Đề tài Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, năng suất 31.000 tấn sản phẩm/năm

h + Quạt sàng: có 3 sàng, trên đó có đặt lỗ hình bầu dục Kích thước quạt sàng: 1000 x 800 x 1700 mm + Thiết bị làm sạch từ tính: Bộ phận chính là cuộn nam châm điện từ được đặt trên mặt phẳng nghiêng với độ dốc 45o, mật độ từ trường đạt 9000 Gaus. Chiều dài của lớp hạt chảy qua mặt phẳng nghiêng là 5 mm. Tốc độ dài của chúng là 0,5 m/s, chiều dày của lớp hạt khi chảy qua mặt phẳng nghiêng 4 mm. Công suất của động cơ chạy quạt: N1 = 0,12 kw Công suất của động cơ chạy tang quay:N2 = 0.24 kw Kích thước thiết bị: 1400 x 1000 x 1500 mm Số lượng: Vậy chọn 2 thiết bị làm sạch. 5.3. Tính thiết bị rửa, ngâm đại mạch 5.3.1. Tính thiết bị rửa đại mạch Hình 5.3: Thiết bị rửa đại mạch Thiết bị có dạng thân trụ đáy côn với góc nghiêng ở đáy α = 60o, tâm thiết bị có một đường ống kim loại có đường kính bằng 1/10-1/12 đường kính thiết bị. Phía cuối đường ống có lắp hệ thống chân vịt, khi chân vịt quay thì nước bị đẩy lên dọc theo ống. Phía trên gần miệng thùng có lắp 1 camera. Theo bảng 4.3, lượng nguyên liệu cần rửa, sát trùng cho một ngày sản xuất 148626,55 kg, chiếm thể tích là 222,19 m3. Chọn 14 thiết bị rửa, sát trùng đại mạch, hệ số sử dụng thiết bị φ = 0,85. Vậy thể tích thực của mỗi thiết bị là: V m3 Chọn D = 3 m, d = 0,5 m, h = 0,5 m Suy ra: Chiều cao phần nón cụt: H2 m Thể tích phần nón cụt: VN m3 Thể tích phần trụ: VT = V - VN = 18,67 - 6,10 = 12,57 m3 Chiều cao phần trụ: H1 m Chiều cao tổng cộng của thiết bị rửa, sát trùng đại mạch là: H = 1,78 + 2,17 + 0,50 = 4,45 m Phần trên của thiết bị có camera để thu hồi hạt lép và tạp chất. Camera có chiều rộng 0,4 m, cao 0,4 m. Vậy chọn 14 thiết bị rửa, kích thước D = 3000, d = 500, H = 4450 mm Chọn thêm 1 thiết bị dự trữ. 5.3.2. Thiết bị ngâm đại mạch Thiết bị ngâm đại mạch có đáy bằng. Hệ thống dao cào có thể nâng lên hoặc hạ xuống để dàng đều khối hạt và chiều cao của khối hạt và chiều cao khối hạt trong thiết bị khoảng 2 m. Quá trình thông khí (nạp O2 và hút CO2) được thực hiện thông qua các lỗ đục trên đáy thùng. Theo bảng 4.3, thể tích nguyên liệu sau ngâm trong ngày là 327,28 m3. Hình 5.4: Thiết bị ngâm đại mạch Chọn 14 thiết bị ngâm đại mạch, hệ số sử dụng thiết bị φ = 0,85. Vậy thể tích thực của mỗi thiết bị là: V m3 Chọn D = 3,5 m, d = 3 m, H2 = 0,3 m. Suy ra: Chiều cao phần trụ dùng để ngâm đại mạch: H1 m Chiều cao tổng cộng của thiết bị ngâm đại mạch là: H = 3,89 + 0,3 = 4,19 m Do chu kì ngâm hạt > 24h, nên số thiết bị thực tế dùng là: Vậy, chọn 42 thiết bị ngâm, kích thước D = 3500, d = 3000, H = 4190 mm. Chọn thêm 2 thiết bị dự trữ. 5.4. Thiết bị chứa formalin Theo bảng 4.3, lượng formalin 40% cần dùng là: 178,65 kg/ngày. Thể tích của formalin được tính V = 178,65 + = 446,63 lít Hình 5.5: Thiết bị chứa dung dịch formalin Ta tính lượng formalin sử dụng trong 6 ngày . Thể tích của formalin cần chứa: V = 446,63 x 6 = 2679,78 lít = 2,68 m3 Chọn 2 thùng chứa, hệ số sử dụng thiết bị φ = 0,9 Thể tích của thùng chứa: V== 1,49 m3 Chọn D = 1,2 m, d = 0,2 m, h2 = 0,2 m, h3= 0,2 m Suy ra: Chiều cao phần nón cụt: h1 m Thể tích phần nón cụt: VN = m3 Thể tích phần trụ: VT = V - VN = 1,49 - 0,39 = 1,1 m3 Chiều cao phần trụ: H1 = m Chiều cao tổng cộng của thiết bị chứa formalin là: H = 0,97 + 0,87 + 0,20 + 0,20 = 2,24 m Chọn 2 thiết bị chứa formalin, kích thước D = 1200, d = 200, H = 2240 mm. 5.5. thiết bị chứa dung dịch gibberellin Theo bảng 4.3: Vậy lượng gibberellin cần dùng: 24,02 kg/ngày. Hình 5.6: Thiết bị chứa dung dịch gibberelin Vậy thể tích gần đúng của gibberellin (2%): Vlít = 1,20 m3 Lượng gibberelin cần dùng trong 6 ngày là: V = 1,2 x 6 = 7,2 m3 Ta chọn 2 thùng chứa, hệ số sử dụng thiết bị φ = 0,9. Vậy thể tích của mỗi thùng là: V m3 Chọn D = 1,5 m, d = 0,2 m, h2 = 0,2 m, h3 = 0,2 m Suy ra: Chiều cao phần nón cụt: h1m Thể tích phần nón cụt: VN = m3 Thể tích phần trụ: VT = V - VN = 4 - 0,77 = 3,23 m3 Chiều cao phần trụ: H1 = m Chiều cao tổng cộng của thiết bị chứa formalin là: H = 1,83 + 1,13 + 0,20 + 0,20 = 3,36 m Chọn 2 thiết bị chứa gibberellin, kích thước D = 1500, d = 200, H = 3360 mm. 5.6. Thiết bị ươm mầm Để ươm mầm ta chọn thiết bị thuộc hệ Ostertag, do hãng Seeger chế tạo. Thiết bị này là một catset, dài 40 ¸ 50 m, rộng 4 m, cao 2,1 m [5, tr 150]. Ở giữa các catset có hành lang để công nhân đi lại thao tác. Trong mỗi ngăn ươm mầm có đáy dạng lưới hoặc đục lỗ mắt sàng. Vật liệu chế tạo đáy thường là thép không rỉ. Ở phía trên của đáy là malt, còn phía dưới là khoảng không có chiều cao 0,75 m dùng để bố trí hệ thống ống dẫn khí điều hoà. Chiều cao từ đáy ngăn đến lưới hạt, h = 0,7 m Sàng lưới làm bằng thép tráng kẽm, chiều dày lưới 3 mm Kích thước lỗ lưới: 1,5 × 20 mm Chiều cao tường ở phía trên, ht = 1,4 m Chọn chiều ngang của luống 4 m Chọn chiều dày lớp hạt ở các ngăn. [5, tr 153 ] Bảng 5.1. Chiều dày lớp hạt trên các ngăn Ngăn 1 2 3 4 5 6 7 8 Chiều dày lớp hạt 0,8 0,85 0,9 0,95 1 1,05 1,1 1,15 Chọn hệ thống ươm mầm gồm 18 luống, 8 ngăn. Giả sử hệ số trương nở của malt trong quá trình ươm mầm là như nhau. Sau mỗi ngày ươm độ tăng thể tích ở mỗi ngăn. Với VU: thể tích hạt sau khi ươm, VU = 510,43 m3 VN: thể tích nguyên liệu sau khi ngâm.VN = 327,28 m3 Vậy Vt m3 Thể tích ngăn đầu: V m3 Thể tích một ngăn được xác định sau một ngày ươm. V = 18,18 + a × Vt Vậy chiều dài mỗi ngăn được tính: da Với a: số thứ tự ngăn chứa malt. b: chiều dày lớp malt ở ngăn a 4: chiều rộng luống. Ta được chiều dài của các ngăn lần lượt là: Chiều dài của ngăn 1: m Chiều dài của ngăn 2: m Chiều dài của ngăn 3: m Chiều dài của ngăn 4: m Chiều dài của ngăn 5: m Chiều dài của ngăn 6: m Chiều dài của ngăn 7: m Chiều dài của ngăn 8: m Vậy tổng chiều dài của luống ươm = 48,98 m Bảng 5.2. Chiều dài các ngăn ươm mầm Số ngăn 1 2 3 4 5 6 7 8 Chiều dày 0,8 0,85 0,9 0,95 1 1,05 1,1 1,15 Chiều dài 6,08 6,09 6,11 6,12 6,13 6,14 6,15 6,16 Vậy, chọn catset có 18 luống ươm, 8 ngăn ươm, kích thước 4898040002100 mm. Ngăn 1 Ngăn 2 Ngăn 3 Ngăn 4 Ngăn 5 Ngăn 6 Ngăn 7 Ngăn 8 Catset 1 Catset 2 Catset 3 Catset 4 Catset 5 Catset 6 Catset 7 Catset 8 Catset 9 Catset 10 Catset 11 Catset 12 Catset 13 Catset 14 Catset 15 Catset 16 Catset 17 Catset 18 6,08m 6,09m 6,11m 6,12m 6,13m 6,14m 6,15m 6,16m 5.7. Thiết bị đảo malt Quá trình đảo malt được thực hiện nhờ máy đảo malt kiểu guồng quay. Hình 5.7: Thiết bị đảo malt [5, 151] Bộ phận chính của thiết bị này là một xe goòng. Trên xe có gắn bộ khung có mắt xích, gàu xúc, bộ phận truyền động và cơ cấu nâng của máy đảo. Xe goòng có 2 bánh xe trước và 2 bánh xe sau. Nhờ bộ phận truyền động mà xe goòng có thể chuyển động theo hướng tiến hoặc lùi. Bệ khung gắn tự do trên trục nhờ đỉnh bên trái của giá trên của một tam giác. Nhờ sự lắp ghép này mà khung có thể nâng lên khi không tải và hạ xuống khi thực hiện quá trình đảo malt. Tùy thuộc vào độ rộng của máy đảo mà có thể có 4 hoặc 5 khung. Các khung này được ghép với nhau nhờ trục nằm ngang. Ở các đỉnh của khung tam giác đã có đĩa. Hai trong số đó quay tự do khi máy chuyển động tiến hoặc lùi còn đĩa thứ 3 gắn lên trục làm nhiệm vụ truyền động. Sự truyền động này được thực hiện nhờ động cơ. Trên băng xích có gắn các gàu xúc với các bước gàu là 355,6 mm. Tùy thuộc vào chiều rộng của thiết bị mà có thể có 3, 4 hoặc 5 dãy gàu. Trong mỗi dãy gàu có gắn 1 vài bàn chải trên gàu. Nhờ các bàn chải này mà các sàn được làm sạch khi đảo malt. Năng suất là 9,0 m3/h. Chiều rộng làm việc 3 m, chiều cao tối đa cho phép lớp malt 1,2 m. Động cơ AO-51-6 công suất 1,7 kw/h Chọn 18 thiết bị đảo malt. 5.8. Thiết bị sấy malt Lượng malt trước khi sấy là: 208311,37 kg/ngày. Sử dụng tháp sấy MRD-25-4-5. Năng suất: 10000 kg/ngày. Kích thước: 541336178554 mm Số lượng máy sấy: cái. Hình 5.8: Thiết bị sấy[11] Vậy chọn 21 thiết bị sấy, kích thước 541336178554 mm Chọn thêm 1 thiết bị dự trữ. 5.9. Máy tách rễ, mầm Lượng malt khô sau khi sấy là 115741,05 kg/ngày. Chọn máy máy tách rễ, mầm có năng suất là 2000 kg/h. Đặc tính kỹ thuật của máy 3 × 2 × 2,4 m Đường kính thùng quay f = 1,5 m. Công suất của động cơ Nđc = 1,25 kw Số lượng máy: cái. Vậy chọn 6 máy tách rễ, mầm, kích thước: 300020002400 mm Chọn thêm 1 máy dự trữ. 5.10. Thùng chứa rễ, mầm malt Lượng rễ malt và mầm tách ra trong 1 ngày là 4629,94 kg với thể tích là 33,33 m3. Chọn thùng 1 chứa rễ, mầm, có kích thước 400030003500 mm 5.11. Cân thành phẩm Lượng malt thành phẩm: 111111,11 kg/ngày. Chọn cân tự động kiểu định lượng theo khối lượng, năng suất 12000 kg/h. Chọn 2 cân thành phẩm, kích thước 150012002000 mm Hình 5.9: Cân thành phẩm [12] Cân được đặt dưới xilô chứa malt thành phẩm. 5.12. Buồng xử lý nước-nhiệt không khí Trong quá trình ươm mầm, đại mạch hô hấp mạnh nên thải ra lượng khí CO2 và lượng nhiệt lớn do vậy phải thổi không khí điều hòa có nhiệt độ, độ ẩm thích hợp cho ươm mầm. Hình 5.10: Buồng xử lý nước-nhiệt không khí Sử dụng buồng xử lý nước - nhiệt không khí để tạo không khí điều hòa. Buồng là một mặt bằng nhỏ, có xây nhiều tầng lửng với kích thước 4000×2000×2100 mm. Không khí sau khi xử lý được thổi vào khối hạt theo cả 2 chế độ: giai đoạn đầu thổi gián đoạn, giai đoạn sau thổi liên tục vì quá trình xảy ra mạnh hơn. Với chế độ ươm mầm thông gió cục bộ nên ta sử dụng 18 buồng xử lý nước - nhiệt không khí tương ứng với 18 luống ươm. Vậy chọn 18 buồng xử lý nước - nhiệt không khí, kích thước 2000×1000×500 mm 5.13. Máy nén khí Lượng không khí cần dùng cho quá trình rửa, ngâm là: 97282,83 m3/ngày = 67,56 m3/phút. Sử dụng máy nén khí trục vít VT 7508 Lưu lượng: 8,5 m3/phút. Hình 5.11: máy nén khí [13] Áp suất nén 8 bar Số lượng máy: máy Vậy chọn 8 máy nén khí, kích thước 1600×1100×1450 mm 5.14. Máy làm lạnh nước Theo bảng 4.3, Lượng nước cần làm lạnh để dùng cho quá trình rửa ngâm là: 2460,60 m3/ngày = 102,53 m3/h Tuy nhiên, chu kì rửa ngâm hạt > 24h. Nên thực tế lượng nước lạnh cần cung cấp trong 1 giờ là: m3/h Chọn máy làm lạnh nước hiệu FUSHENG Hình 5.12:Máy làm lạnh nước [14] Năng suất: 59,3 m3/h Kích thước: 2,45 × 0,7 × 1,5 m Số lượng: Vậy, chọn 6 máy làm lạnh nước, kích thước 2450×700×1500 mm 5.15. Bơm nước Lượng nước sử dụng: 2460,60 m3/ngày = 102,53 m3/h Chọn bơm ly tâm loại 316L - GCO với năng suất 54 m3/h. Chiều cao đẩy: 24 m Số lượng bơm: bơm. Hình 5.13:Bơm nước [15] Vậy chọn 2 bơm, kích thước 339×215×222 mm Chọn thêm 2 bơm dùng bơm formalin và Gibberellin. 5.16. Tính và chọn gàu tải 5.16.1. Các loại gàu tải được sử dụng Gàu tải có năng suất 100000 tấn/h [3, tr 110] + Chiều rộng tấm băng B : 250 mm + Chiều rộng gàu b : 220 mm + Tầm với gàu l : 125 mm + Chiều cao gàu h : 125 mm + Chiều cao miệng gàu h1 : 40 mm + Góc lượn của đáy gàu r : 25 mm + Góc nghiêng của thành gàu α : 20 Hình 5.14. Gàu tải + Góc xúc q : 67030’ + Dung tích gàu I : 2,2 lit + Khối lượng gàu : 1,25 kg + Số lớp cao su z : 4 lớp [3, tr 111] + Đường kính tang : D = 135 z = 135 4 = 540 mm. Gàu tải có năng suất 10000 kg/h [4-Tr110] + Chiều rộng tấm băng : 0,15 m + Chiều rộng gàu : 0,135 m + Tầm với gàu : 0,125 m + Chiều cao gàu : 0,15 m + Chiều cao miệng gàu : 0,075 m + Góc nghiêng của thành gàu : 40 + Góc xúc : 41030’ + Dung tích gàu : 1,8 × 10-3 m3 + Khối lượng gàu : 0,55 kg + Gàu được chế tạo bằng thép có chiều dày d = 0,7 × 10-3 m + Vận tốc chuyển động của bộ phận kéo: 1,5 m/giây Gàu tải có năng suất 5500 kg/h [3, tr 110] + Chiều rộng tấm băng : 125 mm + Chiều rộng gàu : 110 mm + Tầm với gàu : 110 mm + Chiều cao gàu : 132 mm + Chiều cao miệng gàu : 66 mm + Góc nghiêng của thành gàu : 40 + Góc xúc : 41030’ + Dung tích gàu : 0,81 lít + Khối lượng gàu : 0,48 kg + Gàu được chế tạo bằng thép có chiều dày d = 0,7 × 10-3 m + Vận tốc chuyển động của bộ phận kéo: 1,5 m/giây 5.16.2. Gàu tải vận chuyển đại mạch lên xilô chứa (G1) Ta tính cho 1 gàu tải vận chuyển lên 28 xilô Lượng đại mạch dùng trong 1 ngày là: 150127,83 kg Lượng đại mạch trong 28 xilô là: 150127,83 × 6 × 4 = 3603067,92 kg Chọn thời gian gàu tải vận chuyển đại mạch là 40h Năng suất của gàu tải là: kg/h Chọn gàu tải có năng suất: 100000 kg/h Công suất động cơ: kw [3, tr 115] Q: Năng suất gàu H: Chiều cao nâng, H = 21,150 m. η: Hiệu suất gàu tải hạt có H < 30 m thì η = 0,7 [3, tr 116] Nđc Chọn 1 gàu, kích thước 1500 × 500 × 21150 mm. 5.16.3. Gàu tải vận chuyển đại mạch lên thiết bị khác Gọi: Gàu tải vận chuyển đại mạch lên thiết bị làm sạch: G2 Gàu tải vận chuyển đại mạch lên xilô chứa nguyên liệu sau làm sạch: G3 Gàu tải vận chuyển đại mạch lên thiết bị rửa: G4 Gàu tải vận chuyển malt tươi đến các thiết bị sấy: G5 Gàu tải vận chuyển malt khô lên thiết bị tách mầm rễ: G6 Gàu tải vận chuyển mầm, rễ lên thiết bị chứa: G7 Gàu tải vận chuyển matl thành phẩm lên xilô chứa: G8 Bảng 5.1. Tổng kết các gàu tải trong phân xưởng Tên Gàu Năng suất thiết bị (kg/h) Chọn năng suất gàu (kg/h) Chiều cao nâng (m) Công suất động cơ (kw) Số Lượng Kích thước (mm) G1 100000 21,150 8,23 1 1500 × 500 × 21150 G2 5000 5500 5,6 1,2 1 1500 × 500 × 5600 G3 148626,55 kg/ngày = 6192,77 kg/h 10000 13,85 0,54 1 1500 × 500 × 13850 G4 148626,55 kg/ngày = 6192,77 kg/h 10000 15,302 0,6 1 1500 × 500 × 15302 G5 208311,37 kg/ngày = 8679,64 kg/h 10000 11,954 0.47 1 1500 × 500 × 11954 G6 115741,05 kg/ngày = 4822,54 kg/h 5500 4,15 0,09 1 1500 × 500 × 4150 G7 4629,94 kg/ngày = 192,91 kg/h 5500 6 0,13 1 1500 × 500 × 6000 G8 111111,11 kg/ngày = 4629,63 kg/h 5500 23,63 0,51 1 1500 × 500 × 23630 5.17. Tính và chọn vít tải 5.17.1. Tính và chọn vít tải phân phối vào xilô chứa nguyên liệu (V1) Vít tải có năng suất bằng năng suất của gàu tải là 100 tấn/h Chọn vít tải các thông số kỹ thuật sau: [3, tr 119] Năng suất: 100000 kg/h Đường kính ngoài của cánh vít D = 0,4 m Khối lượng riêng của đại mạch r = 670 kg/m3 Bước vít : S = 1 × D = 1× 0,4 = 0,4 Hình 5.17: Vít tải Hệ số chứa đầy j = 0,4 Độ dốc của vít tải so với phương nằm ngang C1 = 1, góc ngiêng là 00. Khi đó sử dụng số vòng quay của trục vít tải được xác định theo công thức: (vòng/phút) Chọn số vòng quay trục vít: 125 v/ph Công suất cần thiết trên trục vít: N = , kw Q: năng suất vít tải, kg/s l: chiều dài của vít tải, l = 164,593 m k: hệ số xét đến sự mất mát trong ổ trục, k = 0,7 ÷ 0,8, chọn k = 0,7 : hệ số trở lực, đối với dạng hạt là 1,5 1,1: hệ số trở lực xuất hiện khi vật liệu đi qua các gối trục trung gian N = kw Công suất của động cơ: , kw Với h = 0,9 kw Vậy, chọn 12 vít tải, kích thước mỗi vít tải là 13716 x 400 x 400 mm 5.17.2. Tính và chọn các vít tải khác Gọi: Vít tải vận chuyển đại mạch từ xilô chứa nguyên liệu đến G2: V2 Vít tải vận chuyển đại mạch từ thiết bị làm sạch đến G3: V3 Vít tải vận chuyển đại mạch từ G3 vào xilô chứa: V4 Vít tải vận chuyển đại mạch từ xilô chứa đến G4: V5 Vít tải vận chuyển đại mạch từ G4 vào thiết bị rửa: V6 Vít tải phân phối đại mạch vào thiết bị ngâm: V7 Vít tải phân phối đại mạch vào thiết bị ươm: V8 Vít tải vận chuyển malt ra khỏi thiết bị ươm đến G5: V9 Vít tải chuyển malt từ G5 vào thiết bị sấy: V10 Vít tải vận chuyển malt từ thiết bị sấy đến G6: V11 Vít tải chuyển malt từ G6 vào thiết bị tách rễ, mầm: V12 Vít tải vận chuyển rễ, mầm đến G7 vào thiết bị chứa: V13 Vít tải vận chuyển malt từ thiết bị tách rễ mầm đến G8: V14 Vít tải phân phối malt thành phẩm vào các xilô chứa: V15 Vít tải vận chuyển malt thành phẩm đến hệ thống đóng bao: V16 Bảng 5.2. Tổng kết các vít tải trong phân xưởng Tên Vít Tải Năng suất vít (kg/h) Chiều dài vít (m) Công suất động cơ (kw) Số lượng vít tải Kích thước (mm) V1 100000 164,593 12 13716 x 400 x 400 V2 5500 171,693 6,74 12 14308 x 400 x 400 V3 10000 1,151 0,08 2 1151 x 400 x 400 V4 10000 20,380 1,46 3 6793 x 400 x 400 V5 10000 19,1 1,37 2 9550 x 400 x 400 V6 10000 108 7,71 10 10800 x 400 x 400 V7 10000 12,4 0,89 15 12400 x 400 x 400 V8 10000 127,6 9,11 10 12760 x 400 x 400 V9 10000 127,202 9,08 9 14134 x 400 x 400 V10 10000 158,389 11,3 11 14399 x 400 x 400 V11 5500 159,389 6,26 11 14490 x 400 x 400 V12 5500 18,2 0,71 2 9100 x 400 x 400 V13 5500 19,8 0,78 2 9900 x 400 x 400 V14 5500 73,64 2,89 5 14728 x 400 x 400 V15 5500 116,49 4,58 8 14561 x 400 x 400 V16 12000 121 9,33 9 13444 x 400 x 400 Bảng 5.3. Tổng kết các thiết bị trong phân xưởng sản xuất STT Tên thiết bị Số lượng Kích thước, mm 1 Gàu tải 1 1 1500 × 500 × 206800 2 Vít tải 1 12 13716 x 400 x 400 3 Xilô chứa nguyên liệu 30 D = 4000, d = 600, H = 19280 4 Vít tải 2 12 14308 x 400 x 400 5 Gàu tải 2 1 1500 × 500 × 5100 6 Quạt sàng 2 1000 x 800 x 1700 7 Thiết bị làm sạch từ tính 2 1400 x 1000 x 1500 8 Vít tải 3 2 1151 x 400 x 400 9 Gàu tải 3 1 1500 × 500 × 13750 10 Vít tải 4 3 6793 x 400 x 400 11 xilô chứa nguyên liệu sau làm sạch 4 D = 4000, d = 800, H = 11950 12 Vít tải 5 2 9550 x 400 x 400 13 Gàu tải 4 1 1500 × 500 × 14469 14 Vít tải 6 10 10800 x 400 x 400 15 Thiết bị rửa đại mạch 15 D = 3000, d = 500, H = 4450 16 Thiết bị chứa fomalin 2 D = 1200, d = 200, H = 2240 17 Vít tải 7 15 12400 x 400 x 400 18 Thiết bị ngâm đại mạch 44 D = 3500, d = 3000, H = 4190 19 Thiết bị chứa Gibberellin 2 D = 1500, d = 2000, H = 3360 20 Máy làm lạnh nước 6 2450×700×1500 21 Vít tải 8 10 12760 x 400 x 400 22 Thiết bị ươm mầm 18 4898040002100 23 Thiết bị đảo malt 18 5000 x 4000 x 2000 24 Buồng xử lý nước-nhiệt không khí 18 2000×1000×7500 25 Vít tải 9 9 14134 x 400 x 400 26 Gàu tải 5 1 1500 × 500 × 11054 27 Vít tải 10 11 14399 x 400 x 400 28 Máy sấy malt 24 541336178554 29 Vít tải 11 11 14490 x 400 x 400 30 Gàu tải 6 1 1500 × 500 × 3650 31 Vít tải 12 2 9100 x 400 x 400 32 Máy tách mầm, rễ 7 3000 x 2000 x 2400 33 Vít tải 13 2 9900 x 400 x 400 34 Gàu tải 7 1 1500 × 500 × 5500 35 Thùng chứa rễ, mầm malt 1 4000 x 3000 x 3500 36 Vít tải 14 5 14728 x 400 x 400 37 Gàu tải 8 1 1500 × 500 × 23130 38 Xiclô chứa malt thành phẩm 20 D = 4000, d = 600, H = 21730 39 Vít tải 15 8 14561 x 400 x 400 40 Vít tải 16 9 13465 x 400 x 400 41 Máy nén khí 8 1600 ×1100 × 1450 42 Bơm nước 4 339 × 215 × 222 43 Cân thành phẩm 2 1500 x 1200 x 2000 CHƯƠNG 6 TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG 6.1. Tính tổ chức 6.1.1. Sơ đồ hệ thống tổ chức của nhà máy Phân xưởng rửa, ngâm và ươm mầm đại mạch GIÁM ĐỐC Phân xưởng hơi, nước Phân xưởng xử lý nguyên liệu Phân xưởng sấy Phân xưởng cơ, điện PGĐ Kỹ thuật PGĐ Kinh doanh Phòng marketing và phát triển thị trường Phòng Kiểm tra chất lượng sản phẩm Phòng kỹ thuật Phòng kinh doanh PGĐ Điều hành Phòng tài chính kế toán Phòng hành chính tổng hợp Bộ phận phụ trợ Bộ phận sản xuất 6.1.2. Tổ chức lao động của nhà máy 6.1.2.1. Chế độ làm việc của nhà máy Nhà máy làm việc 279 ngày/năm. Phân xưởng làm sạch, rửa ngâm, ươm mầm, sấy và thành phẩm làm việc 3 ca/ngày. Ca 1: từ 6 h à 14 h. Ca 2: từ 14 h à 22 h. Ca 3: từ 22 h à 6 h sáng hôm sau. Khoảng thời gian giao ca là 15 phút. Giờ làm việc hành chính: từ 7h à11h và từ 13h30 à 17h30 6.1.2.2. Nguồn nhân lực của nhà máy a. Lao động gián tiếp Bảng 6.1. Số lao động gián tiếp của nhà máy Vị trí Số người Giám đốc 1 Phó giám đốc 3 Phòng marketing và phát triển thị trường 3 Phòng kinh doanh 5 Phòng kỹ thuật 4 Phòng Kiểm tra chất lượng sản phẩm 4 Phòng hành chính tổng hợp 5 Phòng tài chính kế toán 3 Bảo vệ nhà máy 6 Phòng y tế 3 Nhà ăn, căng tin 4 Tổng số lao động gián tiếp 41 b. Lao động trực tiếp Bảng 6.2. Số lao động trực tiếp của nhà máy STT Chức năng Số người Số ca Tổng số người 1 Xử lý nguyên liệu 2 3 6 2 Rửa nguyên liệu 2 3 6 3 Ngâm nguyên liệu 3 3 9 4 Ươm mầm 3 3 9 5 Phòng khí nén 1 3 3 6 Phòng điều hòa 1 3 3 7 Phòng điều khiển 1 3 3 8 Sấy 2 3 6 9 Tách rễ 1 3 3 10 Đóng bao 4 3 12 11 Kho bảo quản thành phẩm 2 3 6 12 Kho nguyên liệu 2 3 6 13 Phân xưởng hơi, nước 3 3 9 14 Phân xưởng cơ, điện 3 3 9 15 Tổ vận chuyển 8 - 8 16 Quản đốc phân xưởng 3 3 9 17 Xử lý nước 1 - 1 18 Tổng số lao động trực tiếp 42 108 Tổng nguồn nhân lực của nhà máy: 41 + 108 = 149 người. Số người của ca đông nhất = Số nhân viên hành chính + Số công nhân trực tiếp sản xuất trong 1 ca = 41 + 42 = 83 người 6.2. Tính xây dựng 6.2.1. Các công trình sản xuất chính Bao gồm các công trình tham gia vào các công đoạn chính của quá trình sản xuất như: phân xưởng xử lý nguyên liệu, phân xưởng rửa, ngâm và ươm mầm đại mạch, phân xưởng sấy, tách mầm rễ và đóng bao thành phẩm. Kích thước các công trình này phụ thuộc vào kích thước của các thiết bị có ở trong phân xưởng, ngoài ra nó còn phụ thuộc vào cách bố trí của dây chuyền sản xuất. 6.2.1.1. Phân xưởng xử lý nguyên liệu Được xây dựng theo kiến trúc nhà một tầng. Kích thước: (Dài × Rộng × Cao) 60 × 24 × 24 m 6.2.1.2. Phân xưởng rửa, ngâm và ươm mầm Được xây dựng theo kiến trúc nhà nhiều tầng nhằm tận dụng khả năng tự chảy của nguyên liệu. Với kích thước các tầng như sau: + Tầng một (ươm mầm): 108 × 60 × 6 m + Tầng hai (ngâm): 108 × 18 × 6 m + Tầng ba (rửa): 108 × 6 × 6 m 6.2.1.3. Phân xưởng sấy và thành phẩm Được xây dựng theo kiến trúc nhà một tầng. Kích thước: 66 × 36 × 24 m 6.2.2. Khu nhà hành chính Khu nhà hành chính được xây dựng theo kiến trúc nhà 2 tầng, bao gồm các phòng ban sau: + Phòng giám đốc: 15 m2 + Ba phòng phó giám đốc, mỗi phòng: 10 m2 + Phòng marketing và phát triển thị trường: 15 m2 + Phòng kinh doanh: 15 m2 + Phòng kỹ thuật: 15 m2 + Phòng Kiểm tra chất lượng sản phẩm: 45 m2 + Phòng hành chính tổng hợp: 30 m2 + Phòng tài chính kế toán: 30 m2 + Hội trường: 240 m2 + Phòng khách: 15 m2 + Phòng họp: 30m2 + Phòng y tế: 15m2 Tổng diện tích 375 m2 Chọn diện tích phụ của nhà chiếm 20% diện tích các phòng Vậy tổng diện tích khu nhà là : 375 + 375 × 0,2 = 450 m2. Diện tích mỗi tầng 450/2 = 225 m2 Kích thước nhà là: 19 × 12 × 8 m 6.2.3. Phân xưởng cơ điện Phân xưởng dùng để sửa chữa cơ điện, gia công, chế tạo các thiết bị phụ khác. Kích thước: 12 × 6 × 5 m 6.2.4. Phân xưởng hơi Để đảm bảo các điều kiện an toàn về cháy nổ cho nhà máy, phân xưởng hơi được cuối hướng gió. Nhà lò hơi chứa thiết bị lò hơi và các thiết bị khác của hệ thống tạo hơi đốt cho nhà máy. Kích thước: 12 × 6 × 6 m 6.2.5. Nhà xử lý nước Dùng để xử lý nước cung cấp cho lò hơi, rửa và ngâm hạt... Kích thước: 12 × 9 × 4 m 6.2.6. Đài nước Đài nước chứa nước đã qua xử lí để cung cấp nước cho sinh hoạt. Chiều cao đặt đài nước: 25 m Chiều cao của đài nước: 4 m Đường kính của đài nước: 5 m 6.2.7. Nhà vệ sinh Số người đông nhất mỗi ca: 83 người Tính cho 60% nhân viên của ca đông nhất: 83 × 0,6 = 50 người Tính trung bình cho 7 người 1 phòng, vậy xây dựng 7 phòng vệ sinh. Kích thước mỗi phòng vệ sinh: 0,9 × 1,2 × 3,5 m Vậy, kích thước của nhà vệ sinh là: 6,3 × 1,2 × 3,5 m 6.2.8. Khu xử lý nước thải Dùng để xử lý nước thải của nhà máy. Kích thước: 10 × 10 × 6 m 6.2.9. Nhà ăn, căng tin Tính cho nhân viên ca đông nhất là: 83 người Diện tích mỗi người sử dụng là: 2,25 m2 Tính theo 60% số lượng công nhân ca đông nhất. Diện tích nhà ăn: 83 × 2,25 × 0,6 = 112,05 m2 Kích thước nhà: 19 × 6 × 5 m 6.2.10. Trạm biến áp Trạm biến áp được bố trí ở một góc nhà máy, vị trí ít người qua lại, và đặt gần nơi tiêu thụ điện nhiều nhất. Kích thước trạm biến áp: 4 × 4 × 5 m 6.2.11. Nhà chứa máy phát dự phòng Để đảm bảo cho nhà máy sản xuất được liên tục khi mất điện đột ngột, nhà máy có trang bị máy phát dự phòng. Phòng đặt máy phát có kích thước: 4 × 4 × 5 m. Diện tích: 16 m2. 6.2.12. Gara ôtô Đây là nơi để xe của nhà máy và cũng là trạm bảo quản và sửa chữa xe. Số xe của nhà máy gồm: + 2 xe chở lãnh đạo nhà máy + 2 xe đưa đón công nhân + 4 xe chở hàng Kích thước gara: 37 × 6 × 5 m 6.2.13. Nhà giữ xe 2 bánh Tính cho nhân viên ca đông nhất là: 83 người Tính theo 60% công nhân ở ca đông nhất: 83× 0,6 = 50 người. Tính diện tích 2 m2 cho một xe máy. Diện tích của nhà để xe: 100 m2. Kích thước: 25 × 4 × 3,5 m 6.2.14. Phòng thường trực và bảo vệ Phòng này xây dựng gần cổng ra vào của nhà máy. Mỗi ca có 2 người trực, mỗi người một phòng. Kích thước: 2 × 3 × 3,5 m 6.2.15. Kho nhiên liệu Dùng để chứa dầu đốt cho lò hơi, xăng, dầu cho xe và các thiết bị của nhà máy. Kích thước: 10 × 6 × 5 m 6.2.16. Kho chứa malt thành phẩm đã đóng bao Malt khi đưa đi tiêu thụ phải được đóng bao. Tiến hành bao gói với trọng lượng mỗi bao là 50 kg. Kho phải chứa đủ sản phẩm cung cấp trong 1 tuần. Lượng malt thành phẩm của một ngày sản xuất: 111111,11 kg. Vậy số lượng malt đóng bao thành phẩm: bao Khối lượng riêng của malt thành phẩm là 605 kg/m3. Suy ra, mỗi bao malt 50 kg chiếm thể tích là 0,083 m3. Chọn kích thước của mỗi bao chứa malt: 0,8 × 0,4 × 0,3 m Mỗi chồng gồm 15 bao. Vậy số chồng bao trong kho: chồng Diện tích cần chứa bao thành phẩm: 1037,07 × 0,8 × 0,4 = 331,86 m2 Diện tích đường đi trong kho chiếm 40% diện tích chứa bao thanh phẩm F2 = 331,86 × 0,4 = 132,74 m2 Tổng diện tích kho chứa: F = F1 + F2 = 331,86 + 132,74 = 464,6 m2. Vậy nhà kho có kích thước: 42 × 12 × 6 m 6.2.17. Khu đất mở rộng Kích thước: (dài x rộng) : 42 x 15 m. Bảng 6.3. Kích thước các công trình xây dựng của nhà máy STT Tên công trình Kích thước (m) Diện tích (m2) 1 Phân xưởng xử lý nguyên liệu 60 × 24 × 24 1440 2 Phân xưởng rửa, ngâm và ươm mầm 108 × 60 × 36 6480 3 Phân xưởng sấy và tách rễ, mầm 66 × 36 × 24 2376 4 Khu nhà hành chính 19 × 12 × 8 228 5 Phân xưởng cơ, điện 12 × 6 × 5 72 6 Phân xưởng hơi 12 × 6 × 6 72 7 Nhà xử lý nước 12 × 9 × 4 108 8 Đài nước 5 × 4 × 25 20 9 Nhà vệ sinh 6,3 × 1,2 × 3,5 7,56 10 Khu xử lý nước thải 10 × 10 × 6 100 11 Nhà ăn, căng tin 19 × 6 × 5 114 12 Trạm biến áp 4 × 4 × 5 16 13 Nhà chứa máy phát điện dự phòng 4 × 4 × 5 16 14 Gara ôtô 37 × 6 × 5 222 15 Nhà giữ xe 2 bánh 25 × 4 × 3,5 100 16 Phòng thường trực và bảo vệ (2 phòng) 2 × (2 × 3 × 3,5) 12 17 Kho nhiên liệu 10 × 6 × 5 60 18 Kho chứa malt đã đóng bao 42 × 12 × 6 504 19 Khu đất mở rộng 42 x 15 630 20 Tổng cộng 12577,56 6.2.18. Khu đất xây dựng nhà máy 6.2.18.1. Diện tích khu đất [7, tr 44] Với: Fkđ là diện tích khu đất nhà máy Fxd là tổng diện tích các công trình, Fxd = 12577,56 m2 kxd là hệ số xây dựng, chọn kxd = 35% Fkđ = m2 6.2.18.2. Hệ số sử dụng Để đánh giá chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của tổng mặt bằng nhà máy ta xác định hệ số sử dụng: × 100% [7, tr 44] Với: Fsd là diện tích sử dụng khu đất. Fsd = Fcx + Fgt + Fxd Fcx là diện tích trồng cây xanh, bằng 25% tổng diện tích các công trình. Fcx = 0,25 × 12577,56 = 3144,39 m2 Fgt là diện tích đường giao thông, bằng 50% tổng diện tích công trình. Fgt = 0,5 × 12577,56 = 6288,78 m2 Suy ra: Fsd = 3144,39 + 6288,78 + 12577,56 = 22010,73 m2 Vậy: CHƯƠNG 7 TÍNH HƠI - NƯỚC A. Tính hơi 7.1. Tính cân bằng nhiệt cho phân xưởng sấy 7.1.1 Cơ sở cân bằng nhiệt Các thông số ban đầu của tác nhân sấy và vật liệu sấy: - Nhiệt độ tác nhân sấy vào t1 = 1050C - Nhiệt độ tác nhân sấy ra t2 = tư + (5÷10)0C, với tư là nhiệt độ bầu ướt - Nhiệt độ malt tươi vào t’1 = 220C - Nhiệt độ malt ra t’2 = ts + (5÷10)0C, với ts là nhiệt độ điểm sương - Độ ẩm của malt tươi W = 45% - Độ ẩm của malt sau sấy W = 2% - Nhiệt độ của môi trường t0 = 260C - Độ ẩm của môi trường ở t0 là φ0 = 84% - Áp suất khí quyển Pkq = 1 at 7.1.2. Xác định các thông số của không khí 7.1.2.1. Thông số ban đầu của không khí Tác nhân sấy trước khi vào calorife là trạng thái của không khí tự nhiên. Chọn nhiệt độ và độ ẩm trung bình trong năm: t0 = 260C, φ0 = 84% 7.1.2.2. Hàm ẩm của không khí Hàm ẩm của không khí được xác định theo công thức: [9, tr 95] Với: φ0 = 84% = 0,84 Pkq: áp suất khí quyển Pb0: áp suất hơi nước bão hòa ở t0 = 260C, Pb0= 0,035 at [8, tr 312] kg ẩm/kg kkk 7.1.2.3. Nhiệt lượng riêng của không khí ẩm Nhiệt lượng của không khí ẩm: I0 = t0 + (2493 + 1,97 × t0) × x0 [9, tr 96] I0 = 26 + (2493 + 1,97 × 26) × 0,0188 = 73,831 kJ/kg kkk 7.1.2.4. Hàm ẩm của không khí sau khi qua calorife Nhiệt độ của không khí sau khi qua calorife t1 = 1050C Hàm ẩm của không khí: x1 = x0 = 0,0188 kg ẩm/kg kkk Độ ẩm của không khí ở nhiệt độ t1 = 1050C [9, tr 105] Với Pb1 là áp suất hơi nước bão hòa ở nhiệt độ 1050C, Pb1 = 1,232 at [8, tr 315] φ1 = 2,38% 7.1.2.5. Hàm nhiệt của không khí nóng sau khi qua calorife I1 = t1 + (2493 + 1,97 ´ t1) ´ x1 [9, tr 96] = 105 + (2493 + 1,97 ´ 105) ´ 0,0188 = 155,757 kJ/kg kkk 7.1.2.6. Nhiệt độ bầu ướt - nhiệt độ điểm sương của không khí Việc xác định nhiệt độ bầu ướt là cần thiết để khi nguyên liệu sau khi sấy ra khỏi thiết bị không bị ngưng tụ ẩm trên bề mặt. Hình 7.1: Đồ thị I-x [9, tr 96] - Trên đồ thị I-x, kéo dài đoạn thẳng x0 = x1 = 0,0188 kg ẩm/kg kkk sẽ cắt đường j = 1 tại A ta sẽ xác định được nhiệt độ điểm sương, ts = 240C. - Trên đồ thị I-x, kéo dài đoạn thẳng I1 = I2 = 155,757 kJ/kg kkk sẽ cắt đường j = 1 tại B ta sẽ xác định được nhiệt độ bầu ướt, tư = 38,50C. Nhiệt độ tác nhân sấy sau khi ra khỏi máy sấy phải lớn hơn nhiệt độ bầu ướt khoảng 5÷100C. Chọn 6,50C. Vậy t2 = 38,5 + 6,5 = 450C Nhiệt độ của nguyên liệu sau khi ra khỏi máy sấy phải lớn hơn nhiệt độ điểm sương khoảng 5 ÷ 100C. Chọn 50C. Vậy: t’2 = 24 + 5 = 290C 7.1.2.7. Hàm nhiệt của không khí ra khỏi máy sấy Do chỉ tính cho quá trình sấy lý thuyết nên hàm nhiệt của không khí ra khỏi máy sấy: I2 = I1 = 155,757 kJ/kg kkk 7.1.2.8. Hàm ẩm của không khí sau khi sấy Từ phương trình: I2 = t2 + (2493 + 1,97 ´ t2) × x2 Suy ra: kg ẩm/kg kkk Ở nhiệt độ t2 = 450C, áp suất hơi bão hoà Pb2 = 0,0977 at [8, tr 315] Vậy độ ẩm của không khí sau khi ra khỏi máy sấy là: % 7.1.2.9. Lượng không khí khô tiêu hao cần để bốc hơi 1 kg ẩm kg kkk/kg ẩm [9, tr 102] 7.1.2.10. Tổng lượng không khí khô cần thiết cho quá trình sấy [9, tr 102] Với w là lượng ẩm bốc hơi trong quá trình sấy,w = G1 - G2 G1 là khối lượng malt tươi đưa vào máy sấy, G1 = 208311,37 kg/ngày G2 là lượng malt sau khi sấy, G2 = 115741,05 kg/ngày Lượng ẩm cần thiết bốc hơi từ nguyên liệu trong một ngày là: w = 208311,37 – 115741,05 = 92570,32 kg/ngày Lượng ẩm cần thiết bốc hơi trong 1 giờ là: kg/h Vậy lượng không khí khô cần thiết cho quá trình sấy trong một giờ là: L = 3857,097 × 41,494 = 160046,383 kg/h 7.1.3. Tính nhiệt cần cung cấp cho calorife 7.1.3.1. Tổng lượng nhiệt cần thiết cho quá trình làm khô Q1 = (I1 – Io)×L [9, tr 103] Q1 = (155,757 – 73,831) × 160046,383 = 13111959,97 kJ/h 7.1.3.2. Lượng nhiệt cần thiết cung cấp để đun nóng nguyên liệu Q2 = G1×Csp× (T1 – t‘1) [1, tr 43] Với G1 là khối lượng malt tươi đưa vào máy sấy G1 = 208311,37 (kg/ngày) = 8679,64 kg/h Cnl là nhiệt dung riêng của nguyên liệu Cnl = Chọn: Cck = 0,34 kcal/kg0C [8, tr 163] W1= 45% Cn = 1 (kcal/kg.oC) = 4,19 (kJ/kg0C) kcal/kgoC = 2,67 kJ/kg0C T1 là nhiệt độ đun nóng cho phép của nguyên liệu sấy, đây chính là nhiệt truyền từ tác nhân vào nguyên liệu qua bề mặt malt. Nhiệt độ này lấy bằng trung bình nhiệt độ của không khí sấy (0C) [1, tr 43] 0C t’1 là nhiệt độ ban đầu của malt tươi trước khi vào sấy, t’1 = 22 0C Q2 = 8679,64 × 2,67 × (75 - 22) = 1228255,856 kJ/h 7.1.3.3. Nhiệt lượng tổn thất trong quá trình sấy Nhiệt lượng tổn thất trong quá trình sấy chủ yếu do tổn thất ra môi trường xung quanh, đun nóng thiết bị sấy và các tổn thất khác. Nếu thiết bị sấy không có bảo ôn bên ngoài thì có thể lấy từ 8 - 12% lượng nhiệt dùng để sấy, chọn 10%. Vậy nhiệt lượng tổn thất được tính: Qtt = 0,10 × Q1 [1, tr 43] = 0,10 × 13111959,97= 1311195,997 kJ/h 7.1.3.4. Nhiệt lượng mà calorife cần cung cấp cho quá trình sấy Qcal = Q1 + Q2 + Qtt = 13111959,97 + 1228255,856 + 1311195,997=15651411,82 kJ/h 7.1.4. Cân bằng nhiệt ra và vào thiết bị sấy 7.1.4.1. Nhiệt vào thiết bị sấy a. Nhiệt lượng do không khí sấy mang vào: Qkksv = L×Io [9, tr 103] = 160046,383 × 73,831 = 11816384,5 kJ/h b. Nhiệt lượng do độ ẩm của nguyên liệu sấy mang vào: Qav = ’w×t1’×Cn [1, tr 49] = × 22 × 4,19 = 355547,202 kJ/h c. Nhiệt lượng do sản phẩm sấy mang vào Qspsv = G’1 × C1 × t1 [1, tr 49] Với G’1 là lượng malt sau khi sấy, G’1 = 115741,05 kg/ngày = 4822,544 kg/h C1 là nhiệt dung riêng của sản phẩm sấy. C1 = C2 = (kcal/kg.0C) = 1,48 kJ/kg.0C t'1 = 220C Vậy: Qspsv = 4822,544 × 1,48 × 22 = 157022,03 kJ/h d. Nhiệt lượng do không khí đốt nóng trong calorife mang vào Qkkv = Qcal = 15651411,82 kJ/h e. Tổng nhiệt lượng vào thiết bị sấy Qv = Qkksv + Qav + Qspsv + Qkkv = 11816384,5 + 355547,202 + 157022,03 + 15651411,82 = 27980365,55 kJ/h 7.1.4.2. Nhiệt ra thiết bị sấy a. Nhiệt lượng do không khí sấy mang ra Qkksr = L´ I2 [9, tr 103] = 160046,383 × 155,757 = 24928344,48 kJ/h b. Nhiệt do sản phẩm sấy mang ra Qspsr = G2× C2× t2’ [1, tr 49] Với C2 là nhiệt dung riêng của sản phẩm, C2= 1,532 kJ/kg.0C G2 là lượng malt sau sấy, G2 = G‘1 = 4822,544 kg/h t‘2 = 290C Vậy: Qspsr = 4822,544× 1,532 × 29 = 214255,985 kJ/h c. Nhiệt lượng theo ẩm bay ra ở thể hơi Qar =D’w×i [1, tr 49] Với i là hàm nhiệt của hơi nước ở nhiệt độ cuối t2 0C Dựa vào bảng [7, tr 314], với T2 = 370C xác định được i = 2572,16×10-3 kJ/kg D’w = 3857,097 kg/h Vậy: Qar = 3857,097× 2572,16×10-3 = 9921,07 kJ/h e. Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh Qmt = 0,10 × Qkkv = 0,10 × 15651411,82 = 1565141,182 kJ/h f. Tổng lượng nhiệt ra khỏi thiết bị sấy Qr = Qkksr + Qspsr + Qar + Qmt = 24928344,48 + 214255,985 + 9921,07+ 1565141,182 = 26717662,72 kJ/h g. Sai số = 4,51% Vậy DQ = 4,51% < 5%. Lượng nhiệt cung cấp đáp ứng được yêu cầu đặt ra. 7.2. Tính hơi Nhiệt lượng mà calorife cần cung cấp cho quá trình sấy [7.1.3.4] Qcal = 15651411,82 kJ/h Nhiệt lượng thực tế cần cung cấp cho calorife trong một giờ: Với h là hiệu suất trao đổi nhiệt, chọn h = 0,8. Suy ra: kJ/h Lượng hơi nước cần dùng trong một giờ: Với r là ẩm nhiệt hóa hơi của nước, r = 2260 kJ/kg [9, tr 254] Suy ra: kg/h Lượng hơi chi phí cho các quá trình khác bằng 5% so với lượng hơi dùng để sấy Tổng lượng hơi nước cần dùng: 8656,754 + 0,05 × 8656,754 = 9089,59 kg/h Chọn nồi hơi kiểu ống lò, với các thông số kỹ thuật sau: Hình 7.2: Nồi hơi [15] - Nhiên liệu : dầu FO, DO, Gas - Năng suất hơi : 5000 kg/h - Hiệu suất : 89-90% - Áp suất làm việc : 10-13 kg/cm2 - Thể tích tổng cộng : 3,32 m3 - Tiêu hao nhiên liệu : 140 kg/h - Kích thước : 4,1 × 2,0 × 2,6 m Số lượng: Vậy chọn 2 cái. B. Tính nước 7.1. Nước dùng cho sản xuất Nước dùng cho quá trình rửa, ngâm đại mạch theo bảng 4.3: 2460,6 m3/ngày Nước dùng cho việc rửa và vệ sinh thiết bị rửa, ngâm và ươm mầm: 30 m3/ngày Nước dùng cho lò hơi: Nước dùng cho lò hơi là nước đã qua xử lý làm mềm nước. Lượng hơi nước cần dùng trong một giờ là 9089,59 kg/h. Thể tích hơi nước cần dùng trong một giờ: V = D × v Với v là thể tích riêng của hơi nước ở nhiệt độ 1200C v = 1069,1 × 10-6 m3/kg [9, tr 12] D là tổng lượng hơi nước cần dùng. Vậy lượng nước cần cung cấp cho lò hơi là: V = 9089,59 × 1069,1.10-6 = 9,72 m3/h = 233,28 m3/ngày Tổng lượng nước dùng cho sản xuất: 2460,6 + 30 + 233,28 = 2723,88 m3/ngày 7.2. Nước dùng cho sinh hoạt Nước dùng cho nhà ăn: Lượng nước tiêu hao trung bình cho một người: 30 lít/ngày. Lượng nước cần dùng trong một ngày cho cán bộ công nhân viên nhà máy : G1 = 30 × 139 = 4170 lít = 4,17 m3 Lượng nước cần dùng trong năm. 4,17 x 279 = 1163,43 m3/năm. Lượng nước dùng cho nhà tắm và nhà vệ sinh: Lượng nước tiêu hao trung bình cho một người: 50 lít/ngày. Tính cho 60% nhân viên trong một ca đông nhất vậy lượng nước cần dùng trong một ngày là: G2 = 3 × 83 × 50 × 0,6 = 7470 lít/ngày = 7,47 m3/ngày Lượng nước tiêu hao cho các mục đích khác (rửa xe, tưới cây xanh…): 40 m3/ngày. Vậy tổng lượng nước cung cấp cho sinh hoạt trong một ngày: 4,17 + 7,47 + 40 = 51,64 m3 Tổng lượng nước dùng cho cả nhà máy: 2723,88 + 51,64 = 2775,52 m3 Xây bể nước với kích thước: 19 × 10 × 15 m  CHƯƠNG 8 KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM Kiểm tra sản xuất và đánh giá chất lượng sản phẩm là vấn đề hàng đầu của ngành công nghiệp thực phẩm. Kiểm tra sản xuất nhằm bảo đảm thực hiện đúng yêu cầu của từng công đoạn trong dây chuyền công nghệ sản xuất. Nhờ đó mà quá trình sản xuất của nhà máy ổn định, liên tục, đảm bảo nguyên liệu đạt yêu cầu về các chỉ tiêu theo tiêu chuẩn ra trước khi đưa vào sản xuất, sản phẩm có chất lượng đồng đều. Sản phẩm trước khi phân phối ra ngoài thị trường cần được đánh giá chất lượng sản phẩm để ngày càng cải thiện, nâng cao chất lượng sản phẩm phù hợp với yêu cầu của người tiêu dùng. 8.1. Kiểm tra nguyên liệu Khi thu nhận đại mạch ta phải kiểm tra các chỉ tiêu sau: + Trạng thái hạt: đại mạch phải chắc, đồng đều và không có hạt vở. + Màu sắc, mùi vị: màu vàng của lúa đại mạch, khô có mùi mốc, mùi lạ. + Thành phần các hợp chất trong đại mạch: hàm lượng protein, độ axit, độ ẩm … + Tạp chất kim loại, đá sỏi. + Sâu mọt, côn trùng, nấm mốc. Trong quá trình kiểm tra nếu phát hiện thấy có những biến đổi khác thường so với chỉ tiêu chất lượng ra, phải báo ngay cho bộ phận có trách nhiệm để có biện pháp xử lý kịp thời và kiểm tra lại kho, xilô chứa. 8.2. Kiểm tra độ trong, màu sắc và chỉ tiêu vi sinh của nước sau khi xử lý Nước phải đảm bảo trong suốt, không có mùi vị lạ, không có vi sinh vật gây bệnh... Kiểm tra độ cứng, pH và độ oxy hóa của nước. Độ cứng cho phép dao động trong khoảng từ 5-6 mg đương lượng, pH của nước 6,8-7,2, độ oxy hóa ≤ 2 mg. 8.3. Kiểm tra các công đoạn sản xuất 8.3.1. Kiểm tra các công đoạn làm sạch đại mạch Kiểm tra quá trình tách tạp chất, hạt lép, rơm rạ nhỏ, kim loại … trong lô đại mạch. Tiến hành kiểm tra thường xuyên trong từng mẻ để nguyên liệu được đồng đều. 8.3.2. Kiểm tra công đoạn rửa và ngâm đại mạch Kiểm tra nước rửa, nước ngâm, chất sát trùng. Kiểm tra nhiệt độ nước, thời gian rửa ngâm, thời gian thổi khí và độ ẩm của đại mạch khi ngâm. 8.3.3. Kiểm tra công đoạn nảy mầm Trong quá trình ươm mầm ta cần kiểm tra chế độ thông gió, thời gian ươm, nhiệt độ khối hạt, chu kỳ đảo hạt, độ ẩm của malt tươi và kích thước mầm rễ. Quan sát trên lớp hạt có dấu hiệu nảy mầm bất thường hay không. 8.3.4. Kiểm tra công đoạn sấy malt Kiểm tra chế độ sấy malt phải đúng theo yêu cầu công nghệ, như nhiệt độ tác nhân sấy, nhiệt độ sản phẩm, thời gian sấy và độ ẩm của malt khô sau khi ra khỏi máy sấy. 8.3.5. Kiểm tra chất lượng của sản phẩm Để đánh giá chất lượng của malt thành phẩm ta dựa vào các chỉ tiêu cảm quan, các chỉ số cơ học và thành phần hóa học của chúng. 8.3.5.1. Các chỉ tiêu cảm quan Màu sắc: malt đen có màu sẫm, vỏ của các lô malt chất lượng cao phải có ánh. Hình dáng và kích thước của các hạt phải tương ứng với hạt của đại mạch ban đầu. Mùi: của malt phải là mùi đặc trưng của malt đen. Độ sạch của malt: là tỷ lệ các tạp chất, hạt vỡ, hạt gãy chứa trong đó. Tỷ lệ cho phép là 0,5 % hạt gãy, vỡ và 1% là các tạp chất khác. 8.3.5.2. Các chỉ số cơ học Các chỉ số cơ học của malt bao gồm: + Khối lượng hectolit nằm trong giới hạn 45-60 kg. + Khối lượng tuyệt đối là khối lượng của 1000 hạt không được lựa chọn. Chỉ số này nằm trong khoảng 29-38 kg. + Hình thái vết cắt của malt: là mức độ trắng đục hoặc trắng trong của phần nội nhũ. Đây là chỉ số quan trọng để xem xét tới mức độ nhuyễn, mức độ ''đồ hóa" của nội nhũ trong thời gian ươm. Đối với malt đen số hạt trắng đục ít nhất là 96%. + Độ xốp, tương ứng với giá trị nghịch đảo của nó là độ cứng của malt. Đại lượng này cho biết mức độ nhuyễn của malt chế độ sấy đúng hay sai so với tiêu chuẩn. Để đo độ cứng của malt ta dùng dụng cụ đo Mubrimeter, đơn vị đo là g.cm/g. Malt tốt chỉ số này dao động trong khoảng 50000-55000 g.cm/g. Ngoài ra độ xốp của malt còn phụ thuộc vào giống đại mạch. 8.3.5.3. Các chỉ số hóa học Để đánh giá một cách đầy đủ và chính xác chất lượng của malt, nhất thiết phải tiến hành phân tích các chỉ số hóa học, bao gồm: + Thủy phần của malt có ý nghĩa đến độ bền và độ an toàn của malt trong vận chuyển và bảo quản. Nếu hàm ẩm cao thì hao phí trong vận chuyển lớn và xảy ra quá trình bất lợi cho việc bảo toàn chất lượng của malt. Hàm ẩm sau sấy của malt tối đa là 5% trọng lượng. + Thời gian đường hóa là chỉ số quan trọng để đánh giá chất lượng của malt. Nó biểu thị bằng thời gian đường hóa hoàn toàn cháo malt ở nhiệt độ 700C (không làm thay đổi màu của dung dịch iod). Thời gian đường hóa của malt đen khoảng từ 20-30 phút. + Hàm lượng chất chiết: là lượng hợp chất thấp phân tử đã chuyển vào nước sau quá trình đường hóa. Hiệu suất chiết của malt đen chất lượng cao phải đạt ít nhất là 75% so với chất khô. + Hiệu số giữa hiệu suất chiết khi malt nghiền mịn và nghiền thô tính bằng phần trăm, nó là chỉ số để đánh giá mức độ nhuyễn và độ "đồ hóa" của malt trong giai đoạn ươm mầm. + Số Hactông là đại lượng mà qua đó ta biết được tình trạng "đồ hóa" của malt và hoạt lực của hệ enzyme thủy phân protease, b-amylase và a-amylase. Để xác định chỉ số này ta tiến hành đường hóa ở nhiệt độ 200C, 450C và 800C, sau đó xác định hiệu suất chiết ở các mẫu so với tiêu chuẩn. Tính giá trị các tỷ số: Malt tốt khi số Hactông của nó là 5 + Độ nhớt động của dịch đường 0,0015-0,0018 Ns/m2, đại lượng này phụ thuộc vào nồng độ và đặc điểm của hợp phần của chất chiết trong dịch đường. + Hàm lượng đường maltose của malt đen là 59-65%. + Độ chua tác dụng của dịch đường dao động 5,5-6,5. Nếu pH càng thấp thì cũng có lợi cho quá trình đường hóa. + Độ chua phân định của dịch đường malt đen dao động trong khoảng 10-21 ml NaOH 1N trên 100 g chất khô. + Đạm hòa tan của malt là chỉ số để đánh giá mức độ thủy phân protein. Tỷ số giữa lượng đạm hòa tan vào dung dịch đường và tổng lượng các chất nitơ gọi là chỉ số Kolbach. Malt tốt chỉ số này cao hơn 74, còn malt kém thì chỉ số này nhỏ hơn 35. Đạm khả kết là lượng chất chứa nitơ sẽ kết lắng sau 5 giờ đun sôi dịch đường chỉ số này khoảng 13-18%. Hiệu số giữa đạm hòa tan và đạm khả kết gọi là đạm bền vững. + Đạm focmol trong dịch đường chiếm từ 10-12% so với đạm tổng. + Hoạt lực của amylase là chỉ số quan trọng dùng để đánh giá chất lượng malt. Để xác định chỉ số này ta dùng phương pháp Linner hoặc Wildish-Kolbach + Hoạt lực catalase đặc trưng cho mức độ sấy kiệt của malt. Qua đại lượng này ta xác định mức độ tạo thành melanoid ở trong malt dó. Malt đen giá trị này dao động từ 10-25 đơn vị. Giá trị này càng cao thì lượng melanoid tạo thành trong malt càng ít. CHƯƠNG 9 VỆ SINH CÔNG NGHIỆP VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG 9.1. Mục đích của an toàn lao động trong nhà máy An toàn lao động trong nhà máy sản xuất đóng vai trò rất quan trọng, nó ảnh hưởng rất lớn đến tiến trình sản xuất, đến sức khỏe công nhân cũng như tình trạng máy móc. Vì thế cần phải quan tâm đúng mức, phải phổ biến rộng rãi cho người công nhân hiểu được tầm quan trọng của nó và nhà máy nhất thiết phải đề ra nội quy, biện pháp để đề phòng. 9.2. Những nguyên nhân gây ra tai nạn lao động Những tai nạn xảy ra trong nhà máy thường do các nguyên nhân sau: + Tổ chức lao động không an toàn + Các thiết bị bảo hộ không an toàn + Ý thức chấp hành kỷ luật của công nhân chưa tốt + Trình độ lành nghề và nắm vững kỷ luật của công nhân chưa cao + Thao tác vận hành thiết bị chưa tốt hoặc không hợp lý 9.3. Những biện pháp hạn chế tai nạn - Trong nhà máy phải có các biển báo về quy trình vận hành cho từng phân xưởng. - Bố trí lắp thiết bị phù hợp với quy trình sản xuất, các thiết bị cơ động, gàu tải, băng tải ... phải có che chắn cẩn thận. - Các thiết bị như lò hơi phải có đầy đủ các phương tiện an toàn như van an toàn, đồng hồ đo áp lực và phải xa nơi đông người. - Các đường ống dẫn nhiệt phải bọc cách nhiệt, có đồng hồ theo dõi áp lực phải kiểm tra lại các bộ phận của máy trước khi vận hành xem có trục trặc, hư hỏng gì không, nếu có thì phải kịp thời sửa chữa. - Kho xăng dầu, thành phẩm ... phải có bình cacbonic, cát, nước để phòng cháy chữa cháy. Tuyệt đối nghiêm cấm người vô phận sự vào khu vực sản xuất. - Kỷ luật trong nhà máy phải nghiêm ngặt, phải xử lý kịp thời các trường hợp vận hành không đúng nguyên tắc … 9.4. Những yêu cầu cụ thể 9.4.1. Chiếu sáng và đảm bảo ánh sáng khi làm việc - Vấn đề chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu không lóa mắt công nhân, không lóa mắt do phản xạ, không có bóng tối ở những nơi cần thiết, phải đảm bảo độ rọi đồng đều, đạt yêu cầu tiêu chuẩn độ rọi tối thiểu. - Bố trí các loại cửa hợp lý để tận dụng ánh sáng tự nhiên. Khi chiếu sáng cần sử dụng màu sắc ánh sáng sao cho không gây ảnh hưởng đến sức khỏe của công nhân, tạo cảm giác thỏa mái khi làm việc. 9.4.2. An toàn về điện sản xuất - Các phụ tải phải có dây nối đất, cầu chì tránh hiện tượng ngắn mạch cách điện cho các phần mang điện. - Sử dụng các bộ phận che chắn và bảo hiểm. - Trạm biến thế xa nơi đông người - áp dụng các biện pháp kỹ thuật để giảm tối thiểu sự nguy hiểm trong trường hợp hở mạch điện. 9.4.3. An toàn về máy móc thiết bị - Máy móc thiết bị phải sử dụng đúng chức năng, đúng công suất. - Mỗi loại thiết bị phải có sổ theo dõi rõ ràng. Sau mỗi ca làm việc phải có sự bàn giao máy móc, nêu rõ tình trạng để ca sau xử lý. - Có chế độ vệ sinh sát trùng, bôi trơn dầu mỡ cho thiết bị. - Thường xuyên theo dõi chế độ làm việc của máy móc, thiết bị. 9.4.4. An toàn về khí nén, thông gió - Nhà sản xuất và làm việc phải được thông gió tốt. Những phân xưởng có nhiều hơi nóng như lò hơi, phân xưởng sấy cần bố trí thêm quạt máy để tạo điều kiện thỏa mái cho công nhân khi làm việc. - Đối với máy nén khí cần thiết phải có van an toàn. 9.4.5. An toàn về hoá chất Nhà máy sử dụng chất sát trùng là formalin để sát trùng hạt trước khi ngâm, do đó yêu cầu phải có bảo hộ lao động bằng các dụng cụ như khẩu trang, găng tay ... Hóa chất phải đúng nơi quy định, khi sử dụng phải tuân theo quy tắc đề phòng tránh gây độc hại, ăn mòn, hư hỏng thiết bị. 9.5. Phòng chống cháy nổ và chống sét 9.5.1. Phòng chống cháy nổ Sự cố cháy nổ sẽ gây thiệt hại nghiêm trọng không những về người, mà còn ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất của nhà máy. Do đó, vấn đề phòng chống cháy nổ là nhiệm vụ được lên hàng đầu. Đảm bảo tốt việc này thì quá trình sản xuất của nhà máy mới liên tục. - Những nguyên nhân gây ra cháy nổ: + Do ý thức tổ chức kỷ luật lao động + Do chập điện, do tác động của tia lửa điện, do cạn nước trong lò hơi, do các ống hơi bị co giãn gây nổ vở - Đề phòng chống cháy nổ cần tuân thủ theo các nguyên tắc sau: + Đề ra nội quy phòng chống cháy nổ cho từng phân xưởng, bộ phận làm việc của nhà máy + Có kế hoạch theo dõi kiểm tra định kỳ các biện pháp an toàn + Căn cứ vào tính chất nguy hại về cháy nổ của từng nơi mà bố trí các thiết bị chữa cháy cho phù hợp + Những bộ phận dễ cháy nổ phải cuối hướng gió, phải có phương tiện chữa cháy + phải thường xuyên tổ chức các đợt tập huấn cho cán bộ, công nhân về an toàn trong cháy nổ 9.5.2. Phòng chống sét Để bảo vệ các công trình trong nhà máy phải bố trí các cột thu lôi theo quy định đối với mỗi công trình xây dựng. 9.6. Vệ sinh công nghiệp - Vệ sinh xí nghiệp đối với nhà máy thực phẩm nói chung và nhà máy sản xuất malt nói riêng là một vấn đề không thể thiếu được trong nhà máy. - Một nhà máy có chế độ vệ sinh tốt nó sẽ đảm bảo sản lượng cũng như chất lượng của sản phẩm. Nếu vệ sinh không tốt thì sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, gây hiện tượng nhiễm tạp làm hư hỏng bán thành phẩm, thành phẩm. 9.6.1. Vệ sinh xí nghiệp Đảm bảo vệ sinh sạch sẽ trong xí nghiệp, tránh ứ đọng nước, rò rỉ thiết bị, rơi vãi hoá chất ... 9.6.2. Vệ sinh thiết bị - Các thiết bị trong thời gian ngừng hoạt động cần phải được vệ sinh sát trùng. - Đối với các thiết bị ươm mầm sau khi giải phóng hết lượng đại mạch trên sàng cần phải được vệ sinh sạch sẽ để chuẩn bị cho mẻ ươm tiếp theo. 9.6.3. Xử lý phế thải Trong quá trình sản xuất malt có nhiều phế thải như hạt không đạt yêu cầu sản xuất, mầm rễ malt là những phế liệu gây nhiễm bẩn vì vậy sau mỗi mẻ sản xuất cần phải chứa đúng nơi quy định và đưa ra ngoài phân xưởng để sử dụng cho các mục đích khác. 9.6.4. Xử lý nước thải Trong nhà máy nước thải ra từ các thiết bị ngâm rửa, thiết bị ươm mầm, nước sinh hoạt ... thành phần của nước thải có nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ gây ô nhiễm môi trường. Do đó nước thải cần phải được xử lý bằng phương pháp hóa lý kết hợp với sinh học trước khi thải ra môi trường. KẾT LUẬN Qua một thời gian làm đồ án với đề tài là: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen với năng suất 31000 tấn sản phẩm /năm”. Dưới sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của cô Phan Thị Bích Ngọc, cùng với nỗ lực của bản thân, đến nay tôi đã hoàn thành xong nhiệm vụ được giao. Trong quá trình làm đồ án tôi đã tìm hiểu về quy trình sản xuất malt công nghiệp, thêm vào đó là sự hướng dẫn của cô Phan Thị Bích Ngọc đã giúp tôi nắm được những kiến thức cơ bản về thiết kế nhà máy thực phẩm nói chung và nhà máy sản xuất malt nói riêng, có được cách nhìn tổng quan về một nhà máy, về công nghệ sản xuất, về cách bố trí thiết bị sao cho kinh tế và hợp lí. Điều này sẽ giúp ích rất nhiều cho tôi sau này. Mặc dầu đã cố gắng học tập, tìm hiểu về lý thuyết để hoàn thành đồ án tốt nhất nhưng không khỏi những thiếu sót do sự hạn chế về mặt kiến thức của bản thân, thời gian thực hiện ngắn và tài liệu tham khảo còn thiếu thốn cũng như chưa thật sự có điều kiên tiếp xúc nhiều với thực tế. Vì thế tôi rất mong sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến của quí thầy cô, bạn bè. Tôi xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 25 tháng 05 năm 2011 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Hải Lý