cơ sở thiết kế dây chuyền công nghiệp

Tóm tắt nội dung học phần: Học phần cung cấp cho người học kiến thức: nguyên tắc và phương pháp lựa chọn phương án thiết kế và bố trí dây chuyền công nghệ, bố trí nhân lực, bố trí mặt b

CẬP NHẬT 2014

CƠ SỞ THIẾT KẾ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN

Tel.0909313126 Email: vuduydodhts@yahoo.com

Đào tạo trình độ: Đại học

. Cho sinh viên năm thứ: 4

Học phần tiên quyết: Môn học được trang bị sau khi đã học xong các môn học cơ bản, cơ sở và đặc biệt các môn chuyên ngành, tốt nhất là bố trí học ở học kì trước khi nhận đề tài tốt nghiệp

Phân bổ tiết giảng của học phần:

- Nghe giảng lý thuyết: 15 tiết

- Thảo luận: 15 tiết

- Đồ án môn học : 15 tiết

- tự nghiên cứu: 90 giờ

2 Tóm tắt nội dung học phần:

Học phần cung cấp cho người học kiến thức: nguyên tắc và phương pháp lựa chọn phương án thiết kế và bố trí dây chuyền công nghệ, bố trí nhân lực, bố trí mặt bằng sản xuất trong các nhà máy thực phẩm, mối quan hệ giữa nhiệm vụ thiết kế với quản lý môi trường và quản lý chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm, tính toán thiết kế và tự kiểm tra

để hình thành một xưởng sản xuất thực phẩm

3 Nội dung chi tiết học phần:

Ý nghĩa, nhiệm vụ, các điều kiện thiết kế

Những ván đề chung về thiết kế nhà máy chế biến thực phẩm

Nội dung công nghệ trong tính toán thiết kế

Tính lực lượng lao động sản xuất

Tính, chọn máy và thiết bị sản xuất

Kiến trúc xây dựng trong thiết kế nhà sản xuất

Quy hoạch mặt bằng nhà sản xuất

Tính toán năng lượng

5

Tài liệu học tập

TT Tên tác giả Tên tài liệu Năm XB Nhà XB

1 Vũ Duy Đô Cơ Sở thiết kế nhà máy

Chương 1 Những vấn đề chung về thiết kế nhà máy CB thực phẩm 1.1 Ý nghĩa, nhiệm vụ và các điều kiện thiết kế

1.1.1 Ý nghĩa của thiết kế:

1 Về khoa học, kĩ thuật

2 Về kinh tế

3 Về xã hội

1.1.2 Nhiệm vụ yêu cầu thiết kế:

1 Thiết kế mới, mở rộng nâng cấp hoặc thiết kế mẫu

2 Tên gọi cùa công trình

3 Chức năng, nhiệm vụ của cơ sở sản xuất được thiết kế: Mặt hàng, quy mô sản xuất ban đầu

4 Những yêu cầu về mức độ tự động hóa sản xuất, mở rộng sản xuất trong tương lai

5 Những yêu cầu về mức độ xử lý chất thải

7

1.1.3 Các điều kiện thiết kế:

1 Cơ sở pháp lý của sự hình thành và hoạt động của công trình thiết kế

2 Vị trí, diện tích cho phép xây dựng công trình

3 Vùng nguyên liệu chính, khả năng cung cấp, hướng phát triển nguồn nguyên liệu

4 Nguồn và khả năng cung cấp điện, năng lượng

5 Nguồn và khả năng cung cấp nước sạch

6 Điều kiện và khả năng phát triển giao thông vận tải

7 Những đặc điểm chính của khu dân cư xung quanh nơi xây dựng

công trình

8 Môi trường thoát nước và xả nước thải đã qua xử lý

9 Dự kiến vốn đầu tư xây dựng công trình

10.Dự kiến thời gian thiết kế, thi công

11.Kết quả khảo sát các yếu tố thổ nhưỡng, khi hậu, thủy văn liên quan đến thiết kế

12.Các định mức dùng để tính thiết kế

1.2 Nội dung cơ sở vật chất chính của nhà máy

1 Nhà: công nghiệp (sản xuất và phục vụ trực tiếp sản xuất), không công nghiệp

2 Bãi: công nghiệp (sản xuất và phục vụ trực tiếp sản xuất), không công nghiệp

3 Máy và thiết bị (trực tiếp và không trực tiếp sản xuất)

4 Đường giao thông trong nhà máy (sắt, thủy, bộ)

5 Hệ thống đường ống, đường dây

1.3 Các giai đoạn và nội dung của thiết kế:

1.3.1.Các giai đoạn của thiết kế:

1 Chuẩn bị thiết kế (khảo sát điều kiện, thiết kế cụ thể và tìm hiểu các công trình tương tự trong thực tế)

2 Tính và biểu diễn thiết kế (2 bước: thiết kế sơ bộ và chính thức)

1.3.2 Nội dung của thiết kế:

1 Thiết kế kĩ thuật (khái niệm, yêu cầu, nội dung)

2 Phân loại (truyền thống, hiện đại)

3 Chọn quy trình công nghệ (yêu cầu, căn cứ)

4 Biểu diễn

2.1.2 Dây chuyền công nghệ

1 Khái niệm

2 Biểu diễn

2.2 Tính cân bằng nguyên, vật liệu

1 Lập sơ đồ nhập nguyên liệu chính

2 Xây dựng chương trình, kế hoạch sản xuất

Bảng 2.1 Biểu đồ thu nhận nguyên liệu

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Cà tím + + + + + Nghỉ, sửa

chữa Đậu bắp + + + + +

TT Công đoạn sản xuất Tỷ lệ hao phí (%)

Gr: khối lượng bán thành phẩm đầu ra của công đoạn

Gv: khối lượng bán thành phẩm đầu vào của công đoạn

Gh: khối lượng bán thành phẩm hao phí trong công đoạn

Công đoạn sản xuất

Gh

Gh= Gv – Gr gh= Gh/Gv gđ= Gv/Gr

gh: Định mức hao phí nguyên liệu trong công đoạn sản xuất

gđ: Định mức chi phí nguyên liệu trong công đoạn sản xuất

• Năng suất công đoạn tính theo định mức hao phí nguyên liệu:

G r =Gv(1-g h )

• Chi phí nguyên liệu của công đoạn tính theo định mức hao phí nguyên liệu:

G v =Gr/(1-g h )

G: Năng suất công đoạn

: thời gian làm việc trong ngày

Gđm: Định mức năng suất lao động trung bình (kg/người.h)

2 Tại công đoạn làm việc bằng máy thì số lao động chọn theo yêu cầu của máy và thiết bị

3 Lực lượng lao động gián tiếp gồm cán bộ quản lý sản xuất và cán

bộ kĩ thuật tại các công đoạn sản xuất (Quản đốc, KCS)

4 Lực lượng phục vụ gồm cán bộ quản lý nhà máy và các bộ phận phục vụ trực tiếp hoặc gián tiếp cho quá trình sản xuất

3.2 Tính chọn máy và thiết bị sản xuất

15

4 Hao phí nguyên liệu ít

5 Chi phí ít nước và năng lượng

6 Ưu tiên chọn máy và thiết bị hoạt động liên tục, kích thước nhỏ,

chiếm ít diện tích nền, dễ vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa, được sản xuất trong nước

7 Cần có sự trừ hao, dự phòng thích hợp cho những sự cố có thể xảy ra

3.2.2 Tính, chọn máy và thiết bị sản xuất

1 Cách làm: Tính, chọn 1 thiết bị theo nhiệt độ, áp suất, thời gian của

quá trình công nghệ và các thông số kĩ thuật khác Năng suất 1 thiết

bị có thể nhỏ hơn năng suất công đoạn Tính số thiết bị theo năng

suất công đoạn:

• Với thiết bị hoạt động liên tục: n= G/G M (Sau khi tính làm tròn tăng)

• Với thiết bị hoạt động không liên tục: tính số chu kì hoạt động

của thiết bị trong ngày: n c = L/ C (Sau khi tính làm tròn giảm)

Tính số thiết bị: n = G/(n c G M ) (Sau khi tính làm tròn tăng)

• Đối với máy và thiết bị lạnh: Tính năng suất lạnh của hệ thống

Căn cứ vào năng suất lạnh và các thông số kĩ thuật khác chọn

được máy nén và các thiết bị thích hợp

 Đối với các thiết bị, dụng cụ sản xuất đơn giản:

• Thùng rửa: Chọn thùng thích hợp, tính số thùng:

Vn: Thể tích nước rửa cho nguyên liệu, tính theo năng suất công đoạn

Vngl: Thể tích nguyên liệu, tính theo năng suất công đoạn

Vth : Thể tích 1 thùng rửa

n: Hệ số sử dung nước rửa

th: Hệ số sử dụng thùng rửa

l: Thời gian làm việc của thùng trong ngày (h)

c: Thời gian làm việc của thùng trong 1 chu kì (h)

th n l th

c ng n

V

V V

n   

17

• Bàn chế biến: chọn bàn chế biến thích hợp, tính số bàn:

n=nlđ.Lđm/2.lb

2: Bàn sử dụng 2 phía

nlđ: Số người lao động ở công đoạn

Lđm: Định mức chiều dài bàn cho một người làm việc ở công đoạn (m)

lb: Chiều dài một bàn (m)

2 Tính kho bảo quản nguyên liệu, sản phẩm:

Tính sức chứa kho bảo quản nguyên liệu, sản phẩm:

• Tính thể tích hữu ích của kho (m3):

V: Thể tích hữu ích của kho

h: Chiều cao hàng Được chọn theo

nm=FxdT/Fm (làm tròn tăng)

- Tính diện tích xây dựng: Fxd=nm.Fm

• Xác định chiều dài, rộng của kho

19

Tính chiều cao xây dựng của kho:

hxd=h+h1+h2

h: Chiều cao của hàng (m)

h1: Chiều cao khoảng trống phía dưới của hàng (m)

h2: Chiều cao khoảng trống phía trên của hàng (m)

Chương 4 Vẽ thiết kế

4.1 Các quy định và ký hiệu vẽ thiết kế

Khổ giấy: A0, A1

Tỷ lệ hình vẽ: M 1:2; M 1:2,5; M 1:5;M 1:10; M 1:20; M 1:25; M 1:50; M 1:100; M 1:200; M 1:500; M 1:1000

Kí hiệu vật liệu:

- Các loại đường nét

Nét liền đậm Dùng làm đường bao thấy, khung

Nét liền mảnh Đường dóng, ghi kích thước,

đường bao gạch cắt, gạch nghiêng Nét lượn sóng Giới hạn hình, đường cắt liền

Nét dích dắc Đường cắt lìa hình

Nét đứt Đường bao khuất, đườngcạnh khuất Nét gạch chấm Đương tâm, đường đối xứng

Ký hiệu trên sơ đồ mặt bằng

4 vị trí cơ cấu chịu tải

4.2.2 Phương pháp tiêu chuẩn hóa trong thiết kế

Một số dạng nhà thường gặp

Nhà 2 mái nghiêng

Nhà 1 mái nghiêng

Nhà mái xếp vòm

25

Nhà mái 2 tầng

Nhà tạm, sử dụng không khí nén

Móng bậc thang

Móng tháp nón cụt

Móng tấm liền

29

4.2.4 Cấu trúc bao che

• Tường:

Nhiệm vụ, yêu cầu

Chịu tải, không chịu tải

theo vật liệu: gạch, bê tông, cách nhiệt

Mái nhà

1 cấu trúc: Khung đỡ mái, mái che

2 Nhiệm vụ, yêu cầu

Máng nước

Khung đỡ mái

Độ nghiêng của mái:

Chương 5 Quy hoạch mặt bằng nhà máy

5.1 Quy hoạch mặt bằng nhà sản xuất

5.1.1 Yêu cầu

1 Đảm bảo thực hiện quá trình sản xuất với các mặt hàng, năng suất, chất lượng qui định

2 Đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm

3 Có hướng mở rộng sản xuất, đổi mới công nghệ, mặt hàng

4 Đảm bảo an toàn sản xuất, phòng chống cháy nổ

5 Đảm bảo tính kinh tế (trong xây dựng, vận hành ) tính thẩm mỹ

6 Đáp ứng nhu cầu và sự tiện lợi cho người lao động

7 Dây chuyền sản xuất bố trí theo nguyên tắc thẳng dòng

5.1.2 Các bước tiến hành

1 Vẽ sơ đồ dự kiến nhà sản xuất

2 Dự kiến sơ đồ lắp đặt máy và thiết bị sản xuất

3 Tính diện tích, chiều cao các phòng sản xuất

4 Xác định diện tích các công trình phụ trong nhà sản xuất

5 Điều chỉnh sơ đồ lắp đặt máy và thiết bị sản xuất

6 Điều chỉnh hình dạng, kích thước các phòng sản xuất và các công trình phụ trong nhà sản xuất

7 Vẽ sơ đồ nhà sản xuất

Các loại hình vẽ (Hình nguyên lý, hình khối, hình chiếu, mặt cắt)

33

5.2 Quy hoạch mặt bằng nhà máy

5.2.1 Các yêu cầu

1 Ưu tiên các điều kiện tốt nhất cho quá trình sản xuất (vị trí, hướng)

2 Rút ngắn đường vận chuyển, đi lại

3 Đảm bảo nguyên tắc thẳng dòng

4 Đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm

5 Hạn chế những ảnh hưởng của quá trình sản xuất đến môi trường xung quanh

6 Đảm bảo mối liên hệ giữa các bộ phận

7 Có hướng mở rộng sản xuất

8 Đảm bảo an toàn sản xuất, phòng chống cháy nổ

9 Đảm bảo tính kinh tế (trong xây dựng, vận hành ), tính thẩm mỹ

10 Đáp ứng nhu cầu và sự tiện lợi cho người lao động

5.2.2 Các bước tiến hành

1 Vẽ sơ đồ dự kiến mặt bằng nhà máy (cơ sở: các yêu cầu, mô hình tương tự, các điều kiện thực tế Cách vẽ: loại hình vẽ, các kí hiệu, cách bố trí các bộ phận)

2 Xác định diện tích các công trình phục vụ trong nhà máy (dựa vào định mức, kinh nghiệm, các điều kiện thực tế)

3 Điều chỉnh hình dạng, kích thước các công trình phụ (phép thử-sai)

4 Vẽ sơ đồ mặt bằng nhà máy (bản vẽ, mô hình)

5.2.3 Các công trình phục vụ trong nhà máy

1 Các công trình phục vụ trực tiếp cho sản xuất:

 Xưởng cơ điện

 Nhà để xe chở người (ô tô, xe máy, xe đạp)

 Nhà ăn, căn tin

 Phòng để đồ bảo hộ lao động, phòng vệ sinh (có thể riêng hoặc chung trong nhà sản xuất)

2 Cách tính

 Tính công suất điện chiếu sáng

 Tính điện năng tiêu thụ cho chiếu sáng

 Tổng hợp điện chiếu sáng

6.1.2 Tính điện động lực

1 Tính công suất điện động lực

2 Tính điện năng tiêu thụ cho động lực

(m 2 )

Định mức điện chiếu sáng

(W/m 2 )

Công suất đèn

(W)

Số đèn

Công suất CS

(KW)

Thời gian chiếu sáng

(h/ng)

Điện năng tiêu thụ

(KW.h)

1 Kho nguyên, vật liệu, sản phẩm 4-6

3 Phòng sản xuất có nhu cầu chiếu sáng trung bình 10-15

4 Phòng sản xuất có nhu cầu chiếu sáng cao 16-20

9 Nhà hành chính, nhà ăn, căn tin 8-10

10 Phòng để đồ bảo hộ lao động, phòng vệ sinh 6-8

(h)

Điện năng tiêu thụ

(KW.h)

3 Tính, chọn máy biến áp

Pchọn =(k1.PĐL + k2.PCS)/cos

k: Hệ số làm việc không đồng thời của máy và thiết bị

cos :Hệ số công suất thực tế

6.2 Tính nhiệt năng

6.2.1 Tính lượng nhiệt cần cung cấp cho các thiết bị

1 Tính lượng nhiệt cần cung cấp ở 1 thiết bị

2 Tính tổng lượng nhiệt cần cung cấp cho các thiết bị

Lập bảng sử dụng nhiệt của các thiết bị theo thời gian làm việc trong ngày Chọn giờ có tổng lượng nhiệt lớn nhất Lượng nhiệt này là thông số dùng để tính lượng hơi nước cần cung cấp cho các thiết bị

Bảng 6.3 Lượng nhiệt các thiết bị sử dụng theo giờ làm việc trong ngày

6.1.2 Tính lượng hơi cần cung cấp cho các thiết bị

G(hơi nước) = Q(hơi nước)/(i.)

i: Hiệu nhiệt trị giữa hơi quá nhiệt và nước ngưng

41

 Trường hợp nấu đường hoặc dịnh lỏng có thể tính lượng hơi nước

bốc lên từ nguyên liệu bằng hiệu khối lượng nguyên liệu và bán thành phẩm Sau đó tính lượng hơi nước cung cấp theo định mức:

1,2 kg hơi cung cấp (áp suất 1,2kg/cm2) sẽ làm cho 1 kg nước bốc

hơi (Sổ tay quá trình thiết bị hóa học)

Chương 7 Tính nhu cầu nước sạch và phương án xử lý nước thải 7.1 Tính nhu cầu nước sạch

7.1.1 Tính lượng nước cần cho quá trình sản xuất

1 Lượng nước tham gia vào sản phẩm: sản xuất bia, nước giải khát

2 Lượng nước dùng để rửa nguyên liệu, bán thành phẩm: Tính theo

định mức chi phí nước

3 Lượng nước dùng để rửa dụng cụ, thiết bị sản xuất, vệ sinh nhà

xưởng: Tính theo định mức chi phi nước

4 Lượng nước dùng để tạo thành hơi nước

5 Lượng nước dùng để làm mát máy và thiết bị

7.1.2 Tính lượng nước phục vụ người lao động

1 Lượng nước tắm, vệ sinh cá nhân

2 Lượng nước dùng cho nhà ăn, căn tin

3 Lượng nước dùng để tưới cây

7.1.3 Tính, chọn hệ thống cấp nước sạch

1 Tổng lượng nước cần được cung cấp

2 Chọn bể dự trữ và tháp nước

7.2 Xử lý nước thải

1 Tính lưu lượng nước thải cần xử lý

 Lượng nước dùng để rửa nguyên liệu, bán thành phẩm

 Lượng nước dùng để rửa dụng cụ, thiết bị sản xuất, vệ sinh nhà xưởng

2 Phương án xử lý nước thải

43

Chương 8 Tính các chỉ số kinh tế 8.1 Tính vốn đầu tư

8.1.1 Tính vốn xây dựng

8.1.2 Tính vốn đầu tư máy và thiết bị sản xuất

1 Kinh phí mua máy và thiết bị sản xuất

2 Kinh phí lắp đặt máy và thiết bị sản xuất

8.2 Tính các chỉ số kinh tế khác

8.2.1 Tính khấu hao tài sản cố định

8.2.2 Lương người lao động

8.2.3 Chi phí nguyên, vật liệu sản xuất

8.2.4 Tính giá thành sản xuất

8.2.5 Tính thời gian thu hồi vốn