THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT SỮA THANH TRÙNG 7,5 TRIỆU LÍT/NĂM Nhóm: Nguyễn Thị Ánh Đào Diệp Mai Thy 5.. Bảng liệt kê các thiết bị sử dụng hơi và các thông số sử dụng cho tính lượng hơi đố
Trang 1THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT SỮA THANH TRÙNG 7,5 TRIỆU LÍT/NĂM Nhóm:
Nguyễn Thị Ánh Đào Diệp Mai Thy
5 Tính hơi
STT Thiết bị sử
dụng hơi
Nhiệt độ hơi đốt ( 0 C)
Áp suất (at)
i h (kcal/kg)
i n (kcal/kg)
3 Gia nhiệt trước
bài khí
5.1 Lượng nhiệt và hơi cung cấp cung cấp cho thiết bị gia nhiệt sơ bộ
Q1’= Gs*Cs*(t2 – t1)
Trong đó:
Q1’ : là nhiệt hửu ích dùng để gia nhiệt
Gs: là lượng sữa cần gia nhiệt
Cs: là nhiệt dung riêng của sữa có nồng đô chất khô là 13%
Cs= Cn*(1-B) + (Cck*B)
Cn : là nhiệt dung riêng của nước Kcal/kg0c
Cck: là nhiệt dung riêng của chất khô Kcal/kg0
c B: là hàm lượng chất %
Suy ra: Cs= 1*(1-0,13) + (0,95*0,13)=0,9935 Kcal/kg0c
t2: là nhiệt độ của sữa sau khi gia nhiệt
Bảng 5 Bảng liệt kê các thiết bị sử dụng hơi và các thông số sử dụng cho tính lượng hơi đốt ( các thông số được tra trong bảng I.251 sổ tay quá trình thiết bị và công nghệ
hóa chất tập 1)
Trang 2t3: là nhiệt độcủa sữa trước khi gia nhiệt
Ta có: Gs= 1513,12 (lít/h) = 1558,5 (Kg/h)
t2=450c
t1=40c
Suy Ra : Q1’=1558,5 *0,9935*(45-4)=63483,8 (Kcal /h)
Lượng nhiệt tổn thất do bức xạ là Q1’’=10%Q1’
Lượng nhiệt tổn thất do bản thân thiết bị hấp thụ Q1’’’=20% Q1’
Lượng nhiệt cần cung cấp Q1=Q1’+Q1’’+ Q1 ’’’
= 1,3Q1’= 82528,94 kcal/h
Lượng hơi đốt cần cung cấp cho thiết bị D1=
=
= 153,7 kg/h
Trong đó :
D1: là lượng hơi đốt cung cấp cho thiết bị gia nhiệt sơ bộ
Q1 là nhiệt lượng cung cấp cho thiết bị gia nhiệt sơ bộ
ih : là nhiệt lượng riêng của hơi nước, ih= 641,1 kcal/kg
in : la nhiệt lương riêng của nước , in= 104,3 kcal/kg
5.2 Lượng nhiệt cần dùng cho thiết bị tiệt trùng cream
Q2’= Gs*Cs*(t2 – t1)
Trong đó:
Q2’ : là lượng nhiệt hửu ích dùng để tiệt trùng
Gs: là lượng sữa cream cần tiệt trùng
Cs: là nhiệt dung riêng của sữa có nồng đô chất khô là 13%
Cs= Cn*(1-B) + (Cck*B)
Cn : là nhiệt dung riêng của nước Kcal/kg0c
Cck: là nhiệt dung riêng của chất khô Kcal/kg0c
B: là hàm lượng chất khô %
Suy ra: Cs= 1*(1-0,13) + (0,95*0,13)=0,9935 Kcal/kg0c
t2: là nhiệt độ của cream sau khi gia nhiệt
t3: là nhiệt độcủa cream trước khi gia nhiệt
Gs= 87,43 =90,1 (kg/h)
t2= 1300C
t1= 40C
Suy Ra Q2’= 90,1 *0,9935*(130-4)= 11278,8 Kcal/h
Trang 3 Chọn nhiệt tổn thất do bức xạ : Q2’’=10%Q2’
Lượng nhiệt tổn thất do bản thân thiết bị hấp thụ Q2’’’=20% Q2’
Lượng nhiệt cần cung cấp cho thiết bị Q2=Q2’+Q2’’+Q2 ’’’
=1,3Q2’=14662,44 (kcal/h)
Lượng hơi đốt cung cấp cho thiết bị tiệt D2=
=
= 28,68 (kg/h)
Trong đó :
D2: là lượng hơi đốt cung cấp cho thiết bị tiệt trùng cream
Q2 là nhiệt lượng cung cấp cho thiết bị tiệt trùng cream
ih : là nhiệt lượng riêng của hơi nước, ih= 654,9 kcal/kg
in : la nhiệt lương riêng của nước , in= 143,7 kcal/kg
5.3 Lượng nhiệt cần dùng cho thiết bị gia nhiệt trước bài khí
Q3= Gs*Cs*(t2 – t1)
Trong đó:
Q3’ : lượng nhiệt hửu ích dùng để gia nhiệt
Gs: là lượng sữa cần gia nhiệt
Cs: là nhiệt dung riêng của sữa có nồng đô chất khô là 13%
Cs= Cn*(1-B) + (Cck*B)
Cn : là nhiệt dung riêng của nước Kcal/kg0c
Cck: là nhiệt dung riêng của chất khô Kcal/kg0
c B: là hàm lượng chất khô %
Suy ra: Cs= 1*(1-0,13) + (0,95*0,13)=0,9935 Kcal/kg0c
t2: là nhiệt độ của sữa sau khi gia nhiệt
t1: là nhiệt độ sữa trước khi gia nhiệt
Gs=1459,68 lít/h = 1502,77 (kg/h)
t2= 650C
t1= 40C
Suy Ra Q3= 1502,77 *0,9935*(65-4)= 91073,12 Kcal/giờ
Chọn nhiệt tổn thất do bức xạ : Q3’’=10%Q3’
Lượng nhiệt tổn thất do bản thân thiết bị hấp thụ Q3’’’=20% Q3’
Lượng nhiệt cần cung cấp cho thiết bị Q3=Q3’+Q3’’+Q3 ’’’
=1,3Q3’=118395 kcal/h
Lượng hơi đốt cung cấp cho thiết D3=
=
= 220,56kg/h
Trang 4Trong đó :
D3: là lượng hơi đốt cung cấp cho thiết bị gia nhiệt trước khi bài khí
Q3 là nhiệt lượng cung cấp cho thiết bị gia nhiệt trước khi bài khí
ih : là nhiệt lượng riêng của hơi nước, ih= 641,1 kcal/kg
in : la nhiệt lương riêng của nước , in= 104,3 kcal/kg
5.4 Lượng nhiệt cần gia nhiệt cho thiết bị thanh trùng
Q5= Gs*Cs*(t2 – t1)
Trong đó:
Q4’ : lượng nhiệt hửu ích cho quá trình thanh trùng
Gs: là lượng sữa cần gia nhiệt
Cs: là nhiệt dung riêng của sữa có nồng đô chất khô là 13%
Cs= Cn*(1-B) + (Cck*B)
Cn : là nhiệt dung riêng của nước Kcal/kg0c
Cck: là nhiệt dung riêng của chất khô Kcal/kg0c
B: là hàm lượng chất khô %
Suy ra: Cs= 1*(1-0,15) + (0,95*0,15)=0,9925 Kcal/kg0c
t2: là nhiệt độ của sữa sau khi gia nhiệt
t1: là nhiệt độ sữa trước khi gia nhiệt
G4= 2232,4 lít/h = 2299,372 kg/h
t2= 750C
t1= 550C
Suy Ra Q4= 2299,372 *0,9925*(75 - 55)= 45642,54 Kcal/h
Chọn nhiệt tổn thất do bức xạ : Q4’’=10%Q4’
Lượng nhiệt tổn thất do bản thân thiết bị hấp thụ Q4 ’’’
=20% Q4’
Lượng nhiệt cần cung cấp cho thiết bị Q4=Q4’+Q4’’+Q4’’’= 1,3Q4’= 59335,3 kcal/h
Lượng hơi đốt cung cấp cho thiết D4=
=
= 111,14 kg/giờ
Trang 5Trong đó :
D4: là lượng hơi đốt cung cấp cho thiết bị thanh trùng
Q4 là nhiệt lượng cung cấp cho thiết bị thanh trùng
ih : là nhiệt lượng riêng của hơi nước, ih= 642,8 kcal/kg
in : la nhiệt lương riêng của nước , in= 108,9 kcal/kg
Bảng tổng kết lượng hơi sử dụng cho các thiết bị STT Thiết bị sử dụng hơi Năng suất tiêu thụ hơi (kg/h)
3 Gia nhiệt trước bài khí 220,56
6 Tính đường kính ống dẫn hơi
STT Thiết bị sử dụng hơi Khối lượng riêng của hơi
kg/m 3
3 Gia nhiệt trước bài khí 0,6865
Bảng 6 khối lượng riêng của hơi nước cho các thiết bị sử dụng hơi ( các thông số được tra trong bảng I.251 sổ tay quá trình thiết bị và công nghệ hóa chất tập 1)
Trang 66.1 Thiết bị gia nhiệt sơ bộ
Dường kính ống dẫn d= √
Trong đó :
d : là đường kính ống dẫn
D: là năng suất tiêu thu hơi của thiết bị Kg/h
: là khối lượng riêng của hơi Kg/m3
: là vận tốc trung bình của hơi trong ống dẫn m/s tối ưu cho ông dẫn hơi nằm trong khoảng (25 30) m/s Chọn = 30m/s
d= √ =0,051 m= 51 mm
Chọn d=60mm
6.2 Thiết bị tiệt trùng cream
Dường kính ống dẫn d= √
Trong đó
d : là đường kính ống dẫn
D: là năng suất tiêu thu hơi của thiết bị Kg/h
: là khối lượng riêng của hơi Kg/m3
: là vận tốc trung bình của hơi trong ống dẫn m/s tối ưu cho ông dẫn hơi nằm trong khoảng (25 30) m/s Chọn = 30m/s
d= √ =0,013 m= 13 mm
Chọn d=20mm
6.3 Thiết bị gia nhiệt trước bài khí
Dường kính ống dẫn d= √
Trong đó :
d : là đường kính ống dẫn
D: là năng suất tiêu thu hơi của thiết bị Kg/giờ
Trang 7: là khối lượng riêng của hơi Kg/m3
: là vận tốc trung bình của hơi trong ống dẫn m/s tối ưu cho ông dẫn hơi nằm trong khoảng (25 30) m/s Chọn = 30m/s
d= √ = 0,062 m= 62 mm
Chọn d= 80mm
6.4 Thiết bị thanh trùng
Dường kính ống dẫn d= √
Trong đó :
d : là đường kính ống dẫn
D: là năng suất tiêu thu hơi của thiết bị Kg/giờ
: là khối lượng riêng của hơi Kg/m3
: là vận tốc trung bình của hơi trong ống dẫn m/s tối ưu cho ông dẫn hơi nằm trong khoảng (25 30) m/s Chọn = 30m/s
d= √ = 0,041 m= 41 mm
Chọn d=60 mm
7 Vẻ giản đồ hơi và đường trung bình tiệu thụ hơi
STT Thiết bị sử dụng hơi Đặc điểm làm việc
thiết bị
Năng suất tiêu thụ hơi (kg/h)
Số thiết
bị
Tổng năng suất tiêu thụ hơi (kg/h)
3 Gia nhiệt trước bài khí Liên tục 220,56 1 220,56
Bảng 7.1.Đặc điểm làm việc và năng suất tiêu thụ hơi của từng thiết bị
Trang 87.1 Giản đồ hơi
700
600
500
400
15 30 45 60 75 90 105 115
Thiết bị tiệt trùng cream:
Thiết bị thanh trùng:
Đường trung bình: Dtb=
=595,91 kg/h 75%Max= 0,75*653,425=490,425 (kg/h) Suy ra Dtb>75%Max Chọn Dtb
𝑻𝑩𝑳𝑻 = 𝟑𝟕𝟒 𝟐𝟔
653,9 (max)
431,62
653,9
𝑇𝐵𝐿𝑇: tổng năng suất hơi của các thiết bị sử dụng hơi liên tục
Trang 98 Tính toán chọn nồi hơi
Lượng hơi cung cấp cho tất cả thiết bị trung bình 1h sẻ là Dtb= 595,91
Lượng hơi hao hụt do bức xạ: 10%
Lượng hơi hao hụt do đường ống: 5%
Lượng hơi hoa hụt do rò rỉ: 5%
Tổn thất do nước ngưng: 12%
Tổn thất do bản thân nồi hơi hấp thu nhiệt: 15%
Suy ra
Lượng hơi cần tạo ra từ lò hơi là: 47%Dtb+Dtb= 1,47Dtb = 875,98 (kg/h)
Chọn nồi hơi: Năng suất hơi : 1000 Kg/h
+ Áp suất hơi : 10at
+Nhiệt độ 1790C
+ Kích thước : 4200 x 3570 x 3850 (mm)
+ Mặt chịu nhiệt : 42 (m2
) Nồi hơi làm việc liên tục cung cấp hơi cho toàn thiết bị
Số lượng : n=
= 0,875
Cần 1 thiết bị cug cấp hơi Tuy nhiên trong quá trình không tránh khỏi trường hợp nồi hơi bị hư
nên cần 1 nồi hơi dư phòng
9 Tính lượng nhiên liệu tiêu thụ để tạo ra hơi nước bảo hòa
Nguyên liệu chọn cho nồi hơi để tạo ra hơi bảo hòa là dầu FO
Lượng dầu FO cần cung cấp cho nồi hơi:
B=
Trong đó :
Q : Nhiệt trị thấp làm việc của dầu FO , Q = 41131 KJ/kg = 9825,8 Kcal/kg
D : Năng suất hơi , D = 1000 kg/h
Trang 10: Hiệu suất lò hơi , = 70 %
ih :Entalpy của hơi quá nhiệt , ih = 2781,7 kJ/kg = 664,4 kcal/kg kết quả này được tra
từ bảng I.254.sổ tay thiết bị và hóa chất tâp 1, nhà xuất bảng khoa học kỹ thuật
inc : Entalpy của nước cấp , inc = 181,3 kcal/kg kết quả này được tra từ bảng I.251.sổ tay thiết bị và hóa chất tâp 1, nhà xuất bảng khoa học kỹ thuật
D=
= 70,23 kg/giờ Lượng dầu sử dụng trong một ngày 70,23*24 = 1685,52 kg/ngày
Lượng dầu sử dụng trong một tuần 1685,52 *7 = 11798,64 kg/ngày
Lượng dầu sử dụng trong một tháng 1685,52 *30 = 50565,6 kg/tháng
Lượng dầu sử dụng trong một năm: 1685,52 *365 = 615214,8 kg /năm
Bảng giá trị nhiệt trị thấp của một số nhiên liệu thông dụng (tham khảo):
Khí thiên nhiên 55979 ( hay 37118 kJ/m3 ở 1atm và
20oC)
