Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất 2150 tấn mía/ngày theo phương pháp khuếch tán

.C1.t1 + Q3 = L.I2 + G2.C2.t2 + 0,1.Q3.  Q3 = [L.(I2 – I1) + G2 .C2.t2 - G1.C1.t1] = 212757,604 (kcal/h). Nhiệt để đun nóng không khí là nhiệt của hơi sống. Có P = 3 at. - Lượng hơi đốt là: D7 = = = 410,845 (kg/h). - Tổng lượng hơi dùng cho các yêu cầu khác:  D = D2 + D3 + D4 + D5 + D6 + D7 = 14370,825 (kg/h) Bảng 5.15 - Tổng kết lượng hơi đốt dùng trong nhà máy TTHạng mụcKhối lượng (kg/h)% so với mía1Hơi dùng nấu đường3903,3484,3572Hơi dùng cho bốc hơi7344081,983Hơi dùng cho yêu cầu khác14370,82516,0424Tổng khối lượng hơi dùng91714,173102,379 - Lượng hơi tổn thất không xác định giả sử là 5% so với lượng hơi tính toán. Khi đó tổng lượng hơi thực tế dùng trong nhà máy là: Dtt = 1,05 x 91714,173 = 96299,882 (kg/h) - Tỷ lệ hơi dùng cho các bộ phận so với mía:  = x 100 = x 100 = 107,497 (%) CHƯƠNG VI: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 6.1. Thiết bị ở công đoạn khuếch tán 6.1.2. Chọn bộ máy ép Nhà máy làm việc với năng suất: 2150 tấn mía/ngày hay 89,583 tấn/h. Dựa vào năng suất của nhà máy và cataloge của hãng MillMax®, ta chọn máy ép 3 trục: trục trước, trục đỉnh và trục sau với kích thước 3 trục ép như nhau, đường kính trục ép: D x L = 812,8 x 1524 (mm) [23] Số lượng: 3 máy ép gồm 1 máy ép dập và 2 máy ép kiệt 6.1.2. Băng tải mía Chọn băng chuyền mía dạng tấm, gồm những lá thép ghép kề nhau, gắn trên hệ xích đỡ con lăn. Chọn chiều rộng băng tải: L = 2200 mm 6.1.3. Máy băm mía Dùng hai máy băm: máy băm 1 đặt ở băng chuyền ngang và máy băm 2 đặt ở phần nghiêng của băng chuyền 1. 6.1.3.1. Máy băm 1 Số đĩa dao trên trục máy n1 = [3-40] Trong đó: L: Chiều rộng của băng tải mía, L = 2200 (mm) d1: Khoảng cách giữa các lưỡi dao, chọn d1 = 50 (mm) [3-40]  n1 = đĩa dao Chọn trên một đĩa dao có 4 lưỡi dao kiểu lưỡi vuông. Các lưỡi dao trên hai đĩa liên tiếp được đặt lệch nhau một một góc 450 Số lưỡi dao: 43 x 4 = 172 lưỡi Quay cùng chiều với băng chuyền. Tốc độ quay 500 (v/ph) 6.1.3.2. Máy băm 2: Số đĩa dao trên trục máy n2 = Chọn d2 = 40 (mm), L = 2200 (mm).  n2 = 54 đĩa dao Chọn hai dao trên một đĩa dao loại dao, loại dao kiểu lưỡi vuông. Các dao trên trên hai đĩa liên tiếp được đặt lệch nhau một gốc 900. Tốc độ quay 550 (v/ph) 6.1.4. Thiết bị khuếch tán Chọn thiết bị khuếch tán bã của De Smet, thiết bị này đã được sử dụng ở nhà máy đường Bourbon Tây Ninh. Năng suất thiết kế của nhà máy là 2150 tấn mía/ngày, nên dựa theo cataloge của De Smet ta chọn thiết bị khuếch tán có các thông số như sau: Kích thước: L x W x H = 35800 x 3300 x 8000 mm Công suất: 110 HP/1000 tấn mía/ngày ≈ 81 kW Lượng hơi tiêu thụ: 80 – 85 kg/tấn mía 6.2. Thiết bị ở công đoạn làm sạch và bốc hơi 6.2.1. Thiết bị gia vôi Thiết bị gia vôi loại hình trụ đáy chóp cụt, có cánh khuấy, làm việc liên tục. Theo số liệu phần cân bằng vật chất: - Thể tích nước mía GVSB: VSB = 4973,765 m3/ngày = 207,24 m3/h. - Thể tích nước mía GVTH: VTH = 4985,617 m3/ngày = 207,73 m3/h. Tính cho thiết bị lớn nhất. D H1 d H2 - Thể tích thùng gia vôi: Vt = (m3/h). Trong đó: V là thể tích nước mía GVTH, m3/h.  là thời gian nước mía lưu trong thùng. Chọn  = 5 ph.  là hệ số chứa đầy, chọn  = 0,85.  là số thùng gia vôi, chọn  = 1. Thay số vào công thức trên ta được: Vt = = 20,366 (m3). Chọn: Đường kính thùng D = 2800 mm Đường kính và chiều cao đáy chóp d x H2 = 800 x 600 mm. Thể tích phần đáy chóp: V2 = x  x H2( D2 + d2 + D x d). (5.8) V2 = x 3,14 x 0,6 x (2,82 + 0,64 + 2,8 x 0,6) = 1,595 (m3). Thể tích hình trụ: V1 = Vt – V2 = 20,366 – 1,595 = 18,771 m3. Chiều cao phần hình trụ là: H1 = = = 3,05 (m). (5.9). Chiều cao của thiết bị gia vôi: H = H1 + H2 = 3,05 + 0,6 = 3,65 m. Tổng kết: - Kích thước thùng: D x H = 2800 x 3650 mm. - Số lượng thùng gia vôi: 2 thùng. 6.2.2. Cân định lượng Cân được sử dụng trong nhà máy phục vụ cho việc định lượng chính xác khối lượng nước mía, khối lượng đường…chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo. Số liệu bảng 3.1 phần cân bằng vật chất ta có: Khối lượng NMHH qua cân: G = 5089,22 T/ngày = 212,05 T/h - Thể tích NMHH qua cân: V = 4967,919 m3/ngày = 207 m3/h. Chọn cân tự động loại 4 tấn nước mía /mẻ. Số mẻ nước mía cần cân trong 1h là: Nmẻ = = = 53,01. Chọn 53 mẻ. - Thể tích một mẻ nước mía qua cân: V’ = = = 3,91 (m3/mẻ) - Thể tích thùng cân: Vt = . Với  là hệ số chứa đầy,  = 0,9.  Vt = = 4,34 (m3). Chọn thùng cân có dạng hình trụ, đáy hình nón cụt với kích thước như sau: + Đường kính thùng D : 1500 mm + Đường kính hình chóp d : 600 mm + Chiều cao hình chóp : 500 mm. Thể tích phần hình chóp tính theo (5.8) ta có: V2 = = 0,46 m3. Thể tích phần hình trụ là: V1= Vt – V2 = 4,34 – 0,46 =3,88 m3. Chiều cao phần hình trụ theo (5.9) ta có: h1 = = 2,2 (m). Chiều cao tổng thể của thiết bị: H = 2,2 + 0,5 = 2,7 m. Tổng kết: - Kích thước cân: D x H = 1500 x 2700 mm - Số lượng cân: 1 cái. 6.2.3. Thiết bị gia nhiệt Thiết bị gia nhiệt là loại ống chùm. - Bề mặt truyền nhiệt: F = (m2) [11-46] Trong đó: Q là nhiệt lượng dùng để gia nhiệt, Kcal/h. K là hệ số truyền nhiệt ( Kcal/h.m2.oC). K = 5 x T x (w + 0,04)0,5 (Kcal/m2.h.oC). [5-35] tTB là hiệu số nhiệt độ trung bình (oC). tTB = Với: td = T – td, tc = T – tc. T: là nhiệt độ hơi thứ đem gia nhiệt, oC. td, tc: là nhiệt độ đầu và cuối của nước mía ra khi gia nhiệt, oC. w: là vận tốc nước mía trong ống m/s. Chọn w = 1,5 m/s. Coi sự tổn thất nhiệt độ trên đường ống khi gia nhiệt là 1oC. Từ số liệu trong bảng 5.8 phần CBN và đã chọn, kết quả tính theo bảng 6.1 Bảng 6.1 - Bề mặt truyền nhiệt của thiết bị Thông sốGia nhiệt IGia nhiệt IIGia nhiệt IIIQ (Kcal/h)11264290,2047903517,1053404526,05T (oC)96,464112,52123,885td (oC)2570100td (oC)71,46442,5223,885tc (oC)75105115tc (oC)21,4647,528,885tTB (oC)41,61620,22615,186K (Kcal/m2hoC)688,891803,553884,716F (m2)392,91486,29253,402 Để thiết bị làm việc ổn định, ta cần tính cho thiết bị có diện tích bề mặt truyền nhiệt lớn nhất: F = 486,29 m2 Các ống truyền nhiệt được xếp theo hình lục giác đều, kích thước thiết bị được tính như sau: - Đường kính tính theo công thức: Dtr = t.(b – 1) + 4dn [11-49] Trong đó: Nc là số ống tiêu chuẩn . t: là bước ống , t = (1,2-1,5).dn. Chọn t = 1,5.dn. [11-49]. dn: là đường kính ngoài của ống truyền nhiệt, dn = 45 mm. b: là số ống trên đường chéo của hình lục giác đều. Suy ra: t = 1,5 x 45 = 67,5 mm. l: Chiều dài ống truyền nhiệt, chọn l = 4000 mm. Số ống truyền nhiệt: n = = = 860,386 (ống) Số ống quy chuẩn: nc = 931 (ống), suy ra b = 33 [bảng V.11/11-48].  Dtr = 0,0675.(33 – 1) + 4.0,045 = 2,34 Bề dày của thiết bị là: 13 ÷ 15 mm. Chọn d = 15 mm. Chọn lớp bảo ôn: 44 mm. Đường kính thiết bị: Dn = Dtr + 2.d = 2,34 + 2.0,015 = 2,37 (m). Chọn khoảng cách từ bề mặt vĩ đến bề mặt thiết bị là: 250 mm. Chiều cao của thiết bị là: H = L + 2.0,25 = 4 + 0,5 = 4,5 (m). Tổng kết tính thiết bị gia nhiệt: Kích thước thiết bị truyền nhiệt: D x H = 2370 x 4500 mm. Số lượng : 3 thiết bị chính và 1 dự phòng. Số ống truyền nhiệt : 931. 6.2.4. Thiết bị lắng trong Thiết bị lắng là loại làm việc liên tục kiểu Dorr, gồm 6 ngăn chính và một ngăn phân phối, bên trong có cánh khuấy gạt bùn. - Bề mặt chung được tính theo công thức: , (m2) Trong đó: Vl là thể tích nước mía đi lắng: V = 4985,617 m3/ngày = 207,734 m3/h m: tốc độ lắng, m = 0,40,6 (m/h). Chọn m = 0,6 (m/h) a: Phần trăm nước lắng so với dung dịch, a = 80% Suy ra: F1 = = 276,979 (m2) Diện tích lắng của mỗi ngăn: f = = 55,396 (m2). - Đường kính thiết bị lắng: D = = = 8,4 (m). - Thể tích thiết bị lắng: Vt = V x (m3). Trong đó: V là thể tích nước mía gia vôi trung hoà: V = 4985,617 m3/ngày = 207,734 m3/h  là thời gian lưu nước mía trong thiết bị lắng. Chọn  = 2h.  là hệ số chứa đầy của thiết bị. Chọn  = 0,85. n là số thiết bị sử dụng. Chọn n = 1 Thay số vào công thức trên ta được: Vt = = 488,786 (m3). h2 h1 D d  Chọn:  là góc nghiêng chóp lắng,  = 15o. d là đường kính chóp cụt, d = 1800 mm. - Chiều cao đáy chóp cụt: h2= = = 0,884 (m) - Thể tích đáy chóp hình chóp theo (5.8): V2 = (8,42 + 1,82 + 8,4 x 1,8) = 20,574 (m3). - Thể tích phần hình trụ: V1 = V – V2 = 488,786 – 20,574 = 468,212 (m3) - Chiều cao phần hình trụ theo (5.9): h1 = = 8,453 (m). - Chiều cao toàn thiết bị: H = h1 + h2 = 8,453 + 0,884 = 9,337 (m). - Tổng kết tính thiết bị lắng: + Đường kính và chiều cao: 8400 x 9337 mm. + Công suất động cơ truyền động: N = 2,2 Kw. 6.2.5. Thiết bị lọc chân không Diện tích bề mặt lọc bùn tỉ lệ với lượng mía đem đi sản xuất, ở các quốc gia khác nhau do diều kiện khí hậu khác nhau nên tỉ lệ này cũng khác nhau. Theo Hugot thì tỉ lệ này ở Việt Nam là 0,45 m2/tấn mía đối với phương pháp ép. Với phương pháp khuếch tán, lượng bùn có xu hướng bị giữ lại trong bã nhiều hơn, thực tế ở Nam Phi thì lượng bùn bằng khoảng 72% so với phương pháp ép. [26] Vì vậy, diện tích bề mặt lọc là: F = = 29,025 m2 Với F = 29,025 m2, ta chọn thiết bị lọc chân không của  HYPERLINK "" Sugarequip có kích thước như sau: D x L = 2440 x 4880 mm. [27] 6.2.6. Thiết bị lọc kiểm tra Theo số liệu phần cân bằng vật chất tính được ta có: Thể tích mật chè vào lọc ống: VMC = 402,042 m3/ngày = 16,752 m3/h. Tốc độ lọc đối với mật chè: C = 10 (lit/m2.phút) = 10-2 (m3/m2.phút) Hệ số sử dụng máy lọc. Chọn  = 0,3.  Diện tích lọc là: F = = = 93,065 (m2). Chọn máy lọc PG-15 với các thông số sau: [24] + Tổng chiều cao thiết bị lọc: H = 3600 mm. + Độ cao chân máy: H1 = 2200 mm + Độ cao của thiết bị: H2 = 1500 mm + Đường kính thiết bị lọc: D = 1200 mm. + Bề mặt của mỗi máy lọc: f = 15 m2. Số lượng máy cần dùng: N = = = 6,2. Chọn 7 máy Kích thước thiết bị: D x H = 1200 x 3600 mm. Số lượng máy lọc: 7 máy. 6.2.7. Thiết bị cô đặc 6.2.7.1. Nhiệt lượng cung cấp cho buồng đốt các hiệu Hiệu I: Q1 = D1. ihd1. Kcal/h Hiệu II: Q2 = (W1 – E1 – R).ihd2. Kcal/h Hiệu III: Q3 = (W2 – E2).ihd3. Kcal/h. Hiệu IV: Q4 = (W3- E3). ihd4. Kcal/h Theo kết quả tính nhiệt cho hệ bốc hơi ta có lượng hơi thứ phân phối như sau: W1 = 70853,226 (kg/h), W2 = 59238,273 (kg/h) W3 = 46194,158 (kg/h), W4 = 15845,916 (kg/h) D1 = 73440 (kg/h) 6.2.7.2. Bề mặt truyền nhiệt các hiệu - Bề mặt truyền nhiệt tính theo công thức: F = . (m2) [3-200]. Với: K là hệ số truyền nhiệt được tính theo công thức thực nghiệm của Thuỵ Điển như sau: K = (Kcal/m2.h.oC). [3-203]. Trong đó: t là nhiệt độ sôi của dung dịch, oC. C là nồng độ dung dịch ở các hiệu. TB là hiệu số nhiệt độ hữu ích ở các hiệu, oC. Bảng 6.2 - Kết quả tính hệ số truyền nhiệt Hiệu IHiệu IIHiệu IIIHiệu IVC (%)9,06715,4938,60460,005t (oC)124,46113,80298,91673,3K (Kcal/m2hoC)5098,8327291206,92453,75 Bảng 6.3 - Kết quả tính bề mặt truyền nhiệt ở các hiệu HiệuQ (Kcal/h)TB (oC)K (Kcal/m2.h.oC)F (m2)I478274408,445098,831111,38II35413780,699,08327291428,69III28732767,0112,6041206,921888,82IV10576423,3722,164453,75877,59 Để đảm bảo các hiệu bốc hơi làm việc được ổn định ta tính cho nồi có diện tích truyền nhiệt lớn nhất: F = 1888,82 m2. 6.2.7.3. Các thông số kĩ thuật. Các ống truyền nhiệt được xếp theo hình lục giác đều. Thiết bị được mô tả theo mô hình sau: Chọn ống truyền nhiệt có kích thước: Dn x Dt x L = 52 x 48 x 3000 mm. Số ống truyền nhiệt là: No = = = 4177,32 (ống). Chọn No = 4177 ống. - Thiết diện ống tuần hoàn trung tâm khoảng 15-20% tổng diện tích ống truyền nhiệt [11-75]. Chọn 15%.  STH = . .D2t.N = = 1,13 (m2). Đường kính ống trung tâm: DTH = (5.9) = = 1,2 (m) Đường kính trong của buồng đốt: Dtr = [11-74]. Trong đó:  = t/Dn thường lấy  = 1,3 – 1,5. Chọn  = 1,4. t là bước ống, t = 1,4 x 0,052= 0,073 (m). Dn là đường kính ngoài của ống, Dn = 0,052 m.  là hệ số sử dụng lưới đỡ ống. Chọn  = 0,9. DTH là đường kính ngoài của ống tuần hoàn. DTh = 1,2 m. F là diện tích truyền nhiệt m2. F = 1888,82 m2. Xếp ống theo hình lục giác đều nên α = 600 L là chiều dài ống truyền nhiệt. L = 3000 mm. Từ các số liệu có được ta có đường kính trong của buồng đốt: Dtr = = 5,15 (m). Chọn đường kính buồng bốc: Db = 5,7(m). Chiều cao buồng bốc: Hb = (1,5-2).L. Chọn Hb = 1,5 x 3 = 4,5 (m). Chiều cao đáy nồi: Hd = 0,6 (m). Chiều cao phần thoát hơi thứ: Chọn 0,6 (m). Đường kính và chiều cao bộ phận thu hồi đường: 1,5 x 0,8 (m). Tổng chiều cao của nồi: H = 4,5 + 3 + 0,6 + 0,6 + 0,8 = 9,5 (m). Tổng kết tính thiết bị bốc hơi: Kích thước thiết bị : D x H = 5665 x 9500 mm. Số lượng thiết bị : 4 thiết bị chính Số ống truyền nhiệt : 4177 ống. 6.3. Thiết bị ở công đoạn nấu đường và thành phẩm 6.3.1. Thiết bị nấu đường. 6.3.1.1. Hệ số truyền nhiệt Theo thực nghiệm sản xuất ở các nhà máy thì hệ số K có được là: Nồi nấu A: KA = 500 Kcal/m2.h.oC. Nồi nấu B: KB = 200 Kcal/m2.h.oC Nồi nấu C: KC = 90 Kcal/m2.h.oC. 6.3.1.2. Nhiệt lượng cung cấp cho nấu đường - Nhiệt lượng cần cho các nồi nấu là: Q = D’. IHD + R. IHT Trong đó: D’ là lượng hơi sống bổ sung để nấu đường, kg/h. R là lượng hơi thứ dùng nấu đường, kg/h. IHD là hàm nhiệt hơi đốt vào nấu đường, Kcal/kg. IHT là hàm nhiệt hơi thứ nấu đường, Kcal/kg. Theo số liệu tính được từ bảng 5.14 phần CBN thay vào công thức trên ta tính được các giá trị như sau. Bảng 6.4 - Nhiệt lượng cung cấp cho nấu đường Nồi nấuD’(kg/h)R (kg/h)IHD(Kcal/kg)IHT(Kcal/kg)Q (kcal/h)Nấu A2491,1565812,696651,6648,2685391422,06Nấu B673,1791570,751651,6648,2681456911,05Nấu C534,9191248,145651,6648,2681187685,68 6.3.1.3. Bề mặt truyền nhiệt - Diện tích truyền nhiệt được tính theo công thức: F = (m2). Trong đó: Qi là nhiệt lượng cung cấp cho nồi nấu thứ I, Kcal/h. Ki là hệ số truyền nhiệt của nồi nấu I, Kcal/m2hoC. ti = t HT – tSi là hệ số nhiệt độ có ích, oC. Với tHT = 123,885 oC. nhiệt độ hơi thứ [phần CBVC]. tSi nhiệt độ sôi dung dịch của nồi nấu thứ I, oC. Bảng 6.5 - Diện tích bề mặt truyền nhiệt của các nồi nấu Nồi nấuQ (Kcal/h)K (Kcal/m2hoC)tSi (oC)ti (oC)F (m2)Non A5391422,0650068,62355,262195,12Non B1456911,0520070,54253,343136,56Non C1187685,689070,8153,075248,63 Căn cứ vào kết quả tính toán, chọn nồi nấu đường gián đoạn kiểu tuần hoàn tự nhiên bằng ống tuần hoàn trung tâm. Tính theo nồi nấu có diện tích bề mặt lớn nhất. - F = 248,63 (m2). Chọn F = 250 m2 - Kích thước ống truyền nhiệt: dn x dtr x l =110 x 105 x 1100 (mm) (thực tế) - Số ống truyền nhiệt được tính theo công thức sau: = (ống). Chọn theo qui chuẩn nC = 721 (ống) [BảngVI,11-48] - Diện tích thiết diện ống tuần hoàn trung tâm khoảng 1520% tổng diện tích ống truyền nhiệt [12-Tr75] Chọn 20 %. 1,25 m2 - Ðường kính ống tuần hoàn: Dth = = - Chọn chiều dày của ống tuần hoàn là 0,01 m. Vậy đường kính ngoài của ống tuần hoàn. Dnth = 1,26 + 0,01 x 2 = 1,28 (m) - Ðường kính buồng đốt: (m) [11-74] Trong đó: thường lấy =1,31,5; Chọn = 1,5. dn = 0,11 (m) : hệ số sử dụng lưới đỡ ống, = 0,70,9; Chọn =0,8. l : chiều dài ống truyền nhiệt; l = 1,1 m. Dth: đường kính ngoài của ống tuần hoàn. Dth = 1,26 m sin = sin600 = F : diện tích bề mặt truyền nhiệt của thiết bị nấu, F = 250 m2 Dt = (m) - Ðường kính buồng bốc: Db = 1,1Dt = 1,1.4,33 = 4,76 (m) - Chiều cao buồng bốc: Hb = (1,52,5)L, chọn Hb = 2,5L (m) Hb = 2,75 (m) - Chiều cao phần thoát hơi thứ, chọn Htht = 1,3 (m) - Chiều cao đáy nồi: Hđáy = 0,8 (m) [11-388] - Phần nghiêng giữa buồng đốt và buồng bốc: Hngh = 0,3 (m) - Lỗ thoát đường non c = 1 (m) - Ðường kính tháp thoát hơi thứ: 2 (m) Tổng chiều cao nồi: H = Hb + Hđ + Hđáy + Htht + Hngh = 2,75 + 1,1 +0,8 + 1,3 + 0,3 = 6,25 (m) - Thể tích thiết bị chứa được: Vt = Vb + Vđ + Vđáy Vb: thể tích buồng bốc = (m3) Vđ: thể tích buồng đốt chứa đường non, = 8,23 (m3) Vđáy: thể tích phần đáy chứa đường non, (Dđáy = Dt). Vđáy= 5,95 (m3) - Thể tích của nồi nấu đường non C là: Vt = Vb + Vđ + Vđáy = 48,97 + 8,23 + 5,95 = 63,15 (m3) - Hệ số chứa khi nấu đường non là:  = 0,7 (thực tế sản xuất). Như vậy thể tích đường non cho phép nấu là: Vcp = 44,21 (m3) - Tính số nồi nấu theo công thức sau: (nồi) Trong đó: V0 : thể tích đường non nấu, (m3/ngày) t : thời gian nấu 1 nồi, (h) V: dung tích của nồi nấu được, (m3) - Dựa theo các số liệu từ Bảng 4.7 [phụ lục 3] ta có bảng sau: Bảng 6.6 - Kết quả tính toán thiết bị nấu Hạng mụcG (tấn/ngày) (tấn/m3)V0 (m3/ngày)V (m3/mẻ)T (h)n (nồi)Chọn Non A486,1771,50387323,28444,2130,911Non B155,0541,51814102,13444,2160,581Non C149,5741,5471996,67444,21100,911 - Như vậy, chọn nồi nấu như sau: + 01 nồi nấu A. + 01 nồi nấu C. + 01 nồi vừa dùng để nấu B vừa dùng để nấu giống xen kẽ nhau. 6.3.2. Thiết bị trợ tinh 6.3.2.1. Tính số lượng thiết bị - Thiết bị trợ tinh A, B là thiết bị dạng ống xoắn ruột gà. Thiết bị trợ tinh C là loại đĩa khuyết quay. Thể tích thiết bị tính theo công thức: VTT = (1,1 – 1,25).VCP Trong đó: V là thể tích có ích của nồi nấu tương ứng, m3. VTT là thể tích thiết bị trợ tinh, m3. VCP là thể tích có ích, (m3). Chọn: VTT = 1,25.VCP - Số lượng thiết bị trợ tinh là: m = Trong đó: Vo là thể tích đường cần trợ tinh, m3/ngày.  là thời gian trợ tinh, h. n là số nồi nấu đường. Từ các công thức trên ta kết quả theo bảng sau: Bảng 6.7 - Số lượng thiết bị trợ tinh Hạng mụcVoVCPVTTnmChọn mTrợ tinh A323,284344,2155,2610,731Trợ tinh B102,134644,2155,2610,461Trợ tinh C96,6741844,2155,2611,312 6.3.2.2. Kích thước thiết bị trợ tinh Chọn thiết bị có hình chữ nhật, đáy bán trụ đặt nằm ngang. Cấu tạo thiết bị mô tả theo hình sau: L H1 H2 D - Thể tích phần bán trụ tính theo công thức: Vt = .D2.L (m3). Trong đó: Vt là thể tích phần bán trụ, m3. D là đường kính phần bán trụ, m. Chọn D = 3000 mm. L là chiều dài thiết bị, m. Chọn L = 6000 mm.  Vt = x 3,14 x 32 x 6 = 21,19 (m3). - Chiều cao phần bán trụ: H1 = = = 1,2 (m). - Thể tích phần hình chữ nhật: V2 = VTT – Vt = 55,26 – 21,19 = 34,07 (m3). Chiều cao phần hình chữ nhật: H2 = = = 1,9 (m). Chiều cao toàn thiết bị: H = H1 + H2 = 1,9 + 1,2 = 3,1 (m). Tổng kết: + Kích thước thiết bị: D x L x H = 3000 x 6000 x 3100 mm. + Số lượng thiết bị: 4. 6.3.3. Thiết bị ly tâm 6.3.3.1. Thiết bị ly tâm đường A, B Chọn máy li tâm làm việc gián đoạn B1100L của BMA [19] có các đặc tính kĩ thuật: - Đường kính thùng ngoài, D = 1750 mm - Chiều cao máy, H = 3000 mm - Đường kính thùng quay: 1370 mm - Thể tích thùng: 725 lit - Tải trọng giới hạn: 1100 (kg/mẻ) - Số vòng quay: 1250 vòng/phút - Số lượng máy li tâm: T: Thời gian li tâm, TA= 5 phút, TB = 10 phút [3-286] G: Khối lượng đường non li tâm, (tấn/ngày). q: Năng suất máy li tâm, (kg/mẻ) n: Hệ số sử dụng thời gian, n = 0,9 E: Hệ số sử dụng năng suất máy, E = 0,8 * Số máy li tâm A: chọn 3 máy * Số máy li tâm B: chọn 2 máy 6.3.3.2. Máy li tâm đường C Chọn máy li tâm làm việc liên tục NK1100 [26] có các đặc tính kĩ thuật sau: - Đường kính rỗ Dr = 1100 (mm) - Đường kính thùng ngoài, D = 1900 mm - Chiều cao máy, H = 3000 mm - Năng suất: 8 (tấn/h) - Số máy li tâm C: mc = = chọn 1 máy 6.3.4. Thiết bị sấy đường. Thiết bị sấy đường là loại máy sấy thùng quay. Từ bảng 3.7 ta có: - Khối lượng đường vào sấy: G1 = 237,49 T/ngày = 9895,417 kg/h. Khối lượng đường ra khỏi máy sấy: G2 = 9826,08 kg/h. Khối lượng nước bốc hơi: W = G1 – G2 = 69,337 kg/h. - Thể tích thùng tính theo công thức sau: Vt = (m3). Trong đó: W là lượng ẩm tách được, W = 69,337 kg/h. A là cường độ bay hơi. Chọn A = 5 (kg/m3.h) theo thực nghiệm Suy ra: Vt = = 13,87 (m3). - Chiều dài thùng quay: (m) Thường thì tỉ số giữa chiều dài và đường kính của thùng dao động từ 3, 5 - 7. Chọn Dt = 1,5 mLt = Ta có (thoả mản điều kiện ) Bảng 6.8 – Tổng kết phần tính và chọn thiết bị TTThiết bịKích thước (mm)SL1Máy épD x L = 1120 x 220032Băng chuyềnW = 22003Máy bămD x L = 1500 x 220024Máy đánh tơiD x L = 490 x 220015Thiết bị khuếch tánL x W x H = 35800 x 3300 x 8000 16 Thiết bị gia vôiD x H = D x H = 2800 x 3650 27Cân định lượng NMHHD x H = 1500 x 2700 18Thiết bị gia nhiệtD x H = 2370 x 450049Thiết bị lắngD x H = 8400 x 9337 110Thiết bị lọc chân không D x L = 3000 x 4680111Thiết bị lọc ống kiểm traD x H = 1400 x 37501012Thiết bị bốc hơiD x H = 5700 x 9500413Nồi nấu D x H = 4760 x 6250314Thiết bị trợ tinhD x L x H = 3000 x 6000 x 3100415 tâmMáy li tâm A,BD x H = 1750 x 3000316 tâmMáy li tâm CD x H = 1900 x 3000117Máy sấyD x L = 1500 x 78501chương VII: TÍNH XÂY DỰNG 7.1. Tính nhân lực lao động 7.1.1. Chế độ làm việc của nhà máy Ở nước ta, do điều kiện khí hậu chỉ thích hợp cho cây mía sinh trưởng và phát triển trong thời gian nhất định nên việc trồng mía và thu hoạch mía được làm theo mùa vụ. Vì vậy, tất cả các nhà máy đường đều tiến hành sản xuất theo mùa vụ, mỗi vụ khoảng từ 78 tháng: từ tháng 11 năm này đến tháng 56 năm sau. Trong thời gian hoạt động của nhà máy, công nhân làm việc với chế độ 3 ca/ngày, mỗi tháng nghỉ 2 ngày để sửa chữa định kỳ. Sau mỗi vụ sản xuất, nhà máy có kế hoạch tu bổ, sửa chữa lớn. 7.1.2. Thời gian làm việc của nhà máy - Thời gian làm việc của máy móc thiết bị tạo ra sản phẩm: Tlv = Tsx - (T1 + T2 ) Tsx : thời gian sản xuất của nhà máy theo lịch là từ tháng 11 đến tháng 5 năm sau nên Tsx = 212 ngày/vụ T1 : thời gian ngưng sản xuất để kiểm tra định kì và sửa chữa, T1 = 14 ngày/vụ. T2 : thời gian ngưng sản xuất do kỹ thuật, T2 = 15 ngày/vụ Vậy thời gian làm việc tạo ra sản phẩm: Tlv = 212 - (14 + 15) = 183 ngày/vụ - Hệ số điều tiết của công nhân (K) được tính như sau: K= ,Tsxtt : thời gian sản xuất thực tế Trong một vụ sản xuất thời gian được nghỉ theo quy định: + Nghỉ tết Nguyên Ðán : 4 ngày. + Nghỉ chủ nhật : 28 ngày. + Nghĩ lễ và các lý do khác: 8 ngày. K = 7.1.3. Số công nhân phân bố cho mỗi khu vực sản xuất trong phân xưởng 7.1.3.1. Số công nhân làm việc theo ca trong ngày. Bảng 7.1 - Số công nhân làm việc trong một ca và một ngày TTNhiệm vụMỗi ca ( người)Số caMỗi ngày ( người)1Cân mía2242Cẩu mía43123Phục vụ sân mía43124Khu vực ép – khuếch tán53155Bơm nước mía hỗn hợp1336Kiểm tra các khu vực53157Hòa vôi và gia vôi3398Bốc hơi gia nhiệt43129Lọc chân không23610Lắng trong23611Lọc ống23612Phân tích nước ngưng13313Nấu đường531514Trợ tinh đường non23615Ly tâm A,B,C932716Hồi dung C và hồ B23617Sấy đường13318Ðóng bao, vận chuyển1233619Hóa nghiệm631820Trạm hơi nước23621Trạm phát điện531522Lò hơi, phục vụ lò hơi631823Tổng (C1)85253 7.1.3.2. Công nhân sản xuất phụ Bảng 7.2 - Số công nhân sản xuất phụ TTNhiệm vụMỗi ca (người)Số caMỗi ngày (người)1Phục vụ dịch vụ thu mua53152Quản lí kho, thủ kho3393Bảo vệ nhà máy43124Sửa chữa, kiến trúc414Tổng cộng ( C2)16 =SUM(ABOVE) 407.1.3.3. Công nhân hợp đồng, biên chế Do sản xuất theo mùa vụ nên ngoài công nhân sản xuất trong dây chuyền, nhà máy còn tuyển thêm 1 số công nhân hợp đồng theo vụ, hoặc hợp đồng công nhân để thực hiện các công việc đơn thuần mang tính phục vụ trong dây chuyền sản xuất, để tiết kiệm chi phí trả lương cho công nhân những tháng nhà máy không hoạt động, hoặc đột xuất cần nhân lực tạm thời cho sản xuất. - Số lượng công nhân hợp đồng: Thường lấy bằng 25% so với công nhân trực tiếp sản xuất : CHÐ = 253 x 25% = 64 (người) - Công nhân chính thức sản xuất của nhà máy : CCT = 253 - 64 = 189 (người) - Số công nhân biên chế : CBC = K.CCT = 1,23 x 189 233 (người) - Số công nhân trực tiếp sản xuất: C = CBC + CHÐ = 233 + 64 297 (người) - Công nhân cơ điện lấy bằng 10% tổng số công nhân : CCÐ = 10% . 297 = 29,7 30 (người) Số xe chở mía: Trọng tải xe: Chọn loại xe KAMAZ có Rơ-mooc, trung bình mỗi xe chở 20 tấn. Số chuyến xe: Ứng với cự ly 30 km, trung bình mỗi ngày 1 xe chở được 4 chuyến. Số lượng xe KAMAZ: Năng suất nhà máy 2150 tấn mía/ngày. Vậy số lượng xe Rơ-mooc cần thiết là: n = = 27 (chiếc). Chọn số xe dự phòng là 1. Vậy lượng xe Rơ-mooc cần dùng là 28 xe. Tuy nhiên, để phù hợp với kế hoạch sản xuất theo vụ mùa, nhà máy cần hợp đồng chuyên chở với các chủ xe tư nhân. Số lượng xe hợp đồng bằng 50% số xe cần thiết = 28 x 50 % = 14 (chiếc). - Công nhân lái xe tải: Công ty có 14 xe tải vận chuyển và 2 xe hành chính vì vậy số công nhân lái xe là Clx = 16 người Tổng số công nhân ở khâu sản xuất là : C3 = C + CCÐ + Clx = 297 + 30 + 16 = 343 (người) 7.1.3.4. Cán bộ quản lí - kỹ thuật Bảng 7.3 - Cán bộ quản lý và kỹ thuật của nhà máy TTCán bộ quản lýNgười1Giám đốc12Phó giám đốc23Trưởng phòng KT-CN14Quản đốc15Kế toán26Thủ quỹ17Tổ chức hành chính-công đoàn38Kỹ sư công nghệ69Kỹ sư điện410Kỹ sư cơ611Kỹ sư nhiệt412Kỹ sư tin học1Tổng(C4)32 Tổng số cán bộ công nhân viên của nhà máy : CT = C2 + C3 + C4 = 40 + 349 + 32 = 420 (người). Số công nhân đông nhất là ca ban ngày: = C1 + C2 + C4 + số công nhân lái xe + Số công nhân cơ điện trong một ca = 85 + 16 + 32 + 14 + 30/3 = 159 (người) 7.2. Các công trình xây dựng của nhà máy. 7.2.1. Phân xưởng chính Khu vực sản xuất chính của nhà máy là nơi đặc biệt quan trọng, tập trung hầu hết toàn bộ vật tư, thiết bị sản xuất. Đối với các nhà máy đường do sự phức tạp trong hệ thống dây chuyền nên số lượng thiết bị sản xuất khá dày đặc và đồ sộ, nên việc quản lý trong sản xuất là rất khó khăn. Để thuận lợi trong lao động ta phân chia nhà xưởng sản xuất chính thành nhiều bộ phận khác nhau: Công đoạn xử lý, ép mía và khuếch tán, công đoạn làm sạch và bốc hơi, công đoạn nấu đường và ly tâm, công đoạn đóng bao và thành phẩm. Với cách bố trí như vậy thì các khu vực cung cấp nhiên liệu phục vụ cho nấu, làm sạch, bốc hơi… được đặt ngoài khu vực sản xuất chính. Trên cơ sở này ta chọn xây dựng nhà sản xuất chính gồm hai tầng, nhà xưởng theo kết cấu nhà công nghiệp đó là: nhà kiểu lắp ghép bằng thép, có tường bao là gạch bề dày 300 mm, trần nhà lợp tôn chống nhiệt, và các hệ thống thông gió tự nhiên được phân bố xung quanh nhà máy. Kích thước nhà sản xuất chính: L x W x H = 78 x 42 x 20 (m) Trụ nhà là thép chịu lực, có móng bê tông chịu tải trọng của trần và tường: Kết cấu mái che: mái che được lắp ghép theo mái nhà công nghiệp, mái làm bằng thép, có các cổng trời thông gió trong nhà máy, mái được lợp bằng tôn cách nhiệt. Nền nhà: Nền có kết cấu bê tông chịu lực nhằm chống đỡ các thiết bị, chống sự bào mòn, chống và cách ẩm tốt đồng thời dễ dàng cho vệ sinh nhà xưởng. Nền được kết cấu từ các lớp như sau: - Lớp vữa trác xi măng có bề dày 20 mm - Lớp bê tông sỏi bề dày 200 mm - Lớp đất tăng cứng - Lớp đất tự nhiên. 7.2.2.Các phân xưởng bổ trợ 7.2.2.1. Khu lò hơi Khu lò hơi nằm phía sau khu sản xuất chính (sau khu ép). L x W x H = 24 x 12 x 12 (m) 7.2.2.2. Phân xưởng cơ khí L x W x H = 15 x 10 x 8 (m) 7.2.2.3. Nhà kiểm tra chữ đường L x W x H = 12 x 8 x 4 (m) 7.2.2.4. Nhà cân mía L x W x H = 9 x 6 x 6 (m) 7.2.2.5. Nhà cẩu Bãi mía lấy sức dự trữ cho 2 ngày. Chiều cao đống mía chất được: 5m Chọn hệ số chứa đầy:  = 0,8. Với giả thiết 1 (m3) mía tải nặng 1 tấn. Diện tích bãi mía: Chọn kích thước bãi mía: L x W = 50 x 22 (m) 7.2.2.6. Khu xử lý mía L x W x H = 20 x 8 x 6 (m) 7.2.2.7. Kho chứa vôi và vật tư Kho chứa vôi: Số lượng vôi dùng trong ngày: 2,15 tấn/ngày [CBVC]. Dự trữ trong 30 ngày, nên số lượng vôi chứa trong kho: 64,5 tấn Giả thiết 1 (m3) chứa được 10 bao 50 kg, với hệ số chứa đầy là  = 0,8. Vậy thể tích kho sử dụng: V= (m3) Kho có khả năng chất cao 3 (m). Vậy diện tích kho: S = (m2) Chọn kích thước kho là L x W x H = 10 x 8 x 6 (m) 7.2.2.8. Khu phát điện và máy phát dự phòng L x W x H = 12 x 9 x 12 (m) 7.2.2.9. Trạm biến áp. Diện tích thường lấy 9 – 16 m2, chọn 16 m2 [9–55] L x W x H = 4 x 4 x 4 (m) 7.2.3. Các công trình hành chính, văn hoá, phục vụ công nhân 7.2.3.1. Nhà hành chính được tính trên cơ sở số người làm việc hành chính - Ban giám đốc: 4 người x 24 (m2) = 96 (m2) - 7 phòng làm việc: 28 người x 5 (m2/người ) = 140 (m2) - Phòng họp: 48 (m2) - Phòng truyền thống: 48 (m2) - Phòng đoàn thể: 36 (m2) - Phòng lưu trữ: 24 (m2) - Phòng y tế: 24 (m2) - Phòng sách, báo chí : 36 (m2) Tổng cộng: 467 (m2) Chọn thiết kế nhà 1 tầng, kích thước: L x W x H = 32 x 15 x 8 (m) 7.2.3.2. Hội trường, câu lạc bộ Tổng số nhân viên trong nhà máy là 420 người. Tính trung bình mỗi người chiếm 0,8 (m2), tính thêm 100(m2) sàn diễn hội trường. Diện tích câu lạc bộ là: 420 x 0,8 + 100 = 436 (m2) Thiết kế nhà trệt: L x W x H = 35 x 13 x 8 (m) 7.2.3.3. Nhà ăn Tiêu chuẩn 2,25 m2/1 công nhân và tính theo 2/3 sô lượng công nhân trong ca đông nhất. [9-56] Diện tích cần xây dựng : 159 x 2,25 x 2/3 = 247,5 (m2). Chọn kích thước nhà ăn : L x W x H = 21 x 12 x 4 (m) 7.2.3.4. Nhà tắm và nhà vệ sinh Tính 60% số công nhân đông nhất trong ca, với tiêu chuẩn 7 người/vòi tắm. Phòng có kích thước: 0,9 x 0,9 x 4 (m) [9-56] Số lượng nhà tắm là: 60% x 165/7 = 14,2 (nhà).Chọn 15 nhà. Diện tích nhà tắm là S = 15 x 0,9 x 0,9 = 12,15 (m2). Chọn 13 m2. Nhà vệ sinh lấy bằng 1/2 nhà tắm = 9 m2. [9-56] Chọn L x W x H = 9 x 6 x 4 (m). 7.2.4. Các công trình kho bãi. 7.2.4.1. Kho chứa đường thành phẩm. Lượng đường sản xuất được trong ngày là: Gsp = 237,490 (tấn/ngày) Kho có khả năng chứa sản phẩm trong 10 ngày. Giả thiết 1m3 kho chứa được 10 bao 50 kg. Thể tích sử dụng của kho với  = 0,8 Vkho = (m3) Kho có khả năng chất cao 4 (m), do đó diện tích kho cần xây dựng : Skho = (m2) Chọn kích thước kho : L x W x H = 50 x 30 x 8 (m) 7.2.4.2. Bể mật rỉ. Bể có khả năng chứa mật rỉ trong 20 ngày sản xuất liên tục, chọn hệ số  = 0,8. Lượng rỉ trong ngày: 61,162 m3/ngày. (CBVC) Thể tích bể chứa: V = (m3) Chọn 2 bể hình trụ có kích thước như sau: D x H = 7 x 10 (m) 7.2.4.3. Nhà chứa dụng cụ cứu hỏa. L x W x H = 6 x 4 x 4 (m) 7.2.4.4. Nhà bảo vệ: Kích thước phòng: L x W x H = 6 x 4 x 4 (m) 7.2.4.5. Nhà để xe ôtô. Tổng số xe là 2 xe con hành chính và 14 xe vận tải. Theo tiêu chuẩn xe ôtô vận tải cần 1827 (m2/chiếc). Chọn 25 (m2) , hệ số chứa đầy 0,7. S = (m2) Chọn kích thước: L x W x H = 40 x 15 x 8 (m) 7.2.4.6. Nhà để xe CBCNV Tính cho số người làm việc cho 1 ca đông nhất: 159 người. Diện tích cho 1 xe máy là 1 m2. Chọn hệ số chứa đầy là  = 0,8 Diện tích nhà để xe: Sxemáy = 159/0,8 = 198,75 (m2). Chọn kích thước: L x W x H = 18 x 12 x 4 (m). 7.2.4.7. Bãi chứa xỉ L x W = 8 x 6 (m) 7.2.4.8. Bãi chứa bã mía L x W = 15 x 12 x 8 (m) 7.2.5. Các công trình xử lý và chứa nước 7.2.5.1. Nhà làm mềm nước Nước sử dụng trong nồi hơi là nước có độ cứng thấp, vì vậy trước khi nước được bơm vào nồi hơi phải qua khu làm mềm nước. L x W x H = 12 x 8 x 4 (m) Lượng nước cần lắng hàng ngày bằng lượng nước nhà máy cần được cung cấp bằng 744% so với mía [3-297]. 7.2.5.2. Bể lắng Lượng nước cần lắng hàng ngày: 744% x 2150 = 15996 (tấn/ngày). Lấy thời gian lưu trong bể là 4 h, hệ số chứa đầy là  = 0,85. Chọn chiều cao của bể là 6 (m). Với nước = 998 (kg/m3)diện tích bể lắng là: (m2) Chọn hai bể lắng với kích thước mỗi bể là : L x W x H = 22 x 12 x 6 (m) 7.2.5.3. Bể lọc Lượng nước lọc trong ngày = 177% so với mía [3-295]. Lượng nước lọc = 177% x 2150 = 3805,5 (tấn/ngày). Chọn chiều cao bể: 4m. Hệ số chứa đầy  = 0,45. Chọn hai bể. Ta có diện tích mỗi bể lọc: S = (m2) Chọn kích thước bể: L x W x H = 9 x 5 x 4 (m). 7.2.5.4. Ðài nước D x H = 7 x 7 (m), đài nước phải được đặt cao hơn các nhà tầng để tạo điều kiện cho việc tự chảy, do đó đặt trên hệ thống chân đế cao 15 (m) 7.2.5.5. Trạm bơm nước L x W x H = 8 x 4 x 4 (m) 7.2.5.5. Công trình xử lý nước thải L x W = 30 x 20 (m) Vậy tổng diện tích công trình xây dựng cơ bản = 11646,395 m2. Chọn 11700 (m2) 7.3. Tính khu đất xây dựng nhà máy 7.3.1. Diện tích khu đất Fkđ = [9-44] Fxd : tổng diện tích các công trình (m2) Kxd : hệ số xây dựng (%) Ðối với nhà máy thực phẩm thì hệ số Kxd = 3550%. Chọn Kxd = 40%. Fkđ = (m2) Chọn khu đất có kích thước chữ nhật: L x W = 220 x 140 (m) 7.3.2. Tính hệ số sử dụng của nhà máy Ksd =.100% [9-44] Fsd : diện tích sử dụng khu đất Fsd = Fxd + Fhl + Fc + Fgt + Fb Với Fxd = 11700 (m2) Fhl : Diện tích hành lang; Fhl = 0,05 x Fxd = 0,05 x 11700 = 585 (m2) Fc : Diện tích trồng cây xanh = 0,05 x Fxd = 585 (m2) Fgt: Diện tích của hệ thống giao thông trong nhà máy Fgt = 0,5 x Fxd = 0,5 x 11170 = 5850 (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 x Fxd = 0,1 x 10700 = 1170 (m2) Fsd = 19890 (m2) Ksd = Bảng 7.4 - Tổng kết công trình xây dựng cơ bản TTHạng mụcKích thước (m)Số lượng1Phân xưởng chínhL x W x H = 78 x 42 x 2012Khu lò hơiL x W x H = 24 x 12 x 1213Phân xưởng cơ khíL x W x H = 15 x 10 x 8 14Nhà kiểm tra chữ đường.L x W x H = 12 x 8 x 4 15Nhà cân míaL x W x H = 9 x 6 x 6 16Nhà cẩuL x W = 50 x 22 17Khu xử lý míaL x W x H = 20 x 8 x 618Kho chứa vôi và vật tưL x W x H = 10 x 8 x 619Khu phát điện, máy dự phòngL x W x H = 12 x 9 x 12110Trạm biến ápL x W x H = 4 x 4 x 4 111Nhà hành chínhL x W x H = 32 x 15 x 8112Hội trường, câu lạc bộL x W x H = 35 x 13 x 8113Nhà ănL x W x H = 21 x 12 x 4114Nhà tắm và vệ sinhL x W x H = 9 x 6 x 4115Kho chứa đường thành phẩm.L x W x H = 60 x 25 x 8116Bể mật rỉD x H = 7 x 10217Nhà chứa dụng cụ cứu hỏaL x W x H = 6 x 4 x 4118Nhà để xe ôtôL x W x H = 40 x 15 x 8119Nhà bảo vệL x W x H = 6 x 4 x 4220Nhà để xe CBCNVL x W x H = 18 x 12 x 4121Bãi chứa xỉL x W = 8 x 6122Bãi chứa bã míaL x W = 15 x 12 x 8123Nhà làm mềm nướcL x W x H = 12 x 8 x 4124Bể lắngL x W x H = 22 x 12 x 6225Bể lọcL x W x H = 9 x 5 x 4226Ðài nướcD x H = 7 x 7127Trạm bơm nướcL x W x H = 8 x 4 x 4128Công trình xử lý nước thảiL x W = 30 x 201 CHƯƠNG VIII: TÍNH HƠI - NƯỚC 8.1. Tính hơi Theo tính toán ở phần cân bằng nhiệt, lượng hơi đốt dùng là: D = 101558,939 kg/h = 101,56 tấn/h Mía sau khi ép tiến hành thu nhận nước, còn bã mía dùng để đốt lò hơi làm chạy tuabin, sau khi tuabin sử dụng hơi cao áp thải ra hơi có áp lực và nhiệt độ thấp. Tuy nhiên nhiệt độ này cũng đủ để sử dụng cho các thiết bị nhiệt trong nhà máy. Lượng hơi tiêu hao cực đại của tuabin: 18 tấn/h. Sản lượng hơi kinh tế bằng: Dkt =(0,80,9)Dđm , với Dđm: sản lượng hơi địng mức của lò hơi. Do đó lượng hơi tiêu hao: Dth = (0,10,2)Dđm Vậy lượng hơi cần thiết phải cung cấp: Dcc =1,1.D = 1,1 x 101,56 = 111,716 (tấn/h) Chọn lò hơi: Chọn lò hơi kiểu KBP có đặc tính kỹ thuật như sau : - Sản lượng hơi định mức: Dđm = 41 tấn/h - Nhiệt độ nước cấp : 1190C - Áp suất hơi ra khỏi lò : P = 13 at - Kích thước: 7000 x 3200 x 3400 mm - Nhiệt độ hơi quá nhiệt : 191 50C - Số lượng lò hơi: 3 cái. 8.2. Nhu cầu nước Nhà máy đường sử dụng một lượng nước rất lớn. Theo tính chất công nghệ, thiết bị khác nhau thì khối lượng nước sử dụng cũng như chất lượng là khác nhau. 8.2.1. Nước lọc trong Nước lọc trong sử dụng trong các bộ phận: [3-295] Bảng 8.1 - Lượng nước lọc trong sử dụng ở các bộ phận [Phụ lục 1] 8.2.2. Nước lắng trong Sự phân bố nước lắng trong của nhà máy đường mía cụ thể như sau: [3-294] Bảng 8.2 - Lượng nước lắng trong được sử dụng ở các bộ phận [Phụ lục 1] 8.2.3. Nước ngưng tụ Nước ngưng tụ trong nhà máy đường mía bao gồm nước ngưng ở tất cả các thiết bị trao đổi nhiệt: đun nóng, cô đặc, nấu đường, sấy… Lượng nước ngưng tổng cộng 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 [3-295]. Theo năng suất nhà máy, lượng nước ngưng tụ tổng cộng là : G = (2150 x 145)/100 = 3117,5 (tấn/ngày) Lượng nước lọc để pha thêm vào nước ngưng tụ, 20% so với mía [3-295]. G1 = 20%. 2150 = 430 (tấn/ngày) Lượng nước nóng tổng cộng: GT = G + G1 = 3117,5 + 430 = 3547,5 (tấn/ngày) Bảng 8.3 - Lượng nước ngưng được phân bố ở các bộ phận [Phụ lục 2] 8.2.4. Nước ở tháp ngưng tụ Nước ở tháp ngưng tụ là hỗn hợp nước làm lạnh và nước ngưng tụ của hơi thứ của công đoạn nấu đường và cô đặc. Nước này có thành phần của nước lắng trong (nước làm nguội) và nước do hơi thứ mang ra, trong đó có 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. Lượng nước lắng trong dùng làm lạnh tháp ngưng ở hệ cô đặc, nấu đường và lọc chân không : 21500 + 1075 = 22575 (tấn/ngày) Ở tháp ngưng tụ, lượng hơi thứ ngưng tụ thành nước chiếm 28% so mía [3-296], vậy nước ngưng tụ hơi thứ là: 28% x 2150 = 602 (tấn/ngày) Vậy lượng nước ra khỏi thiết bị ngưng tụ là: 22575 + 602 = 23177 (tấn/ngày) Lượng nước sử dụng lại, khoảng 600% so với mía [3-296]. GL = 600% x 2150 = 12900 (tấn/ngày) Lượng nước nguồn nhà máy cần cung cấp là: GLtrong - GL = 22575 - 12900 = 9675 (tấn/ngày) 8.2.5. Nước thải của nhà máy Nước thải của nhà máy đường mía bao gồm: - Nước làm nguội cổ trục ép, làm nguội các loại bơm, làm nguội tuabine phát điện - Nước vệ sinh công nghiệp, nước giặt vải lọc - Nước tắm cho công nhân - Nước của phòng thí nghiệm - Nước ở tháp ngưng tụ ra (một phần) - Các nhu cầu khác Tổng lượng nước thải bằng 775,5% so với mía tức là 16673,25 tấn/ngày. CHƯƠNG IX: KIỂM TRA SẢN XUẤT 9.1. Kiểm tra sản xuất Để đảm bảo cho quá trình sản xuất ổn định, đảm bảo chất lượng đường thành phẩm đạt chất lượng theo yêu cầu quy định, đồng thời giúp phát hiện, điều chỉnh, khắc phục sự cố kịp thời thì cần phải thực hiện quá trình kiểm tra sản xuất liên tục và định kỳ. Trên cơ sở kiểm tra ta có thể đánh giá được tình hình hoạt động của nhà máy để đề ra biện pháp và kế hoạch thực hiện hợp lý. Trình tự thực hiện kiểm tra sản xuất được thể hiện ở bảng sau. Bảng 9.1 - Trình tự thực hiện kiểm tra sản xuất [Phụ lục 3] 9.2. Cách xác định một số chỉ tiêu 9.2.1. Kiểm tra nguyên liệu mía đầu vào  Dựa vào sự quan sát bằng mắt và kinh nghiệm. Mía chín lá chuyển qua 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. Độ ngọt ở gốc và ngọn gần bằng nhau. 9.2.2. Phân tích trong phòng thí nghiệm 9.2.2.1. Phương pháp xác định độ khô trong thực tế sản xuất: Độ Bx được đo bằng Bx kế, tỷ trọng kế hay chiết quang kế. Giá trị đo được bằng Bx kế thay đổi theo nhiệt độ. Độ Bx đo được ở nhiệt độ bất kỳ gọi là Bx biểu kiến. Độ Bx đo được ở nhiệt độ tiêu chuẩn (200C) hoặc Bx đã được hiệu chỉnh về nhiệt độ tiêu chuẩn gọi là Bx cải chính. Mẫu nước mía được lọc cho vào ống đông 250 ml sau đó cho Bx kế vào đo và đọc kết quả tiến hành đo nhiệt độc cùng lúc đó. Bxcải chính = Bxđọc + nhiệt độ (tra bảng) Phương pháp dùng Bx kế để đo Bx được ứng dụng nhiều trong thực tế sản xuất vì cho kết quả nhanh và sai số trong giá trị cho phép 9.2.2.2. Phương pháp xác định thành phần đường bằng Polarimeter: Dựa vào tính chất chiết quang (làm quay mặt ánh sáng phân cực) của dung dịch đường để đo thành phần đường tổng số trong mẫu. Lấy mẫu dung dịch vào bình tam giác để đo Pol. Dùng 0,30,5(g) chì acetac tinh thể cho vào dung dịch, lắng trong và lọc qua giấy lọc. Cho dung dịch vào ống trong 250ml để xem độ chuyển quang. Trước khi cho ống quan sát vào máy, ta điều chỉnh ống nhòm đến vạch số 0, thấy hai bên ảnh đồng nhất một màu. Sau đó cho ống quan sát vào, đọc số Pol trên vạch thước. Số đọc là pol quan sát, cần cải chính theo nhiệt độ đo, tính pol theo công thức: d20: Tỷ trọng dung dịch Biết được Bx, Pol hiệu chỉnh ta tính được độ tinh khiết dung dịch 9.2.2.3. Phương pháp xác định độ đường saccaroza Phân tích xong AP, mẫu dung dịch trên được dùng để phân tích % saccarozaLắc đều mẫu, đổ dung dịch vào bình tam giác sạch bằng dung dịch đo. Cho khoảng 150ml dung dịch acetac chì vào để làm trong, lọc dung dịch rồi lấy 50 ml dung dịch lọc cho vào bình định mức 100ml, dùng ống đong lấy 10 ml dung dịch HCl 24,86% đổ vào bình định mức 100ml đã có sẵn 50ml dung dịch lọc. Dùng nước rửa thành bình cho axit xuống hết. Cắm nhiệt kế vào dung dịch, đưa bình đi đun nóng cách thuỷ. Khi nhiệt độ trung bình đạt t0 = 600C, thì lắc đều trong thời gian 3 phút (giữ nhiệt độ 600C) rồi giữ yên 7 phút. Mang mẫu đi làm lạnh đến nhiệt độ phòng, cho nước cất vào và điều chỉnh đến vạch 100ml, lắc đều. Dùng ống quan sát đo Pol chuyển hoá : P’. Mẫu lọc được còn lại lấy 50ml cho vào bình định mức 100ml, cho thêm 10ml dung dịch NaCl 232,5 (g/l) và cho thêm nước cất đến vạch 100ml, lắc đều và cho vào bình quan sát 200ml để đo trực tiếp P. Kết quả đọc được của P và P’ đều phải nhân 2 và tính: Với g: số gam chất rắn hoà tan trong 100 ml dung dịch, g = t: nhiệt độ dung dịch khi đo, (0C) Ðể xác định phần trăm saccaroza chính xác, ta phải hiệu chỉnh theo Bx và Pol quan sát. Ðộ tinh khiết dung dịch được tính x 100(%) 9.2.2.4. Xác định một số chỉ tiệu khác - Đo pH: lấy mẫu nước mía đem làm nguội đến nhiệt độ môi trùng và tiến hành đo trực tiếp bằng máy đo pH. - Tính chữ đường (CCS): Để tính chữ đường trước tiên phải đo được độ Pol (Pol1), độ Bx (Bx1) của nước mía đầu hoặc nước mía nguyên ép bằng máy ép phân tích và phần trăm sơ (F) trong mía của mẫu mía phân tích. Công thức tính chữ đường: - Xác định độ màu ICS: Cân 50g đường cho vào cốc thuỷ tinh 100ml, hoà tan với nước cất rồi cho vào bình định lượng 100ml. Rửa sạch cốc và chuyển vào bình. Điều chỉnh nước cất đúng vạch, lắc đều, lọc hút chân không, dung dịch ban đầu dùng để tráng cốc. Dung dịch lọc tiếp theo cho vào Cuvet1/2 để đo độ màu. Chỉnh bước sóng 420ml và đọc số hiện trên máy. Ta dùng Refactometer cho vào 3 giọt dung dịch lọc ở trên rồi đo Bx và nhiệt độ . Tính kết quả: Trong đó: D: Ðộ chiết quang đo trên máy. L: Ðường kính. Cuvet1/2 c: d20/20: tỷ trọng suy ra từ Bx CHƯƠNG x: AN toàn LAO đỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 10.1. An toàn lao động An toàn lao động là một trong các vấn đề được quan tâm hàng đầu trong tất cả các ngành công nghiệp, vì nó ảnh hưởng trực tiếp sức khỏe tính mạng và tài sản của con người, ảnh hưởng đến tiến trình sản xuất. Ở nhà máy đường đường có sử dụng nhiều quá trình nhiệt và áp lực nguy hiểm nên vấn đề này phải được đặt lên hàng đầu. Vì vậy công nhân của nhà máy phải nắm vững các quy định an toàn lao động, đồng thời nhà máy phải đặt ra nội quy, biện pháp chặt chẽ để dề phòng. An toàn lao động gồm: An toàn về người, an toàn về máy móc và 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 lao động - Do vấn đề về tổ chức lao động và sự liên hệ giữa các bộ phận không chặt chẽ - Do các thiết bị, máy móc được trang bị không tốt hoặc chưa hợp lý. - Do thiếu hoặc không đảm bảo an toàn các bộ phận rào, che chắn, bảo hiểm. - Do ý thức chấp hành kỷ luật của công nhân chưa cao. - Vận hành thiết bị, máy móc không đúng quy trình kỹ thuật. - Do điều kiện làm việc không được cải thiện, vị trí làm việc không hợp lý, thiếu những điều kiện ổn định trong quá trình làm việc. - Thiếu thốn phương tiện và dụng cụ bảo hộ lao động cần thiết. Tùy từng nguyên nhân mà ta sẽ có các biện pháp cụ thể để phòng ngừa các tai nạn trong nhà mà. Tuy nhiên, về cơ bản thì vấn đề con người là quan trọng nhất trong đó bao gồm trình độ, ý thức, tình hình sức khỏe của mỗi công nhân vì vậy việc trang bị kiến thức cho công nhân là cực kỳ quan trọng đối với mỗi nhà máy. 10.1.2. Những an toàn cụ thể trong nhà máy Hầu hết các phân xưởng sản xuất chính đều có dạng hình hộp khối, tất cả các quá trình sản xuất đều thu gọn trong nhà, các thiết bị và hệ thống phức tạp. Do vậy vấn đề thông gió và chiếu sáng cần được đảm bảo tốt nhất. 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 350C. 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: : các phòng, phân xưởng sản xuất phải có đủ ánh sáng và thích hợp với từng công việc. Tận dụng ánh sang tự nhiên qua các cửa sổ, cửa mái để tiết kiệm năng lượng điện, tạo cảm giác dễ chịu cho công nhân sản xuất. An toàn về điện: Hệ thống điều khiển phải được tập trung vào bảng điện, có hệ thống chuông điện báo và đèn màu báo động. Các đường dây dẫn điện được cách điện an toàn và bố trí dọc tường hay đi ngầm dưới mặt đất. Các thiết bị điện phải được che chắn bảo hiểm. Phải có phương tiện bảo vệ cá nhân và biện pháp cấp cứu người bị nạn. Phòng chống sự phát sinh tĩnh điện trong vận hành. An toàn về hơi, thiết bị trao đổi nhiệt: : Các thiết bị sản xuất hơi, nhiệt như: lò, tuabin, thiết bị đun nóng, bình nén... phải có vỏ bảo vệ chắn chắc, cần có khoảng cách an toàn khi làm việc, cần kiểm tra trước khi sử dụng và đinh kỳ kiểm tra mức độ an toàn của thiết bị. Đường ống dẫn hơi phải đặt cao 3 ÷ 4,5(m), sát tường hoặc dọc theo cột, phải có lớp bảo ôn đồng nhất để dễ phân biệt và dùng đúng quy định của nhà máy. Phòng chống cháy nổ: Cháy nổ là hiện tượng rất dễ xảy ra trong nhà máy do các sự cố sau: Chập mạch điện, nhiên liệu dễ bắt lửa, các thiết bị đóng cặn, bị ăn mòn lâu ngày bị nổ, các phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình sản xuất. Ðể hạn chế cháy nổ cần có biện pháp sau: + Bố trí sản xuất có khoảng cách thích hợp để tránh lây lan. + Các bộ phận gây cháy nổ như: Lò vôi, lò lưu huỳnh đặt cuối hướng gió. + Những thiết bị dùng điện phải có vỏ an toàn. + Bố trí các cầu thang phòng hỏa, các bình cứu hỏa, các khu cứu hỏa cạnh đường giao thông để dễ vận động khi cứu hỏa. Giao thông trong nhà máy: Ðể thuận tiện và rút ngắn đoạn đường trong phân xưởng, nhà máy cần thiết kế các lối đi lại có chiều rộng hợp lý, các cầu thang rộng và chịu lực, dễ dàng đi lại. Ngoài ra bố trí các cửa ra vào hợp lý để khi có sự cố dễ dàng thoát hiểm. An toàn lao động trong phòng thí nghiệm: Cán bộ công nhân viên phòng hóa nghiệm phải tuân thủ đầy đủ nội quy của phòng hóa nghiệm. Khi thao tác cẩn thận, tránh độc hại cho người. Các hóa chất để đúng nơi quy định, gọn gàng không làm đổ vỡ dụng cụ thí nghiệm, không làm rơi hoá chất, các lọ đựng hóa chất phải đậy nút và ghi nhãn. 10.2. Vệ sinh xí nghiệp Vệ sinh cá nhân của công nhân: công nhân phải vệ sinh sạch sẻ, có quần áo bảo hộ lao động đầy đủ. Thực hiện tốt chế độ khám sức khỏe cho cong nhân theo định kì 6 thang một lần. Vệ sinh máy móc thiết bị: máy móc thiết bị phải được vệ sinh sạch sẽ theo qui định Vệ sinh xí nghiệp: Các bộ phận sinh ra chất độc như lò đốt lưu huỳnh, lò hơi..., cần đặt cuối hướng gió. + Khu đất xây dựng cần đặt cuối hướng gió và cách xa khu dân cư, để bảo đảm vấn đề môi trường. + Khu ép – khuếch tán thường ẩm ướt nên đặt khu riêng. Các khu li tâm, sấy đường, hồi đường thường rơi vãi và bụi bặm gây ảnh hưởng đến công việc và sức khỏe của công nhân. Do vậy sau mỗi ca sản xuất phải vệ sinh sạch sẽ từng khu làm việc. + Ðường thành phẩm dễ hút ẩm, nên khi bảo quản phải chú ý đến chế độ bảo quản. Nhà kho phải khô ráo sạch sẽ, không có các vật liệu khác. + Xử lý nước thải: Nhà máy phải có chế độ xử lý nước thải hợp lý, đường dẫn nước bùn, nước thải đều có nắp đậy, không ảnh hưởng đến nơi làm việc. + Nhà máy cần có khu vệ sinh riêng biệt ở những nơi quy định, để đảm bảo vệ sinh và giảm sự đi lại không cần thiết. KẾT LUẬN Trong đồ án tốt nghiệp này, em đã được giao đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất 2150 tấn/ngày theo phương pháp khuếch tán”. Sau gần 4 tháng thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Trương Thị Minh Hạnh cùng với sự tìm tòi, học hỏi và góp ý từ bạn bè, em đã cơ bản hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Hiện nay ở nước ta chưa có nhiều nhà máy đường sản xuất theo phương pháp khuếch tán, nhưng việc thiết kế xây dựng nhà máy này là phù hợp với xu thế phát triển chung của ngành mía đường trên thế giới, đồng thời tăng hiệu quả kinh tế và tính cạnh tranh của sản phẩm đường nước ta với các nước trong khu vực. Trong quá trình làm đồ án, em đã tích luỹ thêm được nhiều kiến thức vế quá trình sản xuất đường, hiểu được nguyên tắc bố trí, lắp đặt các thiết bị trong nhà máy thực phẩm nói chung và nhà máy đường nói riêng. Đồng thời, đã giúp em nắm được các yêu cầu về an toàn lao động và vệ sinh trong công nghiệp. Tuy nhiên, do kiến thức của bản thân chưa thật vững, còn nhiều hạn chế và thiếu kinh nghiệm thực tế nên trong đồ án này không thể tránh khỏi những sai sót. Để đồ án này có thể đưa vào thực tế thì cần bổ sung nhiều vấn đề. Vì vậy, kính mong thầy cô và bạn bè quan tâm, góp ý để tập đồ án này thêm hoàn thiện. Đà Nẵng, ngày 18 tháng 05 năm 2010 Sinh viên thực hiện Nguyễn Ngọc Công Minh TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Trương Thị Minh Hạnh, Công nghệ sản xuất đường bánh kẹo, Đại học Bách khoa Đà Nẵng, 2007 Nguyễn Ngộ, Công nghệ đường mía, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội, 2008 Nguyễn Ngộ, Lê Bạch Tuyết, Công nghệ sản xuất đường mía - Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 1984. Nguyễn Ngộ, Công nghệ sản xuất đường thô và đường tinh luyện, Hà Nội, 1999 Nguyễn Ngộ, Cơ sở thiết kế nhà máy đường mía - chương trình đào tạo mía đường, Hà Nội, 1998 Nguyễn Ngộ, Hệ thống bốc hơi nước mía, NXB Đại học Bách Khoa Hà Nội. Lê Văn Nguyện (biên dịch), Nấu mật, NXB Nông nghiệp Hà Nội, 1996 Bùi Lê Thiện (biên dịch), Luyện đường non và trợ tinh, NXB Nông nghiệp Hà Nội, 1996 Trần Thế Truyền, Cơ sở thiết kế nhà máy thực phẩm, Nhà xuất bản Đà Nẵng Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Sổ tay quá trình thiết bị và công nghệ hoá chất, Tập 1, NXB Khoa học và Kĩ thuật Hà Nội, 2004 Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Sổ tay quá trình thiết bị và công nghệ hoá chất, Tập 2, NXB Khoa học và Kĩ thuật Hà Nội, 2004 Nguyễn Xuân Yên, Làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hoá - Nhà xuất bản nông nghiệp Hà Nội, 1996 Trang website:  HYPERLINK ""  (24/4/2010)  HYPERLINK ""  (12/4/2010)  HYPERLINK ""  (25/4/2010)  HYPERLINK ""  (27/4/2010) (29/4/2010)  HYPERLINK ""  (28/4/2010)  HYPERLINK ""  (9/4/2010)  HYPERLINK ""  (25/2/2010)  HYPERLINK ""  (4/5/2010)  HYPERLINK ""  (11/4/2010)  HYPERLINK ""  (11/4/2010)  HYPERLINK ""  (15/5/2010)  HYPERLINK ""  (4/5/2010)  HYPERLINK ""  (12/4/2010)  HYPERLINK ""  (10/4/2010)