ hành chính. Theo tiêu chuẩn nhà để xe phải đảm bảo 25 m2/ 1 xe, hệ số chứa xe 0,85. Þ Diện tích nhà xe: S = = 705,88 (m2). Chọn S = 720 m2. Chọn kích thước nhà xe vận chuyển và công vụ: L x W x H = 40 x 18 x 6 (m). - Nhà chứa vôi và xử lý vôi: L x W x H = 10 x 6 x 5 (m). - Công trình xử lý nước thải: nước thải nhà máy đường là điều kiện cho vi sinh vật phát triển vì vậy là nguồn gây ô nhiễm rất lớn, tất cả các nhà máy đường thực phẩm nói chung và nhà máy đường nói riêng vấn đề xử lý nước thải luôn chú trọng để bảo vệ môi trường sạnh đẹp. Công trình xử lý nước thải luôn dặt ở cuối hướng gió để không làm ảnh hưởng đến các công trình khác trong nhà máy. Chọn kích thước công trình xử lý nước thải: L x W x H = 30 x 15 x 4 (m). - Bãi chứa xỉ: Đặt ngay sau lò hơi có kích thước như sau: L x W = 10 x 8 (m). - Nhà làm mềm nước: L x W x H = 12 x 9 x 4 (m). Diện tích tổng kết các công trình xây dựng của nhà máy được thể hiện bảng 7.2 7.4. Tính khu đất xây dựng nhà máy 7.4.1. Diện tích khu đất [ 10, tr 44] Trong đó : Fxd : Tổng diện tích các công trình (m2) Kxd : Hệ số xây dựng ( %) Nhà máy thực phẩm thì hệ số Kxd = 35÷50%. Chọn Kxd = 35%. [10, tr 44] (m2). Diện tích mở rộng của khu đất: Fmr = 30% Fxd =8402 x 30% = 2520,6 (m2). Tổng diện tích khu đất = Fkd + Fmr = 23525,6 (m2). Chọn khu đất có kích thước chữ nhật có diện tích 25000 (m2). Với L x W = 200 x 150 (m) Bảng 7.2: Tổng kết các công trình xây dựng của nhà máy TT Hạng mục Diện tích Kích thước Chú thích 1 Nhà sản xuất chính 1980 66 x 30 x 22 2 Khu lò hơi 336 24 x 14 x 12 3 Trạm bơm và xử lý nước 24 8 x 4 x 4 4 Nhà phát điện và dự phòng 108 12 x 9 x 6 5 Trạm biến áp 36 6 x 6 x 4 6 Xưởng cơ khí 150 15 x 10 x 8 7 Kho chứa thành phẩm 960 40 x 24 x 12 8 Nhà kiểm tra chữ đường 24 6 x 4 x 4 9 Cân mía 48 x 2 8 x 6 x 6 1 bàn cân 10 Khu vực chứa mía 1400 40 x 35 11 Khu vực xử lý mía 96 16 x 6 x 6 12 Kho chứa vật tư 96 16 x 6 x 6 13 Bể lắng nước 150 15 x 10 x 6 2 bể 14 Bể lọc nước 60 x 2 12 x 5 x 4 2 bể 15 Bể chứa mật rỉ 80 x 2 8x 10 2 bể 16 Bồn chứa nước 200 10 x 20 17 Nhà hành chính 408 34 x 12 x 8 2 tầng 18 Nhà bảo vệ 24 x 2 6 x 4 x 4 2 nhà. 19 Nhà để xe công nhân 72 12 x 6 x 4 20 Nhà ăn 200 20 x 10 x 4 21 Nhà tắm và vệ sinh 32 8 x 4 x 4 22 Nhà chứa bã 216 18 x 12 x 6 23 Nhà để xe vận chuyển 720 40 x 18 x 6 24 Nhà chứa dụng cụ cứu hỏa 72 12 x 6 x 8 25 Nhà chứa vôi và xử lý vôi 60 10 x 6 x 5 26 Công trình xử lý nước thải 450 30 x 15 x 4 27 Bãi chứa xỉ 80 10 x 8 28 Nhà làm mềm nước 108 12 x 9 x 4 Tổng cộng 8402 7.4.2. Tính hệ số sử dụng của nhà máy (%) [ 10, tr 44] Fsd : diện tích sử dụng khu đất Fsd = + Fhl + Fcx + Fgt + FB Fxd : 8402 (m2) Fhl : Diện tích hành lang; Fhl = 0,2 Fkd = 0,2 x 8402 = 168,04 (m2) FCx : Diện tích trồng cây xanh : 0,2 Fkd = 168,04 (m2) Fgt = 0,2 x Fkd = 0,2 x 8402 = 168,04 (m2) FB : Diện tích bãi lộ thiên, xử lý nước thải, bãi chứa bã bùn, bãi chứa xỉ vôi, xỉ lò, bãi củi cho lò hơi, bãi dầu FO, .... FB = 0,1 Fkd = 0,1 x 8402 = 840,2 (m2). Fsd =1680,4 + 1680,4 + 1680,4 + 840,2 = 58,814(m2). 0 CHƯƠNG 8: TÍNH HƠI - NƯỚC 8.1. Tính hơi sử dụng Tính toán ở phần cân bằng nhiệt, lượng hơi đốt dùng là: D = 30798,69kg/h = 30,80 tấn/h. Bã mía sau khi xử lý được sử dụng làm chất đốt trong lò hơi cung cấp hơi cho tuabin. Hơi tạo ra là hơi cao áp có nhiệt độ cao sau khi được sử dụng sẽ có áp lực cao và nhiệt độ giảm nhiều. Hơi này được phối trộn với hơi từ lò hơi dùng để cung cấp cho các bộ phận sử dụng nhiệt cho toàn bộ nhà máy.Lượng hơi tiêu hao của bộ phận tuabin là 18 tấn/h. Lượng hơi tiêu hao cực đại của tuabin: 18 tấn/h. [ tham khảo theo công ty cổ phần mía đường Bến tre] Sản lượng hơi kinh tế bằng: Dkt =(0,80,9)Dđm Với Dđm: sản lượng hơi địnH mức của lò hơi, lượng hơi tiêu hao:Dth = (0,10,2)Dđm Vậy lượng hơi cần thiết phải cung cấp: Dcc =1,2 x D = 1,2 x 30,80 = 36,96 (tấn/h) Chọn lò hơi: Chọn lò hơi kiểu KBP có đặc tính kỹ thuật như - Sản lượng hơi định mức :Dđm = 41 tấn/h Hình 8.1. Lò hơi [17] - Áp suất hơi ra khỏi lò : P = 13 at - Nhiệt độ hơi quá nhiệt : 191 50C - Nhiệt độ nước cấp : 1190C - Kích thước: 7000 x 3200 x 3400 - Số lượng lò hơi: 2 cái. 8.2. Nhu cầu nước Đối với nhà máy đường thì nhu cầu sử dụng nước rất lớn. theo chức năng, đặc tính của thiết bị, máy móc khác nhau thì khối lượng nước sử dụng cũng như chất lượng là khác nhau. 8.2.1. Nước lọc trong Khu vực, bộ phận sử dùng nước lọc trong được thể hiện cụ thể [9, tr 295] Bảng 8.2: Sự phân bố nước lọc trong TT Hạng mục Khối lượng (kg/h) % so với mía 1 Hơi dùng nấu đường 4481,6 7,42 2 Hơi dùng cho bốc hơi 23338 38,63 3 Hơi dùng cho yêu cầu khác 2979,09 4,93 4 Tổng khối lượng hơi dùng 30798,69 50,98 8.2.2. Nước lắng trong. Nước lắng trong của nhà máy đường mía được sử dụng cụ thể [9, tr 294] Bảng 8.1: Sự phân bố nước lắng trong STT Hạng mục %so với mía Khối lượng (tấn/ngày) 1 Tháp ngưng tụ cô đặc, nấu đường 1000 14500 2 Tháp ngưng tụ lọc chân không 50 725 4 Dập xỉ và khử bụi lò hơi 4 58 5 Làm sạch và làm nguội khí lò vôi 18 261 6 Nước cho vệ sinh công nghiệp 50 725 7 Nước cứu hỏa 5 72,5 8 Nước vệ sinh cá nhân 25 362,5 9 Nước đi lọc trong 177 2566,5 10 Nước cho những nhu cầu khác 10 145 Tổng 1339 19415,5 8.2.3. Nước ngưng tụ Nước ngưng tụ trong nhà máy đường mía gồm tất cả nước ngưng ở tất các thiết bị trao đổi nhiệt: nấu đường, sấy, đun nóng, cô đặc,… Lượng nước ngưng trong nhà máy đường mía chiếm 145% so với mía. Trong đó: 75% là nước ngưng tụ từ hơi sống (hơi thải Tuabine, hơi giảm áp), 70% từ các hiệu cô đặc nấu đường [5, tr 295]. Theo năng suất nhà máy, lượng nước ngưng tụ tổng cộng là : G = (1450 x 145)/100 = 2102,5 (tấn/ngày) Lượng nước lọc để pha thêm vào nước ngưng tụ, 20% so với mía [9, tr295] G1 = 20% x 1450 = 290 (tấn/ngày) Lượng nước nóng tổng cộng: GT = G + G1 = + 2102,5 + 290 = 2392,5 (tấn/ngày) Bảng 8.3: Sự phân bố nước ngưng STT Hạng mục %so với mía Khối lượng (tấn/ngày) 1 Cung cấp cho lò hơi 30 435 2 Nước thẩm thấu 28 406 3 Nước rửa cặn lọc 20 290 4 Nước hòa vôi 4 58 5 Nước hòa mật loãng 4.5 65,25 6 Nước rửa nồi nấu đường 10 145 7 Nước hòa tan đường cát B,C 4 58 8 Nước chỉnh lý nấu đường 5 72,5 9 Nước vệ sinh cá nhân 20 290 10 Nước cho nhu cầu khác và thừa 38,5 558,25 Tổng 164 2378 8.2.4. Nước ở tháp ngưng tụ Ðây là hỗn hợp nước làm lạnh và nước ngưng tụ của hơi thứ của công đoạn nấu đường và cô đặc. Nước có thành phần của nước lắng trong (nước làm nguội) và nước do hơi thứ mang ra, một lượng nhỏ đường, NH3,... Nước này có nhiệt độ 40450C, có thể đưa vào bể làm nguội tự nhiên, trung hòa độ axit (nếu cần) và sử dụng lại. Theo tính toán nước lắng trong dùng làm lạnh tháp ngưng ở hệ cô đặc, nấu đường và lọc chân không : 14500 +725 = 15225 (tấn/ngày). Ở tháp ngưng tụ, lượng hơi thứ ngưng tụ thành nước chiếm 28% so mía [9, tr296,] Vậy nước ngưng tụ hơi thứ là: 28% x 1450 = 406 (tấn/ngày) Vậy lượng nước ra khỏi thiết bị ngưng tụ là: 15225 + 406 = 15631 (tấn/ngày) Lượng nước sử dụng lại, khoảng 600% so với mía [6, tr 296] GL = 600% x 1450 = 8700 (tấn/ngày) Lượng nước nhà máy cần cung cấp là: GLtrong- GL = 15631 – 8700 = 6931 (tấn/ngày) 8.2.5. Nước thải của nhà máy Nước thải của nhà máy đường gồm các dạng phân bố thể hiện theo Bảng 8.3: Nước thải của nhà máy đường STT Hạng mục % so với mía Khối lượng (tấn/ngày) 1 Nước làm nguội máy ép, bơm, tuabine 87 1261,5 2 Nước vệ sinh công nghiệp 50 725 3 Nước vệ sinh cá nhân 45 652,5 4 Nước của phòng hóa nghiệm 2 29 5 Nước ở tháp ngưng tụ 478 6931 7 Nước dập xỉ 4 58 8 Nước làm nguội trợ tinh 8 116 9 Nước cứu hỏa 5 72,5 10 Nước cho nhu cầu khác 63,5 920,75 Tổng 742,5 10766,25 CHƯƠNG 9: KIỂM TRA SẢN XUẤT 9.1. Kiểm tra sản xuất. Trong quá trình sản xuất ở tất cả các sản phẩm thực phẩm nói chung và sản xuất đường nói riêng thì công đoạn kiểm tra sản xuất đóng một vai trò rất quan trọng, đảm bảo quá trình sản xuất ổn định và liên tục, tạo ra sản phẩm đạt chất lượng đường thành phẩm theo yêu cầu quy định. Bên cạnh đó phát hiện sự cố để điều chỉnh, khắc phục kịp thời. Quy trình kiểm tra sản xuất do bộ phận hoá nghiệm thực hiện, quá trình thực hiện kiểm tra sản xuất được thể hiện ỏ bảng 9.1 Quy trình phân tích từ khâu nguyên liệu đến thành phẩm trong quá trình sản xuất nhằm kiểm soát tất cả các yếu tố làm ảnh hưởng đến chất lượng đường thành phẩm tránh hiện tượng cho ra sản phẩm không đạt tiêu chuẩn chất lượng, gây mất uy tín của công ty, quá trình phân tích để cung cấp số liệu cho quá trình sản xuất để đieusf chỉnh các thông số kỹ thuật cho phù hợp với sản xuất để sản xuất ra sản phẩm đạt chất lượng quy định và đảm bảo hiệu quả thu hồi của nhà máy 9.2. Xác định một số chỉ tiêu. 9.2.1. Xác định chỉ tiêu cảm quan với mía nguyên liệu. Mía chín lá chuyển sang khô vàng, lá xanh còn lại khoảng 6 – 7 lá, độ dài của lá giảm, các lá xếp lại vào nhau lá mía thẳng và cứng. Các lóng mía ở trên ngắn lại, vỏ thân mía láng bóng màu sắc biến đổi từ xanh sang vàng hoặc từ đỏ sang tím sẫm, hết long ở phần cuối long, độ ngọt ở gốc và ngọn gần bằng nhau, ngọn mía túm lại. 9.2.2. Phân tích trong phòng thí nghiệm. Trong phòng thí nghiệm tiến hành phân tích xác định các chỉ số độ Bx, độ Pol, độ AP, RS, tỉ lệ sơ và CCS… * Tính chữ đường (CCS): Lấy mẫu trong xe mía khoảng 6 cây bất kỳ theo nguyên tắc đặt vòng, để nguyên trạng trở đầu 3 cây đêm vào máy ép lấy hết nước, trộn khoảng 1 lit nước cho vào bình đựng mẫu, đem đi phân tích. Trước tiên phải đo Bx và độ Pol. Bảng 9.1: Quy trình kiểm tra sản xuất trong nhà máy stt Hạng mục phân tích Chỉ tiêu qui định Số lần phân tích 1 Lượng mía ép thực tế 1450 (tấn/ngày) 2 lần/ca 2 Nước thẩm thấu 25% 4 lần/ca 3 Kiểm tra % cát bùn trong mía <1% 2 lần/ca 4 Kiểm tra % tạp chất trong mía <2,5% 2 lần/ca 5 Kiểm tra phần trăm xơ trong mía 10,72% 1 tuần/ lần 6 Ðộ ẩm bã 48,2% 4h/ lần 7 Pol bã <4% 3 lần/ca 8 Ðo Bx, Pol, pH nước mía nguyên 1 lần/ca 9 Ðo RS nước mía nguyên 2 lần/ca 10 Ðo Bx, Pol, pH, Ap, RS nước mía cuối 3 lần/ca 11 Ðo Bx, Pol, pH, RS, CCS nước mía hỗn hợp 3 lần/ca 12 Ðo P2O5 nước mía hỗn hợp 4h/ lần 13 Ðo pH nước mía trung hoà 1 h/lần 14 Ðo Bx, pH nước mía lọc 4 h/ lần 15 % Sachacarose trong chè trong 3 lần/ca 16 Ðo Bx, Pol chè trong 3 lần/ca 17 Ðo Pol bã bùn 3 lần/ca 18 Ðo độ ẩm bã bùn 4h/ lần 19 Ðo Be sữa vôi 8÷10 (Be) 2h/lần 20 Ðo Bx, Pol,Ap, RS mật chè 3 lần/ca 21 Ðo Bx, Pol, Ap, RS hồi dung 3 lần/ca 22 Ðo Bx, Pol, Ap, RS non A 3 lần/ca 23 Ðo Bx, Pol Ap non B 3 lần/ca 24 Ðo Bx, Pol, RS, Ap non C 3 lần/ca 25 Ðo Bx, Pol, RS, Ap giống 3 lần/ca 26 Ðo Bx, Ap mật A 3 lần/ca 27 Ðo Bx, Pol, RS, Ap mật B 3 lần/ca 28 Ðo Bx,Pol, RS, Ap mật C 3 lần/ca 29 Thành phần đường trong nước ngưng tụ 15 phút/ lần 37 Ðộ cứng, pH của nước lò 2 h/lần 38 Pol, độ ẩm, % Sachacarose đường A 2 lần/mẻ 39 Ðo độ màu ICS đường thành phẩm 2 lần/mẻ 40 Pol, độ ẩm, % Sachacarose đường B 2 lần/mẻ 41 Pol, độ ẩm, % Sachacarose đường C 2 lần/mẻ 42 Ðộ tro đường A 1 lần/mẻ 43 Ðộ tro đường B 1 lần/mẻ 44 Ðộ tro đường C 1 lần/mẻ 45 Thành phần CaO trong vôi 75% Ðầu kỳ 46 Hiệu suất kết tinh đường non 7 ngày/lần 47 Hiệu suất ép 94% 7 ngày/lần 48 Tốc độ ép, áp lực ép 7 ngày/lần - Đo Bx: lọc rác nước mía qua rây, đo Bx bằng chiết quang kế cầm tay. Đo nhiệt độ dung dịch nước mía, kết quả ta được: Bx% = BX đọc ± - Đo độ pol: lấy khoảng 50 ml nước mía cho vào bình tam giác 250ml, khoảng 0,5g axetat chì bột lắc đều, lọc qua giấy lọc vào bình tam giác khô sạch, tráng bỏ 25ml dung dịch đầu. Phần còn lại đem đo pol trong ống phân cực 200ml, đọc kết quả trên máy pol. Pol% = % Công thức tính chữ đường: * Độ Ap Ap % = (%) * Xác định độ màu ICS: cân 50g mẫu hòa tan, định mức đến 100ml bằng nước cất, dùng NaOH 0,1N và H2SO4 0,1 N để điều chỉnh pH = 7, lọc qua giấy lọc bằng máy lọc hút chân không. Đo Bx dung dịch, đo nhiệt độ dung dịch, hiệu chỉnh Bx về 200C. Cho dung dịch vào cuvet đo trong máy bước sóng 420. đọc kết quả kim chỉ trên thang đo, kết quả: D: Ðộ chiết quang đo trên máy. L: Ðường kính. Cuvet1/2 C: . * Xác định hàm lượng đường khử (RS) bằng phương pháp Lane – Eynon Đường khử có khả năng làm mất màu metyl xanh, vì vậy làm metyl xanh mất màu chỉ thị do phản ứng oxi hóa đường khử bằng dung dịch Fehling, cho vài giọt metyl xanh vào dung dịch Fehling và đun sôi rồi nhỏ từng giọt đường khử vào, đầu tiên đường khử khử đồng của Fehling, màu của metyl xanh không đổi, khi tất cả đồng của Fehling đã bị khử hết đường sẽ khử metyl xanh làm nó mất màu, đó là dấu hiệu kết thúc của đường phân. Yêu cầu tiến hành nhanh và luôn giữ trạng thái dung dịch sôi ổn định vì hợp chất dễ bị oxi hóa trở về trạng thái ban đầu. Hàm lượng trong nước mía: RS % = V: thể tích mẫu tiêu tốn trong chuẩn độ F: hệ số Fehling, lượng đường khử có nồng độ 0,5% để chuẩn 5ml F A + 5ml FB D: tỷ trọng của dung dịch suy từ Bx dung dịch mẫu. CHƯƠNG 10: AN TOÀN LAO ĐỘNG - VỆ SINH XÍ NGHIỆP PHÒNG CHÁY VÀ CHỮA CHÁY 10.1. An toàn lao động ”An toàn là bạn, tai nạn là thù” Bất cứ trong nghành nghề nào vấn đề an toàn lao động luôn là vấn đề cấp thiết hàng đầu cần được quan tâm, nó ảnh hưởng trực tiếp sức khỏe tính mạng và tài sản của con người Trong công nghiệp sản xuất đường thì cần được quan tâm vì trong quá trình sản xuất sử dụng nhiệt và áp lực rất nguy hiểm. Vì vậy tất cả công nhân nhà máy phải nắm vững các quy trình an toàn lao động. An toàn về người; an toàn về máy móc, thiết bị; an toàn về nguyên vật liệu sản phẩm, và các công trình phục vụ sản xuất. 10.1.1. Những nguyên nhân gây ra tai nạn - Công nhân không tuân thủ các quy định về an toàn lao động. - Các thiết bị bảo hộ không an toàn. - Tổ chức lao động không chặt chẽ. - Việc tổ chức sản xuất bố trí lao động không hợp lý. - Kiến trúc công nghiệp và bố trí thiết bị không hợp lý dẫn đến điều kiện sản xuất không đảm bảo, thiếu ánh sáng, thiếu không gian… - Thiết bị máy móc không được tốt, quá cũ. Có những biệp pháp phù hợp để khắc phục những nguyên nhân trên. Vì vậy vấn đề con người là quan trọng nhất, do đó việc trang bị kiến thức cho công nhân là cực kỳ quan trọng. 10.1.2. Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động Trong quá trình vận hành, sử dụng thiết bị phải thực hiện đúng các nội quy quy định tại nhà máy. - Trong nhà máy phải có các qui trình vận hành cho từng phân xưởng. - Bố trí, lắp đặt thiết bị phù hợp với sản xuất - Các thiết bị nồi hơi, bình chứa khí nén phải lắp đặt các phương tiện an toàn, đồng hồ đo áp lực và phải đặt xa nơi đông người. - Người lao động phải được trang bị đầy đủ bảo hộ lao động 10.1.3. Những yêu cầu cụ thể trong nhà máy * Thông gió : Tận dụng tối đa sự lưu thông không khí trong nhà máy, bằng cách xây dựng các cửa sổ và cửa chớp, cửa trời trên mái. Bảo đảm sự chênh lệch nhiệt độ trong phân xưởng và môi trường không quá 3÷50C. Tại các bộ phận sinh nhiệt như: gia nhiệt,bốc hơi, nấu đường, li tâm, lò hơi có bố trí quạt gió để tăng cường sự phân tán nhiệt. Các bộ phận sinh nhiệt đều có lớp cách nhiệt và phải đặt ở cuối hướng gió. * Chiếu sáng: để tiết kiệm năng lượng điện chiếu sáng, tạo cảm giác dễ chịu cho công nhân sản xuất vì vậy tận dụng ánh sáng tự nhiên qua các cửa sổ, cửa mái. Tuy nhiên, cần có đèn chiếu sáng để đảm bảo đầy đủ ánh sáng * An toàn về điện: cần phải bảo đảm an toàn về điện vì lượng điện sử dụng trong nhà máy rất lớn. Dây dẫn điện đều được cách điện an toàn và bố trí dọc tường hay đi ngầm theo mương dưới mặt đất. Các môtơ điện, hộp điện đều che chắn cẩn thận, và chú rõ ràng, phải có dây trung tính nối đất. Cần có biện pháp cấp cứu người bị nạn. * An toàn về hơi, thiết bị trao đổi nhiệt: Các thiết bị sản xuất hơi, nhiệt cần có vỏ bảo vệ chắn chắc, có khoảng cách an toàn khi làm việc, kiểm tra kỹ thuật an toàn trước khi sử dụng và đinh kỳ kiểm tra mức độ an toàn của thiết bị. 10.2. Vệ sinh xí nghiệp Để đảm bảo vệ sinh trong sản xuất cần có các biện pháp thích hợp, sau mỗi ca sản xuất phải vệ sinh sạch sẽ từng khu làm việc. + Các bộ phận sinh ra chất độc cần đặt cuối hướng gió. + Khu vực ép thường ẩm ướt nên đặt khu vực riêng + Đường thành phẩm dễ hút ẩm, vì vậy khi bảo quản phải chú ý đến chế độ bảo quản. Nhà kho phải khô ráo sạch sẽ, không có các vật liệu khác. Khu vệ sinh ở nơi riêng biệt theo quy định, để đảm bảo vệ sinh và giảm sự đi lại không cần thiết. + Các đường dẫn nước bùn, nước thải đều phải có nắp đậy. + Công nhân vào làm việc trong phân phải có áo quần bảo hộ đầy đủ. + Phải có chế độ bồi dưỡng thích đáng cho cán bộ công nhân viên. 10.3. Phòng chống cháy nổ Hiện tượng cháy nổ rất dễ xảy ra trong nhà máy đặc biệt đối với nhà máy đường lượng hơi nhiệt sử dung rất lớn vì vậy các dụng cụ cứu hỏa luôn được bố trí ở nơi dễ thấy và dễ sử dụng khi có hỏa hoạn Nguyên nhân gây ra cháy nổ + Chập mạch điện, nhiên liệu dễ bắt lửa, thiết bị bị sự cố, bị ăn mòn lâu ngày bị nổ, các phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình sản xuất. Biện pháp khắc phục như sau: + Bố trí máy móc sản xuất có khoảng cách hợp lý. + Những thiết bị dùng điện phải có vỏ an toàn. + Bố trí các bình cứu hỏa để cứu hỏa khi có sự cố. + Thiết bị dùng nhiệt nhiều nên đặc ở một cụm và có tường ngăn cách. An toàn lao động trong phòng thí nghiệm: cán bộ công nhân viên phòng hóa, thí nghiệm phải tuân thủ đầy đủ nội quy, quy định của phòng hóa nghiệm. Thao tác cần cẩn thận, tránh độc hại cho người. Các hóa chất để đúng nơi quy định, gọn gàng không làm đổ vở dụng cụ thí nghiệm, không làm rơi hoá chất, các chai lọ đựng hóa chất phải đậy nút và ghi nhãn. KẾT LUẬN Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang trên đà phát triển mức sống của người dân ngày càng được nâng cao. Do đó ngành công nghiệp cần phải mở rộng quy mô sản xuất nhằm tạo tạo ra những sản phẩm có chất lượng cao với số lượng nhiều. Trước tình hình kinh tế hiện nay ở nước ta đầu tư vào ngành công nghiệp mía đường là hết sức cần thiết, vì vậy việc thiết kế nhà máy sản xuất đường thô năng suất 1450 tấn mía/ngày hoàn toàn hợp lý và cần thiết. Sau một thời gian nghiên cứu, tìm tòi, học hỏi và được sự giúp đỡ tận tình của cô giáo Trương Thị Minh Hạnh cùng với sự nổ lực bản thân đến nay tôi đã hoàn thành xong đồ án này. Trong quá trình thiết kế tôi đã nắm bắt được những kiến thức về công nghệ sản xuất đường nói riêng và vấn đề xây dựng nhà máy thực phẩm nói chung, cố gắng tìm ra một phương án hợp lý và tối ưu nhất, nhưng do thời gian có hạn tài liệu còn thiếu, cùng với sự hạn chế về chuyên môn và kinh nghiệm thực tế của bản thân nên chắc chắn sẽ không tránh khỏi những sai sót. Tôi rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo trong khoa, trong trường và các bạn để nâng cao kiến thức chuyên môn nhằm phục vụ cho công tác sau này. Đà Nẵng, ngày 01 tháng 06 năm 2011 Sinh viên thực hiện TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Đỗ Văn Đài, Nguyễn Trọng Khuông, Trần Quang Thảo, Võ Thị Ngọc Tươi, Trần Xoa, Cơ sở quá trình và thiết bị công nghệ hóa học, tập 1, Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội, 1992. 2. Đỗ Văn Đài, Nguyễn Trọng Khuông, Trần Quang Thảo, Võ Thị Ngọc Tươi, Trần Xoa, Cơ sở quá trình và thiết bị công nghệ hóa học, tập 2, Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội, 1992. 3. Trương Thị Minh Hạnh, Bài giảng Công nghệ sản xuất đường bánh kẹo, Bách khoa Đà Nẵng, 2010. 4. Trần Mạnh Hùng, Giáo trình công nghệ sản xuất đường mía, NXB Nông Nghiệp, Hà Nội, Năm 2000. 5. Lê Văn Việt Mẫn (chủ biên), Công nghệ chế biến thực phẩm, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, năm 2010. 6. Nguyễn Ngộ, Công nghệ đường mía, Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2008. 7. Nguyễn Ngộ, Lê Bạch Tuyết, Phan Văn Hiệp, Phạm Vĩnh Viễn, Trần Mạnh Hùng, Công nghệ sản xuất đường mía, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1984. 8. Nguyễn Ngộ, Công nghệ sản xuất đường thô và đường tinh luyện, Trường đại học Bách khoa Hà Nội, 1998. 9. Nguyễn Ngộ, Cơ sở thiết kế nhà máy đường – chương trình đào tạo mía đường, Hà Nội, 1998. 10. Trần Thế Truyền, Cơ sở thiết kế nhà máy, Trường đại học Bách Khoa Đà nẵng, 2006. 11. Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Hồ Lê Viên, Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất - Tập1, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 2005. 12. Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Trần Xuân Toản, Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất - Tập2, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 2005. 13. Nguyễn Xuân Yên, Nấu mật, Nhà Xuất bản Nông nghiệp, 1996. 13. rongbay.com/Ha-Noi/Cung-cap-thie...846.html. 14. www.thietbithanhly.vn/home/Pha-t...sol_1118. 15. techmartvietnam.com.vn/showthrea...page%3D1 16. www.vnth.vn/a1-2-4-0/trang-chu.htm. 17.[] 18.[] 19. www.manufacturer.com/product/i6935471-LPG High Speed Centrifugal Spray Dryer.html. 20. PHỤ LỤC Phụ lục 1 * Tính đường non B - Lượng non B cần nấu: G13 = (G8 + G12) x = (9,74 + 8,92) x = 38,8 (T) - KL mật B nấu non C: G14 = G8 + G12 = 9,74 + 8,92 = 18,66 (T) - KL đường B sản xuất được: G15 = G13 – G14 = 38,8 – 18,66 = 20,14 (T) - KL giống B nấu non B thường là 6-8% so với non B [7, tr 246]. Giả sử chọn 8% so với non B G16 = G13 x 8% = 38,8 x 0,08 = 3,1 (T). - Nấu giống B từ mật chè và mật A. Ap mật chè: 82,012 KL mật chè Ap giống B: 72 Ap mật A. 65 KL mật A. + KL mật chè nấu giống B: Ap giống B – Ap mật A. Ap mật chè – Ap mật A. G17 = G16 x = 3,1 x = 1,28(T). + KL mật A nấu giống B: G18 = G16 – G17 = 3,1 – 1,28 = 1,82 (T). Ap giống B – Ap non B AP giống B – AP mật A - Nấu non B từ giống B và mật A: + KL mật A nấu non B: G19 = G16 x = 3,1 x = 2,21 (T). + KL non B đã nấu được: G20 = G16 + G19 = 3,1 + 2,21 = 5,31 (T) + KL non B cần nấu thêm: G21 = G13 – G20 = 38,8 – 5,31 = 33,49 (T). - Nấu thêm non B từ mật A và hồi dung C: Ap hồi dung C: 85 KL hồi dung C Ap non B Ap mật A. 65 KL mật A. Ap non B – Ap mật A. Ap hồi dung – Ap mật A + KL hồi dung C nấu non B: G22 = G21 x = 33,49 x = 3,35 (T). + KL mật A nấu thêm non B : G23 = G21- G22 = 33,49 – 3,35 = 30,14 (T). Tổng kết phần tính nguyên liệu nấu non B theo bảng 4.3. Thử độ tinh khiết non B: Ap = 100 x = 67,2(%) » 67(%), phù hợp giả thuyết * Tính đường non A - Chọn hiệu suất kết tinh non A: K = 52 (%). - KL non A cần nấu: G24 = G1 x 1/K = 75,78 x x 100 = 145,73 (T). - KL mật A thu được: G25 = G24 – G1 = 145,73 – 75,78 = 69,95 (T) - KL mật A còn lại: G26 = G25 – ( G7 + G11 + G18 + G19 +G23) = 69,95– (5,73 + 15,86 + 1,82 + 2,21 + 30,14 ) = 14,19 (T). - KL đường hồ B nấu non A: ( dùng mật chè để đường hồ B) Ap đường B - Ap mật chè Ap hồ B – Ap mật chè G27 = G15 x =20,14 x= 67,32 (T). - KL mật chè đường hồ B: G28 = G27 – G15 = 67,32 – 20,14 = 47,18 (T). - KL mật chè nấu non A. G29 = 100 – (G6 + G17 + G28) = 100 – (4,01 + 1,28 + 47,18) = 47,53(T). - KL hồi dung C nấu non A: G30 = G4 – G22 = 20,84 – 3,35 = 17,49 (T). Thử lại độ tinh khiết non A: Ap = 100 x = 82,09 (%) » 82(%). Phù hợp giả thuyết. Phụ lục 2 * Cân bằng nhiệt nấu non B Chọn chế độ nấu non B: Chọn chế độ nấu chân không của buồng bốc ở nồi nấu non B là 640 mmHg ứng với áp suất là: 0,158 at. Ta có tht = 54,10C, iht = 620,03 (Kcal/kg), rht = 565,47 (Kcal/kg) - Nguyên liệu nấu non B. (số liệu phần cân bằng vật chất) - Thành phần nguyên liệu nấu non B Mật A Giống B Hồi dung C Non B Tấn/ngày 75,5 6,59 10,02 77,38 Kg/h 3145,83 274,58 417,5 3224,17 Lượng nước chỉnh lý để nấu non B được lấy khoảng 7% so với đường non B. Lượng nước chỉnh lý: 0,07 x 3224,17 = 225,69 (kg/h). Lượng nguyên liệu nấu non B: GNL=3145,83+274,58+417,5+225,69=4063,6 (kg/h) - Khối lượng nước bốc hơi: WB = 4063,6 - 3224,17 = 839,43 (kg/h). - Nhiệt độ sôi của non B và nguyên liệu: + Tổn thất nhiệt độ do tăng nhiệt độ sôi: D1 (tính tương tự như đường non A.) + Tổn thất nhiệt độ do áp suất thuỷ tỉnh: D2 [hình IV.4/7, tr 199] + Nhiệt độ sôi của non B: tSB = tHT + D1 + D2. - Tính toán tương tự như trên ta có kết quả như sau. Nhiệt độ sôi của đường non B. Bx(%) Da(oC) tHT(oC) T(oK) D1(oC) D2(oC) tSB(oC) Non B 96 30 53,5 326,5 5,11 13,7 72,31 Nhiệt độ nước chỉnh lý và nguyên liệu nấu: t = 76 oC - Khối lượng nước bốc hơi: WB = 7287,77- 3224,17= 4063,6 (kg/h). Cân bằng nhiệt nấu non B Nhiệt lượng vào: - Do nguyên liệu vào: QNL=158819,88– 100250,1 =58569,78 (kcal/h) - Do hơi đốt mang vào: QHD = D x I. Với I là NLR hơi đốt, Kcal/kg. Nhiệt lượng ra: - Do sản phẩm mang ra: Qnon B = 100250,1(Kcal/h) - Do hơi thứ mang ra:QHT = 839,43 x 619,6 = 520110,83 (Kcal/h). - Do nước ngưng mang ra: Qng = tng x D x C Với: tng là nhiệt độ nước ngưng ở nồi nấu, tng = 122,06oC. Từ [bảng I.215/12, tr 314- 315] ta có: C: là nhiệt dung riêng của nước ngưng: 1,02 (Kcal/kg). I: là nhiệt lượng riêng của hơi thứ: I = 647,8 (Kcal/kg). 5.3.2.2. Tính hơi dùng cho nấu non B:(Tính tương tự non A ta được). - Lượng hơi cần nấu non B là: D == 1225,21 (Kg/h). Lượng hơi thứ sử dụng thường chiếm khoảng 60% hơi nấu đường non. - Lượng hơi thứ dùng nấu non B: RB = 0,6 x 1225,21 = 735,13 (kg/h). - Lượng hơi sống dùng để nấu non B: DDB = 1225,21–735,13 =490,1 (kg/h). * Cân bằng nhiệt nấu non C Chọn chế độ nấu non C Độ chân không của buồng bốc: 625 mmHg [8, tr 105] Áp suất hơi thứ: 0,145 at, nhiệt độ hơi thứ: 53,5oC Nhiệt lượng riêng: 619,6 Kcal/k , ẩn nhiệt hoá hơi: 2373 Kj/kg. Nguyên liệu nấu non C Theo số liệu phần cân bằng vật chất, và tính toán tương tự nấu non A. - Nhiệt độ sôi của non C và nguyên liệu. + Tổn thất nhiệt độ do tăng nhiệt độ sôi: D1 = 0,003872 x (oC). + Tổn thất nhiệt độ do tỉnh áp gây ra: D2 [ bảng IV-4/ 8, tr 199]. + Nhiệt độ sôi của đường non C: tSi = tHT + D1 + D2 (oC). Từ các công thức trên ta có kết quả nhiệt độ sôi như sau : Bảng 5.7. khối lượng nguyên liệu nấu non C Bx (%) Da (oC) tHT (oC) T (oK) D1 (oC) D2 (oC) tS Non C 99 30 53,5 326,5 5,11 15,17 73,78 Chọn nhiệt độ nguyên liệu và nhiệt độ nước là 77oC. Nhiệt dung riêng: C = 1 – 0,006Bx (Kcal/kgoC), Bx là nồng độ dịch đường. Nhiệt lượng: Q = G x C x t (kcal/h). - Lượng nguyên liệu nấu non C: GNL = 8099,05 - 3565,42= 4533,63 (kg/h). - Lượng nước bốc hơi: WC = 4533,63 – 3565,42 = 968,21 (kg/h) Cân bằng nhịêt nấu non C - Nhiệt lượng vào: + Do nguyên liệu vào: QNL = 293871,5– 107853,24= 186018,26 (Kcal/h). - Nhiệt lượng ra: + Do sản phẩm mang ra: Qnon C = 107853,24 (Kcal/h). + Do hơi thứ ra: QHT = WC x IHT = 968,21 x 619,6 = 599902,92 (kcal/h) + Do nước ngưng mang ra: Qng = tng x D x Cng Do chế độ nấu non C giống non B tính toán tương tự. Lượng hơi nấu non C. Lượng hơi nấu non C: D = =1137,88 (kg/h). Lượng hơi thứ dùng nấu non C khoảng 60%. - Lượng hơi thứ nấu non C: RC = 0,6 x 1137,88 = 682,73 (kg/h). - Lượng hơi sống nấu non C: D‘HD = 1137,88 – 682,73 = 455,15 (kg/h). * Chọn chế độ nấu giống: Độ chân không của buồng bốc: 625 mmHg [8, tr 105] Áp suất hơi thứ: 0,145 at, nhiệt độ hơi thứ: 53,5oC Nhiệt lượng riêng: 619,6 Kcal/kg, ẩn nhiệt hoá hơi: 2373 Kj/kg. Nguyên liệu nấu giống. ( theo số liệu phần cân bằng vật chất) Chế độ nấu như non B và C tính toán tương tự ta có các kết quả như sau: Bảng 5.11. Nhiệt độ sôi của giống B, C. Bx(%) Da(oC) tHT(oC) T(oK) D1(oC) D2(oC) tS(oC) Giống B, C 90 30 53,6 326,6 4,26 12,8 70,66 Từ các giá trị có được về nhiệt độ sôi và lượng nguyên liệu dùng nấu giống ta có thể xác định được nhiệt dùng cho nấu giống như sau: Bảng 5.12. Nhiệt dùng cho chế độ nấu giống B và C. TT Nguyên liệu Bx (%) G (kg/h) t (oC) C(Kcal/kg) Q (kcal/h) 1 Mật chè. 60 702,92 74 0.64 33290,29 2 Mật A 82 734,17 74 0.508 27598,92 3 Giống B, C 90 1137,5 70,66 0.46 36972,85 4 Nước 7% 79,63 74 5892,62 5 Tổng 2654,22 103754,68 Cân bằng nhiệt nấu giống.( tính toán tương tự như trên) - Lượng hơi cần dùng: Dg = 339,83 (kg/h). - Lượng hơi thứ nấu giống: Rg = 204 (kh/h). - Lượng hơi sống nấu giống: D’HD = 135,83 (kg/h).