Ôn tập thiết kế công nghệ và nhà máy

- Các công thức: sổ tay chuyên ngành, giáo trình chuyên môn, phương pháp cân bằng năng lượng.

ÔN TẬP THIẾT KẾ NHÀ MÁY Câu 1: Cơ sở việc tính cân bằng vật chất ?

- Số liệu ban đầu (năng suất, tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm)

- Quy trình công nghệ và những đặc trưng của nó

- Chỉ tiêu công nghệ của bán chế phẩm, phế phẩm

- Định mức tiêu hao hoá chất, nguyên vật liệu (dựa vào thực tế sản xuất)

- Định mức hao phí của từng công đoạn sản xuất

- Công thức tính

Câu 2: Ý nghĩa việc tính cân bằng vật chất ?

- Dựa vào đó mà tính chọn máy – thiết bị phục vụ sản xuất

- Dựa vào đó mà xác lập mặt bằng phân xưởng sản xuất chính

- Dựa vào đó mà xây dựng kho chứa, bãi chứa sản phẩm, phế phẩm

- Dựa vào đó lập kế hoạch dự trù vật tư hoá chất cho sản xuất

Câu 3: Cơ sở việc tính cân bằng năng lượng ?

Lập cân bằng năng lượng phức tạp hơn so với cân bằng vật liệu

Cơ sở tính toán:

- Tính năng lượng đầu vào (nhiên liệu, điện năng)

- Tính toán các tổn thất (tổn thất nồi hơi, tổn thất từ hệ thống phân phối hơi,…)

- Cần trình bày các đo đạc và giải thích sự ước lượng trong phụ lục

- Xác định năng lượng dựa trên cơ sở xem xét các dạng tổn thất năng lượng:

 Tại dây chuyền sản xuất

 Tại các thiết bị cung cấp năng lượng (lò hơi, máy nén khí, thiết bị lạnh)

 Hiệu quả sử dụng năng lượng

Các tổn thất nhiệt gồm:

 Trong khói lò

 Trong xì, nước xả đáy

 Độ ẩm trong nhiên liệu

 Độ ẩm trong không khí

 Do không cháy hết CO trong khói

 Do đối lưu và bức xạ

- Chỉ tiêu công nghệ của sản phẩm

- Các công thức: sổ tay chuyên ngành, giáo trình chuyên môn, phương pháp cân bằng năng lượng

- Thứ tự tính toán

Câu 4: Ý nghĩa việc tính cân bằng năng lượng ?

- Định lượng những tổn thất năng lượng của quá trình sản xuất

- Dựa vào đó tính chọn máy và thiết bị phù hợp

Câu 5: Cơ sở chọn năng suất thiết kế nhà máy thực phẩm ?

Dựa vào các yếu tố:

- Nhu cầu thực tế (nhu cầu thị trường đối với sản phẩm (hiện tại, tương lai, thành phố, nông thôn, trong nước, quốc tế))

- Khả năng chiếm lĩnh thị trường của nhà máy

- Trình độ chế tạo máy móc (khả năng mua công nghệ và thiết bị có năng suất phù hợp)

- Năng lực tổ chức, điều hành nhà máy, nhân công

- Khả năng về vốn đầu tư: thường phân kỳ đầu tư (từng giai đoạn)

Ưu điểm: Giảm rủi ro thị trường biến động, có thời gian đào tạo công nhân, củng cố bộ máy, giảm vốn đầu tư ban đầu

Nhược điểm: Có thể bị cạnh tranh

Khả năng cung cấp các yếu tố đầu vào (nhất là nguyên liệu) phải đạt số lượng, chất lượng

Câu 6: Nêu cơ sở của việc phân bố sản phẩm (chọn cơ cấu sản phẩm) trong thiết kế nhà máy thực phẩm ?

- Sự phát triển của ngành công nghệ chế tạo thiết bị và kỹ thuật thực nghiệm (máy

đo lường)

- Mức độ tiên tiến của công nghệ định thiết kế (sự phát triển của thiết bị và kỹ thuật tài nguyên)

- Phẩm chất nguyên liệu, trình độ chuyên môn trong quản lý

- Nhu cầu thực tế và chủng loại sản phẩm

Câu 7: Thế nào là chuyển giao công nghệ ? Nội dung của chuyển giao công nghệ ?

- Chuyển giao công nghệ là chuyển giao quyền sở hữu trí tuệ thông quá các dịch vụ thương mại có tổ chức

- Tuỳ theo hợp đồng ký kết mà chuyển giao các phần công nghệ khác nhau, cụ thể là:

- Chuyển giao phần bí quyết sản xuất và phần kỹ thuật

- Chuyển giao phần vận hành và điều hành hản xuất (tư vấn sản xuất)

Câu 8: Nêu sự khác nhau giữa thiết kế thật và thiết kế tốt nghiệp ?

- Chủ đầu tư tự xây dựng cho mình

nhiệm vụ thiết kế

- Được áp dụng ngay

- Nhiệm vụ nhiều hơn nên khối lượng

công việc lớn hơn, thời gian dài hơn

- Do nhiều người đảm nhiệm trong

khi thiết kế

- Sinh viên không tự xây dựng cho mình nhiệm vụ thiết kế

- Không được áp dụng ngay mà là bài tập lớn

- Nhiệm vụ ít hơn, khối lượng công việc và thời gian cũng ít hơn

- Chỉ có 1 sinh viên và có thầy hướng dẫn

Câu 9: Vì sao phải thiết kế nguyên liệu, lập biểu đồ nhập liệu, biểu đồ sản xuất, phương án bảo quản ?

Trong thiết kế nhà máy thực phẩm đòi hỏi phải thiết kế nguyên liệu vì:

- Tuỳ vào loại nguyên liệu mà quy trình công nghệ sẽ khác đi Vd: Phương pháp sản xuất tinh bột đi từ nguyên liệu khoai mì sẽ khác với đi từ gạo, bắp

- Tuỳ vào loại nguyên liệu mà hoá chất, vật tư sử dụng sẽ khác đi

- Tuỳ vào loại nguyên liệu mà phương án bảo quản sẽ thay đổi (liên quan đến kho chứa, bãi chứa)

- Tuỳ loại nguyên liệu mà phương án nhập liệu sẽ thay đổi (dạng hạt nhập liệu khác dạng củ)

 Lập biểu đồ nhập liêu: phản ánh mùa vụ thu hoạch cũng như thời gian chuyên chở nguyên liệu về nhà máy

 Lập biểu đồ sản xuất: phản ánh cường độ lao động của nhà máy: Biểu đồ sản xuất dựa vào:

o Biểu đồ nhập liệu

o Chiến lược sản xuất, kinh doanh nhà máy

o Thị trường, nhu cầu tiêu dùng

 Phương án bảo quản: dựa vào nguyên liệu để lựa chọn phương án bảo quản hợp lý

Câu 10: Trong công nghệ sản xuất bia, người ta thuỷ phân tinh bột với các số liệu sau:

Hàm ẩm của malt W 1 = 7%, hàm ẩm của gạo W 2 = 12%

Chất khô hoà tan trong nguyên liệu malt b 1 = 82%, nguyên liệu gạo b 2 = 80% (% theo chất khô toàn phần)

Hiệu suất thuỷ phân là n = 99,2 % (tính theo chất khô hoà tan)

Tỷ lệ malt so với nguyên liệu G 1

0 = 70%, của gạo G 2

0 = 30% (theo khối lượng) Để có được 2000l dịch đường hoá 11 o S (tương ứng tỉ trọng d 20 = 1,0424kg/l) thì cần bao nhiêu kg bột malt và bột gạo, biết hao hụt chất khô hoà tan trong quá trình thuỷ phân là 1,5 % (tính theo đầu vào)

Lượng đường hoá 11oS = 2000 x 1,0424 = 2084,8 kg

Lượng chất khô hoà tan có trong dịch đường hoá

Gct = 2084,8 x 11/100 = 229,328 kg

Lượng chất khô hoà tan của bột malt thu được sau thuỷ phân

G01 = G x G1

0 x (1- W1) x b1 x n

= G x 0,7 x (1 -0,07) x 0,82

= 0,5338 G

Lượng chất khô hoà tan của bột gạo thu được sau thuỷ phân

G02 = G x G2 x (1- W2) x b2 x n

= G x 0,3 x (1-0,12) x 0,8

= 0,2112 G

Tổng lượng chất khô hoà tan của bột malt và bột gạo thu được sau thuỷ phân có kể đến hao hụt:

Gct = G(0,5338 + 0,2112)(1-0,015) = 0,7338 G

Ta có Gct = 0,7338 G = 229,328 kg

Khối lượng tổng bột gạo và bột malt: G = 312,521 kg

Lượng bột malt là: 312,521 x 0,7 = 218,765 kg

Lượng bột gạo là: 312,521 x 0,3 = 93,756 kg

Câu 11: Trong công nghệ sản xuất bia, người ta thuỷ phân tinh bột với các số liệu:

Hàm ẩm của malt W 1 = 7%, hàm ẩm của gạo W 2 = 12%

Chất khô hoà tan trong nguyên liệu malt b 1 = 82%, nguyên liệu gạo b 2 = 80% (% theo chất khô toàn phần)

Hiệu suất thuỷ phân là n = 99,2 % (tính theo chất khô hoà tan)

Tỷ lệ malt so với nguyên liệu G 1

0 = 70%, của gạo G 2

0 = 30% (theo khối lượng) Để có được 1000l dịch đường hoá 11 o S (tương ứng tỉ trọng d 20 = 1,0424kg/l) thì cần bao nhiêu kg bột malt và bột gạo, biết hao hụt chất khô hoà tan trong quá trình thuỷ phân là 1,5 % (tính theo đầu vào)

Lượng đường hoá 11oS = 1000 x 1,0424 = 1042,4 kg = mdd

Lượng chất khô hoà tan có trong dịch đường hoá

Gct = 1042,4 x 11/100 = 114,664 kg

Lượng chất khô hoà tan của bột malt thu được sau thuỷ phân

G01 = G x G1

0 x (1- W1) x b1 x n

= G x 0,7 x (1 -0,07) x 0,8

= 0,5208 G

Lượng chất khô hoà tan của bột gạo thu được sau thuỷ phân

G02 = G x G2

0 x (1- W2) x b2 x n

= G x 0,3 x (1-0,12) x 0,82

= 0,2165 G

Tổng lượng chất khô hoà tan của bột malt và bột gạo thu được sau thuỷ phân có kể đến hao hụt:

Gct = G(0,5208 + 0,2156)(1-0,015) = 0,726 G

Ta có Gct = 0,726 G

Khối lượng tổng bột gạo và bột malt: G = 197,94 kg

Lượng bột malt là: 197,94 x 0,7 = 138,558 kg

Lượng bột gạo là: 197,94 x 0,3 = 59,382 kg

Câu 12: Người ta thực hiện quá trình chiên mì với các số liệu như sau:

Khối lượng mì ráo: 1500 kg (Mr)

Hàm lượng dầu trong mì chiên là 16%, hàm lượng dầu có sẵn trong bột mì là 2% Độ ẩm mì chiên là 4%, độ ẩm mì ráo là 40% (Wr)

Tính lượng nước thoát ra trong quá trình chiên và tổng lượng dầu sử dụng biết hao hụt dầu khi chiên là 20% (so với tổng lượng dầu thực tế đưa vào sử dụng)

Lượng dầu ngấm vào mì: Dng = Mc (16-2)/100 = 0,14 Mc

Ta có: Mr + Dng = Mc + W (1)

Mr Wr = Mc Wc + W (2)

Hay: Mr – W = Mc – Dng (1)

Mr Wr – W = Mc Wc (2)

Khử W bằng cách lấy (1) – (2) ta được:

Mr (1- Wr) = Mc (1 - Wc) – Dng

 Mr (1 - Wr) = Mc (1 - Wc) – 0,14 Mc

 Mr (1 – Wr) = Mc (0,86 – Wc)

Thay số vào: 1500 ( 1 - 0,4) = Mc (0,86 – 0,04)

 900 = 0,82 Mc => Mc = 1097,56 kg

Lượng dầu ngấm vào mì khi chiên là:

Dng = 0,14 Mc = 0,14 x 1097,56 = 153,66 kg

Thay Mc vào (1) ta có lượng nước thoát ra trong quá trình chiên

W= (Mr – Mc) + Dng

= 1500 – 1097,56 + 153,66 = 556,1 kg

Lượng dầu thực tế đưa vào sử dụng:

Dtt = (153,66 x 100)/(100-20) = 192,07 kg

Câu 13: Người ta thực hiện quá trình chiên mì với các số liệu như sau:

Khối lượng mì ráo: 1000kg

Hàm lượng dầu trong mì chiên là 16%, hàm lượng dầu có sẵn trong bột mì là 2% Độ ẩm của mì chiên là 4%, độ ẩm của mì ráo là 36 %

Tính lượng nước thoát ra trong quá trình chiên và tổng lượng dầu sử dụng biết hao hụt dầu khi chiên là 22,5% (so với tổng lượng dầu thực tế đưa vào sử dụng)

Lượng dầu ngấm vào mì: Dng = Mc (16-2)/100 = 0,14 Mc

Ta có: Mr + Dng = Mc + W (1)

Mr Wr = Mc Wc + W (2)

Hay: Mr – W = Mc – Dng (1)

Mr Wr – W = Mc Wc (2)

Khử W bằng cách lấy (1) – (2) ta được:

Mr (1- Wr) = Mc (1 - Wc) – Dng

 Mr (1 - Wr) = Mc (1 - Wc) – 0,14 Mc

 Mr (1 – Wr) = Mc (0,86 – Wc)

Thay số vào: 1000 ( 1 - 0,36) = Mc (0,86 – 0,04)

 640 = 0,82 Mc => Mc = 780,49 kg

Lượng dầu ngấm vào mì khi chiên là:

Dng = 0,14 Mc = 0,14 x 780,49 = 109,27 kg

Thay Mc vào (1) ta có lượng nước thoát ra trong quá trình chiên:

W= (Mr – Mc) + Dng

= 1000 –780,49 + 109,27 = 328,78 kg

Lượng dầu thực tế đưa vào sử dụng:

Dtt = (109,27 x 100)/(100-22,5) = 140,99 kg

Câu 14: Người ta thực hiện quá trình chiên mì với các số liệu như sau:

Khối lượng mì chiên: 1000kg

Hàm lượng dầu trong mì chiên là 16%, hàm lượng dầu có sẵn trong bột mì là 2% Độ ẩm của mì chiên là 4%, của mì ráo là 36%

Tính lượng nước thoát ra trong quá trình chiên và tổng lượng dầu sử dụng biết hao hụt dầu khi chiên là 22,5% (so với tổng lượng dầu thực tế đưa vào sử dụng)

Lượng dầu ngấm vào mì: Dng = 1000 (16-2)/100 = 140 kg

Lượng dầu thực tế đưa vào sử dụng:

Dtt = (140 x 100)/(100-22,5) = 186,4 kg

Ta có: Mr + Dng = Mc + W (1)

Mr Wr = Mc Wc + W (2)

Hay: Mr – W = Mc – Dng (1)

Mr Wr – W = Mc Wc (2)

Khử W bằng cách lấy (1) – (2) ta được:

Mr (1- Wr) = Mc (1 - Wc) – Dng

 Mr (1 – 0,36) = 1000 (1 – 0,04) – 140

 Mr = 1281,25 kg

Thay vào (1) ta có lượng nước thoát ra trong quá trình chiên:

Mr + Dng = Mc + W

 W = (Mr – Mc) + Dng

= 1281,25 – 1000 + 140 = 421,25 kg

Câu 15: Một phân xưởng có 5 thiết bị sử dụng hơi, thời gian sử dụng là 8h/ngày, phân bố như sau:

Dựa vào số liệu bên dưới, hãy xây dựng biểu đồ hơi và chọn công suất hồi hơi (kg hơi/h) phù hợp với điều kiện làm việc của các thiết bị nói trên.

STT Tên thiết bị Thời gian sử dụng (h)/Suất lượng hơi (kg/h)

- Lập hệ trục toạ độ biểu diễn lượng hơi tiêu thụ chung theo thời gian (biểu đồ D – )

- Vẽ đường tiêu thụ hơi cho thiết bị thanh trùng, nồi 2 vỏ, thiết bị cô đặc, sấy và thiết bị chiên chân không

- Công chiếu theo phương thẳng đứng, vẽ đường biểu diễn tổng lượng hơi sử dụng theo thời gian

- Vẽ đường trung bình

- Chọn công suất nồi hơi dựa vào đường trung bình