thiết lập mặt bằng phân xưởng chính của nhà máy đường mía

Trong công nghiệp sản xuất đờng mía ngoài sản phẩm chính là đờng saccaroza ngời ta còn sử dụng sản phẩm phụ nh: bã mía, mật rỉ để làm nguyên liệu cho sản xuất cồn,mì chính, giấy , thức ă

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN:THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ NHÀ MÁY THỰC PHẨM



TP HỒ CHÍ MINH 06/2013

1 Gía trị dinh dưỡng 3

II Những nguyên tắc xây dựng nhà máy 4

1 Chọn địa điểm xây dựng phải phù hợp với quy hoạch tổng thể 4

2 Sơ đồ công nghệ quy trình sản xuất đường thô: 5

3 Tính cho công đoạn bốc hơi và sông SO2 lần II 16

2.5 Tính lượng giống B, C theo năng suất nhà máy: 25

VII Thiết bị gia nhiệt : 35

Ngoài ra đờng saccaroza còn có một đặc tính khác nh: vị ngọt, màu sắc trong suốt,không có mùi khó chịu chính vì vậy mà đừờng chiếm một vị trí quan trọng trongkhẩu phần ăn của con ngời.

Mặt khác đờng còn đợc dùng rộng rãi trong ngành quan trọng khác nh Y dợc, Hoáhọc

Trong công nghiệp sản xuất đờng mía ngoài sản phẩm chính là đờng saccaroza ngời

ta còn sử dụng sản phẩm phụ nh: bã mía, mật rỉ để làm nguyên liệu cho sản xuất cồn,mì chính, giấy , thức ăn gia súc , hoá chất và một phần làm phân bón

2 Hiệu quả kinh tế:

Công nghệ sản xuất đờng mía chiếm một vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốcdân , nó đợc sử dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày của con ngời dới nhiều hìnhthức khác nh : Bánh kẹo, đồ uống, đồ hộp

Ngành đờng mía phát triển thì đòi hỏi các ngành công nghiệp khác cũng phát triểntheo nh: Ngành công nghiệp nặng cung cấp máy móc thiết bị , các ngành côngnghiệp nhẹ nh giấy và một số ngành cung cấp nguyên liệu cho nhà máy đờng, cácngành chế biến các sản phẩm thực phẩm khác cũng có liên quan mật thiết với ngành

đờng Chính sự tơng quan này đã tạo thế cân đối vững chắc trong nền kinh tế quốcdân

Hàng năm lợng đờng trên thế giới đạt 1,5 triệu tấn bình quân 21Kg/ngời trong mộtnăm, còn ở nớc ta bình quân 4 Kg/ngời trong một năm Nh vậy đang còn thấp hơnnhiều so với lợng đờng bình quân trên thế giới

Bởi vậy việc xây dựng các nhà máy đờng là cần thiết và phù hợp với nhu cầu pháttriển của nền kinh tế nớc ta hiện nay, tạo công ăn việc làm cho ngời lao động, tăng thunhập cho nhân dân Đồng thời thúc đẩy nền kinh tế nớc ta phát triển

3 Tỡnh hỡnh phỏt triển mớa ở Việt Nam:

Cùng với sự phát triển chung của ngành mía đờng trên thế giới, công nghiệp đờng ởViệt Nam đã có bớc phát triển nhất định

Năm 1995 Chính phủ đã giao bộ nông Nghiệp và phát triển Nông thôn thành lập

ch-ơng trình mía đờng

Theo thống kê của chơng trình mía đờng năm 2000 thì cả nớc có 44 nhà máy sảnxuất đờng mía, trong đó có 6 nhà máy đợc mở rộng công suất và đầu t chiều sâu.Tổng công suất đạt khoảng 80.000 tấn mía/ngày

Các nhà máy đợc phân bổ theo 3 vùng chủ yếu:

- Miền bắc có 16 nhà máy chiếm 44%, sản lợng đờng là 430.000 tấn

- Nam bộ có 15 nhà máy chiếm 37%, sản lợng đờng là 400.000 tấn

- Miền trung có 13 nhà máy chiếm 19%, sản lợng đờng là 200.000 tấn

Vì hiện nay trong nền kinh tế quốc dân các nhà máy đờng mía lợi nhuận thu đợc làrất cao và phát triển ngành dờng vì nó sẽ kéo theo các ngành công nghiệp khác phát

triển Vì thế mà ngành đờng mía có một vai trò rất quan trọng trong sự nghiệp CôngNghiệp hoá, Hiện đại hoá đất nớc

II Những nguyên tắc chọn địa điểm xây dựng nhà máy

Vấn đề chọn địa điểm là một trong những nội dung chủ yếu của công tác thiết

kế Việc chọn địa điểm ảnh hởng đến tiến độ xây dựng nhà máy ,đầu t xây dựng, giáthành sản phẩm, quan hệ công nông, điều kiện sản xuất và quy hoạch trong tơng lai

Do đó việc chọn địa điểm phù hợp là rất quan trọng

1 Chọn địa điểm phải phù hợp với yêu cầu quy hoạch tổng thể.

+ Gần vùng nguyên liệu, vận chuyển thuận lợi Vùng nguyên liệu không nên quá xa

so với nhà máy, vì nhà máy cần một lợng nguyên liệu lớn nếu giảm đợc cự ly thì giảm

đợc chi phí vận chuyển đồng thời giảm đợc tổn thất đờng

+ Nhà máy đờng dùng nhiều nớc nên phải ở nơi có nguồn nớc phong phú và điều

kiện lấy nớc thuận lợi, dễ dàng

+ Điều kiện giao thông: Nhà máy đờng cần vận chuyển một khối lợng lớn và tập

trung, vì vậy phải xem xét đến phơng thức vận chuyển nh đờng bộ, đờng thuỷ

+ Gần với các nhà máy khác để sử dụng chung các công trình phúc lợi xã hội Tạo ra

một khu công nghiệp, gần thành thị để dễ tiêu thụ sản phẩm

+Tiết kiệm việc sử dụng đất và địa điểm xây dựng, không nên sử dụng đất nôngnghiệp để xây dựng

+ Chú ý đến điều kiện sinh hoạt, đi lại thuận lợi, lên xuống ca dễ dàng, tạo điều kiệnthuận lợi cho công nhân

+ Không nên chọn địa điểm gần vùng nớc lũ, tầng đất không ổn định có các mỏ,vùng động đất

+ Chú ý đến địa hình, ngoại hình thích hợp, tạo điều kiện cho bố trí nhà máy, thíchhợp và phù hợp với lu trình công nghệ Địa hình phải bằng phẳng, độ nghiêng khôngquá lớn < 3%

+ Địa chất phù hợp với yêu cầu xây dựng , độ nén của đất nằm trong khoảng 15  20Kg/Cm2 để tiết kiệm đầu t xây dựng phần móng

+ Đảm bảo phơng hớng của nhà máy để đạt đợc yêu cầu chiếu sáng, thông thoáng,lợi dụng nguồn gió tự nhiên

+ Bố trí nhà máy phải chú ý hớng gió vì hớng gió ảnh hởng đến môi trờng sản xuất

và toàn nhà máy

2 Sơ đồ cụng nghệ quy trỡnh sản xuất đường thụ:

3 Mặt bằng nhà máy sản xuất đường

Trọng lợng đờng saccaroza Trọng lợng nớc mía nguyên

b Tính cho nớc mía nguyên

+Trọng lợng nớc mía nguyên = Trọng lợng mía - Trọng lợng xơ mía =1800 -234 =1566 (Tấn)

+ Pol nớc mía nguyên = x 100

= 212,4

1556x 100 = 13,5%

+ Bx nớc mía nguyên = x 100 =259,2

1556 x 100 =16,55%

+AP nớc mía mguyên = pol Bx x 100 = 13,5

+ Trọng lợng chất không đờng trong bã

= Trọng lợng chất khô trong bã - Trọng lợng đờng trong bã

TL chất khô trong nớc mía hỗn hợp

TL nớc mía hỗn hợp 244,65

1758,2

Trọng lợng đờng trong nớc mía hỗn hợp

Trọng lợng nớc mía hỗn hợp

1758,2 201,78

Trọng lợng đờng trong bã

Trọng lợng mía

212,1 10,62

Hỗn hợp so với mía = trọnglượng nước mớa hỗn hợp

tr ọ ng lượ ng mớ a x 100

= 1758,2

1800 x100 = 97,68 %

+ Trọng lợng chất khô trong nớc mía hỗn hợp

= Trọng lợng chất khô trong mía -Trọng lợng chất khô trong bã

+Trọng lợng đờng trong nớc mía hỗn hợp

= trọng lợng đờng trong mía - trọng lợng đờng trong bã

+ Trọng lợng chất không đờng trong nớc = Trọng lợng chất không đờng trong mía trọng lợng chất không đờng trong bã

= 46,8 – 3,93 = 42,87 (T/ngày)

+ Tổn thất đờng trong ép = x 100

= x 100 = 5%

Trọng lợng CaO có hiệu Nồng độ CaO có hiệu của sữa vôi

2 Công đoạn làm sạch

Số liệu tính toán:

Lu huỳnh so với mía: 0,07%

CaO so với mía: 0,16%

CaO hiệu trong vôi: 75%

Nớc bùn so với nớc mía trung hoà: 25%

+ TL CaO cần dùng = Trọng lượngCaO cú hiệu

Hàmlượng CaO cú hiệutrong vụi x 100

= 1758,2 + 17,55 = 1775,75 (T/ngày)

Trọng lợng chấtTrọng lợng nớc mía trung hoà

+ Thể tích nớc mía sau gia vôi sơ bộ

= Thể tích nớc mía hỗn hợp + Thể tích sữa vôi gia vôi sơ bộ

+ Lợng sữa vôi = 2/3 x 52,65 = 35,1 (T/ngày)

+ Thể tích sữa vôi = 2/3 x 50,33 = 33,55 (T/ngày)

+ Trọng lợng nớc mía sau trung hoà

= Trọng lợng nớc mía sau xông SO2 + Trọng lợng sữavôi

= 1777,48 + 35,1 = 1812,58 (T/ngày)

+ Trọng lợng chất khô sau trung hoà

= Trọng lợng chất khô sau xông + Lợng CaO để trung hoà

= 247,66 + 2,56 = 250,22 (T/ngày)

+ Bx nớc mía trung hoà =

Träng lîng níc mÝa trung hoµ

1,1 Träng lîng níc bïn Träng lîng mÝa

453,145 1800

Bïn läc so víi mÝa %

100 2,5

100

100 - phÇn níc trong bïn

100

100 - 75 100

1800 100

Tổn thất đờng không xác định s/v mía

100 0,8

1847,775 Pol Bx

10,74 12,9 Trọng lợng trong chè trong

Tỷ trọng 1847,775

+ Trọng lợng đờng trong chè trong = TL đờng trong nớc mía hỗn hợp

- TL đờng trong bùn -Tổn thất đờng không xác định

= 201,78 -1,575 - 1,7 = 198,5 (T/ngày)

+ Trọng lợng chất khô trong chè trong

= Trọng lợng chất khô trong nớc mía trung hoà - Trọng lợng bùn khô

Träng lîng chÌ trong Träng lîng mÝa 1847,775

1800

( AP chÌ trong – AP níc mÝa hçn hîp )

AP chÌ trong ( 100 – AP níc mÝa hçn hîp ) ( 83,26 – 82,56 )

83,26 (100 – 82,56)

Träng lîng mËt chÌ Träng lîng mÝa 397,275

20 100

1,288731,49671

1,381411,349561,51

1,41,53988

1,427591,44794

Hiệu suất thu hồi mật rỷ = 100 - 75,72 = 24,28 (Tấn)

1.1 Tính nấu đờng non C

+ Hiệu suất thu hồi đờng C từ non C

+ Lợng đờng non C cần nấu =

L ợng mật rỉ Hiệu suất thu hồi mật rỉ từ non c x 100 =

24,28 49,28 x 100=49,27 ( Tấn )+ Lợng đờng cát C = Lợng đờng non C - Lợng mật ri

= 49,27 - 24,28 = 25 (Tấn)

 Phối liệu nấu non C

Cho biết lợng giống C so với đờng non C là 31%

+ Lợng đờng non C còn thiếu là: 49,27 - 15,27 = 34 (Tấn)

+ Để nấu đờng non C ngoài giống còn bổ sung mật A1 và mật B

Độ tinh khiết của hỗn hợp đó nh sau:

1.2 Tính cho nấu đờng non B

+ Hiệu suất thu hồi đờng B từ đờng non B

=

Ap non B-Ap mật B

Ap cát B-Ap mật B x 100 =

28,372

51,11 x 100=55,5 (Tấn)

+ Lợng đờng cát B = Lợng đờng non B - Lợng mật B

= 55,5 - 28,372 = 27,128 (Tấn)

 Phối liệu nấu đờng non B:

Cho biết lợng giống B so với đờng non B là 31%

+ Lợng giống B = Lợng đờng non B x

31100

+ Để nấu đờng non B ngoài giống còn bổ sung mật A1và mật A2

Độ tinh kiết của hỗn hợp đó nh sau:

AP non B =

38,7243

1.3 Tính nấu đờng non A

+ Giả thiết hiệu suất thu hồi đờng A là 50%

2.1 Nguyên liệu mật chè theo năng suất

+ Trọng lợng chất khô mật chè nấu non A

+ ThÓ tÝch mËt chÌ nÊu gièng =

63,75 1,28873 =49,468 ( m

3/ ngµy )

2.2 Tính non A theo năng suất :

+ Träng lîng chÊt kh« non A = 151,44 x 2,39 = 361,94 (T/ngµy)

3

/ ngµy )+ Träng lîng chÊt kh« mËt A2 nÊu non A = 15,1 x 2,39 = 36 (T/ngµy)

+Träng lîng chÊt kh« mËt A1 nÊu non B = 33,422 x 2,39 = 79,88 (T/ngµy)

/ ngµy )

2.3 Tính non B theo năng suất :

+ Träng lîng chÊt kh« non B = 55,5 x 2,39 = 132,645 (T/ngµy)

2.4 Tính non C theo năng suất :

+ Träng lîng chÊt kh« non C = 49,27 x 2,39 = 117,75 (T/ngµy)

+ Trọng lợng nớc để hoà tan = 92,846 - 60,35 = 32,5 (T/ngày)

+ Trọng lợng chất khô trong mật C = 24,28 X 2,39 = 58 (T/ngày)

3/ ngày )

+ Mật C so với mía =

70,73

2.5 Tớnh lượng giống B, C theo năng suất nhà mỏy:

+ Trọng lợng chất khô của giống B,C = 32,47 x 2,39 = 77,6 (T/ngày)

3

/ ngày )

III Tổng kết nguyên liệu nấu đTính Tổng kết nguyên liệu nấu đhiệu Tổng kết nguyên liệu nấu đsuất Tổng kết nguyên liệu nấu đtổng Tổng kết nguyên liệu nấu đthu Tổng kết nguyên liệu nấu đhồi Tổng kết nguyên liệu nấu đvà Tổng kết nguyên liệu nấu đtổn Tổng kết nguyên liệu nấu đthất:

1 Tính hiệu suất trong đờng :

+ Hiệu suất sản xuất đờng

100 x 58 x 0.32

212,4 =8,74 %

+ Tổn thất theo bùn =

100 x Trọng L ợng đ ờng trong bùn Trọng l ợng đ ờng trong mía = 100 x

1,575 212,4 =0 ,74 %

+ Hiệu suất ép hiệu chỉnh : E12 5= 100-(100-Eép)(100−F )

Trong đó G0 : Tọng lợng mía vận chuyển mỗi giờ

v : vận tốc chuyển động băng tải m/giờ

1 : Hệ số trợ lực đoạn băng tải có trọng tải 1 = 0,3

2 : Hệ số trợ lực ma sát đoạn băng tải có trọng tải 2 = 0,15

L: chiều dài băng tải

H : là độ cao vận chuyển của băng tải

g 0 :Trọng lợng tấm băng tải mía (g0 = 1,12 Kg/m)Lúc xử lý mía 1800 TM/ngày  g0 = 81,82 T/giờ thì công suất của băng tải là N01=0,0027 [( 0,3 x 40 ) +3] x81,82x 0,01 x 132 x 40 x 0,22 ( 0,3 + 0,15 )

 N01 = 8,54 Kw

+ Công suất động cơ điện : NĐC =

K x N O η

Trong đó : K : Hệ số dự phòng máy điện ( K =1,11,3)

η : Tổng hiệu suát thiết bị ( η = 0,80,85 )

Từ đó ta có:

1= 1,3 x 8,54 0,82 =13,54 Kw≈ 14 ( kw )

Vậy qua tính toán để an toàn chọn công suất của động cơ nh sau:

 Băng tải I: Chọn công suất động cơ : 36 Kw tốc độ 1320132 V/phút

 Băng tải II: Chọn công suất động cơ: 30 Kw tốc độ 1320132 V/phút

II Máy ép mía:

Trong đó: Pi : áp lực lên 1 đơn vị diện tích ép

P : Tổng áp lực dầu

D: Đờng kính trục ép

L: Chiều dài trục ép

Chọn áp lực lên một đơn vị diện tích ép của các trục:

Vậy chọn 2 lò đốt lu huỳnh loại tĩnh

IV Tính và chọn thiết bị xây SO 2 và trung hoà :

1 Thỏp xụng lần 1:

- Đờng kính tháp:  = 600 mm

- Đờng kính vòi phun: D = 12mm

- Tốc độ nớc mía ra khỏi miệng ống phun: w = 20m/giây

- Tỷ lệ nớc mía vào trong thiết bị sây so với mía: p = 98%

Chọn 8 (ống phun)

2.Tháp sông lần II:

- Đờng kính tháp:  = 450 mm

- Đờng kính vòi phun: D = 9,5 mm

- Tỷ lệ mật chè vào thiét bị xông so với mía: P = 22%

- Tốc độ mật chè ra khỏi miệng ống phun: W = 20 m/s

Trong đó:

A: Năng suất nhà máy (T/giờ)

P: Tỷ lệ nớc mía vào thùng chứa so với mía ( p = 98%)

A: Năng suất nhà máy (T/ngày)

P: Tỷ lệ nớc mía lọc trong so với mía ( p = 27,17 %)

ω :Tốc độ lọc ( ω = 0,25m3/m2.h)

Chọn 2 máy lọc chân không thùng quay, mỗi máy có diện tích 45 m2

VII Tính thiết bị gia nhiệt :

1 Gia nhiệt nước mớa hỗn hợp :

=48,320C

+ Hệ số truyền nhiệt: K = 5 x T x √ V +0,54

Trong đó:

T: Nhiệt độ hơi thứ III ( T = 84 0C)

V: Vận tốc nớc mía đi trong thiết bị gia nhiệt ( V = 1,5m/s)

A: Năng suất nhà máy (T/ngày)

g: Trọng lợng nớc mía hỗn hợp so với mía (g = 97,68%)

+ Hiệu số nhiệt độ có ích trung bình:

TTB =

41−16

ln4116

3 Gia nhiệt nước mía trong :

+ HÖ sè truyÒn nhiÖt: K = 5 x 124 ,5 x √1,5+0,54 =889,1 (Kcal/m2.0C h)

+ DiÖn tÝch truyÒn nhiÖt:

Trong đó: 2 Gia nhiệt nớc mía hỗn hợp.

2 Gia nhiệt nớc mía trung hoà

2 Gia nhiệt nớc mía trong

1 Gia nhiệt giữ trử

VIII Tính nồi nấu đ ờng.

 Số liệu tính toán:

Hạng mục

Loại đờng non

đờng non so với mía ( % )

Tỷ trọng đờng non

( T/m 3 )

Chu kỳ nấu ( giờ )

Thực hiện nấu giống B, C ngay trong nồi nấu non C.

Từ đó chọn số nồi nấu nh sau:

Chọn 2 nồi nấu non A : V = 30 m3

1 nồi nấu non B : V = 30 m3

2 nồi nấu non C : V = 30 m3

IX Tính và chọn thiết bị trợ tinh.

 Số liệu tính toán:

Hạng mục

Đờng non

Đờng non so với mía (%)

Tỷ trọng

đờng non

Thời gian trợ tinh (giờ)

Hệ số an toàn (k)

n =

A x G x Z x k

24 x V x d

Trong đó: A : Năng suất nhà máy (T/ngày)

Z : Thời gian trợ tinh (giờ)

Nh vậy : Chọn 3 thiết bị trợ tinh A, mỗi thiết bị 30 m3

2 thiết bị trợ tinh B, mỗi thiết bị 30 m3

Riêng trợ tinh C chọn 1 thiết bị trợ tinh đứng 120 m3, cao 8,4m, đờng kính 3,8 m, diệntích làm nguội 167 m2, diện tích đun nóng 18 m2, tốc độ cánh khuấy 1,2 v/phút

Chu kỳ

ly tâm ( phút )

Lợng ờng non

đ-xử lý mỗi

mẻ (T)

Hệ số biến

động (

k 1 )

Hệ số thiết bị

sử dụng ( k 2 )

Đờng non B 7,84 Liên tục 5,5 (T/h) 1,25 0,8

Đờng non C 6,675 Liên tục 5,5 (T/h) 1,25 0,8

Sử dụng máy ly tâm A là ly tâm gián đoạn, còn ly tâm B, C là ly tâm liên tục.

2 máy ly tâm đờng non B liên tục, đờng kính 3000 mm

2 máy ly tâm đờng non C liên tục, đờng kính 3000 mm

XII Tính và chọn thiết bị ng ng tụ tạo chân không.

1 Tớnh cho bốc hơi:

Số liệu tính toán:

Nhiệt độ nớc vào tháp ngng tụ: t1 = 25 0C

Nhiệt độ nớc ra khỏi tháp ngng tụ: t2 = 40 0C

Vận tốc nớc ra khỏi vòi phun: v = 20 m/s

Lợng hơi vào tháp ngng tụ: D = W4 = 8,79%

W4 =8,79% x 1800 = 158,22 T/ngày = 6,6 (m3/h)

PCK = 630 mmHg  i = 620,8 (kcal/kg)

+ Thể tích nớc vào làm nguội:

m =

4 V

4 x 337,73 3,14 x (0,02)2x 20 x 3600 = 15 ống

Sử dụng 2 nồi nấu đờng non A riêng biệt nên dùng 2 tháp ngng tụ độc lập, mỗi tháp gồm

8 ống phun đờng kính Φ = 20 mm.