cong nghe sx duong (can bang day chuyen)

Đồ án tốt nghiệp 1 GVHD:Trương Thị Minh Hạnh

MỞ ĐẦU

ước ta là một nước có truyền thống sản xuất đường từ lâu đời. Theo thời gian

cùng với sự phát triển của ngành đường trên thế giới, nghề làm đường của

nước ta cũng phát triển mạnh mẽ cả về số lượng, chất lượng cũng như kỹ thuật canh

tác, chế biến [12].

NHiện nay, nhu cầu tiêu dùng đường của nước ta hàng năm tăng 15%, như vậy

theo dự tính đến năm 2010, Việt Nam sẽ cần khoảng 1,6-1,7 triệu tấn đường, trong

khi những năm gần đây ngành mía đường Việt Nam đang phải rất chật vật để giữ

sản xuất ổn định 1 triệu tấn đường/năm.

Để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ đường tăng nhanh như vậy, Bộ Nông nghiệp và

Phát triển nông thôn đang chuẩn bị trình Chính phủ phê duyệt tổng quan phát triển

mía đường Việt Nam đến năm 2010 và tầm nhìn đến năm 2020, trong đó có vấn đề

xử lý các nhà máy đường đã có quyết định ngừng hoạt động, vấn đề mở rộng và xây

dựng mới các nhà máy đường nhằm tăng năng lực cạnh tranh trong quá trình hội

nhập AFTA (khu vực mậu dịch tự do ASEAN ) và WTO là những nhiệm vụ trọng

tâm. Định hướng trước mắt là trong một thời gian sớm nhất phải tự túc được đường,

chấm dứt nhập khẩu và tiến tới có xuất khẩu [12].

Như vậy dự án đầu tư xây dựng thêm nhà máy đường mới với công nghệ hiện

đại là cần thiết.

Đường sacacaro được sử dụng nhằm thỏa mãn:

- Nhu cầu trong đời sống hằng ngày của người dân.

- Nguồn nguyên liệu cho các ngành công nghiệp khác: sản xuất bánh kẹo, sữa,

đồ hộp, nước giải khát…Do công nghiệp Việt Nam đang có tốc độ phát triển cao

(trên 8 %), nhất là khi gia nhập WTO, tham gia AFTA nên nhu cầu sử dụng đường

cũng tăng theo.

Ngoài ra các phế liệu và phụ phẩm trong quá trình sản xuất đường như: bã, mật

rỉ, bùn lọc … được sử dụng sản xuất phân bón, thức ăn gia súc, rượu cồn, sản phẩm

sợi, bột giấy, ván ép …

Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, nhiều vùng đất đai từ Bắc đến Nam

rất thuận tiện cho phát triển trồng mía, nhất là các tỉnh ven biển miền Trung và

Đông Nam bộ. Vì thế ngành sản xuất đường mía có tiềm năng rất lớn. Nhưng chúng

ta vẫn phải nhập khẩu đường và hàng năm lượng đường nhập lậu cũng tương đương

với nhập chính ngạch, đó là một nghịch lí. Nguyên nhân của tình trạng này là do

SVTH: Văn Vi t M i ế ườ Thiết kế nhà máy đường thô hiện đại


phong trào xây dựng ồ ạt các nhà máy đường khi thực hiện “Chương trình quốc gia

1 triệu tấn đường” trong những năm 1990 mà thiếu chiến lược lâu dài, thiếu qui

hoạch vùng mía nguyên liệu nên tình trạng thiếu mía nguyên liệu xảy ra thường

xuyên tại hầu hết các nhà máy làm các nhà máy hoạt động không hết công suất thiết

kế, phần lớn các nhà máy có công nghệ sản xuất lạc hậu nên hiệu quả sản xuất thấp.

Hiện nay cả nước có 37 nhà máy đang hoạt động nhưng chỉ có một số nhà máy như:

Lam Sơn, Nghệ An Tatte&Lyle, Bourbon Tây Ninh … có qui hoạch vùng mía

nguyên liệu tốt nên thường xuyên có đủ nguyên liệu hoạt động hết công suất, các

nhà máy còn lại phải hoạt động cầm chừng trong tình trạng thua lỗ triền miên.

Từ những phân tích trên cho thấy, nếu xây dựng nhà máy đường sử dụng công

nghệ hiện đại, có tính toán qui hoạch phát triển vùng mía nguyên liệu tốt thì nhà

máy sẽ hoạt động hiệu quả góp phần giải quyết lượng đường thiếu hụt, giải quyết

việc làm cho người dân.

Vì vậy đề tài” Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại, năng suất 2350

tấn mía/ngày” là cần thiết và khả thi.



Chương 1

LẬP LUẬN KINH TẾ KĨ THUẬT

1.1. Đặc điểm tự nhiên của vị trí xây dựng nhà máy

Khu công nghiệp Nam Đông Hà được Thủ Tướng chính phủ cho phép thành

lập tháng 4 năm 2004 ở phường Đông Lương thị xã Đông Hà cách trung tâm thị xã

2 km về phía nam, cách cảng Cửa Việt 12 km, nằm cạnh ga Đông Hà và quốc lộ

1A, Cách sân bay Phú Bài Huế 81 km, Cách sân bay Quốc tế Đà Nẵng 170 km. Đặc

biệt khu công nghiệp Nam Đông Hà gần đường xuyên á và cách Khu Kinh Tế

Thương Mại đặc biệt Lao Bảo 51 km. Khu công nghiệp gần sông Hiếu là nguồn

cung cấp nước thuận lợi [13].

Về điều kiện khí hậu của tỉnh Quảng Trị nằm trong khu vực nhiệt đới ẩm gió

mùa và là vùng chuyển tiếp giữa hai miền khí hậu Bắc- Nam, có sự phân hoá của

địa hình nghiêng dần từ Tây sang Đông cùng với vị trí địa lý và quy định đặc thù

khí hậu Quảng Trị [13]

1.2. Nguồn cung cấp nguyên liệu

Với vị trí của nhà máy thì nguồn nguyên liệu được thu mua từ nhiều vùng trong

tỉnh như các phường trong thị xã, từ các huyện phía nam là Triệu Phong, Hải Lăng,

Các huyện phía bắc như Gio Linh, Vĩnh Linh nhờ tuyến quốc lộ 1A chạy xuyên qua

làm cho việc vận chuyển nguyên liệu rất dễ dàng và thuận lợi. Cách nhà máy về

phía tây là các huyện Cam Lộ, Đakarong, Hướng Hoá có nguồn đất đai màu mở và

có Quốc lộ 9 làm tuyến đường chính để vận chuyển.

1.3. Nguồn cung cấp hơi - nước

Nước là nhân tố không thể thiếu trong quá trình sản xuất đường. Nước được sử

dụng để nấu đường, cung cấp cho lò hơi, dùng để vệ sinh nhà máy, cho sinh hoạt…

Nguồn cung cấp nước cho nhà máy lấy từ sông Hiếu và hệ thống nước của khu

công nghiệp nếu cần. Để phù hợp với mục đích sử dụng khác nhau phải có biện

pháp xử lí nước thích hợp. Thông thường nước lấy từ sông phải qua 2 quá trình xử

lí là quá trình lắng để loại chất thải cơ học (bùn, rơm rác …) và quá trình lọc để đạt

các chỉ tiêu hóa lí thích hợp. Nguồn cung cấp hơi được lấy từ lò hơi của nhà máy.

Ngoài ra có thể tận dụng nước ngưng tụ để tái sử dụng, đó là nước ngưng tụ của

hiệu bốc hơi thông qua kiểm tra hàm lượng đường hợp lí. Trong nhà máy hơi được

sử dụng để cung cấp cho xưởng điện của nhà máy, các nồi nấu, hệ thống gia nhiệt,

các tuabin của thiết bị ép …

1.4. Nguồn cung cấp nhiên liệu



Trong nhà máy đường, lò hơi sử dụng nhiều nhiên liệu nhất. Nhiên liệu dùng

để đốt lò hơi là bã mía từ công đoạn ép. Tuy nhiên, lúc khởi động máy ở thời kỳ

đầu mùa vụ không có bã mía thì cần có lượng nhiên liệu khác như dầu FO, củi đốt.

Ngoài ra cần xăng dầu cho các thiết bị vận chuyển, dầu nhớt bôi trơn các thiết bị.

Nhiên liệu có thể mua từ các nhà cung cấp gần nhà máy.

1.5. Khả năng hợp tác hóa

Nhà máy đóng trong khu công nghiệp nên khả năng hợp tác hóa rất cao. Sản

phẩm của nhà máy là đường thô có thể cung cấp cho xuất khẩu và làm nguyên liệu

để sản xuất đường tinh luyện. Trong khu công nhiệp còn có nhà máy sản xuất phân

bón vi sinh, nhà máy giấy, nhà máy cồn có thể sử dụng phế phẩm của nhà máy như:

mật rỉ, bùn lọc, bã. Sự hợp tác giúp quá trình tiêu thụ sản phẩm nhanh chóng thuận

tiện, tiết kiệm phí vận chuyển, nâng cao hiệu quả kinh tế. Ngoài ra sự hợp tác cũng

giúp tăng cường sử dụng các cơ sở hạ tầng, các công trình điện nước.

1.6. Nguồn tiêu thụ sản phẩm

Nguồn cung của thị trường đường trong nước đang thiếu, hàng năm đều phải

nhập khẩu mà nhu cầu sử dụng đường tăng 15% hàng năm nên vấn đề tiêu thụ sản

phẩm không khó khăn. Sản phẩm của nhà máy được cung cấp cho nhu cầu sử dụng

hàng ngày, làm nguyên liệu cho các nhà máy chế biến thực phẩm khác như: Nhà

máy chế biến bánh kẹo, chế biến sữa, cho các nhà máy đường tinh luyện... Về thị

trường cụ thể cho nhà máy, sản phẩm ngoài tiêu thụ tại thị trường Quảng Trị còn có

thể phân phối tại các tỉnh Bắc Trung Bộ như: Quảng Bình, Hà Tĩnh, Thừa Thiên

Huế, và các Tỉnh thành khác như Thành Phố Đà Nẵng, Quảng Nam…

1.7. Điều kiện giao thông vận tải

Đối với nhà máy đường điều kiện giao thông vận tải hết sức quan trọng, nhà

máy cần vận chuyển một lượng lớn nguyên liệu, nhiên liệu đến nhà máy đồng thời

phải vận chuyển thành phẩm, phụ phẩm đến nơi tiêu thụ.

Hệ thống giao thông thuận lợi giúp giảm phí vận chuyển.

Nhà máy nằm trong khu công nghiệp nằm cạnh quốc lộ 1A và Quốc lộ 9, gần

ga Đông Hà, mạng lưới giao thông liên huyện quanh nhà máy được xây dựng hoàn

chỉnh, nghĩa là hệ thống giao thông rất thuận lợi.

1.8. Nguồn cung cấp nhân lực

Khu công nghiệp là nơi tập trung nhiều lao động có trình độ. Nhà máy sử dụng

công nghệ hiện đại nên cần ít công nhân. Lượng công nhân cần thiết có thể tuyển từ

nhiều nguồn và phải qua đào tạo nếu cần. Còn đội nhũ cán bộ kĩ thuật, quản lí điều



hành tuyển từ nguồn đã tốt nghiệp tại các trường đại học.Việc xây dựng nhà máy

giúp giải quyết việc làm cho một lượng lao động dư thừa trong khu vực.

1.9. Xử lí nước thải và các chất thải khác

Trong nhà máy đường thải ra một lượng lớn nước thải như: nước thải từ các

thiết bị, nước vệ sinh công nghiệp, nước thải sinh hoạt…Nước thải từ nhà máy chứa

nhiều thành phần phức tạp bao gồm cả chất vô cơ và hữu cơ, là môi trường thuận

lợi cho vi sinh vật phát triển, rất dễ gây ô nhiễm môi trường và nguồn nước ngầm.

Vì vậy phải xử lí đạt tiêu chuẩn trước khi thải vào hệ thống nước thải của khu công

nghiệp.

SƠ ĐỒ HỆ THỐNG XỬ LÍ NƯỚC THẢI

Ngoài ra còn nguồn chất thải khác là rác, phải thu gom và xử lí định kì.

Khí thải nhà máy chứa nhiều bụi, khói từ lò hơi, lò sấy và các thiết bị khác.

Phải xử lí bằng xiclon tách bụi và các thiết bị xử lí thích hợp để khí thải đạt tiêu

chuẩn khí thải công nghiệp theo tiêu chuẩn qui định.

1.10. Năng suất nhà máy

Năng suất nhà máy 2350 tấn mía/ngày. Với địa điểm và các điều kiện đầu vào

của nhà máy như: nguồn nguyên liệu, nước, … như đã phân tích ở trên thì hoàn

toàn có thể đáp ứng các các điều kiện cho nhà máy hoạt động với năng suất này.

Tóm lại: Với các điều kiện đã nêu trên thì khả năng xây dựng một nhà máy

đường thô tại phường Đông Lương thị xã Đông Hà tỉnh Quảng Trị với năng suất

2350 tấn mía/ ngày là hoàn toàn có thể, góp phần kích thích sự phát triển của các SVTH: Văn Vi t M i ế ườ Thiết kế nhà máy đường thô hiện đại

Khu vực ép

Lưới chắn rác

Tuyển nổi dầu mỡ

Nước đã xử lí

Khu lò hơiNước thải sinh hoạt

Bể trung hòa

Khu kiểm tra sản xuấtNước thải rửa thiết bị

Bể xử lí sinh học

Sản xuất phân vi sinh

Bể lọc bằng cát

Bùn


ngành sản xuất khác trong hệ thống cụm sản xuất công nghiệp của tỉnh qua đó thúc

đẩy sự phát triển kinh tế của tỉnh nhà.



Chương 2

TỔNG QUAN

2.1. Đường sacaroza

Sacaroza là thành phần quan trọng nhất của mía, là sản phẩm của công nghiệp

sản xuất đường, là một disacarit có công thức C12H22O11. Trọng lượng phân tử của

sacaroza là 342,30.

Sacaroza được cấu tạo từ hai đường đơn là α,d – glucoza và β,d – fructoza.

Sacaroza có tính ức chế rất mạnh trong việc tổng hợp vitamin B1 trong cơ thể.

Dùng đường quá nhiều không có lợi, nhất là đối với người lao động nặng, vì

nếu bổ sung vitamin B1 không đủ, khi chuyển hoá gluxit sinh ứa lactat, dễ tăng mệt

mỏi. Ngoài ra nếu ăn nhiều đường quá trong một lúc, lượng đường trong máu tăng

đột ngột đến 200 – 400 mg% (giới hạn là 80 – 120 mg%), tế bào tuỷ sẽ không tạo

đủ lượng insulin làm cho việc chuyển glucoza thành glucogen để dự trữ ở gan và

cơ, thận sẽ làm việc quá tải và đường theo nước giải ra ngoài [3, tr 11].

2.1.1. Tính chất lý học của sacaroza

Tinh thể đường sacaroza thuộc hệ đơn tà, trong suốt không màu. Tỷ trọng

1,5878, nhiệt độ nóng chảy 186-188oC.

Nếu ta đưa từ từ đến nhiệt độ nóng chảy, đường biến thành dạng đặc sệt trong

suốt. Nếu kéo dài thời gian đun hoặc đem đun ở nhiệt độ cao, đường sẽ bị mất nước

rồi bị thuỷ phân biến thành caramen.

- Độ hoà tan của đường sacaroza trong nước tăng theo chiều tăng nhiệt độ.

Bảng 2.1. Độ hoà tan của sacaroza trong nước

Nhiệt độ

(oC)

Độ hoà tan

(g sacaroza/100g nước)

Nhiệt độ

(0C)

Độ hoà tan

(g sacaroza/100g nước)

0 179,20 60 287,36

10 190,50 70 302,50

20 203,90 80 362,20

30 219,50 90 415,70

40 238,10 100 487,20

50 260,10

- Độ hoà tan của sacaroza còn phụ thuộc vào các chất không đường có trong

dung dịch đường. Đường sacaroza không hoà tan trong dầu hoả, cloroform, CCl4,

CS2, benzen, tecpen, ancol, glixerin khan. Trong dung dịch ancol có nước, sacaroza



hoà tan một ít. Đường sacaroza còn hoà tan giới hạn trong anilin, piridin, etyl

axetat, amyl axetat, phenol và amoniac.

- Độ nhớt của dung dịch đường tăng theo chiều tăng nông độ và giảm theo

chiều tăng nhiệt độ.

- Nhiệt dung riêng của sacaroza tính theo công thức C= 4,18 x (0,2387+

0,00173t) kj/ kg độ. Nhiệt dung riêng trung bình của sacaroza từ 22-51oC là 0,3019.

- Dung dịch sacaroza có độ quay cực bên phải. Độ quay cực riêng của sacaroza

ít phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ. Do đó rất thuận tiện cho việc xác định đường

bằng phương pháp phân cực.

Trị số quay cực của sacaroza [ ]20 = + 66,469 + 0,00870C – 0,00235C2 (C:

nồng độ sacaroza trong 100ml nứơc ). Trị số quay cực trung bình của sacaroza [ ]20

= 66,5o.

Kiềm, muối của axit yếu làm giảm độ quay cực của sacaroza [3, tr 12].

2.1.2. Tính chất hoá học của sacaroza

- Tác dụng với axit: dưới tác dụng của axit, sacaroza bị thuỷ phân thành

glucoza và fructoza theo phản ứng:

C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6

Sacaroza Glucoza Fructoza

+ 66,5o +52,5o - 93,0o

Hỗn hợp có góc quay trái ngược với góc quay phải của sacaroza. Do đó phản

ứng trên là phản ứng nghịch đảo và hỗn hợp là đường nghịch đảo.

- Tác dụng của kiềm: phân tử đường sacaroza không có nhóm hydroxyl

glucozit nên không có tính khử. Khi tác dụng với kiềm hoặc kiềm thổ, sacaroza tạo

thành sacarat. Trong sacarat, hydro của nhóm hydroxyl được thay thế bằng kim loại.

Như vậy trong môi trường này có thể coi sacaroza như một axit yếu. Phản ứng tạo

sacarat phụ thuộc vào: nồng độ của dung dịch, lượng kiềm và lượng sacaroza.

Trong dung dịch đậm đặc và kiềm dư, sacaroza sẽ tạo nên nhiều sacarat.

C12H22O11 + NaOH HOH + NaC12H21O11

Khi tác dụng với vôi sẽ thu được các phức sacarat như sau:

C12H22O11.CaO.H2O: monocanxi sacarat

C12H22O11.2CaO.2H2O: dicanxi sacarat

C12H22O11.3CaO.3H2O: tricanxi sacarat. Ít hoà tan trong nước nên được ứng

dụng để lấy đường sacaroza ra khỏi rỉ đường củ cải.


[H+]

Dễ hoà tan trong nước


Ở trong dung dịch kiềm loãng và dung dịch đường lạnh hầu như không có tác

dụng. Nếu kiềm đặc và ở nhiệt độ thấp, đường cũng bị phân giải. Ở pH = 8-9 và đun

nóng một thời gian, sacaroza bị phân hủy thành hợp chất có màu vàng và màu nâu.

Trong môi trường kiềm ở nhiệt độ cao, đường bị phân huỷ tạo ra các axit và

chất màu....Tốc độ phân huỷ tăng theo độ pH, ở nhiệt độ sôi (trong 1h) và pH = 8-9

sacaroza chỉ bị phân huỷ 0,05%. Nếu cùng nhiệt độ trên nhưng pH = 12 thì sự phân

huỷ đó tăng 0,5%.

Đường bị phân huỷ %

pH

Hình 3.1: Sự phân huỷ sacaroza theo pH

Sự phân huỷ và tạo thành các sản phẩm có màu thường do những phản ứng

sau:

C12H22O11 C12H20O10 C12H18O9 C36H50O25

Sacaroza Izosacaran Caramelan Caramelan

(không màu) (không màu) Ehrlich sacaran

C36H48O24 C96H102O50 (C12H8O4 )n hoặc (C3H2O)

Caramelin Humin

(Schiff)

Chất màu caramen được coi như là hợp chất humin. Đó là sự polyme hoá ở

mức độ khác nhau của - anhidrit [3, tr 14].

3.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình làm sạch

2.2.1. Tác dụng của pH

2.2.1.1. Ngưng kết chất keo

Keo tồn tại trong nước mía ở trạng thái ổn định khi keo mang điện tích hoặc có

lớp nước bao bọc bên ngoài. Keo sẽ ngưng kết lại nếu mất các tính chất trên. Để

ngưng kết keo thường cho vào nước mía những chất điện li để thay đổi pH của môi

trường, keo hấp phụ chất điện li và trung hoà về điện. lúc đó, keo mất trạng thái ổn

định và ngưng kết.


8 11109

1,5

12

0,51

- H2O - H2O - 2H2O - H2O

- H2O - H2O - 19nH2O


2.2.1.2. Làm chuyển hoá đường sacaroza

Khi nước mía ở môi trường axit sẽ làm chuyển hoá đường sacaroza tạo thành

hỗn hợp đường glucoza và fructoza gọi là phản ứng nghịch đảo:

C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6

Sacaroza glucoza fructoza

Tốc độ chuyển hoá tăng theo sự tăng nồng độ [H+] trong nước mía

2.2.1.3. Làm phân huỷ đường sacaroza

Trong môi trường kiềm, dưới tác dụng của nhiệt độ, sacaroza bị phân huỷ. Khi

pH càng cao lượng chất phân huỷ càng lớn. Sản phẩm phân huỷ sacaroza rất phức

tạp: fufurol, 5 – hidroximetyl–fucfurol, axit lacic, axit axetic...Những sản phẩm đó

có thể tiếp tục bị oxi hoá dưới tác dụng của oxi không khí.

2.2.1.4. Làm phân huỷ đường khử

Trong nước mía hỗn hợp có chừng 0,3 – 2,4% đường khử tồn tại tương đối ổn

định trong môi trường axit. Khi pH > 7 sẽ phát sinh các phản ứng phân huỷ đường

khử, sự phân huỷ phụ thuộc vào pH hay nhiệt độ.

2.2.1.5. Tách loại các chất không đường

Với pH khác nhau có thể tách loại các chất không đường khác nhau.

Khi pH = 7 – 10, các muối vô cơ của Al2O3, P2O5, SiO2... dễ bị tách loại. Khi pH

= 7 tách loại được 50% chất keo (pentozan). pH = 5,6 trên 98% protein có thể bị

tách loại, nếu vượt quá giá trị đó, hiệu quả làm sạch thấp.

2.2.1.6. Tác dụng của nhiệt độ

Loại không khí trong nước mía, giảm sự tạo bọt. Tăng nhanh các quá trình

phản ứng hoá học. Tác dụng tiệt trùng, đề phòng sự lên men axit và sự xâm nhập

của vi sinh vật vào nước mía. Giảm tỉ trọng nước mía, ngưng tụ chất keo, tăng tốc

độ lắng chất kết tủa.

2.2.1.7. Tác dụng của vôi

Trung hoà các axit hữu cơ và vô cơ, tạo các điểm đẳng điện để ngưng kết một

số chất keo, làm trơ phản ứng axit của nước mía hỗn hợp, ngăn ngừa chuyển hoá

đường sacaroza.

Kết tủa hoặc đông tụ các chất không đường, đặc biệt protein, pectin, chất màu

và những axit tạo muối không tan, phân huỷ một số chất không đường, đặc biệt

đường chuyển hoá, amit.

Tác dụng cơ học: Kết tủa tạo thành có tác dụng kéo theo những chất lơ lửng và

những chất không đường khác.



Sát trùng nước mía: với độ kiềm khi có 0,35% CaO phần lớn vi sinh vật không

sinh trưởng, tuy nhiên có trường hợp phải dùng đến 0,8% CaO.

2.2.1.8. Tác dụng của P2O5

P2O5 kết hợp với vôi tạo thành kết tủa photphat canxi:

Ca(H2PO4)2 + Ca(OH)2 = Ca3(PO4)2 + H3PO4 + H2O

Kết tủa Ca3(PO4)2 có tỷ trọng lớn, có khả năng hấp phụ chất keo và chất màu

cùng kết tủa.



Chương 3

CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

3.1. Chọn phương pháp sản xuất

3.1.1. Chọn phương pháp làm sạch

Trong sản xuất đường, trừ phương pháp trao đổi ion, các nhà máy đường hiện

đại sử dụng 3 phương pháp để làm sạch nước mía hổn hợp, đó là:

- Phương pháp vôi làm sạch nước mía chỉ dưới tác dụng của nhiệt độ và vôi thu

sản phẩm là đường thô.

- Phương pháp sunfit hoá thường dùng để sản xuất đường trắng RS có thể

dùng sản xuất đường thô pol cao.

- Phương pháp cacbonat hoá dùng để sản xuất RE.

Đường thô là đường có tinh thể màu vàng, độ pol ≤ 96%. Qua quá trình nghiên

cứu lý thuyết, để sản xuất đường thô có hai phương pháp làm sạch là:

- Phương pháp SO2 kiềm nhẹ

- Phương pháp vôi

Phương pháp SO2 kiềm nhẹ có hiệu quả làm sạch cao hơn, loại chất không

đường tốt hơn, nhưng thiết bị và thao tác phức tạp hơn, hoá chất tiêu hao nhiều.

Hơn nữa phương pháp này sản xuất đường trắng, độ pol cao nhưng sản xuất đường

thô không cần sản xuất đường quá trắng, phương pháp này không kinh tế.

So sánh hai phương pháp trên cùng với thực tế nhà máy nên tôi chọn phương

pháp vôi làm phương pháp sản xuất.

Trong phương pháp vôi có 3 loại:

- Phương pháp cho vôi vào nước mía lạnh

Đưa nước mía hỗn hợp vào thùng trung hòa, rồi cho sữa vôi vào khuấy trộn đều

sao cho PH = 7,2 - 7,5. Sau đó đun nước mía đã gia vôi đến 102 -105oC, rồi lắng

thu nước lắng trong, nước bùn đưa đi ép lọc để tận thu.

- Phương pháp cho vôi vào nước mía nóng

Đầu tiên đun nước mía hỗn hợp đến 105oC để làm ngưng tụ một số keo. Cho

vôi vào thùng trung hòa khuấy trộn đều để kết tủa được hoàn toàn, sau đó loại chất

kết tủa ở thiết bị lắng.

- Phương pháp cho vôi phân đoạn.

Nước mía hốn hợp được gia vôi 2 lần: gia vôi sơ bộ, gia vôi lần 2, đun nóng 2

lần: lần 1 ở nhiệt độ 90-105 oC sau khi gia vôi sơ bộ, lần 2 ở nhiệt độ 100-105 oC sau

khi gia vôi lần 2. Sau đó tách hơi rồi tách kết tủa



Phương pháp cho vôi vào nước mía lạnh có hiệu suất làm sạch thấp nhất trong

3 phương pháp và tiêu tốn nhiều vôi nhất. Còn phương pháp cho vôi vào nước mía

nóng thì màu nước mía dễ bị đậm và so với phương pháp cho vôi phân đoạn thì vẫn

sử dụng nhiều vôi hơn. Phương pháp cho vôi phân đoạn nhiều ưu điểm hơn cả trong

3 phương pháp vôi, vừa cho hiệu quả làm sạch tốt lại sử dụng ít vôi nhất.

Phương pháp này được sử dụng nhiều nhất. Do đó tôi chọn phương pháp cho

vôi phân đoạn để làm sạch nước mía.

Đối với quá trình sản xuất, làm sạch tôi chọn phương pháp cho vôi phân

đoạn, lấy nước mía tôi chọn phương pháp ép và nấu tôi chọn chế độ nấu 3 hệ.



3.2. Dây chuyền công nghệ và thuyết minh

3.2.1. Dây chuyền công nghệ

Qua những phân tích trên tôi đề nghị một dây chuyền công nghệ sản xuất

đường thô bằng phương pháp cho vôi phân đoạn như sau


Ca(OH )2 Gia vôi lần 2 ( pH= 7,6-8,2)

Gia nhiệt 1 ( t0 =70-75oC)

Gia vôi sơ bộ ( pH= 6-6,4)Ca(OH )2

Nước mía hỗn hợp

Định lượng

Nước thẩm thấu

Đốt lò

Bã thô

Băng tải bã Sàng Bã vụn

Mía

Băng tải mía

Cân

Dao băm1

Dao băm 2

Cẩu mía

Bàn lùa

Máy đánh tơi

Máy ép

H3PO4



Máng phân phối Máng phân phốiMáng phân phối

Gia nhiệt 2 ( t0 =100-105oC)

Trợ tinh

Non A Non B Non C

Trợ tinhTrợ tinh

Li tâm

Mật AĐường A Mật CMật B Đường C

Li tâm

Hòa tanĐường hồ

Sấy thùng quay

Đường B

Li tâm

Làm nguội Sàng phân loại Đóng bao Bảo quản

Lọc chân không

Nước lọc trong

Tản hơi

Nước bùnChất trợ lắng Lắng

Nước mía trong

Gia nhiệt 3(115-1200C)

Lọc kiểm tra

Mật chè

Bùn

Trộn bã

Bã vụn

Bốc hơinhiều nồi


3.2.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ

3.2.2.1. Thu nhận, xử lí và ép mía

a. Thu nhận

Mía được vận chuyển về nhà máy chủ yếu bằng xe tải, qua cân để xác định

trọng lượng, rồi lấy mẫu để xác định chữ đường. Sau đó mía được đưa về bãi tập

trung cho cần trục bốc và phân phối vào bàn lùa để đưa mía xuống băng tải. Cuối

bàn lùa có bộ phận san bằng để ổn định lượng mía xuống băng tải.

b. Xử lí mía

Mục đích của quá trình này là cắt xé mía và đánh tơi để phá vỡ cấu trúc vỏ thân

và làm vỡ các tế bào, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ép.

Băng tải đưa mía đã san bằng đến máy cắt xé 1, sau khi qua máy cắt xé 1, mía

được đưa đến máy cắt xé 2 với hệ thống dao nhiều lưỡi hơn tiếp tục băm mía thành

những mảnh nhỏ hơn trước khi đến máy đánh tơi.

Sau khi đánh tơi mía được đưa lên cao cho rơi theo lớp xuống một băng tải

khác, tại đây sử dụng nam châm điện để loại vụn sắt tránh hỏng trục ép.

Hình 3.1: Máy cắt xé mía [4, tr12] Hình 3.2: Máy đập tơi kiểu búa [4, tr 12]

c. Ép mía

Nhằm thu lượng nước miá đến mức tối đa có thể.

Hệ thống máy ép gồm 1 máy ép dập và 4 máy ép kiệt. Đầu tiên mía được đưa

vào máy ép dập vừa có tác dụng lấy nước mía vừa làm cho mía dập vụn hơn và thu

nhỏ thể tích lớp mía để cho hệ thống máy ép sau làm việc ổn định, tăng năng suất,

hiệu suất ép và giảm bớt công suất tiêu hao. Sau đó bã được băng tải nghiêng đưa

lên cao đổ vào phểu nạp bã của máy ép 2 và ép tiếp. Cứ như vậy qua máy ép 3,4,5

để ép kiệt nước mía. Nước mía hỗn hợp lấy từ máy ép 1 và 2 được thu về bể chứa

rồi dùng bơm lên lưới lọc sàng cong để loại cặn, bã nhỏ và chảy xuống thùng chứa



nước mía hỗn hợp. Từ đây nước mía được bơm đi định lượng và sang công đoạn

làm sạch.

Trong khi ép, ta sử dụng phương pháp thẩm thấu kép để thu triệt để lượng

đường trong mía. Dùng nước có nhiệt độ t = 45- 47oC phun vào bã trước khi vào

máy ép 5. Nước mía thu được từ máy ép 5 phun vào bã trước khi vào máy ép 4, còn

nước mía thu được từ máy ép 4 phun vào bã trước khi vào máy ép 3, và nước mía

thu được từ máy ép 3 phun vào bã trước khi vào máy ép 2.

Hình 3.3: Sơ đồ hệ thống máy ép

Bã mía sau khi qua máy ép 4 được đi qua băng tải lưới, trong quá trình băng tải

chuyển động những bã vụn rơi xuống dưới còn bã lớn đến lò hơi làm nhiên liệu đốt

lò. Sử dụng máy ép tỷ số hằng.

Hình 3.4: Máy ép tỷ số hằng [14 ]

3.2.2.2. Làm sạch và cô đặc nước mía

Mục đích là nhằm loại tối đa những chất không đường ra khỏi nước mía, đặc

biệt chất keo và chất hoạt động bề mặt.

a. Gia vôi sơ bộ ( pH= 6-6,4)

Mục đích là nhằm trung hòa nước mía hỗn hợp, tạo điểm đẳng điện kết tụ một

số keo và axit hữu cơ, tẩy màu nước mía, ức chế sự phát triển của một số tế bào vi SVTH: Văn Vi t M i ế ườ Thiết kế nhà máy đường thô hiện đại

Nước nóng

Nước mía hỗn hợp


sinh vật, giảm chuyển hoá đường. Quá trình này sử dụng sữa vôi, nồng độ 8 -10Be,

hàm lượng khoảng 0,2% so với mía. Ngoài ra phụ thuộc vào nồng độ P2O5 đo được

trong nước mía hỗn hợp, công đoạn này có tiến hành bổ sung thêm một lượng P 2O5

nhất định dưới dạng axit H3PO4. Sử dụng thiết bị trung hoà có cánh khuấy.

b. Gia nhiệt 1 (to = 90-105oC)

Mục đích của công đoạn này là nâng nhiệt độ của nước mía lên 90-105oC, giúp tăng

nhanh vận tốc phản ứng, tăng khả năng hấp thụ Ca(OH)2 vào nước mía gây ngưng

kết một số keo (do mất nuớc), hạn chế sự phát triển của vi sinh vật.

Hình 3.5: Thiết bị gia nhiệt ống chùm [6, tr 113]

c. Gia vôi lần 2 (pH=7,6-8,2)

Mục đích: tạo điểm đẳng điện tiếp tục kết tủa các chất không đường trong nước

mía. Phân huỷ một số chất không đường đặc biệt là đường chuyển hoá, amit. Ở giai

đoạn gia vôi lần 2 Ca(OH)2 dư sẽ kết hợp với P2O5 trong nước mía hỗn hợp theo

phương trình phản ứng sau:

Ca(OH)2 + 2H3PO4 = Ca3(PO4)2 + H2O

Ca3(PO4)2 tạo thành có tác dụng hấp phụ các chất không đường, chất màu cùng

kết tủa theo. Sử dụng thiết bị gia vôi như ở gia vôi sơ bộ .

d. Gia nhiệt 2 ( to= 100-105oC)

Mục đích nhằm tiêu diệt vi sinh vật, làm giảm độ nhớt của dung dịch, tăng

nhanh tốc độ lắng, làm ngưng kết chất keo, giảm tỉ trọng nước mía tạo điều kiện

thuận lợi cho quá trình lắng tiếp theo diễn nhanh và hiệu quả. Sử dụng thiết bị gia

nhiệt như gia nhiệt 1.

e. Lắng



Mục đích nhằm tách bùn và cặn ra khỏi nước mía hỗn hợp để thu được nước

mía trong. Thiết bị được sử dụng là thiết bị lắng trọng lực làm việc liên tục, huyền

phù liên tục cho vào thiết bị, nước trong và bùn liên tục lấy ra

Hình 3.6: Thiết bị lắng liên tục

f. Lọc chân không

Mục đích nhằm thu hồi đường còn sót lại trong bùn lắng ở thiết bị lắng. Để lọc

nước bùn dùng máy lọc chân không thùng quay, lớp lọc bằng vải hoặc bằng kim

loại. Trước khi lọc nước bùn được trộn với một lượng nhỏ bã vụn mía để tăng tốc

độ lọc ngăn cản những chất kết tủa li ti thông qua lớp lưới lọc đi vào nước mía lọc

và làm cho lớp lưới lọc tương đối xốp không rắn chắc, lọc tốt. Lượng vụn bã mía

thường chiếm 25-30% so với chất khô bùn lọc tương đương 2,5kg vụn bã khô cho

một tấn mía. Nhiệt độ quá trình lọc là 85-900C.

Hình 3.7: Máy lọc chân không liên tục [14]



g. Gia nhiệt 3 ( t0=110-115 oC)

Mục đích làm tăng nhiệt độ nước mía đến gần nhiệt độ sôi trước khi vào thiết

bị bốc hơi nhằm giảm lượng nhiệt sử dụng ở thiết bị bốc hơi, giảm thời gian bốc

hơi. Nâng nhiệt nước mía lên 110 – 115oC. Sử dụng thiết bị như ở gia nhiệt 1.

h. Bốc hơi (cô đặc)

Mục đích tách bớt nước trong nước mía hỗn hợp, tạo điều kiện cho quá trình

nấu đường. Sử dụng thiết bị cô đặc ống tuần hoàn trung tâm, hệ cô đặc nhiều nồi.

Hình 3.7: Thiết bị cô đặc ống chùm thẳng đứng [6, tr 114]

i. Lọc kiểm tra.

Sau khi lọc chân không nước mía trong thu được gọi là chè trong, để kiểm tra

ta tiến hành lọc kiểm tra lần cuối trước khi đi gia nhiệt nhằm nâng cao hiệu quả

truyền nhiệt, hạn chế được sự đóng cặn trong thiết bị truyền nhiệt và nấu đường.



3.2.2.3. Nấu đường- trợ tinh-li tâm- thành phẩm

a. Nấu đường

Mục đích nhằm tách bớt nước đưa dung dịch đường đến quá bão hòa để thu tinh

thể đường, được thực hiện trong nồi nấu chân không dạng ống chùm.

Hình 3.9: Thiết bị nấu [14]

* Nấu non A

Nguyên liệu nấu non A là mật chè, đường hồ B và đường cát C hòa tan.

Nguyên liệu được cấp vào nồi từng mẻ, nhiệt độ nấu khoảng 70-72oC. Quá trình nấu

chia làm 4 giai đoạn:

- Cô đặc đầu: cô đặc dung dịch đến nồng độ cần thiết để chuẩn bị tạo mầm tinh

thể, thời gian cô đặc đầu từ 30-35 phút.

- Tạo mầm tinh thể: khi thấy độ nhớt dung dịch tăng, tiến hành tạo mầm bằng

cách dùng đường B hòa với mật chè tạo thành hỗn hợp giống để nấu A, gọi là

phương pháp đường hồ B.


Hình 3.8: Thiết bị lọc ống [14]


- Nuôi tinh thể: sau khi tạo đủ tinh thể cần khống chế không cho tinh thể mới

xuất hiện bằng cách dùng nước hoặc nguyên liệu bổ sung vào nồi nấu để ổn định hệ

số quá bão hòa. Nuôi tinh thể đến kích thước nhất định.

- Cô đặc cuối: khi tinh thể đạt đến kích thước yêu cầu thì ngừng bổ sung

nguyên liệu, cô đặc cho đến khi ra đường rồi ngừng cấp hơi. Sử dụng nước rửa tinh

thể, kiểm tra và tháo đường xuống thiết bị trợ tinh.

Thời gian nấu đường A: 2- 4 h/mẻ.

* Nấu non B

Nguồn nguyên liệu nấu B gồm mật chè, mật A. Các nguyên liệu được đưa vào

thùng chứa và duy trì ở nhiệt độ 75-80oC rồi đưa vào nồi nấu theo từng mẻ. Nhiệt

độ nấu non B khoảng 72-75oC. Đầu tiên giống B được hút vào nồi nấu ( 6-8% so

với đường non B). Sau đó mở van hơi và tiếp liệu. Nhiệt độ nguyên liệu nấu đưa

vào phải cao hơn nhiệt độ nồi nấu 3-5oC. Kết thúc nấu B xả khối nấu xuống máng

phân phối đến thùng trợ tinh. Thời gian nấu non B: 4- 6 h/mẻ.

* Nấu non C

Nguyên liệu nấu non C là mật chè và mật B. Các nguyên liệu này được cho vào

thùng chứa và duy trì ở nhiệt độ =75-80oC, được cấp vào nồi từng mẻ với nhiệt độ

nấu 72-75 oC. Lượng giống cho vào khoảng 22-23% so với đường non C. Cần dùng

nhiều nước để rửa non C do độ nhớt cao. Thời gian nấu non C: 8-12h/mẻ.

b. Trợ tinh

Đường non có độ nhớt cao nên rất khó kết tinh, để lấy được đường ta phải nấu

trong thời gian dài dễ gây ra hiện tượng caramen hoá gây tổn thất đường, hiệu quả

thu hồi thấp. Trợ tinh là kết tinh đường non ngoài nồi nấu đường trong các thiết bị

làm lạnh tự nhiên hoặc cưỡng bức nhằm hạ nhiệt độ của đường non tạo điều kiện

cho sự kết tinh đường xảy ra, đồng thời làm cho đường non thích ứng với điều kiện

ly tâm.



Hình 3.9: Thiết bị trợ tinh [14]

c. Li tâm

Mục đích của công đoạn li tâm là tách tinh thể đường ra khỏi mật bằng lực li

tâm. Sử dụng máy li tâm tự động gián đoạn để li tâm đường non A, B và máy li tâm

liên tục để li tâm đường non C.

a

b

Hình 3.11: a, Thiết bị ly tâm gián đoạn - b, Máy li tâm liên tục [14].

d. Sấy đường

Mục đích: đường sau khi ly tâm có độ ẩm 0,2-2%, cần phải sấy khô và làm

nguội đường mới có thể đóng bao và bảo quản nếu không đường bị ướt, đóng cục

không bảo quản lâu được.

Để bảo quản đường, cần thực hiện hệ số an toàn khi bảo quản:

Hệ số an toàn = Phần nước (%)/(100- Pol) [CNDM- nguyễn ngộ]

Khi hệ số an toàn ≤ 0,25 thì đường bảo quản. Nếu lớn hơn 0,25 thì đường bảo

quản không tốt. Thiết bị được sử dụng là máy sấy thùng quay nằm ngang.



e. Sàng làm nguội

Nhờ hệ thống sàng rung đảo đường tránh vón cục và nguội nhanh.

f. Phân loại

Đường được phân loại nhờ sàng rung, những hạt không đạt kích thước lọt sàng

phải đưa đi nấu lại, những hạt đạt đưa đi xuống phễu đóng bao.

g. Đóng bao, bảo quản

Mục đích phân phối đường vào bao với khối lượng nhất định tạo điều kiện cho

bảo quản, vận chuyển và phân phối.

Đường chảy qua hệ thống cân tự động và chảy vào bao, thường trọng lượng

mỗi bao 50 kg. Sau khi đóng bao đưa vào kho xếp thành dãy tạo điều kiện cho

thông gió, sắp xếp theo nguyên tắc bao đưa vào trước lấy ra trước.

* Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm đường thô

Chỉ tiêu

Yêu cầu

Hạng 1 Hạng 2

Ngoại

hình

Tinh thể vàng đến nâu, kích thước tương đối đồng đều, tơi khô, không

vón cục

Mùi vịTinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị ngọt, không có

mùi lạ

Màu sắc

Tinh thể màu vàng nâu đến

nâu.

Khi pha vào nước cất cho

dung dịch tương đối trong

Tinh thể màu nâu hoặc nâu đen

Khi pha vào nước cất cho dung dịch

tương đối trong

1. Chỉ tiêu cảm quan


Hình 3.13: Cấu tạo máy sấy thùng quay [2, tr 160]


2.Chỉ tiêu hóa lí

STTTên chỉ tiêu

Mức

Hạng 1 Hạng 2

1 Độ pol (oZ), không nhỏ hơn 98,5 96,5

2 Hàm lượng đường khử, % khối lượng (m/m), không lớn hơn. 0,35 0.65

3Tro dẫn điện, % khối lượng (m/m), không lớn hơn. 0,3 0,4

4Sự giảm khối lượng khi sấy ở 105oC trong 3h, % khối lượng

(m/m), không lớn hơn.0,2 0,5

5 Độ màu, đơn vị ICUMSA, không lớn hơn 1000 2500

Chương 4

CÂN BẰNG VẬT CHẤT

SỐ LIỆU BAN ĐẦU ( theo nhiệm vụ thiết kế)

+ Hàm lượng sacaroza: 12,4 %

+ Chất không đường: 2,9 %

+ Thành phần xơ : 11,8 %

+ GP bã : 76 %

+ Độ ẩm bã : 48,7 %

+ Nước thẩm thấu : 25%

+ Hiệu suất ép : 96,4 %

4.1. Công đoạn ép

Tính cho G = 2350 tấn. Qui ước gọi sacaroza là đường

4.1.1. Tính thành phần mía nguyên liệu

1. Khối lượng đường trong mía = G % hàm lượng đường trong mía

=2350 = 291,4 (tấn).

2. Khối lượng chất không đường = G % chất không đường

= 2350 = 68,15 (tấn).

3. Khối lượng chất tan = khối lượng đường + khối lượng chất không đường

=291,4+68,15 = 359,55 (tấn)

4. Khối lượng xơ = G x % xơ



= 2350 x = 277,3 (tấn)

4.1.2. Tính bã mía

1. Khối lượng đường trong bã

= khối lượng đường trong mía [(100- Hiệu suất ép)/100]

= 291,4 x = 10,49 (tấn)

2. Khối lượng chất tan trong bã = khối lượng đường trong bã/GP bã

= = 13,80 (tấn)

3. Khối lượng bã = [( khối lượng xơ + khối lượng chất tan trong bã )/(100 - độ ẩm

bã)] x 100 = x 100 = 567,45 (tấn)

4. Hàm lượng bã so với mía = khối lượng bã /G (%)

5. Phần trăm xơ trong bã = khối lượng xơ/khối lượng bã = 277,3 /567,45 = 48,87

%.

4.1.3. Tính nước thẩm thấu

Khối luợng nước thẩm thấu = G x nước thẩm thấu = = 587,5(tấn)

4.1.4. Tính nước mía hỗn hợp

1. Khối lượng nước mía hỗn hợp = G + khối lượng nước thẩm thấu – khối lượng bã

= 2350 + 587,5 – 567,45 = 2370,05 (tấn)

2. Khối lượng đường trong nước mía hỗn hợp = khối lượng đường trong mía – khối

lượng đường trong bã

= 291,4 – 10,49 = 280,91 (tấn)

3. Khối lượng chất tan trong nước mía hỗn hợp

= khối lượng chất tan trong mía - khối lượng chất tan trong bã

= 359,55 – 13,80 = 345,75 (tấn)

4. AP nước mía hỗn hợp = khối lượng đường / khối lượng chất tan

= %

5. Bx nước mía hỗn hợp = (khối lượng chất tan trong nước mía hỗn hợp/ khối lượng

nước mía hỗn hợp) 100 =



Với Bx = 14,59 thì khối lượng riêng của nước mía hỗn hợp bằng ρ=1,059 tấn/m3

[bảng I.86, 3, tr 58].

6. Thể tích của nước mía hỗn hợp = trọng lượng nước mía hỗn hợp/tỷ trọng

=2370,05/ 1,059 =2238,02 m3

7. Phần trăm nước mía hỗn hợp so với mía = Khối lượng nước mía hỗn hợp/G

Bảng4.1. Tổng kết cân bằng vật chất công đoạn ép

TT Đối tượng %Khối lượng

(kg)

1 Khối lượng đường saccaroza 291,4

2 Khối lượng chất tan trong mía 359,55

3 Khối lượng đường trong bã 10,49

4 Khối lượng chất tan trong bã 13,80

5 Khối lượng bã 567,44

6 Khối luợng nước thẩm thấu 587,5

7 Khối lượng nước mía hỗn hợp 2370,06

8 Khối lượng đường trong nước mía hỗn hợp 280,91

9 Khối lượng chất tan trong nước mía hỗn hợp 345,75

10 AP của nước mía hỗn hợp 81,25

11 Bx nước mía hỗn hợp 14,59

12 Thể tích của nước mía hỗn hợp (m3) 2238,02

13 Phần trăm nước mía hỗn hợp so với mía 100,85

14 Phần trăm xơ trong bã 48,87

4.2. Công đoạn làm sạch

Các số liệu ban đầu [4, tr 19].

CaO có hiệu so với mía: 0,06%

Hàm lượng CaO có hiệu trong vôi: 75%

Lượng nước bùn so với nước mía đã gia vôi: 20 %

Hàm lượng đường trong bùn khô: 20% so với mía

Lượng nước rửa bùn so với bùn lọc: 200% so với mía

Tổn thất đường không xác định so với đường trong mía: 1,5%



Nồng độ mật chè sau khi bốc hơi: 60%

Với Bx = 60%, khối lượng riêng [8, tr 61]

4.2.1. Lượng CaO có hiệu

= G CaO có hiệu so với mía /100 (tấn)

4.2.2. Vôi

1. Khối lượng vôi cần dùng = (Khối lượng CaO có hiệu/hàm lượng CaO có hiệu

trong vôi) 100 (tấn)

2. Hàm lượng vôi cần dùng so với mía = (khối lượng vôi/G) 100

4.2.3. Sữa vôi

Sữa vôi được pha với nồng độ 10Be

Tại nhiệt độ 20oC, ta có: khôí lượng riêng tấn/m3 [8, tr 64].

Phần trăm CaO = 9,28%

1. Khối lượng sữa vôi = khối lượng CaO có hiệu quả trong vôi/%CaO

(tấn)

2. Dung tích sữa vôi = Khối lượng sữa vôi/ (m3).

4.2.4. Tính nước mía hỗn hợp sau gia vôi

1. Khối lượng nước mía sau gia vôi sơ bộ = khối lượng nước mía hỗn hợp + khối

lượng sữa vôi dùng gia vôi =2370,05+ (tấn).

2. Dung tích nước mía sau gia vôi sơ bộ = dung tích nước mía hỗn hợp + dung

tích sữa vôi = 2238,02+ =2242,74 (m3).

3. Nước mía gia vôi sơ bộ so với mía = khối lượng nước mía gia vôi/khối lượng mía

ép/(ngày) x 100 = (kg).

4. Khối lượng nước mía gia vôi lần 2 = khối lượng nước mía gia vôi sơ bộ + 2/3

lượng sữa vôi = 2375,12 + (tấn).



5. Dung tích nước mía gia vôi lần 2 = dung tích tích nước mía gia vôi sơ bộ + dung

tích sữa vôi gia vôi lần 2 = 22142,74+ = 2252,17

(m3).

6. Khối lượng chất tan trong nước mía trung hoà = KL chất tan trong nước mía hỗn

hợp + kl Cao có hiệu trong vôi = 345,75 + 1,41 = 347,16 (tấn)

7. Bx nước mía trung hoà = khối lượng chất tan trong nước mía trung hoà/khối

lượng nước mía trung hoà = (%)

4.2.5. Tính nước bùn

1. Khối lượng nước bùn = khối lượng nước mía trung hòa lượng nước bùn so với

nước mía trung hòa (tấn)

2. Dung tích = khối lượng nước bùn/khối lượng riêng

= (m3) với (thực tế sản xuất)

2. Tỉ lệ nước bùn so với mía = (Khối lượng nướcbùn/G) 100

= %.

4.2.6. Nước mía lắng trong

Lượng nước mía lắng trong = khối lượng nước mía trung hòa- khối lượng

nước bùn = 2375,11 – 475,05= 1908,19(tấn)

4.2.7. Tính bùn lọc

Khối lượng bùn so với mía (0,5 – 2,0%), chọn 1,5 %

Khối lượng bùn lọc = G tỉ lệ bùn lọc so với mía =

(tấn)

Độ ẩm bùn w = 70 – 75 %, chọn w = 70 % [4, tr166].

Khối lượng nước trong bùn = khối lượng bùn lọc x độ ẩm bùn

= 35,25 x (tấn)

4.2.8. Bùn khô

Chọn độ ẩm bùn là 70 %

Khối lượng = [Khối lượng bùn lọc (100 – phần nước bùn lọc)/100]



= ( tấn)

4.2.9. Khối lượng đường tổn thất trong bùn lọc

1. Khối lượng = (khối lượng bùn khô phần đường trong bùn khô/100)

= ( tấn)

2. Khối lượng đường tổn thất trong bùn lọc so với trọng lượng đường trong mía

=[ khối lượng đường tổn thất trong bùn lọc /khối lượng đường mía] x 100

= (tấn)

4.2.10. Nước rửa bùn lọc

Khối lượng = khối lượng bùn lọc lượng nước rửa bùn so với bùn lọc

= (tấn).

4.2.11. Nước mía lọc trong

1. Khối lượng nước mía lọc trong = khối lượng nước bùn + khối lượng nước rửa

bùn – khối lượng bùn lọc = 477,05+ 70,5 – 35,25= 512,30 ( tấn).

4.2.12. Tổn thất đường không xác định

Khối lượng = lượng đường tổn thất đường không xác định so với đường trong mía

= (tấn)

4.2.13. Nước mía trong ( chè trong )

1. Khối lượng = Lượng nước mía lắng trong + lượng nước mía lọc trong

= 1908,19+ 512,30= 2420,49 ( tấn)

2. Khối lượng đường = lượng đường trong nước mía hỗn hợp - tổn thất đường không

xác định - lượng đường tổn thẩt trong bùn = 280,91- 4,37 - 2,12 = 274,42( tấn).

3. Khối lượng chất khô = chất khô trong nước mía hỗn hợp + lượng CaO có hiệu –

khối lượng bùn khô = 345,75 + 1,41 – 10,58 = 336,58 ( tấn)

4. Độ Bx của nước mía trong =[khối lượng chất khô /lượng nước mía trong] x 100

%91,1310049,2420

58,336 .

Với Bx = 13,91 %, khối lượng riêng = 1,056 kg/m3 [3,tr 58].

5. AP =[ khối lượng đường/ khối lượng chất khô]x 100 .



6. Dung tích nước mía trong = Khối lượng/ m3.

7. Tỉ lệ nước mía so với mía =[ khối lượng nước mía trong/G] x 100

.

4.2.14. Tính mật chè

1. Coi lượng đường tổn thất theo hơi không đáng kể

Khối lượng mật chè = [khối lượng chất khô trong nước mía trong/Bx mật chè]

( tấn)

2. Dung tích mật chè = Khối lượng mật chè/ ρ = (m3).

3. Tỉ lệ mật chè so với mía =[ Khối lượng mật chè/G] x 100

4.2.15. Lọc kiểm tra

Chọn phương pháp lọc kiểm tra bằng lọc ống

Giả sử chọn lượng bùn bằng 0,1% so với mía, độ ẩm 70%

1. Luợng bùn lọc kiểm tra = 2350 x = 2,35 (tấn).

2. Khối lượng bùn khô = 2,35 x = 0,705 (tấn).

3. Khối lượng mật chè sau lọc = khối lượng mật chè - luợng bùn lọc kiểm tra

= 560,97 -2,35 = 558,62 (tấn).

4. Khối lượng đường tổn thất

Giả sử lượng đường tổn thất theo bùn lọc 4% so với mía

Lượng đường tổn thất = khối lượng bùn lọc x = 2,35 x = 0,094 (tấn).

5. Khối lượng chất tan trong mật chè sau khi lọc kiểm tra = khối lượng chất tan

trong nước mía trong - khối lượng bùn khô = 336,58 – 0,705 = 335,88 ( tấn).

6. Khối lượng đường trong mật chè sau khi lọc kiểm tra = khối lượng đường trong

nước mía trong - khối lượng đuờng tổn thất = 274,42 – 0,094= 274,33(tấn).

7. Nồng độ chất tan trong mật chè sau khi lọc kiểm tra = ( khối lượng chất tan trong

mật chè sau khi lọc kểm tra /khối lượng mật chè) 100 = = 60 %.



8. Độ tinh khiết mật chè sau lọc kiểm tra = (khối lượng đường trong mật chè sau khi

lọc kiểm tra/ khối lượng chất tan trong mật chè sau khi lọc kiểm tra ) 100

81,68%.

4.2.16. Hiệu suất làm sạch

100 ( Độ tinh khiết nước mía trong – độ tinh khiết nước mía hỗn hợp)

Độ tinh khiết nước mía trong (100- độ tinh khiết nước mía hỗn hợp)

Bảng 4.2. Tổng kết cân bằng vật chất công đoạn làm sạch

STT Đối tượng % Khối lượng tính cho

2350 tấn mía

(tấn/ngày) (kg/h)

1 Khối lượng vôi cần dùng 1,88

2 Khối lượng CaO có hiệu trong vôi 1,41

3 Khối lượng sữa vôi 15,19

4 Dung tích sữa vôi (m3) 14,15

5 Khối lượng nước mía sau gia sơ bộ 2375,11

6 Thể tích nước mía sau gia vôi sơ bộ (m3) 2242,74

7 Khối lượng nước mía sau gia vôi trung

hòa

2385,25

8 Bx nước mía gia vôi lần 2 14,55

9 Thể tích nước mía sau trung hoà (m3) 2252,17

10 Lượng nước mía lắng trong 1908,19

11 Khối lượng bùn lọc 35,25

12 Khối lượng nước mía lọc trong 512,30

13 Khối lượng nước mía trong 2420,49

12 Dung tích nước mía trong (m3) 2303,04

13 Bx của nước mía trong 13,91

14 AP nước mía trong 81,53

15 Khối lượng mật chè 560,97

16 Hiệu suất làm sạch 2,8



17 Khối lượng mật chè sau lọc kiểm tra 558,62

18 Độ tinh khiết mật chè sau lọc kiểm tra 81,68

4.3. Công đoạn nấu đường

Căn cứ vào chỉ tiêu chất lượng sản phẩm, nguyên liệu sản xuất, dây chuyền công

nghệ và bảng thông số các nguyên liệu, [9, tr 189] tôi chọn chế độ nấu đường 3 hệ

như sau:

Bảng 4.3. Chế độ nấu đường 3 hệ

TT Đối tượng AP(%) Bx (%)

1 Mật chè 81,68 60

2 Đường non A 81,61 92

3 Đường A 98 99

4 Mật A 64 80

5 Đường non B 67 95

6 Đường B 90 98

7 Mật B 38 82

8 Đường non C 56 99

9 Đường C 84 97

10 Mật C (mật rỉ) 30 84

11 Giống B 72 88

12 Giống C 72 88

13 Hồ B 88 82

14 Hồi dung C 84 62

Cân bằng tính cho 100 tấn chất khô mật chè

4.3.1. Lượng đường thành phẩm

G1= [(AP mật chè – AP mật rỉ)/(AP đường A – AP mật rỉ)] 100

= ( tấn)

4.3.2. Lượng mật rỉ



G2 =100 - G1= 100 - 76 = 24(tấn)

4.3.3. Tính đường non C

4.3.1. Lượng non C cần nấu

G3 = [( AP đường C-AP mật rỉ)/(AP đường C- AP non C) G2

( tấn)

4.3.3.2. Lượng đuờng C sản xuất được từ đường non C

G4 = G3 - G2= 46,28 – 24= 22,29 (tấn)

4.3.4. Tính phối liệu nấu C

Khi nấu giống C, lượng giống chiếm 23% so với đường non C [6, tr 190].

4.3.4.1. Lượng giống C nấu đường non C

G5 = G3 46,28 x 10,65 (tấn)

4.3.4.2. Nấu giống C từ mật chè và mật A

Dùng phương pháp nhân chéo

AP mật chè:80 Khối lượng mật chè

AP giống C: 72

AP mật A: 64 Khối lượng mật A

a. Khối lượng mật chè nấu C

G6 = [ (AP giống C- AP mật A)/(AP mật chè – AP mật A)] G5

(tấn)

b. Khối lượng mật A nấu C

G7 = G5- G6= 10,65 – 4,82 = 5,83 (tấn)

4.3.4.3. Nấu non C từ giống C và mật B

a. Khối lượng mật B nấu non C

G8 = [(AP giống C- AP non C)/(AP non C-AP mật B)] G5

(tấn)

b. Khối lượng non C nấu được

G9 = G5+ G8 = 10,65 + 9,46 = 20,11 ( tấn)

c. Khối lượng C cần nấu thêm



G10 = G3 - G9 = 46,29 – 20,11 = 26,18 (tấn)

4.3.4.4. Nấu thêm non C từ mật B và mật A

AP mật A:64 Khối lượng mật A

AP non C:56

AP mật B:38 Khối lượng mật B

a. Khối lượng mật A dùng nấu thêm non C

G11=[(AP non C-AP mật B)/(AP mật A- AP mật B)] G10

(tấn)

b. Khối lượng mật B dùng nấu thêm non C

G12 = G10 - G11= 26,18 – 18,12 = 8,06 (tấn)

Bảng 4.4. Bảng tổng kết phối liệu nấu đường non C

4.3.4.5. Thử lại độ tinh khiết của đường non C

AP non C ≈ 56 (%)

Phù hợp với giả thiết ban đầu.

4.3.5. Tính đường non B

4.3.5.1. Khối lượng mật B dùng nấu non C

G13 = G8+G12 = 9,46 + 8,06= 17,52 (tấn)

4.3.5.2. Khối lượng đường non B cần nấu

G14= G13 [(AP đuờng B- AP mật B)/(AP đuờng B-AP non B)]

(tấn)

4.3.5.3. Khối lượng đường B nấu được

G15 = G14 - G13 = 39,61 – 17,52 = 22,09 (tấn)

4.3.6. Tính phối liệu nấu B


TTNguyên

liệuKhối lượng chất khô ( tấn) AP (%) Pol(tấn)

1 Mật chè 4,82 81,68 3,93

2 Mật A 23,95 64 15,33

3 Mật B 17,52 38 6,66

4 Tổng 46,29 25,92


Khi nấu đường B lượng giống thường chiếm 6- 8% so với đường non B

[6, tr 249]. Ở đây chọn 8%.

4.3.6.1. Khối lượng giống B để nấu non B

G16 = G14 x 39,61 x 3,17 (tấn)

4.3.6.2. Nấu giống B từ mật chè và mật A

AP mật chè: 80 Khối lượng mật chè

AP giống B: 70

AP mật A: 64 Khối lượng mật A

a. Khối lượng mật chè để nấu giống B

G17 = G16 [( AP giống B- AP mật A)/(AP mật chè- AP mật A)]

(tấn)

b. Khối lượng mật A nấu giống B

G18 = G16 – G17 = 3,17 –1,43 = 1,74 (tấn)

4.3.6.3. Nấu đường non B từ giống B và mật A

a. Khối lượng mật A nấu non B

G19 = G16 [(AP giống B- Ap non B)/(AP giống B-AP mật A)]

(tấn)

b. Khối lượng non B nấu được

G20 = G16 + G19 3,17+ 1,98 = 5,15 (tấn)

c. Khối lượng non B cần nấu thêm

G21 = G14 - G20 = 39,61 – 5,15 = 34,46 (tấn)

4.3.6.4. Nấu thêm non B từ mật A và hồi dung C

AP hồi dung C:84 Khối lượng hồi dung

AP non B:67

AP mật A:64 Khối lượng mật A

a. Khối lượng hồi dung C nấu đường non B thêm

G22=G21 [(AP non B- AP mật A)/(AP hồi dung C-AP mật A)]

(tấn)



b. Khối lượng mật A nấu đường non B thêm

G23 = G21- G22 = 34,46 – 5,17 = 29,29 (tấn)

Bảng 4.5. Tổng kết nấu đường non B

TT Nguyên liệuKhối lượng

chất khô (tấn)AP(%) Pol(tấn)

1 Giống B 3,17 72 2,28

2 Mật A 33,01 64 21,12

3 Hồi dung C 5,17 84 4,34

4 Tổng 41,35 27,75

4.3.6.5. Thử lại độ tinh khiết của đường non B

AP non B % = =67,11 %, phù hợp với giả thiết đã chọn.

4.3.7. Tính đường non A

Chọn hệ số kết tinh khi sản xuất đường non A: K=52%

4.3.7.1. Khối lượng đường non A cần nấu

G24 = G1 x = 76x = 164,15(tấn)

4.3.7.2. Khối lượng mật A thu được khi li tâm đường non A

G25 = G24 - G1 = 164,15 – 76 = 70,15 ( tấn)

4.3.7.3. Khối lượng mật A dùng để nấu đường non A

= 70,15 - ( 5,83 + 18,12 + 1,74 + 1,898 + 29,29 ) = 13,19

4.3.7.4. Khối lượng đường hồ B tạo từ đưòng B và mật chè

G27 =G15 [(AP đường B-AP mật chè)/(AP đường hồ B –AP mật chè)]

(tấn)

4.3.7.5. Khối lượng mật chè dùng đường hồ B

G28 = G27 - G15 = 29,09 – 20,09= 7 (tấn)

4.3.7.6. Khối lượng mật chè nấu non A

G29 = 100 – (G6 + G17 + G28) = 100 – (4,82 + 1,43 + 7) = 86,75 (tấn)

4.3.7.7. Khối lượng đường hồi dung C ( dùng nước nóng để hòa tan đường C)

G30 = G4 – G22 = 22,29 – 5,17 = 17,12 (tấn)

Bảng 4.6. Tổng kết tính phối liệu nấu đường non A



TT Nguyên liệuKhối lượng chất khô

( tấn)AP(%) Pol (tấn)

1 Mật chè 86,75 81,68 7086

2 Mật A 13,19 64 8,44

3 Đường hồ B 29,08 88 25,59

4 Hồi dung C 17,12 84 14,38

5 Tổng 146,13 119,27

4.3.7.8. Độ tinh khiết của đường non A

AP non A = %.

4.3.8. Khối lượng các sản phẩm theo năng suất nhà máy

Khối lượng các sản phẩm theo năng suất nhà máy tính theo công thức:

,tấn [8, tr 264].

Trong đó: : lượng chất khô sản phẩm tính theo 100 tấn chất khô mật chè

: lượng mật chè so với 100 tấn nguyên liệu, chọn = 22 tấn

: nồng độ chất khô của sản phẩm, %

: năng suất của nhà máy , A= 2350 tấn/ ngày

G: lượng sản phẩm, bán thành phẩm, tấn

60: Bx mật chè tinh

Bảng 4.7: Tổng kết công đoạn nấu đường

TT Thành phẩm, bán thành phẩm AP(%) Bx(%)Tính cho 100

tấn chất khô

Tính theo

năng suất

2350 tấn /ngày

1 Đường non A 81,61 92 146,15 492,78

2 Đường A 98 99 76 238,13

3 Đường non B 67 95 39,61 129,34

4 Đường B 90 98 22,09 69,92

5 Giống B 70 88 3,17 11,17

6 Đường non C 56 99 46,29 145,03

7 Đường C 84 97 22,29 71,27

8 Giống C 70 88 10,65 37,53

9 Hồ B nấu đường non A 82 29,09 110,01



10 Hồi dung C nấu đường non A 84 62 17,12 85,63

11 Hồi dung C nấu đường non B 84 62 5,17 25,87

12 Mật rỉ 28 84 24 88,63

13 Mật chè nấu non A 81,68 60 86,75 448,50

14 Mật A nấu non A 64 82 13,19 51,13

15 Đường hồ B nấu non A 88 85 29,09 110,01

16 Mật A nấu non B 64 82 33,01 147,06

17 Mật A nấu non C 64 82 23,95 92,88

18 Mật B nấu non C 38 82 17,52 66,29

19 Mật chè nấu giống B 81 60 1,43 7,39

20 Mật chè nấu giống C 68 60 4,82 16,98

Chương 5

CÂN BẰNG NHIỆT

* Hệ cô đặc nhiều nồi

Lượng nhiệt sử dụng trong nhà máy chủ yếu lấy từ lò hơi. Ngoài ra, có thể tiết

kiệm lượng nhiệt bằng cách tận dụng hơi thứ của các hiệu bốc hơi.

Sơ đồ hệ cô đặc áp lực chân không bốn hiệu

Các ký hiệu:SVTH: Văn Vi t M i ế ườ Thiết kế nhà máy đường thô hiện đại

W1

E1

W2

E2

W3

E3

W4

R

IIIIII IV

Do

Nước mía trong Gđ, Xđ

Gc, Xc

Đi vào tháp ngưng

Mật chè


E1: hơi thứ bốc ra từ hiệu I dùng gia nhiệt lần 3,(kg/h)

E2: hơi thứ bốc ra từ hiệu II dùng gia nhiệt lần 2,(kg/h)

E3: hơi thứ bốc ra từ hiệu III dùng gia nhiệt lần 1,(kg/h)

R: hơi thứ bốc ra từ hiệu I dùng cho nấu đường, (kg/h)

Do: hơi sống vào hiệu I, (kg/h)

Wi:lượng hơi thứ bốc ra từ các hiệu (i=1-4), (kg/h)

Gd: lượng nước mía vào hệ thống, (kg/h)

Gc: lượng mật chè ra khỏi hệ thống, (kg/h)

Xd: Nồng độ nước mía vào hệ thống, Xd = 13,61

Xc: Nồng độ mật chè ra khỏi hệ thống, Xc= 60

5.1. Cân bằng cho hệ bốc hơi (cô đặc)

5.1.1. Lượng nước bốc hơi của quá trình cô đặc

W=Gđ x = 78032,63(kg/h)

Gđ: Khối lượng dung dịch đầu, Gđ =2422,12 tấn/ngày=100921,66 kg/h

xđ, xc: Nồng độ dung dịch đầu, cuối xđ = 13,61%, xc=60%

Giả thiết lượng hơi thứ bốc lên ở các hiệu theo tỉ lệ 3,2:1,7:1,2:0,5

Lượng hơi thứ bốc ra ở từng hiệu

: tỉ lệ hơi tương ứng ở từng hiệu

: lượng hơi thứ bốc ra ở hiệu thứ i (kg/h)

Bảng 5.1: Lượng hơi thứ bốc ra ở các hiệu

Hiệu I Hiệu II Hiệu III Hiệu IV

Wi(kg/h) 37834 20099,31 14187,75 5911,56

5.1.2. Nồng độ nước mía ở các hiệu

Bảng 5.2: Nồng độ nước mía ở các hiệu




Bx(%) 21,77 31,95 47,69 60

5.1.3. Xác định áp suất ở mỗi nồi

Nhiệt độ sôi của nước mía ở hiệu 1 lớn hơn 100oC, do đó hơi đốt dùng cho

bốc hơi hiệu 1 có áp suất sao cho nhiệt độ của nó cao hơn nhiệt độ sôi của dung

dịch nhưng không nên cao quá để giảm chi phí đầu tư thiết bị chịu lực.Theo kinh

nghiệm của các nhà máy thường chọn hơi đốt 3at

Po:Áp suất hơi đốt vào hiệu I, chọn Po=3 (at)

P1, P2, P3: Áp suất hơi đốt vào các hiệu 2,3,4 (at)

P4 :Áp suất hơi thứ từ hiệu 4 đi vào tháp ngưng, chọn P4= 0,3 (at). Chọn P4= 0,3

at để ngưng tụ hơi nước và tạo độ chân không cần thiết cho bốc hơi hiệu 4

Hiệu số áp suất của cả hệ thống bốc hơi

Chọn tỉ số phân phối hiệu số áp suất ở các hiệu như sau

1: 2: 3: 4=11/40:10,3/40:9,7/40:9/40

Khi đó:

Căn cứ vào tỉ số phân bố áp suất, ta xác định được áp suất và nhiệt độ của hơi

đốt và hơi thứ trong mỗi hiệu bốc hơi, chọn tổn thất trên đường ống là 1oC, tra bảng

I-25 sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất tập 1, trang 314/315.

Bảng 5.3: Áp suất và nhiệt độ ở các hiệu

Hiệu I Hiệu II Hiệu III Hiệu IV Tháp ngưng

P(at) t(oC) P(at) t(oC) P(at) t(oC) P(at) t(oC) P(at) t(oC)



Hơi đốt 3 132,9 2,26 123 1,56 111 0,9 96 0,3 68,7

Hơi thứ 2,33 124 1,6 112 0,94 97 0,31 69,7

5.1.4. Xác định tổn thất nhiệt độ trong quá trình bốc hơi

5.1.4.1. Tổn thất do tăng nhiệt độ sôi ( )

Căn cứ vào nồng độ và nhiệt độ hơi thứ từng hiệu, tra bảng IV-1[6, tr 198]

Bảng 5.4: Tổn thất do tăng nhiệt độ ở các hiệu bốc hơi


Bx(%) 21,77 31,95 47,69 60

(oC) 0,38 0,71 1,56 2,7

Tổng tổn thất do tăng nhiệt độ sôi oC

5.1.4.2. Tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh ( )

Giả thiết chiều cao của cột chất lỏng trong thiết bị bốc hơi:0,8m

Bảng 5.5: Tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh [6, tr 198].


Bx(%) 21,77 31,95 47,69 60

(oC) 0,8 1,2 1,5 3,5

oC

5.1.4.3. Tổn thất nhiệt độ do trở lực đường ống

Khi hơi thứ đi từ hiệu trước ra hiệu sau qua ống dẫn sẽ có tổn thất nhiệt độ,

thường chọn tổn thất 1 oC, vậy oC.

5.1.4.4. Tổng tổn thất oC

5.1.4.5. Tổng hiệu số nhiệt độ có ích của hệ bốc hơi oC

5.1.5. Xác định nhiệt độ sôi của dung dịch đường trong các hiệu

Nhiệt độ sôi của dung dịch đường được tính theo công thức

(oC)

Trong đó

: tổn thất do tăng nhiệt độ, do áp suất thủy tĩnh (oC)SVTH: Văn Vi t M i ế ườ Thiết kế nhà máy đường thô hiện đại


: nhiệt độ hơi thứ trong các hiệu(oC)

Bảng 5.6: Nhiệt độ sôi của dung dịch đường trong các hiệu bốc hơi


124 112 97 69,7

0,38 0,71 1,56 2,7

0,8 1,2 1,5 3,5

(oC) 125,18 113,91 100,06 75,9

5.1.6. Tổng hợp chế độ sử dụng nhiệt của hệ thống bốc hơi

Bảng 5.7: Chế độ sử dụng nhiệt của hệ thống bốc hơi

TT Hạng mục Đơn vị Hiệu I Hiệu II Hiệu

III

Hiệu

IV

1 Áp suất hơi đốt at 3 2,26 1,56 0,9

2 Nhiệt độ hơi đốt 0C 132,9 123 111 96

3 Hàm nhiệt hơi đốt Kcal/kg 651,6 638,42 649,15 644

4 Ẩn nhiệt hơi đốt Kcal/kg 518,1 515,124 538 548,1

5 Áp suất hơi thứ at 2,33 1,6 0,94 0,31

6 Nhiệt độ hơi thứ 0C 124 112 97 69,7

7 Hàm nhiệt hơi thứ Kcal/kg 648,6 644 638,2 626,8

8 Ẩn nhiệt hơi thứ Kcal/kg 519,3 542,8 553,82 556,8

9 Nhiệt độ sôi dung dịch 0C 125,2 113,9 100,1 75,9

10 Nhiệt độ nước ngưng tụ 0C 130,9 121 109 94

11 Hiệu số nhiệt độ hữu ích 0C 7,72 9,1 10,94 20,1

5.2. Cân bằng cho hệ đun nóng (gia nhiệt)

Sử dụng hơi thứ bốc ra từ bốc hơi hiệu I để làm hơi đốt cho gia nhiệt 3

Sử dụng hơi thứ bốc ra từ bốc hơi hiệu II để làm hơi đốt cho gia nhiệt 2

Sử dụng hơi thứ bốc ra từ bốc hơi hiệu III để làm hơi đốt cho gia nhiệt 1



* Nhiệt lượng cần cung cấp để đun nóng nước mía từ nhiệt độ tđ đến tc được

tính theo công thức :

Q = 1,1.G.C. (tc – tđ ), Kcal/h

Trong đó :

G : Lượng nước mía cần đun nóng, (kg/h )

t = tc - tđ : Độ chênh lệch nhiệt độ trước và sau đun nóng, 0C

C : Nhiệt dung riêng của dung dịch (Kcal/kg.0C)

C = 1 – 0,0057B[5, tr 34 ].

* Lượng hơi đốt cần dùng để đun nóng được tính theo công thức :

E = Qi/ri (kg/h).

Trong đó Q: nhiệt lượng cần cung cấp để đun nóng, (kcal/h).

ri là ẩn nhiệt hơi đốt hiệu i, (Kcal/kg).

Bảng 5.8: Cân bằng nhiệt cho hệ đun nóng

Lần G

(Kg/h)

Bxi

(%)

C tđ

(oC)

tc

(oC)Q

ri

(Kcal/kg)

E

(Kg/h)

1 98963,33 14,59 0,9168 25 75 4990126.8 553,82 9010,38

2 99385,42 14,55 0,9170 75 105 3007502,1 542,8 5540,72

3 100921,66 13,61 0,9224 105 115 1023991,4 519,3 1971,87

5.3. Cân bằng nhiệt cho nấu đường

Dùng hơi thứ hiệu I để nấu đường: 1240C

Do tổn thất trên đường ống 10C nên nhiệt độ nấu đường là 1230C, P =2,33(at)

- Nhiệt vào :

+ Do hơi đốt mang vào : Qhđ =D.I (Kcal/h)

+ Do nguyên liệu mang vào : Qngl = Gđ.Cđ.tđ (Kcal/h)

- Nhiệt ra :

+ Do đường non mang ra : Qnon = Gn .Cn .tn (Kcal/h)

+ Do hơi thứ mang ra : Qht=W.Iht (Kcal/h)

+ Do nước ngưng mang ra : Qng=D.Cng.tng (Kcal/h)

+ Do tổn thất :Qtt = 0,1.D.I (Kcal/h)

Phương trình cân bằng nhiệt :

Qhđ + Qngl = Qnon + Qht + Qng+ Qtt (1)



Từ (1) suy ra :

D = (2)

Trong đó

D: Lượng hơi cần thiết cho nấu đường (Kg/h)

I: Hàm nhiệt hơi đốt (Kcal/kg)

tng : Nhiệt độ nước ngưng, (0C)

Cng : Nhiệt dung riêng của nước ngưng, (Kcal/kg.0C)

Ihđ : Hàm nhiệt của hơi đốt, (Kcal/kg)

Gđ,Gc:Khối lượng nguyên liệu nấu và đường non (Kg/h)

Cđ,Cc: Nhiệt dung riêng nguyên liệu nấu và đường non (Kcal/kg.0C)

5.3.1. Cân bằng nhiệt cho nấu non A

5.3.1.1. Nguyên liệu nấu non A (số liệu phần cân bằng vật chất)

Mật chè : 457,54 (tấn /ngày) = 19064.37 (kg/h)

Mật A : 8,625(tấn /ngày) = 359,38 (kg/h)

Hồ B : 106,71 (tấn /ngày) = 4419,58 (kg/h)

Hồi dung C : 95,71(tấn /ngày) = 3987,92 (kg/h)

Tổng khối lượng non A nấu được:Gc=467,80 (tấn /ngày) = 9491,67(kg/h)

Lượng nước chỉnh lí lấy 5% so với lượng đường non nấu được: 984,83 (kg/h)

Tổng lượng nguyên liệu nấu non A:

Gđ =19064.37 +359,38 + 4608,75 + 4207,08 + 984,83 = 29224,41 (kg/h)

Lượng nước bốc hơi

WA=Gđ -Gc =29224,41 – 19696,67 = 9527,74 (kg/h)

5.3.1.2. Chọn chế độ nấu non A

Chọn độ chân không của buồng đốt là: 632,62 (mmHg), tương ứng với áp suất

hơi thứ p = 0,14 (at), ở nhiệt độ t =52,07oC, hàm nhiệt Iht = 618,93 (kcal/kg), ẩn

nhiệt hơi thứ rht= 566,83(kcal/kg) =2372,75 (KJ/kg) [1, tr 312].

* Nhiệt độ sôi đường non A

- Tổn thất nhiệt độ do tăng nhiệt độ sôi (’)

Áp dụng công thức :

’ =0,003872. a.

(0C)



Trong đó: a: Độ tăng nhiệt độ sôi ở áp suất thường.

Với Bx = 92% a = 28 (0C )

T = 52,07 + 273 = 325,07 (oK)

’ = 0,003872. 28 . = 4,83 (0C)

- Tổn thất áp suất thủy tĩnh :

Chọn chiều cao của cột dung dịch h = 1,6m, ’’=13,80C

Vậy nhiệt độ sôi của dung dịch non A :

tsA = tht + ’ + “ =52,07+13,8+4,83 = 70,70C

Nguyên liệu đưa vào nấu phải có nhiệt độ sôi lớn hơn nhiệt độ trong nồi từ 3-5 0C. Chọn nhiệt độ của nguyên liệu đưa vào và nhiệt độ của nước chỉnh lí là: 75 0C.

Nhiệt dung riêng của nguyên liệu và non A được tính theo công thức :

C = 1 – 0,0057B (Kcal/kg.0C ) [5, tr 34 ].

Bảng 5.9: Kết quả các thông số nấu non A

TT

Nguyên liệu nấu non A Bx

(%)

Khối

lượng

(kg/h)

t

(0C)

C

(kcal/kg.0C)

1 Mật chè 60 19064 75 0,658

2 Mật A 80 359,38 75 0,544

3 Hồ B 82 4446,25 75 0,533

4 Hồi dung C 62 3987,92 75 0,647

5 Non A 92 19491,67 71 0,476

6 Nước chỉnh lý (5% non A) 974,58 75 1

Cân bằng nhiệt nấu non A :

- Nhiệt vào :

+ Mật chè : Q1 = G1.C1.tv = 940808,40 (Kcal/h)

+ Mật A : Q2 = G2.C2.tv = 14662,70 (Kcal/h)

+ Hồi dung C : Q3 = G3.C3.tv = 193513,80 (Kcal/h)

+ Hồ B : Q4 = G4.C4.tv = 177738,84 (Kcal/h)

+ Nước chỉnh lý : Q5 = G5.C5.tv = 73093,50 (Kcal/h)

* Tổng nhiệt lượng do nguyên liệu mang vào:

Qnlv = Q1 + Q2 +Q3 + Q4 + Q5 =1399827,20 (Kcal/h)

- Nhiệt ra:

+ Nhiệt do hơi thứ mang ra:



Qht = WA . Iht = 9527,74 x 618,93 = 5897004,1 (Kcal/h)

+Nhiệt do đường non A mang ra :

Qnon = Gn.Cn.tn = 658740,44 (Kcal/h)

Sử dụng hơi t=123oC, C = 1,0417 (Kcal/kg.oC), I=647(Kcal/kg)

nhiệt độ nước ngưng t = 122,06 0C, C = 1,01 (Kcal/kg.oC)

Từ (2) suy ra lượng hơi cần dùng:

=11218,27(kg/h)

Để bảo đảm cho sự ổn định của quá trình nấu đường ta dùng 60% lượng nhiệt

là hơi thứ , còn lại sử dụng hơi sống

- Lượng hơi thứ hiệu I dùng nấu non A : 0,6 x 11218,27 = 6730,96 (Kg/h)

- Lượng hơi sống dùng cho nấu non A : 0,4 x 11218,27 = 4487,31 (Kg/h)

5.3.2. Cân bằng nhiệt cho nấu non B

5.3.2.1. Các thông số nấu non B

Chọn độ chân không của buồng bốc là 632,2(mmHg), tương ứng với áp suất

hơi thứ p = 0,18(at), ở nhiệt độ t =57,26oC, hàm nhiệt Iht = 621,22 (kcal/kg), ẩn nhiệt

hơi thứ rht= 2655,93 (KJ/kg).

Nhiệt độ sôi đường non B, tính tương tự như non A

tsB = tht + ’ + “ =57,26+5,4+11,5 =74,16 oC

Yêu cầu nhiệt độ nguyên liệu nấu và nước chỉnh lí phải cao hơn nhiệt độ sôi

trong nồi 3-5 oC. Chọn nhiệt độ nguyên liệu nấu và nước chỉnh lí :79 oC

Bảng 5.10: Kết quả các thông số nấu non B

TT

Nguyên liệu nấu non B Bx

(%)

Khối

lượng

(kg/h)

t

(0C)

C

kcal

kg.0C

Qnlv

(Kcal/kg)

1 Giống B 88 484,58 79 0,498 19064,35

2 Mật A 80 5437,92 79 0,544 233700,04

3 Hồi dung C 62 1136,25 79 0,646 57987,38

4 Non B 95 5444,17 74 0,458

5 Nước chỉnh lý (7% non B) 381,09 79 1 30106,11

6 Tổng nhiệt 340857,88

5.3.2.2. Cân bằng nhiệt nấu non B :

Tương tự như tính non ASVTH: Văn Vi t M i ế ườ Thiết kế nhà máy đường thô hiện đại


- Nhiệt ra:

+ Nhiệt do hơi thứ mang ra: Qht = WB . Iht = (Kcal/h)

Với WB = Gngl + Gnước - GnonB

= 484,58 + 5437,92 + 1136,25 +381,09 – 5444,17 = 1995,67

Nên Qht = 1995,67 x 621,22 = 1239750,1 Kcal/h

+Nhiệt do đường non B mang ra : Qnon = Gn.Cn.tn = 184513,8 (Kcal/h)

Sử dụng hơi t=123oC, C = 1,0417 (Kcal/kg.oC), I=647(Kcal/kg)

Nhiệt độ nước ngưng t = 122,06 0C, C = 1,01 (Kcal/kg.oC)

Từ (2) suy ra lượng hơi cần dùng

DB = (kg/h)

Để bảo đảm sự ổn định của quá trình nấu đường ta dùng 60% lượng nhiệt là

hơi thứ , còn lại sử dụng hơi sống.

- Lượng hơi thứ hiệu I dùng nấu non B : 0,6 x 2357,28 = 1414,37 (Kg/h)

- Lượng hơi sống dùng cho nấu non B : 0,4 x 2357,28 = 942,91 (Kg/h)

5.3.3. Cân bằng nhiệt cho nấu non C

5.3.3.1. Các thông số nấu non C: Chọn tương tự như nấu non B

p = 0,18(at), t =57,26oC, Iht = 621,22 (kcal/kg), rht =2655,93 (KJ/kg)

Nhiệt độ sôi đường non C: tsC = tht + ’ + “ =57,26+5,4+12,5 =75,16 oC

Yêu cầu nhiệt độ nguyên liệu nấu và nước chỉnh lí phải cao hơn nhiệt độ sôi

trong nồi 3-5 oC. Chọn nhiệt độ nguyên liệu nấu và nước chỉnh lí :80 oC

Bảng 5.11: Kết quả các thông số nấu non C

TT

Nguyên liệu nấu non A Bx

(%)

Khối

lượng

(kg/h)

t

(0C)

C

kcal

kg.0C

Qnlv

(Kcal/kg)

1 Giống C 88 1724,17 80 0,498 68690,93

2 Mật A 80 4475 80 0,544 194752,00

3 Mật B 82 2837,08 80 0,533 120973,09

4 Non C 99 6709,17 75 0,436

5 Nước chỉnh lý (10% non C) 670,92 80 1 53673,36

6 Tổng 438089,38

* Lượng nước bốc hơi trong quá trình nấu:

Wc = ∑Gngl – G = G1 + G2 + G3 + G5 – G4

= 1724,17 + 4475 + 2837,08 + 670,92 – 6709,17 = 2998 (kcal/h).



5.3.3.2. Cân bằng nhiệt nấu non C :

Tương tự như tính non A

- Nhiệt vào:

+ Nhiệt do nguyên liệu mang vào: Qngl = 438089,38 (kcal/h).

+ Nhiệt do hơi đốt: Qhd = D.I, (kcal/h).

- Nhiệt ra:

+ Hơi thứ: Qht = Wc . Iht = 2998 x 621,22 = 1862417,56 (kcal/h).

+ Đườn non C: QnonC = Q4 = 6709,17 x 75 x 0,436 = 219389,86 (kcal/h).

+ Nước ngưng: Qng = D.Cng.tng,(kcal/h).

Từ (2) suy ra lượng hơi cần dùng

DC = (kg/h).



- Lượng hơi thứ hiệu I dùng nấu non C : 0,6 x 3576,41 = 2145,85 (Kg/h)

- Lượng hơi sống dùng cho nấu nonC : 0,4 x 3576,41 = 1430,56 (Kg/h).

5.3.4. Cân bằng nhiệt cho nấu giống B, C

Giống B,C được nấu chung trong 1 nồi và sử dụng nhiệt = 70% so với nhiệt

dùng nấu non A. Chọn chế độ như nấu non A nên lượng hơi sử dụng = 70% lượng

hơi sử dụng nấu non A. DBC = 7852,79 (kg/h).



- Lượng hơi thứ hiệu I dùng nấu non C : 0,6 x 7852,79 = 4711,68 (Kg/h).

- Lượng hơi sống dùng nấu non C : 0,4 x 7852,79 = 3141,11 (Kg/h).

* Tổng lượng hơi thứ dùng nấu đường:

R = RA + RB + RC + Rgiống

= 6730,96 + 1414,37 + 2145,85 + 4711,68 = 15002,86 (kg/h).

* Tổng lượng hơi đốt dùng cho nấu đường:

D = DA + DB + DC + DBC

= 4487,31 + 942,91 +1430,56 + 7852,79 = 14713,57 (kg/h).

5.4. Cân bằng nhiệt cho hệ bốc hơi (cô đặc)

5.4.1. Tính lượng nước bốc hơi

Giả sử cứ 1kg hơi đốt làm bốc hơi 1 kg hơi nước và không tính đến quá trình tự

bay hơi hay tổn thất ra môi trường xung quanh



Theo giả thuyết trên ta có hệ phương trình:

=

= + E3

= + E3 + E2

D0 = + E3 + E2 + E1 +R

W = 4 +3E3 + 2E2 + E1 +R (*)

Trong đó E1 = 9010,38 (kg/h)

E2 = 5540,72 (kg/h)

E3 = 1971,87 (kg/h)

R = 15002,86 (kg/h)

W = 78032,63 (kg/h)

Từ (*) , thay số = 9255,59 (kg/h)

Do=40781,42 (kg/h)

E1 E2 E3

Do R1 R2

5.4.2. Lượng hơi dùng cho hệ thống bốc hơi

Bỏ qua nhiệt dộ tổn thất, thiết lập phương trình cân bằng nhiệt cho 4 hiệu bốc

hơi như sau:

+Hiệu I: D0(ih - ing1) = Gđ.C1(ts1- tđ) + W1(i1-Cn. ts1) (1)

+Hiệu II: (W1-E1-R)(i1-ing2) = (Gđ -W1).C2(ts2-ts1)+ W2(i2-Cn. ts2) (2)

+Hiệu III: (W2- E2)(i2 - ing3) = (Gđ- W1- W2).C3(ts3- ts2) + W3(i3-Cn.ts3) (3)

+Hiệu IV: (W3-E3)(i3-ing4) = (Gđ- W1- W2- W3).C4(ts4- ts3) + W4(i4-n.ts4) (4)

Trong đó: D0: Lượng hơi sống tiêu tốn ở hiệu I (kg/h)

Gđ: Lượng dung dịch đầu (kg/h)

Wi: Lượng nước bốc lên ở các hiệu (kg/h)

R,Ei: Lượng hơi thứ lấy ra ở các hiệu (kg/h)

ih: Hàm nhiệt của hơi đốt hiệu I (Kcal/kg)

ii: Hàm nhiệt của hơi thứ của các hiệu (Kcal/kg)

ing: Hàm nhiệt nước ngưng từ hơi đốt trong các hiệu (Kcal/kg)

Cn: Nhiệt dung riêng của nước, Cn = 1,014 (Kcal/kg.0C)

Ci: Nhiệt dung riêng của dung dịch ở các hiệu (Kcal/kg.0C)


I II

IVIII


Các thông số được tổng hợp trong các bảng sau:

Hàm nhiệt của hơi thứ Hàm nhiệt nước ngưng

ih i1 i2 i3 i4 ing1 ing2 ing3 ing4

651,6 648,6 644 638,2 626,8 130,5 121,3 109 94,5

Nhiệt dung riêng dd

C1 C2 C3 C4

0,923 0,881 0,8 0,72

D0

(kg/h)

Gđ

(kg/h)

Lượng hơi phụ lấy ra ở các hiệu

R (kg/h) E1 (kg/h) E2 (kg/h) E3 (kg/h)

40781,42 100921,66 15002,86 9010,38 5540,72 1971,87

tđ(oC) ts1(oC) ts2(oC) ts3(oC) ts4(oC)

115 125,18 113,91 100,06 75,9

Dựa trên 4 phương trình cân bằng nhiệt ta tính được:

- Lượng hơi thứ bốc ra ở hiệu I:

W1 = = 38919,09 (kg/h).

- Nồng độ chất tan nước mía ra khỏi hiệu I: Bx1 = = 22,15%.

- Lượng hơi thứ bốc ra ở hiệu II

W2 = = 16036,84 (kg/h).

- Nồng độ chất tan nước mía ra khỏi hiệu II: Bx2 = = 29,88%.

- Lượng hơi thứ bốc ra ở hiệu III

W3 = = 11410,97 (kg/h).

-Nồng độ chất tan nước mía ra khỏi hiệu III: Bx3 = = 39,75.

-Lượng hơi thứ bốc ra ở hiệu IV

W4 = = 10426,90 (kg/h).



-Nồng độ chất tan nước mía ra khỏi hiệu IV:

Bx4 = = 56,93%.

Như vậy lượng hơi đốt vào hiệu I không đủ để cô đặc đến nồng độ cuối Bx =

60%. Ta chọn Do = 41500 (kg/h)

Tính toán tương tự ta được:

Hiệu I: W1= 45179,63 (kg/h), Bx=21,53 %

Hiệu II: W2=23039,55 (kg/h), Bx= 31,53%

Hiệu III: W3= 16632,98 (kg/h), Bx= 47,44 %

Hiệu IV: W4= 6858,95(kg/h), Bx= 60%

5.4.3. Tính sai số

Lượng hơi thực tế tính được - lượng hơi giả thuyết ban đầu

=

Lượng hơi thực tế

Bảng 5.12: Kết quả tính sai số

Lượng hơi bốc thực tế

(kg/h)

Lượng hơi bốc giả

thiết

(kg/h)

Sai số

%

Hiệu I 45179,63 44486,48 1,53

Hiệu II 23039,55 23633,44 2,57

Hiệu III 16632,98 16682,43 0,29

Hiệu IV 6858,95 6951 1,34

Các giá trị sai số không vượt quá 5% nên xem giả thiết phân phối hơi ban đầu

là phù hợp.

5.5. Nhiệt dùng cho các yêu cầu khác

5.5.1. Hồi dung C và đường hồ B

Đường B và C sau khi li tâm đem đi hồ và hồi dùng làm phối liệu nấu đường

non B,C



Trước khi đưa vào nấu phải nâng nhiệt độ các nguyên liệu lên 75oC. Đường B

và C sau li tâm có nhiệt độ 50oC

Bảng 5.13: Tổng nhiệt dùng để hồi dung C và hồ B

Khối

lượng

(kg/h)

tđ

oC

tc

oC

C

(kcal/kg.oC)

Q

(Kcal/kg)

Đường B 3032,50 50 75 0,441 33433,31

Đường C 3275,42 50 75 0,447 36602,82

Tổng nhiệt lượng có tính tổn thất 10%, Q1 = 1,1(QB+QC) =77039,74 (kcal/h).

Dùng hơi sống để gia nhiệt :P = 3at, I=651,6 (kcal/h),

Cng =1,011(Kcal/kg.oC),tng =132oC

Lượng hơi cần : D1 = = = 148,68 (kg/h)

5.5.2. Dùng gia nhiệt các nguyên liệu nấu đường

Giả sử nâng nhiệt độ từ 25oC lên 75oC

Bảng 5.14: Nhiệt lượng dùng gia nhiệt các nguyên liệu nấu đường

TT Khối lượng

(kg/h)

C

(Kcal/kg.oC)

t2-t1oC

Q

(Kcal/h)

1 Mật chè 20279,58 0,658 50 667198,18

2 Mật A 10272,29 0,544 50 279406,29

3 Mật B 2837,08 0,533 50 75608,18

4 Giống B,C 2208,75 0,498 50 54997,88

5 Nước chỉnh

lí

2026,59 1 50 101329,5

Tổng (Q2) 1178540,03

Lượng hơi đốt cần: D2 = = = 2274,52 (kg/h)

5.5.3. Nhiệt đun nóng nước dùng rửa thiết bị lọc chân không thùng quay

Khối lượng nước rửa Gr = 3916,67 (kg/h)

Q3=1,1.3916,67.1.(80-25) = 236958,54 (kcal/h).

D3 = = = 457,32 (kg/h).

5.5.4. Nhiệt đun nước thẩm thấu

Khối lượng nước thẩm thấu Gtt = 587,5 (tấn/ngày) = 24479,17 (kg/h).SVTH: Văn Vi t M i ế ườ Thiết kế nhà máy đường thô hiện đại


Q4=1,1.24479,17.1.(47-25)= 592395,91 (kcal/h).

D4 = = = 1143,29 (kg/h).

5.5.5. Lượng hơi dùng rửa thiết bị

Lấy 0,5% so với lượng mía: D5 = 0,005 x 2350 x = 489,58 (kg/h)

5.5.6. Nhiệt dùng sấy đường thành phẩm

Đường thành phẩm sau khi li tâm có độ ẩm 0,5% và nhiệt độ 60oC. Đem sấy ở

nhiệt độ 70oC để thu đường có độ ẩm 0,1% [6, tr 287].

Lượng nước bốc hơi: W = = = 78,04 kg/h.

Với G1 = 19491,67 – khối lượng đường A đem sấy

Trạng thái không khí trước khi vào calorife

Trạng thái không khí sau khi ra khỏi máy sấy

Không khí khô cần : L = = (kg/h).

* Cân bằng nhiệt quá trình sấy

Nhiệt vào: - Do không khí mang vào : L.I0 (Kcal/h)

- Do đường mang vào: G1.C1.t1 (Kcal/h)

- Nhiệt đun nóng ở caloriphe Qc (Kcal/h)

Nhiệt ra: - Do không khí mang ra: L.I2 (Kcal/h)

- Do đường mang ra : G2.C2.t2 (Kcal/h)

- Do tổn thất : 0,1Qc (Kcal/h)

Với: G2 khối lượng đường A sau khi sấy: G2 = G1 – W1 = 19413,63

Từ phương trình cân bằng nhiệt, có:

D6 = = = 1271,07 (kg/h)

5.5.7. Tổng lượng hơi dùng cho các yêu cầu khác

D = D1 + D2 + D3 + D4 + D5 + D6 = 5784,46 (kg/h).

Bảng 5.15: Tổng hợp lượng hơi dùng trong nhà máy



TT Mục đích sử dụng Khối lượng (kg/h) % so với mía

1 Hơi đốt dùng cho nấu đường 14713,57 9,75

2 Hơi đốt dùng cho bốc hơi 41500 39,9

3 Hơi đốt dùng cho yêu cầu khác 5784,46 5,537

4 Tổng 62101,7 55,2

Lượng hơi tổn thất không xác định lấy 5% so với lượng hơi tính toán.

Lượng hơi thực tế nhà máy sử dụng: (kg/h).

Tỉ lệ hơi sử dụng so với mía

Chương 6

TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ

6.1. Hệ thống ép

Năng suất nhà máy 2350 tấn mía/ngày = 97,917 (tấn/h).

Chọn hệ máy ép gồm 5 bộ trục, mỗi bộ trục gồm 3 trục ép: trục đỉnh, trục

trước, trục sau, kích thước các trục D xL =1090x2100 (mm), [theo số liệu được

cung cáp bởi nhà máy cơ khí thiết bị đường].

6.1.1. Tốc độ trục ép

Tốc độ trục ép được suy ra từ công thức :

(tấn/h) [ 6, tr 63].

Trong đó:

C : Năng suất ép của nhà máy : 97,917(tấn/h)

: % xơ trong mía : 11,8 % [

C' : Hệ số xử lí sơ bộ của máy băm, C' = 1,2

D : Đường kính của trục ép , D = 1,09 (m)

L : Chiều dài của trục ép, L = 2,1 (m)

N :Số trục ép, N = 15

: tốc độ quay của trục ép (v/ph)

k : Hệ số được xác định bởi công thức : k = 60.π.λ.d.F [6, tr 63]. SVTH: Văn Vi t M i ế ườ Thiết kế nhà máy đường thô hiện đại


Với F : % xơ trong bã, F = 48,87 % [ CBVC bảng 5.1, tr 27 ].

: Hệ số, chọn = 0,025

d : Trọng lượng riêng của bã, d = 0,23 (tấn/m3 ) (thực tế sản xuất)

k = 60 x 3,14 x 0,025 x 0,23 x 48,87% = 0,53

Để máy ép làm việc ổn định, năng suất máy ép lớn hơn tính toán 1, 2 lần.

Vậy: ω = = 2,259 (v/ph).

Tốc độ máy ép thõa mãn điều kiện :

[5, tr 61].

Trong thực tế sản xuất có thể sử dụng tốc độ trục ép tăng dần hoặc giảm dần.

Để chế tạo máy ép đơn giản, ta chọn tốc độ các máy ép giống nhau

(v/ph).

6.1.2. Kiểm tra lại hệ máy ép:

Theo thực tế và kết quả thực nghiệm, nếu hệ máy ép có trục cưỡng bức thì với

năng suất 1 tấn mía/giờ, diện tích trục ép cần: 0,6÷ 0,9(m2), chọn 0,9 m2 . Như vậy,

với năng suất là 2350 tấn/ngày thì diện tích trục ép là :

S = (m2)

Số trục ép là : n = 12,26

Vậy chọn hệ thống ép 15 trục như trên là hợp lý.

6.2. Băng tải mía

Hình 6.1: Hệ thống băng tải mía

Tấm băng được ghép từ các tấm thép nhỏ, có 2 sợi xích chạy dọc theo chiều

dài tấm băng. Chiều rộng băng tải bằng chiều dài trục ép 2100 mm. Băng tải chuyển

động nhờ động cơ thông qua bánh răng khớp với xích. Hệ thống băng tải gồm 2

băng tải chính: SVTH: Văn Vi t M i ế ườ Thiết kế nhà máy đường thô hiện đại

Dao băm 1 Dao băm 2

Máy đánh tơi


+ Băng tải nằm ngang, vận chuyển mía từ bàn lùa đến sau dao băm 2. Đoạn

này nằm ngang, được đặt dưới lòng đất, cách mặt đất 0,6 m có chiều dài được tính

theo công thức sau: L1 = 5 x C1/3 = 5 x 87,51/3 = 22,19 m.

+ Băng tải nghiêng, vận chuyển mía từ sau dao băm 2 đến máy đánh tơi. Mía

sau khi qua dao băm 2 được đổ xuống băng tải nghiêng 20o để vận chuyển lên máy

đánh tơi. Đầu cao của băng tải này cách mặt đất h = 2m. Như vậy chiều dài băng tải

nghiêng: (m). Chọn L2 = 6 (m).

Tổng chiều dài băng tải = L1 + L2= 22,19 + 6 = 28,19 (m).

Tốc độ băng tải: v = 1/2vtrục ép = [6, tr38]

= x 3,14 x 1,09 x 3,2 = 5,48 (m/ph).

6.3. Máy băm mía

Dùng 2 dao băm đặt ở băng tải ngang

6.3.1. Máy băm 1:

Số lưỡi dao: n1 = [5, tr 40].

Trong đó: L : Chiều rộng của băng tải mía, L = 2100 (mm)

d1: Khoảng cách các lưỡi dao, chọn d = 45 (mm), [5, tr 40].

Vậy

Mỗi đĩa dao gồm 2 lưỡi dao gắn đối xứng, vậy phải dùng 23 đĩa dao

Quay cùng chiều với băng tải.

Tốc độ quay 400 - 600(v/ph), chọn 500(v/ph), [5, trang 40].

Công suất động cơ truyền động:

Trong đó: 9,832 : Công suất điện cho 1 tấn xơ/h

: Lượng xơ mía băm trong 1 giờ, = 277,3 (tấn/ngày)

=11,554 (tấn/h) [Cân bằng vật chất, tr 25].

N1 = 9,832 x β = 9,832 x 11,554 = 113,60 (kw).

6.3.2. Máy băm 2

Số lưỡi dao : n2 =

Chọn d2 = 20 (mm), L = 2100(mm).



Vậy .

Số đĩa dao là: 52 (đĩa).

- Tốc độ quay :500 (v/ph)

- Động cơ truyền động : N2 = 14,72 x β

Trong đó: 14,72 : Công suất điện cho 1 tấn xơ/h, [5, trang 42].

: Lượng xơ mía băm trong 1 giờ, = 11,554 (tấn/h) [Cân bằng

vật chất].

N2 = 14,72 x β = 14,72 x 11,554 = 170,07

6.4. Máy đánh tơi

Chọn máy đánh tơi kiểu búa.

Đường kính Rôto : D = , [2, tr 230].

Q : Năng suất của hệ máy ép, Q = 97,917 (tấn/h).

i : Mức độ tơi từ 10 15, chọn i = 12 [4, tr 230]

K : Hệ số thực nghiệm từ 4 6,2 . Chọn K = 5

n: Vận tốc quay của Rôto từ 500-800 (v/ph) . Chọn n = 800 (v/ph)

L : Chiều dài Rôto, L=2100 (mm)

Vậy D =

Công suất tiêu hao của máy :

N = (0,1+0,15) .i.Q, [2, tr 230].

N = 0,25 x12 x 97,917 = 293,75 (kW)

6.5. Cân định lượng

Khối lượng nước mía hỗn hợp qua cân :

G = 2370,05 (tấn/ngày) = 98,75 (tấn/h)

Thể tích nước mía hỗn hợp qua cân :

V = 2251,18 (m3/ngày) =93,80 (m3/h)

Chọn cân tự động loại 3 tấn nước mía /mẻ cân

Số mẻ cân trong 1 giờ : = , Lấy 33 mẻ

Thể tích một mẻ qua cân : V' =V/số mẽ = m3

Thể tích thùng cân : Vt = V'/φ. Với φ là hệ số chứa đầy, chọn φ =0,85.

Vt = 2,83/0,85 = 3,3m3. SVTH: Văn Vi t M i ế ườ Thiết kế nhà máy đường thô hiện đại


Chọn cân có dạng hình trụ, đáy hình nón cụt với các kích thước như hình sau

V2 là thể tích hình nón cụt

Chọn: đường kính hình trụ: 1,5 m

đường kính hình chóp: 0,4 m

chiều cao h2

= 1m

Thể tích phần hình trụ: V1 = Vt – V2 = 3,3 – 0,8 = 2,5 m3

Chiều cao phần trụ h1:

V1 = . h1 .D2/4 → h1 = 4.V1/ .D2 = 1,4(m).

Chiều cao tổng của thiết bị H = 1,4+ 0,3+1 = 2,7 (m).

Vậy kích thước thùng cân là : D x H=1500 x 2700 (mm).

6.6. Thiết bị gia vôi

Chọn thiết bị gia vôi loại hình trụ, làm việc liên tục có cánh khuấy.

Thể tích nước mía hỗn hợp sau gia vôi sơ bộ:

V = 2375,11 /1,05549=2250,25(m3/ngày) =93,76(m3/h)

Thể tích nước mía hỗn hợp sau gia vôi trung hòa

V1=2252,17 (m3/ngày) = 93,84 (m3/h)

Tính cho thiết bị có yêu cầu thể tích lớn nhất V =93,84 (m3/h)

Thể tích thùng:

Trong đó: V: thể tích nước mía , (m3/h)

: Thời gian nước mía lưu trong thùng, = 10 phút.

φ :Hệ số chứa đầy, φ = 0,85


1,5


: Số lượng thùng, = 1

Thay số: Vt = 18,51 (m3).

Đường kính thùng chọn D = 2,5(m).

Chiều cao thùng: H = = (m).

Vậy DxH=2500x3750(mm)

Chọn 2 thiết bị như nhau dùng cho gia vôi lần 1 và gia vôi lần 2.

Hình 6.3: Thiết bị gia vôi

6.7. Thiết bị gia nhiệt

Chọn thiết bị gia nhiệt kiểu ống chùm



Hình 6.4: Thiết bị gia nhiệt

Bề mặt truyền nhiệt được tính theo công thức:

(m2). [3, trang 300]

Trong đó:Q : Nhiệt lượng dùng để gia nhiệt.(kcal/h)

Δttb : Hiệu số nhiệt độ trung bình, 0C

[3, tr 300].

Với : Δtđ = T - tđ T: Nhiệt độ hơi đốt, 0C

Δ tc = T - tc tđ: Nhiệt độ nước mía trước khi gia nhiệt, 0C

tc: Nhiệt độ nước mía sau khi gia nhiệt, 0C

K :Hệ số truyền nhiệt, (Kcal/h.m2.0C)

V: vận tốc nước mía trong ống, chọn V=1,5m/s

Bảng 6.1: Bề mặt truyền nhiệt của thiết bị gia nhiệt

Q

Kcal/h

ToC

tđ

oC

tc

oC oC

Kcal

h.m2.0C

F

m2

Gia nhiệt 1 4990719,49 94,9 25 75 39,84 588,84 212,72



Gia nhiệt 23007502,1

110,1 72 105 16,43 683,15 294,78

Gia nhiệt 31023991,4 121,1 100 115 12,40 751,41 168,51

Tính cho thiết bị có diện tích truyền nhiệt lớn nhất F = 294,78 (m2).

Xếp ống truyền nhiệt theo kiểu hình lục giác đều. Kích thước thiết bị được tính

như sau:

Đường kính thiết bị tính theo công thức: [8, tr 294].

nc: số ống tiêu chuẩn

t: bước ống, t=(1,3-1,6)dn, chọn t =1,5 dn

K: hệ số xếp ống, chọn K = 0,8 [8, tr 295]

Đường kính ống dn= 45 mm

Chọn chiều dài ống truyền nhiệt l = 4 m.

Số ống truyền nhiệt: n =

Số ống qui chuẩn n

c

=547(ống) [4, tr 48]

Bước ống t =1,5.0,045=0,07 (m)

Dtr = 1,05 = 1,85(m).

Bề dày thiết bị chọn 10 (mm)

Đường kính ngoài thiết bị Dn = Dtr+0,02 =1,85+0,02 =1,87(m)

Chọn khoảng cách từ bề mặt vĩ ống đến bề mặt thiết bị : 0,25(m)

Chiều cao thiết bị H = 4+0,25.2 = 4,5(m).

Sử dụng 4 thiết bị có giống nhau, trong đó dự phòng thêm 1 thiết bị

6.8. Thiết bị lắng

Năng suất công đoạn lắng: V=75,34(m3/h).

Chọn thiết bị lắng Door, gồm 5 ngăn, 4 ngăn chính và 1 ngăn phân phối, bên

trong có cánh khuấy gạt bùn.

Cấu trúc và kích thước cơ bản của thiết bị như sau:



Hình 6.5. Thiết bị lắng liên tục

+ Bề mặt lắng thiết bị tính theo công thức: , (m2) [10, tr 173]

Trong đó: V: dịch vào lắng, V= 2251,18 (m3/ngày) = 93,8 (m3/h).

: Tốc độ lắng, m = 0,5÷0,6(m/h). Chọn m = 0,6 (m/h)

Vậy:

+ Diện tích lắng của mỗi ngăn:

+ Đường kính thiết bị:

Ta có: f=

với D - đường kính thiết bị

D = = = 6,31 (m).[1, tr 294]

+ Thể tích thiết bị lắng: (m3)

Trong đó: V : thể tích nước mía đi lắng, V = 93,8 (m3/h)

: Thời gian nước mía lưu trong thiết bị, = 2 (h).

φ : Hệ số chứa đầy của thiết bị, φ = 0,85

n: Số thiết bị, chọn n = 1.


H1

H2


Vt =

+Tính các kích thước chủ yếu của thùng lắng :

Chọn góc nghiêng của đáy thiết bị α = 150

Đường kính đáy chóp cụt d = 1600 (mm)

Chiều cao của chóp nón cụt:

m

+Thể tích phần nón cụt :

+Thể tích phần hình trụ :V1 = Vt -V2 = 220,71– 32,35 = 188,36 (m3)

Suy ra chiều cao phần hình trụ là:

Vậy chiều cao toàn bộ thiết bị là :H = h1 + h2 = 6,03 + 2,36 = 8,39 (m)

Kết quả tính và chọn thiết bị lắng như sau:

Đường kính D = 5,63 (m).

Đường kính ống trung tâm = 0,1D = 0,1 x 6,31= 0,631 (m).

Chiều cao H=8,39 (m).

Độ nghiêng đáy 15o.

Chọn vận tốc cánh khuấy 6 (v/ph) [6, tr 170].

6.9. Thiết bị lọc chân không thùng quay

+ Khối lượng nước bùn đem lọc: G = 477,05(tấn/ngày) = 19,88 (tấn/h), [Cân

bằng vật chất, tr 29]..

+Thể tích nước bùn đem lọc: V = 433,68 (m3/ngày) =18,07 (m3/h). [Cân bằng

vật chất, tr 29].

+ Diện tích lọc: ,(m2)

Trong đó: V: Thể tích nước bùn

C: Tốc độ lọc, C = 30 [lít/m2.phút]= 30.10-3[m3/m2.phút].

φ: hệ số sử dụng diện tích lọc, φ = (0,25÷0,3).

Chọn φ = 0,3.

F = 33,46 (m2).

Dựa vào qui chuẩn F = 25; 30; 35; 40; 45; 50; 55 (m2). Chọn F1 = 35 (m2), [5,

tr57].



F = thiết bị. Chọn D = 3 m.

Chiều dài thùng quay: L = (m)

Chọn thiết bị lọc chân không với đặc tính kỹ thuật như sau:

+ Kích thước thùng lọc: D x L = 3 x 3,55 (m)

+ Số lượng thiết bị: 1 (cái).

6.10. Thiết bị lọc ống (Lọc kiểm tra)

+ Thể tích mật chè lọc ống: V = 435,24 (m3/ngày) = 18,14(m3/h), [CBVC, tr31]

+ Tốc độ lọc đối với mật chè: C = 10 (lit/m2.phút) =10-2 (m3/m2.phút)

+ Hệ số sử dụng diện tích lọc: φ = 0,3

+ Diện tích lọc cần: (m2).

Chọn máy lọc Stellar có đặc tính sau: [6, tr 186].

+ Chiều cao thiết bị: 2450 (mm).

+ Đường kính thiết bị: 1400 (mm)..

+ Số ống lọc: n = 20

+ Chiều dài ống lọc: l = 1800 (mm)

+ Đường kính ống lọc: d = 1300 (mm).

- Diện tích của mỗi máy: m2

- Số lượng máy lọc cần dùng: N = . Chọn 8 máy.

6.11. Thiết bị bốc hơi

Chọn thiết bị bốc hơi dạng ống chùm có ống tuần hoàn trung tâm

Kích thước cơ bản của thiết bị như sau:



Hình 6.6: Thiết bị cô đặc

Lượng nhiệt cung cấp cho các hiệu được tính theo công thức

Q =Wi.ri [6, tr 191]

Wi :Lượng hơi thứ bốc ra ở hiệu thứ i (Kg/h)

ri :Ẩn nhiệt hóa hơi ở hiệu thứ i (Kcal/kg)

Bề mặt truyền nhiệt các hiệu được tính theo công thức:

F = (m2) [2, tr 301]

Trong đó: Q : Nhiệt cung cấp cho buồng đốt (Kcal/h)

K : Hệ số truyền nhiệt, (kcal/h.m2.0C) [6, tr 203].

c : nồng độ dung dịch, Bx

t :nhiệt độ sôi dung dịch, oC

Bảng 6.2: Kết quả tính K

Hiệu ts (oC) Bx K

I 123,28 23,91 1915,50II 113,01 32,86 1277,61III 98,96 43,85 838,38IV 75,9 60 469,86

Bảng 6.3: Kết quả tính F



HiệuW

(Kg/h)

r

(Kcal/kg)Q (kcal/h)

t

(0C)F (m2)

I 39550,600 519,3 20538626,86 6,92 1483,22

II 16833,99 542,8 9137488,52 8,09 848,82

III 11581,44 553,82 6414030,34 11,14 668,14

IV 9509,32 556,8 5294790,92 19 593,14

Tính theo hiệu có bề mặt truyền nhiệt lớn nhất F = 1483,22 (m2).

Kích thước ống truyền nhiệt L x dt x dn =3000 x 48 x 52 (mm).

dt, dn :đường kính trong, ngoài của ống truyền nhiệt.

Số ống truyền nhiệt: n = 3280,3 ≈ 3281 ống.

Ống tuần hoàn trung tâm:

Diện tích chọn bằng 20% tổng diện tích các ống truyền nhiệt [2, trang 75].

S= .

Đường kính trong ống tuần hoàn trung tâm:

D = = 1,23

Đường kính ngoài của ống tuần hoàn trung tâm dth

= 1,23 + 0,02=1,25 (m)

Đường kính buồng đốt [6, tr 74].

Trong đó

,lấy



:hệ số sử dụng lưới đỡ ống = 0,7-0,9, = 0,9

Dbd

= = 4,92(m).

Đường kính buồng bốc: Db

=1,1Dbđ

= 5,41(m).

Chiều cao buồng bốc H = (1,5-2)L. Chọn H = 1,5L = 1,5 x 3 = 4,5 (m).

Đáy, có độ cao Hđ

= 0,8(m)

Bộ phận thoát hơi Dht

xHht

= 2x2,4(m)

hồi đường :Dthđ

xHthđ

= 1x2,36 (m)

Chiều cao thiết bị H =3+4,5+0,8+2,4 =10,7 (m).

Sử dụng 4 thiết bị

6.12. Thiết bị nấu đường

6.12.1. Hệ số truyền nhiệt

Theo kết quả thực nghiệm của các nhà máy:

Nồi nấu A: KA = 500 (Kcal/(m2.h.0C)

Nồi nấu B: KB = 200 (Kcal/(m2.h.0C)

Nồi nấu C: KC = 90 (Kcal/(m2.h.0C)

6.12.2. Lượng nhiệt cung cấp cho các nồi nấu:

Ta có Q = Dhđ.ihđ + Rht.iht (Kcal/h).

Trong đó : Dhđ: Lượng hơi đốt cung cấp cho quá trình nấu đường, (Kcal/h).

ihđ: Hàm nhiệt hơi đốt, (Kcal/kg)

Rht: Lượng hơi thứ cung cấp cho quá trình nấu đường, (Kcal/kg)



iht: Hàm nhiệt hơi thứ, (Kcal/kg).

Bảng 6.4: Kết quả tính nhiệt cung cấp cho các nồi nấu

Nồi nấu D(kg/h) ihđ(kcal/kg) R(kg/h) iht(kcal/kg) Q(kcal/h)

A 4470,39 651.6 6705,58 648,08 7258657,511

B 1370,90 651.6 2056,36 648,08 2225963,46

C 1235,98 651.6 1853,97 648,08 1483907,6

6.12.3. Tính bề mặt truyền nhiệt

(m2)

Trong đó: Q: Nhiệt cung cấp cho nồi nấu. (Kcal/h) .

K: Hệ số truyền nhiệt, (Kcal/(m2.h.0C)

Δt: Hiệu số nhiệt độ hơi đốt và nhiệt độ sôi dịch đường (0C).

Bảng 6.5: Kết quả tính bề mặt truyền nhiệt

Nối nấuthđ

(0C)

ts

(0C)

K

(kcal/h.m2.0C)

t

(0C)

F

(m2)A 123 70,7 500 52,30 277,5

7B 123 74,17 200 48,83 227,9

2C 123 75,17 90 47,83 344,7

1Chọn nồi nấu dạng gián đoạn có ống trung tâm, tuần hoàn tự nhiên. Hơi đốt đi

ngoài ống truyền nhiệt, còn nguyên liệu nấu tuần trong ống

6.12.4. Các thông số nồi nấu đường

1. Non A



Kích thước cơ bản của nồi nấu non A như sau:

Hình 6.7: Thiết bị nấu đường

Kích thước ống truyền nhiệt nồi nấu A: L.dtr.dn =1500 x 90 x 95 (mm)

dtr, dn :đường kính trong, ngoài của ống truyền nhiệt

Chọn F non A = 315 [9, tr 80].

Số ống truyền nhiệt: n =

Diện tích ống tuần hoàn trung tâm chọn bằng 20% tổng diện tích các ống

truyền nhiệt [2, tr 75]

Đường kính trong ống tuần hoàn trung tâm

Đường kính buồng đốt



Trong đó

,lấy

:hệ số sử dụng lưới đỡ ống = 0,7-0,9, = 0,9

Thay số vào, ta có Dbđ

= 6,97 (m)

Đường kính buồng bốc: Dbb = 1,1Dbđ = 7,67 (m)

Chiều cao buồng bốc: Hbb = (1,5÷ 2)L. Chọn Hb = 2L=3(m)

Chiều cao đáy nồi: hđáy= 0,8 (m) [2, trang 388]

Phần nghiêng giữa buồng đốt và buồng bốc: hng1= 0,4 (m).

Phần nghiêng giữa buồng bốc và bộ phận thoát hơi thứ hng2 = 0,7 (m)

Lỗ thoát đường non có đường kính a= 0,6 (m)

Bộ phận thoát hơi thứ DhtxLht = 2x2 (m)

Tổng chiều cao nồi: H = 0,8+1,5+0,4+3+0,7+2= 8,4 (m)

* Thể tích thiết bị chứa được: Vt = Vbb + Vbđ + Vđáy

Trong đó:Vbb: thể tích buồng bốc, (m3): (m3)

Vbđ: Thể tích buồng đốt chứa đường non, (m3)

, (m3)

Vđáy: Thể tích phần đáy chứa đường non, (m3)

, (m3)

Với: Dbb = 7,67 (m), Hbb = 3 (m)

Dbđ = 6,97 (m), L = 1,5 (m)

a = 0,6 (m), dtr = 0,09 (m)

hđáy = 0,8(m)

Thay số được: Vbb = 138,5 (m3), Vbđ = 8,52 (m3), Vđáy = 11,12 (m3)

Thể tích của nồi nấu đường non A là:



Vt = Vbb + Vbđ + Vđáy = 158,14 (m3)

Hệ số chứa khi nấu đường non là: φ = 0,8

Như vậy thể tích đường non cho phép nấu là: V = 126,51 (m3)

2. Nồi nấu non B,C, giống cũng giống như nồi nấu A

6.12.5. Tính số nồi nấu đường:

Gọi V0 : Thể tích đường non nấu, (m3/ngày).

:Thời gian nấu 1 nồi, (h)

V : Dung tích của nồi nấu được, (m3)

Tính số nồi nấu theo công thức sau:

Bảng 6.6: Kết quả tính của thiết bị nấu

Nồi nấu G

(tấn/ngày)

(tấn/m3)

V0

(m3)

V

(m3)

(h)

n

(nồi)

Chọn

Non A 492,789 1,496 329,328 126,51 3 0,325 1

Non B 129,34 1,518 85,1958 126,51 5 0,1404 1

Non C 145,03 1,554 93,337 126,51 8 0,246 1

Giống 48,70 1,469 33,1616 126,51 5 0,055 1

[1, trang 163]

Vì lượng giống B,C ít nên có thể nấu chung với nồi nấu non B

Như vậy chọn 3 nồi nấu giống nhau

6.13. Thiết bị trợ tinh

Quá trình kết tinh được thực hiện trong các thiết bị thùng hở, nằm ngang.

Đối với đường non A, B và giống, làm nguội tự nhiên, có cánh khuấy.

Đối với đường non C, sử dụng thiết bị kết tinh loại đĩa khuyết: làm lạnh cưỡng

bức bằng bề mặt truyền nhiệt kiểu các đĩa khuyết qua



Hình 6.8: Thiết bị trợ tinh

Dung tích thiết bị: V1 = (1,1÷1,15)V (m3). Chọn V1 = 1,15V

V: Dung tích có ích của nồi nấu, (m3).

Số thiết bị trợ tinh được tính:

Trong đó :V0 : Thể tích đường non nấu được, (m3)

: Thời gian trợ tinh, (h)

n: Số nồi nấu đường

V: Dung tích có ích của nồi nấu (m3/mẽ)

Bảng 6.7: Kết quả tính toán thiết bị trợ tinh

Thiết bịVo

(m3/ngày) (h)V (m3)

V1

(m3)

n

(cái)m

Chọn

m

(cái)Trợ tinh

A330,56 2 126,51 145,48 1 0,22 1

Trợ tinh

B78,94 5 126,51 145,48 1 0,13 1

Trợ tinh

C

90,16 18 126,51 145,48 1 0,53 1

Chọn thiết bị hình chữ nhật, đáy bán trụ, bên trong có cánh khuấy.

Vbt : Thể tích phần bán trụ (m3)

D: Đường kính bán trụ, chọn D = 3 (m)

L : Chiều dài thiết bị, chọn L = 7 (m)

(m3).

Chiều cao phần bán trụ H – h = Vbt/D.L = 24,73/3x7 = 1,18 (m).

Vcn: Thể tích phần chữ nhật

Vcn = D.L.h = V1 –Vbt = 55,96 – 24,73= 31,23 (m3).



h =

Suy ra H = h + 1,18 = 2,48 (m).

Vậy kích thước thiết bị trợ tinh nằm ngang cho non A,B,C:

L x D x H = 7000 x 3000 x 2480 (mm)

Chọn 4 thiết bị trong đó có 1 thiết bị dự phòng

6.14. Thiết bị ly tâm

* Li tâm A, B

Sử dụng thiết bị li tâm gián đoạn bán tự động

Với các số liệu kĩ thuật sau:

- D x H = 1350 x 650(mm)

- Tốc độ quay : 600 – 1200 vòng/phút

- Công suất động cơ: 55 (kw)

- Năng suất đối với đường non A,B: 14 tấn/h; non C:8 tấn/h

*Số máy li tâm

(cái)

Trong đó: G: Khối lượng đường non (tấn/ngày)

T: chu kỳ ly tâm, T=3 [nấu mật,286]

q: năng suất của máy ly tâm (kg/mẻ)

n: hệ số sử dụng thời gian, chọn n= 0,9

E: hệ số sử dụng năng suất của máy, chọn E= 0,8

Hạng mục G(tấn/ ngày) q(kg/ mẻ) T(phút) m Chọn

Li tâm A 491,46 500 3 2,84 3

Li tâm B 130,43 500 7 1,76 2

*Li tâm C:



Chọn thiết bị li tâm là việc liên tục như nhà máy đường Quãng Ngãi có đặc tính

kỹ thuật như sau:

- Kích thước thùng quay: D = 1300

- Số vòng quay: 400-2500 (vòng/phút)

- Công suất động cơ điện: 55 (kw)

- Năng suất 3,5 tấn/h

- Gc=146,27 tấn/ngày

- Kích thước chung của máy: D x H = 1300 x 1000

- Số máy li tâm C:

Mc= chọn 2 máy

6.15. Máy sấy đường

Chọn hệ thống máy sấy thùng quay. Thùng sấy đặt nằm nghiêng so với mặt

phẳng ngang góc 30. Tác nhân sấy là không khí nóng do Caloriphe cấp nhiệt. Thiết

bị làm việc ngược chiều: đường và tác nhân sấy di chuyển ngược chiều nhau. Để

tăng cường quá trình xáo trộn và quá trình trao đổi nhiệt ẩm, ta bố trí trong thùng

sấy các cánh khuấy đơn.

s

Cánh khuấy đơn bên trong thùng sấy

Khối lượng nước bốc hơi W = 39,62 (kg/h). [cân bằng nhiệt]

* Thể tích thùng: = Vt = 4,95 (m3)

Trong đó: W: Lượng ẩm bay hơi

A: Cường độ ẩm bay hơi, A = 8 (kg/m3.h) [9, tr 207]

* Chiều dài thùng quay: (m) .

Theo kinh nghiệm thì quan hệ giữa chiều dài và đường kính của thùng L t/Dt

bằng 3,5-7 [5, tr 207].



Chọn đường kính của thùng Dt = 1,2 nên Lt =

Ta có : (thoả mãn điều kiện ).

* Số vòng quay của thùng: (vòng/phút) [2, tr122]

Trong đó: L: Chiều dài của cánh đảo trộn trong thùng, L = 4,38 (m).

k, m: Hệ số phụ thuộc vào cấu tạo cánh và chiều chuyển động của

khí. Chọn k = 0,5; m = 0,5 [2, tr 122].

α: Góc nghiêng của thùng quay, α =30 [2, tr122]

: Thời gian đường lưu trong thùng quay, (phút)

(phút) [2, tr 123]

Với: ρ: Khối lượng riêng tại Bx = 99 %, ρ = 1547,19 (kg/m3) [ 1, tr 63]

W1,W2: Độ ẩm đầu và độ ẩm cuối của vật liệu %

W1 = 0,5%; W2 = 0,1% [cân bằng vật chất]

β: Hệ số chứa đầy, β = 15% [5, tr 122]

A: Cường độ bay hơi ẩm, A = 8 (Kg/m3.h).

Vậy (phút)

=> n = (vòng/phút).

Vậy ta có D x H = 1,2 x 4,38 (m).

Bảng 6.8: Kết quả tính và chọn thiết bị chính

TT Thiết bị Kích thước (mm) SL1 Trục ép (3 máy) D = 1090, L=2100 152 Cân định lượng D = 1500, H= 2700 13 Thiết bị gia vôi sơ bộ D = 2500, H= 3730 14 Thiết bị gia vôi trung hòa D = 2500, H= 3750 15 Thiết bị lắng D = 6310, H=8390 16 Thiết bị lọc chân không thùng quay D = 3000, L= 3550 17 Thiết bị lọc ống D = 1400, H=2450 88 Máy li tâm A,B,C D = 1350, H = 650 3-2-2



9 Thiết bị gia nhiệt D = 1680, H = 4500 5

10 Thiết bị bốc hơi D = 5410, H = 10700 4

11 Thiết bị nấu đường D = 7670, H = 8400 3

12 Thiết bị trợ tinh D = 3000, H = 2480 4

13 Máy sấy đường D=1200, H = 4380 1

Chương 7

TÍNH XÂY DỰNG

7.1. Tính nhân lực lao động

7.1.1. Chế độ làm việc của nhà máy

Do điều kiện khí hậu ở nước ta chỉ thuận lợi cho việc trồng mía và thu hoạch

theo mùa. Do đó, các nhà máy đường đều sản xuất theo mùa vụ, mỗi vụ khoảng 6

đến 7 tháng, từ tháng 11 năm này đến tháng 5,6 năm sau.

Trong thời gian hoạt động của nhà máy, công nhân làm việc với chế độ

3ca/ngày, sau mỗi vụ sản xuất, nhà máy có kế hoạch tu bổ, sữa chữa lớn.

7.1.2. Thời gian hoạt động sản xuất của nhà máy

Nhà máy nghỉ 5 tháng trong đó có 1 tháng sửa chữa, vậy thời gian mở cửa của

nhà máy là 8 tháng: 365 – 120 = 245 (ngày mở cửa).

Thời gian sữa chữa + thời gian ngừng do sự cố + ngừng do kỹ thuật là 45 ngày.

- Thời gian nhà máy sản xuất ra sản phẩm: 245 – 45 = 200 (ngày/vụ).

Số ngày làm việc theo lịch: 245(ngày).

Số ngày làm việc thực sự: 245–(ngày lễ+chủ nhật)= 245-(8 + 32) = 205 (ngày).

Hệ số điều tiết nhân lực (K) được tính như sau:

K = số ngày làm việc theo lịch/số ngày làm việc thực sự = 245/205 = 1,195

7.1.3. Số công nhân trực tiếp sản xuất trong phân xưởng

7.1.3.1. Số công nhân làm việc theo ca trong ngày

Bảng7.1: Số công nhân làm việc trong một ca và một ngày

TT Nhiệm vụ

Mỗi ca

(người)

Số ca Mỗi ngày

(người)



1 Cân mía và xác định chữ đường 2 3 6

2 Cẩu mía 2 3 6

3 Phục vụ sân mía, khu vực ép 4 3 12

4 Khu vực ép 5 3 15

5 Trung hòa, bốc hơi, gia nhiệt 5 3 15

6 Lọc chân không 2 3 6

7 Lắng trong 1 3 3

8 Lọc ống 2 3 6

9 Nấu đường và trợ tinh 6 3 18

10 Li tâm A, B, C 4 3 12

11 Bơm mật, hồ B, hồi dung C 1 3 3

12 Sấy đường, làm nguội 1 3 3

13 Đóng bao, bảo quản 8 3 24

14 Hóa nghiệm 4 3 12

15 Trạm bơm 2 3 6

16 Xưởng điện 2 3 6

17 Lò hơi 4 3 12

Tổng 55 165

7.1.3.2. Công nhân hợp đồng

Do sản xuất theo mùa vụ, 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,

cho nên ngoài công nhân sản xuất của nhà máy còn tuyển thêm một số công nhân

hợp đồng, chỉ trả lương khi nhà máy có hoạt động sản xuất.

- Số lượng công nhân hợp đồng bằng 20% so với công nhân trực tiếp sản xuất:

CHĐ =165 x 20% = 33 (người).

- Công nhân chính thức sản xuất của nhà máy: CCT = 165 - 33 = 132 (người).

- Số công nhân biên chế : CBC = K .CCT = 1,195 x 132 = 158 (người).

- Số công nhân trực tiếp sản xuất: C = CBC + CHĐ = 158 + 33 = 191 (người).

- Công nhân cơ điện bằng 10% tổng số công nhân: CCĐ = 0,1.191 = 20( người).

- Số công nhân lái xe : 20 (người). Để tiết kiệm chi phí nhà máy tự trang bị 20

chiếc xe, còn lại sẽ thuê khi đến vụ sản xuất.



Vậy tổng số công nhân ở khâu sản xuất là:

CT1 = C + CLX + CCĐ = 191 + 20 + 20 = 231 (người).

7.1.3.3. Các lao động khác

Bảng 7.2: Các lao động khác

TT Nhiệm vụ Mỗi ca (người) Số ca Mỗi ngày (người)

1 Công tác thu mua 4 3 12

2 Quản lí kho 2 2 6

3 Bảo vệ nhà máy 4 3 12

Tổng cộng (CT2) 10 30

7.1.3.4. Cán bộ gián tiếp quản lí: làm 1 ca.

Lấy bằng 10 % tổng số công nhân

CCB = 10 %(CT1 + CT2) = 10 % (231 + 30 ) = 27 (người).

Tổng số cán bộ công nhân viên của nhà máy:

CT = CT1 + CT2 + CCB = 231+ 27 + 30 = 288(người).

Số công nhân ca đông nhất = số công nhân sản xuất 1 ca + công nhân cơ điện/3

+lái xe/3 +nhân viên hành chính = 55 + 20/3 + 20/3 + 27 = 96 (người).

7.2. Đặc điểm khu đất

Yêu cầu: Ngoài những yêu cầu về nhiên, nguyên, vật liệu, đường giao thông,

nguồn lao động ..Việc lựa chọn địa điểm đặt nhà máy phải tuân theo yêu cầu sau

7.2.1. Địa hình

Mặt bằng phải bằng phẳng, độ dốc không quá 1%, khu đất không trũng để

tránh sự ứ đọng và gây ngập nước trong mùa mưa, lũ. Có kích thước và hình dáng

thích hợp xây dựng nhà máy và việc mở rộng trong tương lai.

7.2.2. Địa chất

Khu đất cần phải tốt, không cần đến biện pháp gia cố đất. Yêu cầu đất có độ

chịu lực nền 2,5 KG/cm2 trở lên, nên xây dựng nhà máy ở vùng đất đồi có mực

nước ngầm thấp, tránh khu vực có khoáng sản ở phía dưới.

7.2.3. Vệ sinh công nghiệp

Khu xây dựng nhà máy phải ở cuối hướng gió chủ đạo để không ảnh hưởng

đến khu dân cư, khoảng cách từ nhà máy đến khu dân cư thích hợp để sự hoạt động

của nhà máy ít ảnh hưởng đến sinh hoạt của người dân.

Cần trồng cây xanh để tạo bóng mát, giảm bụi, điều hoà không khí, đảm bảo

sức khỏe của cán bộ công nhân viên lao động trong nhà máy.



Các yêu cầu này hoàn toàn được đáp ứng do nhà máy được xây dựng trong khu

công nghiệp tại một huyện trung du.

7.3. Các công trình xây dựng của nhà máy

7.3.1. Phân xưởng chính

Trong sản xuất đường, dây chuyền công nghệ có nhiều thiết bị tải trọng lớn,

phức tạp. Để thuận tiện cho việc xây dựng và quản lí điều hành, có thể phân thành

các công đoạn .

+ Xử lí và ép mía.

+ Làm sạch .

+ Nấu và đóng gói thành phẩm.

Thiết kế cách bố trí những công đoạn hỗ trợ như: điện, hơi nước, kho thành

phẩm,....ở ngoài nhà sản xuất chính.

Nhà sản xuất chính cao 2 tầng, có kết cấu bằng thép, tường gạch dày 25 cm

Kết cấu mái: kết cấu thép, cửa thông gió tự nhiên. Mái lợp bằng tôn cách nhiệt

Nền nhà : có tác dụng đỡ các thiết bị, chịu tác dụng lực cơ học, chịu sự ăn mòn

hoá học, dể dàng vệ sinh công nghiệp.

Cấu trúc nền gồm các lớp sau:

- Lớp vữa xi măng - Lớp bê tông

- Đất nén chặt. - Đất tự nhiên.

Kích thước xưởng sản xuất chính 66 x 30 x 18 (m)

7.3.2. Phần xây dựng ngoài phân xưởng

7.3.2.1. Khu lò hơi

Khu lò hơi nằm phía sau khu sản xuất chính (sau khu ép), có kích thước :

L x W x H = 30 x 18 x 18 (m)

7.3.2.2. Nhà làm mềm nước: L x W x H = 15 x 10 x 4 (m)

7.3.2.3. Xưởng điện: L x W x H = 15 x 10 x 10 (m)

7.3.2.4. Trạm biến áp: L x W x H = 6 x 6 x 4 (m)

7.3.2.5. Xưởng cơ khí : L x W x H = 26 x 18 x 18 (m)

7.3.2.6. Kho chứa đường thành phẩm

Lượng đường sản xuất được trong ngày ( cát A) G1 = 243,62 ( tấn/ngày).

Độ ẩm đường trước và sau khi sấy W1 = 0,5%,W2 = 0,1%.

Vậy ta có lượng đường cát sản xuất được trong ngày (sau khi sấy) G2 là:

G2 = G1 x (tấn/ngày).



Kho có khả năng chứa sản phẩm trong 7 ngày.

Giả thiết 1m3 kho chứa được 10 bao 50 kg. Thể tích sử dụng của kho với hệ số

= 0,8 , suy ra : .

Kho có khả năng chất cao 4 (m), do đó diện tích kho cần xây dựng :

Skho = (m2).

Chọn chiều dài L = 40(m), chiều rộng: W = .

Chọn kích thước kho : L x W x H = 40 x 28 x 12 (m)

7.3.2.7. Nhà kiểm tra chữ đường: L x W x H = 6 x 4 x 4 (m)

7.3.2.8. Nhà cân mía

Lắp kính 4 mặt để quan sát, với 2 bàn cân, kích thước: L x W = 10 x 6 x 6 (m).

7.3.2.9. Bãi mía

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: S = =1175 (m2).

Chọn kích thước bãi mía: L x W = 40 x 29 (m)

7.3.2.10. Khu xử lý mía: L x W x H =16 x 6 x 6 (m)

7.3.2.11. Kho chứa vôi:

Số lượng vôi dùng trong ngày: 1,88 tấn/ngày.[Cân bằng vật chất]

Dự trữ trong cho 30 ngày, nên số lượng vôi chứa trong kho: 56,4 tấn

Giả thiết 1 (m3 ) chứa được 8 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 4 (m). Vậy diện tích kho: S = (m2)

Chọn chiều dài kho L = 11(m). Chiều rộng W = 4 (m).

Chọn kích thước kho : L x W x H =11 x 4 x 6 (m).

7.3.2.12. Nhà xử lí vôi: L x W x H = 10 x 6 x 5 (m)

7.3.2.13. Bể lắng

Lượng nước cần lắng hàng ngày bằng lượng nước nhà máy cần cung cấp:

744% so với mía [5, tr 296]

Lượng nước cần lắng hàng ngày: 744%.2350 = 17484 (tấn/ngày).



Lấy thời gian lưu trong bể là 4 h, hệ số chứa đầy là = 0,8. chọn chiều cao của

bể là 8 (m) . Với =1000 (kg/m3).

Suy ra diện tích bể lắng là: S = (m2)

Chiều dài bể L = 30 (m), chiều rộng W = 455,31/30 = 15,18 (m)

Chọn 2 bể lắng với kích thước mỗi bể là: L x W x H = 15 x 8 x 8 (m)

7.3.2.14. Bể lọc

Lượng nước lọc trong ngày = 177 % so với mía [5, tr 295]

Lượng nước lọc = 177 %.2350 = 4159,50 (tấn/ngày).

Chọn chiều cao bể : 4m. Hệ số chứa đầy = 0,5, chọn hai bể. Ta có diện tích

mỗi bể lọc: S = (m2).

Chọn kích thước bể: L x W x H = 11 x 4 x 4m.

7.3.2.15. Bể mật rỉ

Có khả năng chứa mật rỉ trong 20 ngày, chọn hệ số chứa đầy = 0,8.

Lượng mật rỉ trong ngày: 82,17 tấn/ngày. [Cân bằng vật chất]

Với Bx = 84 %, khối lượng riêng của mật rỉ: d = 1,441 tấn/m3 [1, tr 62]

Thể tích bể chứa: (m3).

Sử dụng 2 bể hình trụ như nhau, đường kính bể D = 10(m), chiều cao

H = =

Kích thước mỗi bể: D x H = 10 x 9 (m)

7.3.2.16. Nhà chứa dụng cụ cứu hỏa: L x W x H = 6 x 4 x 4 (m)

7.3.2.17. Đài nước: D x H = 5 x 6 (m)

7.3.2.18. Trạm bơm nước: L x W x H = 10 x 6 x 4 (m)

7.3.2.19. Kho vật tư: L x W x H = 12 x 10 x 6 (m)

7.3.2.20. Nhà hành chính

Được tính trên cơ sở số người làm việc hành chính nơi điều hành nhà máy :

- Ban giám đốc : 4 người x 24 (m2/ người ) = 96 (m2)

- 7 phòng làm việc : 27 người x 5 (m2/người ) =135 (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)

Vậy tổng cộng : 447 (m2)



Chọn thiết kế nhà 1 tầng, kích thước: L x W x H = 40 x 12 x 4 (m).

7.3.2.21. Hội trường

Tính cho toàn bộ công nhân viên nhà máy.

Ta có tổng số cán bộ công nhân viên của nhà máy là 329 người. Tiêu chuẩn

mỗi người là 3 m2 (tính cho cả lối đi và sân khấu của hội trường).

Shội trường = 288 x 3 = 864 (m2).

Thiết kế nhà 1 tầng: L x W x H = 50 x 20 x 6 (m)

7.3.2.22. Nhà bảo vệ: Kích thước phòng: L x W x H: 6 x 4 x 4 (m)

7.3.2.23. Nhà để ôtô

Tổng số xe là 20 chiếc và 2 xe con phục vụ bộ phận điều hành nhà máy. Theo

tiêu chuẩn xe ôtô vận tải cần 18 - 27 (m2/chiếc). Chọn 18 (m2) , hệ số chứa đầy 0,9.

Vậy Snhà để xe = (m2).

Chọn kích thước: L x W x H = 25 x 16 x 10 (m)

7.3.2.24. Nhà để xe CBCNV

Tính cho 2/3 số người làm việc ca đông nhất = 96 x 2/3 = 64 người. Diện tích

cho 2 xe máy là 1 (m2). Chọn hệ số chứa đầy là = 0,8.

Vậy diện tích nhà để xe: Sxemáy = (m2) .

Chọn kích thước: L x W x H = 10 x 4 x 3 (m)

7.3.2.25. Nhà ăn

Tính cho lượng công nhân trong ca đông nhất (110 người) tiêu chuẩn 2,25

(m2/người) .

Diện tích cần xây dựng : 96 x 2,25 = 216 (m2).

Chọn kích thước nhà ăn : L x W x H = 20 x 11 x 4 (m).

7.3.2.26. Nhà tắm

Tính cho 2/3 số công nhân đông nhất trong ca, với tiêu chuẩn 6 người/phòng.

Phòng có kích thước : 1,2 x 1,2 x 2 (m)

Số lượng nhà tắm là : (nhà), lấy 11 (nhà)

Diện tích nhà tắm là: 11.1,2 .1,2 = 15,84 (m2) .Chọn L x W x H = 4 x 4 x 3 (m).

7.3.2.27. Nhà vệ sinh

Lấy tiêu chuẩn 15 người/nhà, tính cho số công nhân đông nhất trong 1 ca

Số lượng nhà vệ sinh 96/15 = 6,4 lấy 7 (nhà).

Chọn kích thước mỗi nhà 1,4 x1,2 x 3 (m).



Diện tích 7 x 1,4 x 1,2 = 11,76 (m2).

Kích thước khu nhà vệ sinh L x W x H = 4 x 3 x 3

7.3.2.28. Bãi chứa xỉ: L x W = 10 x 8 (m).

7.3.2.29. Nhà chứa bã mía : L x W x H = 18 x 12 x 6 (m).

7.3.2.30. Khu xử lí nước thải

Trong nhà máy tổng lượng nước thải chiếm 75,5 % so với mía [5, tr 296]

= 75,5 %.2350 = 1774,25 ( tấn/ngày), khối lượng riêng 1 tấn /m3

Thời gian lưu của nước thải 12 (h). Chọn hệ số chứa đầy = 0,8

Vthải = 12 x 1774,25/0,8 x 24 = 1108,9 (m3 ), chọn 1110 (m3).

Chọn L = 25 (m), H = 4 (m), tính được W = 15 (m) diện tích S2 = 277,5 (m2)

L x W x H = 25 x 15 x 4 (m).

Bảng 7.3: Tổng kết công trình xây dựng cơ bản

TT Hạng mụcDiện tích

(m2)

Kích thước

(L.W.H), (m)Ghi chú

1 Nhà xưởng chính 2160 72 x 30 x 18

2 Khu lò hơi 540 30 x 18 x 18

3 Nhà làm mềm nước 150 15 x 10 x 4

4 Xưởng điện 150 15 x10 x 10

5 Trạm biến áp 36 6 x 6 x 4

6 Xưởng cơ khí 468 26 x 18 x 18

7 Kho chứa đường thành phẩm 1120 40 x 28 x 12

8 Nhà kiểm tra chữ đường 24 6 x 4 x 4

9 Nhà cân mía 120 10 x 6 x 6 2 nhà

10 Bãi mía 1160 40 x 29

11 Khu xử lí mía 90 15 x 6 x 6

12 Kho chứa vôi 44 11 x 4 x 6

13 Nhà xử lí vôi 60 10 x 6 x 5

14 Bể lắng 480 20 x 12 x 8 2 bể

15 Bể lọc 88 11 x 4 x 4 2 bể

16 Bể mật rỉ 158,39x 2 D =10, H =9 2 bể

17 Nhà chứa dụng cụ cứu hỏa 24 6 x 4 x 4

18 Đài nước 19,63 D = 5, H =6

19 Trạm bơm nước 60 10 x 6 x 4



20 Kho vật tư 120 12 x 10 x 6

21 Nhà hành chính 480 40 x 12 x 4 1 tầng

22 Hội trường 1000 50 x 20 x 6 1 tầng

23 Nhà bảo vệ 24 x 2 6 x 4 x 4

24 Nhà để xe ô tô 400 25 x 16 x 6

25 Nhà để xe gắn máy 40 10 x 4 x 3

26 Nhà ăn 220 20 x 11 x 4

27 Nhà tắm 16 4 x 4 x 3

28 Nhà vệ sinh 12 4 x 3 x 3

29 Bãi chứa xỉ 80 10 x 8

30 Nhà chứa bã mía 216 18 x 12 x 6

31 Khu xử lí nước thải 277,5 25 x 15 x 4

Tổng cộng 10020

7.4. Tính khu đất xây dựng nhà máy

7.4.1. Diện tích khu đất

[ 10, tr 44]

Trong đó : Fxd : Tổng diện tích các công trình (m2)

Kxd : Hệ số xây dựng ( %)

Nhà máy thực phẩm thì hệ số Kxd = 3550%. Chọn Kxd = 35 %. [10, tr 44]

(m2).

Diện tích mở rộng của khu đất: Fmr = 30% Fxd = 10020 x 30% = 3006 (m2).

Tổng diện tích khu đất = Fkd + Fmr = 31634,57 (m2).

Chọn khu đất có kích thước chữ nhật có diện tích 32000 (m2).

Với L x W = 250 x 128 (m)

7.4.2. Tính hệ số sử dụng của nhà máy

(%) [ 8, trang 44]

Fsd : diện tích sử dụng khu đất Fsd = Fxd + Fhl + Fcx + Fgt + FB

Fxd : 10020 (m2)

Fhl : Diện tích hành lang; Fhl = 0,05 Fkd = 0,05 x 32000 = 1600 (m2)

FCx : Diện tích trồng cây xanh : 0,05 Fkd = 1600 (m2)

Fgt = 0,23Fkd = 0,1 x 32000 = 3200 (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 = 0,2 Fkd = 0,2 x 32000 = 6400 (m2).

Fsd = 22820 (m2).

%7110032000

22820sdK

Chương 8

TÍNH HƠI - NƯỚC

8.1. Tính hơi

Theo tính toán ở phần cân bằng nhiệt, lượng hơi đốt dùng là: D = 41350,01

kg/h = 41,35 tấn/h

Bã mía dùng để đốt lò hơi và cung cấp hơi cho tua-bin, sau khi tuabin sử dụng

hơi cao áp, sẽ thải ra hơi thải có áp lực và nhiệt độ thấp, phối hợp với hơi đã giảm

áp của lò hơi, để cung cấp cho các bộ phận sử dụng nhiệt của nhà máy.

Lượng hơi tiêu hao cực đại của tuabin: 22 tấn/h

Pmax = 24 KG/cm2, Pmin = 18 KG/cm2

Để đảm bảo cung cấp hơi cho những lúc cao điểm lượng hơi cần thiết phải sản

sinh: DSS =1,2 .D = 1,2 . 41,35 = 49,62 tấn/h

Chọn lò hơi có đặc tính kỹ thuật như sau:

- Sản lượng hơi định mức: Dđm = 25 tấn/h

- Áp suất hơi ra khỏi lò : P = 24 KG/cm2 = 24 at

- Nhiệt độ hơi quá nhiệt : 390 5 0C

- Nhiệt độ nước cấp : 105 0C

- Số lượng lò hơi : 1 cái.

8.1.1. Cân bằng chất đốt cho lò hơi

Hiệu suất dự kiến của lò hơi ở điều kiện bình thường, khi nhiệt hàm bã 2340

(Kcal/kg) là 90 %.

- Lượng bã trong ngày : mb = 567,45 tấn/ngày = 23,64 tấn/h [CBVC]

- Độ ẩm bã : 50 % .

- Nhiệt lượng riêng của hơi ở P = 24 at và t0 = 390 0C là: 3221,83 kJ/kg

= 770,47 (Kcal/kg) [1, tr 318].

- Nhiệt lượng riêng của nước cấp vào lò là: 105,1(Kcal/kg) [1, trang 312]



Vậy lượng nhiệt bã cần cung cấp cho lò hơi là: 770,47 – 105,1 = 665,37

(Kcal/kg).

- Tỷ lệ hơi bã : γ = =3,17 kg hơi/kg bã.

- Lượng hơi sản xuất trong 1 giờ : D' = 1,1 .Dss = 1,1 .49,62 = 54,58 tấn/h .

- Lượng bã tiêu thụ : 54,58/3,17 = 17,22 tấn/h.

- Lượng bã thừa : 23,64 -17,22 = 6,42 tấn/h.

8.1.2. Tính nhiên liệu phụ trợ lúc không đủ bã hay khởi động lò

Dùng dầu FO, theo quy chuẩn là dùng 1,5 kg dầu FO cho 1 tấn đường thành

phẩm. Năng suất theo đường thành phẩm 238,13 tấn / ngày [CBVC]

Lượng dầu dùng là:GD = 1,5 238,13 = 357,20 kg /ngày = 14,88 kg/h

8.2. Tính nước

Tùy theo yêu cầu công nghệ đối với các bộ phận, thiết bị khác nhau, lượng

nước, chất lượng cũng khác nhau. Thông thường nước trong nhà máy đường có các

dạng sau :

8.2.1. Nước lắng trong

Bảng 8.1: Các bộ phận sử dụng nước lắng trong và lượng nước

TT Bộ phận % so với míaKhối lượng

( tấn /ngày)

1 Tháp ngưng tụ của cô đặc và nấu đường 1000 23500

2 Tháp ngưng tụ của lọc chân không 50 1175

3 Dập xỉ và khử bụi lò hơi 4 94

4 Nước cho vệ sinh công nghiệp 50 1175

5 Nước cứu hỏa 5 117,5

6 Nước vệ sinh cá nhân 25 587,5

7 Nước đi lọc trong 177 4159,5

8 Nước cho những nhu cầu khác 10 235

Tổng 1321 31043,5

8.2.2. Nước lọc trong

Nước lắng trích một phần đi lọc sạch các tạp chất, những bộ phận sử dụng

nước lọc trong như sau:

Bảng 8.2: Các bộ phận sử dụng nước lọc trong và lượng nước



TT HẠNG MỤC % so với míaKhối lượng

(Tấn/ ngày)

1 Nước làm nguội trục ép 22 517

2 Nước làm nguội tuabin 17 339,5

3 Nước làm nguội bơm 48 1128

4 Nước làm nguội trợ tinh 8 188

5 Nước cho phòng thí nghiệm 2 47

6 Nước đi khử độ cứng để cấp cho lò hơi 45 1057,5

7 Nước pha vào nước ngưng để có nước nóng 20 470

8 Những nhu cầu khác 15 352,5

Tổng 177 4099,5

8.2.3. Nước ngưng tụ

Đây là nước do hơi đốt của các thiết bị trao đổi nhiệt ngưng tụ lại, thường là

nước nóng rất sạch, nhất là nước ngưng của nồi cô đặc đầu tiên cũng như nước

ngưng của các thiết bị dùng hơi trực tiếp từ lò hơi. Nước ngưng tụ của các thiết bị

trao đổi nhiệt, dùng hơi thứ của hiệu cô đặc, có thể chứa một lượng nhỏ đường, ....

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 tuabin, hơi giảm áp… )

và 70% từ hơi thứ của hệ thống cô đặc [6, tr 295]

Theo năng suất nhà máy, lượng nước ngưng tụ tổng cộng là :

G = (2350 x 145)/100 = 3407,5 (tấn/ngày).

Lượng nước lọc để pha thêm vào nước ngưng tụ, 20% so với mía [6, tr 295]

G1 = 20 %. 2350 = 470 (tấn/ngày)

Lượng nước nóng tổng cộng: GT = G + G1 = 3407,5 +470 = 3877,5 (tấn/ngày).

Bảng 8.3: Sử dung nước ngưng tụ trong nhà máy

TT Sử dụng % so với mía Khối lượng ( tấn/ngày)

1 Cung cấp cho lò hơi 30 705

2 Nước thẩm thấu 28 658

3 Nước rửa cặn lọc 20 470

4 Nước hòa vôi 4 94

5 Nước hòa mật loãng 4,5 105,75

7 Nước rửa nồi nấu đường 10 235



8 Nước hòa tan đường cát B,C 4 94

9 Nước chỉnh lí nấu đường 5 117,5

10 Nước vệ sinh cá nhân 20 470

11 Nước cho nhu cầu khác 38,5 904,75

Tổng 164 3854

8.2.4. Nước ở tháp ngưng tụ

Đây là hỗn hợp nước làm lạnh tháp ngưng và nước ngưng tụ của hơi thứ ở công

đoạn nấu đường và cô đặc. Lượng nước này được đi làm nguội tự nhiên rồi một

phần được sử dụng lại.

Lượng nước lắng trong dùng làm lạnh tháp ngưng ở hệ cô đặc, nấu đường

Gll = 23500 + 1175 = 24675 (tấn /ngày).

Ở tháp ngưng tụ, lượng hơi thứ ngưng tụ thành nước chiếm 28 % so mía

[5, tr 296].

Vậy lượng nước ngưng tụ từ hơi thứ: 28 %. 2350 = 658 (tấn /ngày).

Lượng nước ra khỏi thiết bị ngưng tụ là : 24675 + 658 = 25333 (tấn / ngày).

Lượng nước ngưng tụ sử dụng lại, khoảng 600 % so với mía [5, tr 296].

Gsdl = 600 % . 2350 = 14100 (tấn/ngày).

Vậy lượng nước tổn hao trong quá trình làm nguội tự nhiên là:

Gll – Gsdl = 24675 -14100 =10575 (tấn/ngày).

8.2.5. Nước thải của nhà máy

Nước thải của nhà máy đường bao gồm :

Bảng 8.4: Nước thải của nhà máy đường

TT Nguồn thải % so với míaKhối lượng

(tấn/ngày)

1 Nước làm nguội máy ép, bơm, tuabin 87 2044,5

2 Nước vệ sinh công nghiệp 50 1175

3 Nước vệ sinh cá nhân 45 1057,5

4 Nước của phòng hóa nghiệm 2 47

5 Nước ở tháp ngưng tụ ra ( 1 phần ) 478 11233

6 Nước dập xỉ 4 94

7 Nước làm nguội trợ tinh 8 18

8 Nước cứu hỏa 5 117,5



9 Nước cho nhu cầu khác 63,5 1492,25

Tổng 742,5 1278,75

Chương 9

KIỂM TRA SẢN XUẤT

9.1. Kiểm tra sản xuất

Quy trình sản xuất của nhà máy đường mía khá phức tạp và liên quan chặt chẽ

với nhau. Việc kiểm tra các chỉ tiêu kỹ thuật của từng công đoạn, từng bộ phận là

hết sức quan trọng. Cần theo dõi các chỉ tiêu một cách thường xuyên, liên tục trong

một ca sản xuất, để kịp thời điều chỉnh tiến độ sản xuất.

Quá trình kiểm tra sản xuất do bộ phận hóa nghiệm thực hiện.

Bảng 9.1: Quá trình kiểm tra sản xuất

TT Hạng mục phân tích Chỉ tiêu qui định Số lần phân tích

1 Lượng mía ép thực tế 2350 (tấn / ngày) 2 lần/ca

2 Nước thẩm thấu 28 %, t0 = 47 0C 4 lần/ca

3 Kiểm tra thành phần cát, bùn trong

mía

1% 2 lần/ca

4 Kiểm tra phần trăm tạp chất trong

mía

2,5% 1 lần/ca

5 Kiểm tra phần trăm xơ trong mía 10,5 % 1 tuần/lần

6 Kiểm độ ẩm bã mía 50 % 2 h/lần

7 Kiểm tra Pol bã 4 % 3 lần/ca

8 Đo Bx, Pol, pH nước mía hỗn hợp 3 lần/ca

9 Đo P2O5 nước mía hỗn hợp 4 h/lần

10 Đo pH nước mía trung hòa 1 h/lần

11 Đo Bx, pH nước mía lọc 4 h/ lần

12 % Sacharose trong chè trong 3 lần/ca

13 Đo Bx, AP chè trong 3 lần/ca

14 Đo Pol bã bùn 3 lần/ca

15 Đo độ ẩm bã bùn 4h/ lần



16 Đo Be sữa vôi 810 (Be) 2h/lần

17 Đo Bx, Apmật chè 3 lần/ca

18 Đo Bx, Ap hồi dung 3 lần/ca

19 Đo Bx, Ap non A 3 lần/ca

20 Đo Bx, Ap non B 3 lần/ca

21 Đo Bx, Ap non C 3 lần/ca

22 Đo Bx, Ap giống 3 lần/ca

23 Đo Bx, Ap mật A 3 lần/ca

24 Đo Bx, Ap mật B 3 lần/ca

25 Đo Bx, Ap mật C 3 lần/ca

26 Hàm lượng đường của nước ngưng

tụ

15 phút/ lần

27 Độ cưng toàn phần của nước lò 2 h/lần

28 Pol, độ ẩm, RS, % sacarose đường

A

2 lần/mẽ


B

2 lần/mẽ


C

2 lần/mẽ

31 Độ tro đường A 1 lần/mẽ

32 Độ tro đường B 1 lần/mẽ

33 Độ tro đường C 1 lần/mẽ

34 Thành phần CaO trong vôi Đầu kỳ

35 Hiệu suất kết tinh đường non 7 ngày/lần

36 Hiệu suất ép 7 ngày/lần

37 Tốc độ ép, áp lực ép 7 ngày/lần

9.2. Xác định một số chỉ tiêu

9.2.1. Xác định bằng cảm quan đối với nguyên liệu mía:

Phương pháp phán đoán theo đặc trưng ngoại hình cây mía:

- Nhìn kỹ ở lóng mía, nếu mía chín thì dóng mía bột phấn rơi, bề mặt nhẵn

nhụi, đổi màu ( tuỳ thuộc vào giống mía ) và hết lông ở cuối lóng.

+ Giống CO715: Lóng có màu xanh, khi chín chuyển sang màu bạc.

+ Giống F134 : Lóng màu tím, khi chín chuyển tím vàng xanh.

+ Giống F146,F156:Lóng màu vàng, khi chín chuyển sang đen thẩm.

+ Giống POJ: Lóng xanh nhạt, khi chín chuyển sang vàng bóng.

- Các dóng mía trên ngọn nhặt lại.SVTH: Văn Vi t M i ế ườ Thiết kế nhà máy đường thô hiện đại


- Lá mía khô vàng, lá xanh khoảng 6-7 lá ( bình thường khoảng 8 – 10 lá), lá

tương đối thẳng và cứng.

9.2.2. Phương pháp xác định độ khô trong thực tế sản xuất .

Phương pháp dùng chiết quang 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.

- Với Bx kế kiểu thẳng đứng được đo như sau:

Lấy mẫu phân tích, sau khi lọc hết chất lơ lửng, trộn đều, cho một ít tráng rửa

dụng cụ, ống đong, chiết quang kế rồi cho dung dịch cần đo vào ống đong. Thổi nhẹ

hết bọt trên bề mặt dung dịch và nhẹ nhàng thả dụng cụ đo vào. Kết quả đo được

đọc trên Bx kế. Kết quả đo ứng với nhiệt độ là giá trị Bx biểu kiến.

Bx thực=Bx biểu kiến ± Bx

ΔBx: Giá trị cải chính ở nhiệt độ t0 = 200C

dấu (+), nếu nhiệt độ dung dịch > 200C; dấu (-) nếu nhiệt độ :t0 <200C.

- Với chiết quang kế cầm tay: Tiến hành đo tương tự:

Sau khi vệ sinh mặt lăng kính bằng vải mềm, bông. Nhỏ một giọt dung dịch đã

lọc vào lăng kính. Nhìn và đọc Bx sau đó tra bảng và hiệu chỉnh Bx thực.

9.2.3. Phương pháp xác định 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.

- Đường sachacarose và glucose làm quay cực ánh sáng sang phải.

- Đường fructose làm quay cực ánh sáng sang bên trái.

Sự quay cực đó liên quan đến nhiệt độ, nguồn sáng và độ dày của lớp dung

dịch. Lấy mẫu dung dịch vàovào bình tam giác để đo Pol. Dùng 0,30,5(g) chì

Acetat 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 quan sát 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 hiệu chỉnh theo nhiệt độ theo công thức: Pol

thực =

Với d20: Tỷ trọng dung dịch (Dựa vào sự quan sát Bx tra bảng)

Biết được Bx, Pol hiệu chỉnh ta tính được độ tinh khiết dung dịch.

AP =



9.2.4. Phương pháp xác định độ đường Sachacarose

Mẫu sau khi phân tích AP dùng để phân tích phần trăm Sacharose. Lắc đều

mẫu, đổ dung dịch vào bình tam giác đã được tráng sạch bằng dung dịch đo. Cho

khoảng 150ml dung dịch Acetat chì vào để làm trong, lọc dung dịch rồi lấy 50 ml

dung dịch lọc cho vào bình định mức100ml, dùng ống đong lấy 10 ml dung dịch

HCl 24,86% đổ vào bình định mức 100ml đã có sẵm 50ml dung dịch lọc. Dùng

nước rửa thành bình cho acid xuống hết. Cắm nhiệt kế vào dung dịch, đưa bình đi

đun nóng cách thuỷ. Khi nhiệt độ trung bình đạt t0 = 600C, thì bắt đầu lắc đều trong

thời gian 3 phút ( giữ nhiệt độ 600C), sau đó giữ yên 7 phút. Mẫu đi làm lạnh đến

nhiệt độ phòng, cho nước cất vào và điều chỉnh đến vạch 100ml, lắc đều dung dịch.

Dùng ống quan sát để 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, 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= Bxquan sát/2

t: nhiệt độ dung dịch khi đo,[0C ].

Để xác định phần trăm Sacharose chính xác, ta phải hiệu chỉnh theo Bx và Pol

quan sát. Độ tinh khiết dung dịch được tính:GP= (% Shiệu chỉnh./Bxhiệu chỉnh) x 100 (%).

9.2.5. Phương pháp xác định độ đường theo thành phần đường khử

Mẫu vừa đo Bx ở trên, ta lấy 25ml cho vào bình định mức 100ml, điều chỉnh

nước cất đến vạch định mức, lắc đều và cho vào buret 50ml để chuẩn độ. Dùng hai

ống hút khác nhau để lấy mẫu dung dịch Felling A và Felling B. Mỗi loại 50 ml,

cho vào bình tam giác 250 ml.

- Trước tiên, từ buret ta cho vào bình tam giác một lượng dung dịch 20ml.

- Đặt bình lên bếp điện, đun sôi 20 phút, tính từ khi dung dịch bắt đầu sôi.

- Đúng 3 phút cho vào 3 giọt dung dịch xanh Mêtylen.

- Tiếp tục nhỏ giọt dung dịch từ buret đến khi xuất hiện màu đỏ gạch.

- Đọc số dung dịch đã dùng. Thời gian nhỏ giọt không quá 1 phút và thời gian

toàn bộ tính từ lúc dung dịch bắt đầu sôi đến khi nhỏ xong không quá 3 phút.

* Chú ý: - Khi nhỏ giọt phải cho dung dịch sôi đều.

- Khi nhỏ Xanh Mêtylen vào bình tam giác có màu đỏ hoặc hơi đỏ lập

tức biến màu xanh, nhỏ thêm dung dịch đường vào thì màu xanh biến thành màu



tím, tức là gần đến trung điểm. Tiếp tục nhỏ 1, 2,... giọt dung dịch vào màu tím biến

thành màu đỏ hoặc đỏ gạch là trung điểm.

- Công thức tính toán:

Với: E: Là hệ số, tra được ở bảng dựa vào Bx quan sát và phần trăm pha loãng.

F : Đương lượng của Felling (F=1).

V: Số ml dung dịch tiêu hao từ buret.

9.2.6. Xác định độ màu ICS:

Cân 50g đường trên cân phân tích vào cốc thuỷ tinh 100ml, hoà tan với nước

cất rồi cho vào bình định lượng 100ml. Tráng 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. Đọc số hiện trên máy.

Dùng Refactometer cho vào 3 giọt dung dịch lọc ở trên. Đo Bx và nhiệt độ.

Tính kết quả:

Trong đó: D: Độ chiết quang đo trên máy.

L: Đường kính. Cuvet1/2

[ tỷ trọng suy ra từ Bx]



Chương 10

AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP

10.1. An toàn lao động

An toàn lao động là quy chế pháp luật, do vậy nhà máy phải chú trọng và thực

hiện đúng quy định, để giảm đến mức thấp nhất những thiệt hại về con người và tài

sản nhà máy. An toàn lao động gồm:

- An toàn về người.

- An toàn về máy móc, thiết bị.

- An toàn về nguyên vật liệu sản phẩm, và các công trình phục vụ sản xuất.

10.1.1. Nguyên nhân gây ra tai nạn lao động trong quá trình sản xuất và biện

pháp khắc phục

- Do tình hình máy móc, thiết bị, chất lượng các đường ống dẫn...., trong quá

trình chế tạo có khuyết tật, không bảo đảm về chất lượng với yêu cầu kỹ thuật, do

quá trình thiết kế, lắp đặt không hợp lý dẫn đến sự cố bất ngờ trong sản xuất làm

ảnh hưởng sản xuất, thiệt hại đến vận hành, tài sản xí nghiệp.

- Do thiếu hoặc không có hoặc hỏng các bộ phận rào, che chắn, bảo hiểm. Vì

vậy trong nhà máy, mọi thiết bị đều có khả năng gây tai nạn lao động. Vì vậy phải

cách ly vùng nguy hiểm với người lao động.

- 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.

- Do trình độ kỹ thuật của người lao động. Ý thức về tổ chức chấp hành kỹ luật

lao động. Gây sai sót trong vận hành.

- Thiếu thốn phương tiện và dụng cụ bảo hộ lao động cần thiết.

- Do vấn đề về tổ chức lao động.

- Do sự liên hệ thiếu chặt chẽ giữa các cương vị, các bộ phận liên quan trong

nhà máy.

Do đó cần phải có những biện pháp cụ thể trong mọi cương vị, mọi khu vực và

trong mọi lĩnh vực liên quan.

Trong xây dựng, chế tạo cũng như vận hành, sử dụng bảo quản các công trình

thiết bị, phải thực hiện đúng yêu cầu kỹ thuật, đúng với những qui định, quy trình.

Điều kiện làm việc trong nhà máy đường là liên tục, thiết bị máy móc lớn, bố

trí phức tạp, vì thế phảit trang bị rào, che chắn, các bộ phận bảo hiểm hợp lí. Cần

quan tâm hơn những vùng nguy hiểm. Thường xuyên theo dõi thay thế những bộ

phận này theo quy định sử dụng.



Điều kiện làm việc của người lao động luôn luôn được cải thiện. Phải trang bị

đầy đủ những dụng cụ bảo hộ lao động.

Phải bố trí công việc cho người lao động một cách hợp lý phù hợp với trình độ

kỹ thuật, điều kiện sức khoẻ của từng người. Các khâu trọng yếu hơn trong nhà máy

đều phải bố trí cán bộ kỹ thuật hay công nhân bậc cao để bảo đảm an toàn lao động

và đạt hiệu quả sản xuất cao. Mỗi năm đều có tổ chức thi năng bậc để công nhân,

cán bộ kỹ thuật trong nhà máy nắm vững và nâng cao trình độ của mình.

Ngoài ra để dễ dàng cho việc thao tác vận hành thiết bị, đảm bảo an toàn lao

động. Mỗi công đoạn và máy móc đều có treo bảng chỉ dẫn rõ ràng chi tiết. Nên

thường xuyên tổng kết rút kinh nghiệm để hạn chế những sự cố, kiểm điểm những

hành vi không đúng trong sản xuất.

10.1.2. Những an toàn cụ thể trong nhà máy

Nhà sản xuất chính có dạng hình hộp khối, mọi 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 chú trọng.

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 đô

trong phân xưởng và môi trường không quá 3÷50C. 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: Tận dụng ánh sáng tự nhiên qua các cửa sổ, cửa mái để tiết kiệm

năng lượng điện chiếu sáng, tạo cảm giác dễ chịu cho công nhân sản xuất. Tuy

nhiên, để đảm bảo đầy đủ ánh sáng cho vận hành và làm việc cần có đèn chiếu sáng.

Độ rọi đa số các vị trí là E= 50(Lux). Các hành lang lối đi cũng phải được chiếu

sáng đúng mức.

An toàn về điện: Lượng điện và thiết bị dùng điện trong nhà máy rất lớn nên

cần phải bảo đảm an toàn về điện. Các đường dây dẫn điện đều được cách điện an

toàn và bố trí dọc tường hay đi ngầm theo mương dưới mặt đất. Trang bị an toàn về

điện đầy đủ, các môtơ điện, hộp điện đều che chắn cẩn thận, ghi chú rõ ràng, phải

có dây trung tính nối đất. 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. Không nên sử

dụng điện phi sản xuất làm ảnh hưởng đến sản xuất.



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..., cần phải có vỏ bảo vệ chắn chắc, cần có

khoảng cách an toàn khi làm việc, cần kiểm tra kỹ thuật an toàn trước khi sử dụng

và đinh kỳ kiểm tra mức độ an toàn của thiết bị, đường ống dẫn hơi phải đặt cao

34,5 (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 xãy 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 xãy ra trong quá trình sản xuất.

Để hạn chế cháy nổ cần có biện pháp sau:

+ Bố trí sản xuất có khoảng cách 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: Để 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,

thí nghiệm phải tuân thủ đầy đủ nội quy, quy định của phòng hóa nghiệm. Khi thao

tác cần cẩn thận, tránh độc hại cho người. Các hóa chất để đúng nơi quy định, gọn

gàng không làm đổ vở dụng cụ thí nghiệm, không làm rơi hoá chất, các chai lọ đựng

hóa chất phải đậy nút và ghi nhãn.

10.2. Vệ sinh xí nghiệp

Để đảm bảo vệ sinh trong sản xuất cần có các biện pháp sau:

+ 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

làm sạch môi trường.

Khu ép thường ẩm ướt nên đặt khu riêng. Các khu li tâm, sấy đường, hồi dung,

hồi đường thường rơi vải và bụi bặm là điều không tránh khỏi, 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.

+ Đường 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.

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.

+ Các đường dẫn nước bùn, nước thải đều phải có nắp đậy, không làm ảnh

hưởng đến nơi làm việc.

+ Công nhân vào làm việc trong phân xưởng phải vệ sinh sạch sẽ, phải có áo

quần bảo hộ đầy đủ.

+ Phải có chế độ bồi dưỡng thích đáng cho cán bộ công nhân viên.



KẾT LUẬN

Qua hơn 3 tháng nhận đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng

suất 2350 tấn mía/ngày”đến nay đồ án của em đã hoàn thành đúng thời gian qui định.

Với tình hình kinh tế và qui mô sản xuất ở nước ta hiện nay thì việc thiết kế nhà

máy sản xuất đường thô bằng phương pháp vôi là hoàn toàn hợp lý và cần thiết. Việc lựa

chọn công nghệ sản xuất theo phương pháp gia vôi phân đoạn có nhiều ưu điểm nên

phương pháp này được áp dụng rộng rãi trong thực tế hiện nay.

Trong thời gian qua em đã cố gắng tham khảo tài liệu, sách vở, bạn bè, thực tế, đặc

biệt với sự hướng dẫn tận tình của cô giáo Trương Thị Minh Hạnh đến nay đồ án của em

đã hoàn thành.Tuy nhiên với kiến thức của bản thân bản thân còn nhiều hạn chế, tài liệu

chưa thật đầy đủ vì vậy đồ án này không tránh khỏi những sai sót. Rất mong sự chỉ dẫn

giúp đỡ nhiệt tình của thầy cô giáo trong khoa, trong trường cũng như ý kiến đóng góp

chân thành của các bạn để tập đồ án này hoàn chỉnh hơn.

Đà Nẵng, ngày 20 tháng 5 năm 2009

Sinh viên thực hiện

Văn Viết Mười



TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Đỗ Văn Đài, Nguyễn Trọng Khuông, Trần Quang Thảo, Võ Thị Ngọc Tươi, Trần

Xoa (1992), Cơ sở quá trình và thiết bị công nghệ hóa học, tập 1, Nhà xuất bản

Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội.

2. Đỗ Văn Đài, Nguyễn Trọng Khuông, Trần Quang Thảo, Võ Thị Ngọc Tươi, Trần

Xoa (1992), Cơ sở quá trình và thiết bị công nghệ hóa học, tập 2, Nhà xuất bản

Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội.

3. Trương Thị Minh Hạnh (2008), Bài giảng Công nghệ sản xuất đường bánh kẹo,

Bách khoa Đà Nẵng.

4. Nguyễn Ngộ (2008), Công nghệ đường mía, Đại học Bách Khoa Hà Nội

5. Nguyễn Ngộ (1998), Cơ sở thiết kế nhà máy đường, Trường đại học Bách khoa

Hà Nội, Hà Nội.

6. Nguyễn Ngộ, Lê Bạch Tuyết, Phan Văn Hiệp, Phạm Vĩnh Viễn, Trần Mạnh

Hùng (1984), Công nghệ sản xuất đường mía, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ

thuật, Hà Nội.SVTH: Văn Vi t M i ế ườ Thiết kế nhà máy đường thô hiện đại


7. Trần Thế Truyền (2006), Cơ sở thiết kế nhà máy, Trường đại học Bách Khoa

Đà nẵng.

8. Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Hồ Lê Viên (2005), Sổ tay quá trình và thiết

bị công nghệ hoá chất - Tập1, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.

9. Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Trần Xuân Toản (2005), Sổ tay quá trình và

thiết bị công nghệ hoá chất - Tập2, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.

10. Nguyễn Xuân Yên (1996), Làm sạch nước mía bằng phươmg pháp sunfit hoá,

Nhà xuất bản Nông Nghiệp.

11. Nguyễn Xuân Yên (1996), Nấu mật, Nhà Xuất bản Nông nghiệp.

12. www.tayninh.gov.vn 20/ 03/2009

13. www.quangtri.gov.vn 24/03/2009

14. www.congnghieptandat.com/vn/product.php?cid=6 25/ 04/2009


http://www.congnghieptandat.com/vn/product.php?cid=6

http://www.quangtri.gov.vn/

http://www.tayninh.gov.vn/

cong nghe sx duong (can bang day chuyen)

Documents