Đang tải... (xem toàn văn)
Với những yếu tố điều kiện khí hậu nhiệt đới thuận lợi cho sự phát triển của cây mía. Nó được trồng khắp nước ta, là nguồn nguyên liệu dồi dào cho sản xuất đường đáp ứng trước mắt nhu cầu tiêu thụ đường trong nước, đồng thời xuất khẩu ra thị trường thế giới thu hút thêm lợi nhuận. Tuy nhiên thực tế ngành mía đường vẫn còn một số thực trạng cần đáng lưu tâm, ảnh hưởng đến phát triển của ngành mía đường nói riêng và của nền kinh tế nước ta nói chung. “Theo Hiệp hội Mía đường Việt Nam (VSSA) vừa đưa ra con số còn tới 400.000 tấn đường tồn kho”. Nguyên nhân theo VSSA do “đường cát nhập lậu từ Thái Lan qua đường biên giới Tây Nam ngã Campuchia chiếm lĩnh 70 – 80% thị phần thị trường khu vực đồng bằng sông Cửu Long”. Mức chênh lệch giữa giá đường nội và ngoại lớn nhiều khi đối tượng sử dụng là những doanh nghiệp chế biến thực phẩm. “Theo so sánh của một doanh nghiệp sản xuất bánh kẹo, từ cuối năm ngoái đến nay, giá đường nhập khẩu đang ở mức khá thấp, về đến cảng khoảng 11.000 – 12.000 đồngkg, thấp hơn 4.000 – 6.000 đồngkg so với đường trong nước”
Đồ án tốt nghiệp trang Thiết kế nhà máy đường RS LỜI MỞ ĐẦU Nước ta nước nơng nghiệp q trình cơng nghiệp hóa - đại hóa đất nước Ngày nay, với phát triển khoa học kỹ thuật nhu cầu ăn uống người quan tâm, đặc biệt chất lượng thực phẩm ảnh hưởng đến sức khỏe người Do đó, ngành cơng nghệ thực phẩm ngày coi trọng phát triển ngang tầm với ngành công nghiệp khác Trong đó, ngành cơng nghệ sản xuất đường ngành sản xuất thực phẩm coi trọng Đường sacaroza đóng vai trị quan trọng phần ăn ngày, nguyên liệu cho ngành chế biến thực phẩm khác như: Sản xuất bánh kẹo, đồ hộp, sản phẩm từ sữa, sản phẩm đồ hộp, nước giải khác Đồng thời, sản phẩm phụ làm nguyên liệu cho sản xuất rượu, cồn, thức ăn gia súc… [5, tr 13] Với yếu tố điều kiện khí hậu nhiệt đới thuận lợi cho phát triển mía Nó trồng khắp nước ta, nguồn nguyên liệu dồi cho sản xuất đường đáp ứng trước mắt nhu cầu tiêu thụ đường nước, đồng thời xuất thị trường giới thu hút thêm lợi nhuận Tuy nhiên thực tế ngành mía đường cịn số thực trạng cần đáng lưu tâm, ảnh hưởng đến phát triển ngành mía đường nói riêng kinh tế nước ta nói chung “Theo Hiệp hội Mía đường Việt Nam (VSSA) vừa đưa số tới 400.000 đường tồn kho” Nguyên nhân theo VSSA “đường cát nhập lậu từ Thái Lan qua đường biên giới Tây Nam ngã Campuchia chiếm lĩnh 70 – 80% thị phần thị trường khu vực đồng sông Cửu Long” Mức chênh lệch giá đường nội ngoại lớn nhiều đối tượng sử dụng doanh nghiệp chế biến thực phẩm “Theo so sánh doanh nghiệp sản xuất bánh kẹo, từ cuối năm ngoái đến nay, giá đường nhập mức thấp, đến cảng khoảng 11.000 – 12.000 đồng/kg, thấp 4.000 – 6.000 đồng/kg so với đường nước” [20] Trước tình hình đó, nước ta GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp trang Thiết kế nhà máy đường RS đưa giải pháp tăng diện tích trồng mía, mở rộng quy mô sản xuất đường, chuyển đổi cấu trồng Xuất phát từ phân tích trên, việc xây dựng thêm nhà máy đường đại tăng diện tích trồng mía điều cần thiết Trước tình hình đó, em nhận đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS đại suất 6380 mía/ ngày” GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp trang Thiết kế nhà máy đường RS CHƯƠNG LẬP LUẬN KINH TẾ, KỸ THUẬT Hiện nước ta có nhiều nhà máy sản xuất đường chưa đáp ứng nhu cầu nước xuất sang nước khác Vì vậy, việc xây dựng nhà máy đường cần thiết nhằm góp phần giải vấn đề thiếu hụt đường Bình Định tỉnh thuộc vùng duyên hải Nam Trung Bộ Việt Nam, có tổng diện tích tự nhiên 6039,56 km2, bắc giáp tỉnh Quảng Ngãi, nam giáp tỉnh Phú n, tây giáp tỉnh Gia Lai phía đơng giáp Biển Đông [19] Với nhiều điều kiện vị trí địa lý vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa thích hợp cho mía phát triển Qua khảo sát tình hình thực tế cho thấy huyện An Nhơn, tỉnh Bình Định có nhiều điều kiện tự nhiên xã hội thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy đường RS 1.1 Đặc điểm tự nhiên An Nhơn thị xã đồng bằng, phát triển theo hướng cơng nghiệp thị hóa Thị xã nằm dọc theo trục đường quốc lộ 1A, cách trung tâm thành phố Quy Nhơn khoảng 20 km hướng Tây Bắc Có tuyến đường quốc lộ 1A, quốc lộ 19 đường sắt Bắc Nam, cách sân bay Phù Cát km Khí hậu nhiệt đới gió mùa, chia làm hai mùa rõ rệt Mùa khô: tháng đến tháng 8, chịu ảnh hưởng gió Tây- Tây Nam (tháng đến tháng có gió Nam gió Lào khơ, nóng) Mùa mưa: tháng đến tháng 12, chịu ảnh hưởng gió mùa Đơng - Bắc Hằng năm, thường có mưa nhiều vào tháng 10, 11; chiếm 60% lượng mưa năm, độ ẩm tương đối trung bình 81% Nhiệt độ trung bình năm 250C [28] 1.2 Vùng nguyên liệu Nguyên liệu cung cấp từ xã huyện: Nhơn Hậu, Nhơn Phong, Nhơn Khánh ; Các huyện khác tỉnh: Vĩnh Thạnh, Tây Sơn, Phù Cát ; Ngoài GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp trang Thiết kế nhà máy đường RS ra, cịn nhập từ tỉnh Quảng Ngãi, Gia Lai, Quảng Bình, Nghệ An nhập từ Lào Khi nhà máy xây dựng mở rộng thêm vùng nguyên liệu cách đầu tư vốn cho nơng dân khuyến khích dùng giống để cao suất 1.3 Hợp tác hóa - liên hiệp hóa Nhà máy sản xuất đường nguồn cung cấp nguyên liệu cho khu công nghiệp sản xuất sản phẩm khác khu công nghiệp Nhơn Hòa, sở sản xuất bánh kẹo thủ công nhỏ, sản phẩm từ sữa…Sự liên kết với nhà máy giúp cho sản phẩm tiêu thụ nhanh hơn, đảm bảo cho trình sản xuất liên tục Để đạt hiệu kinh tế hầu hết phế liệu sử dụng triệt để Bã mía vừa chất đốt phục vụ cho nhà máy, bùn lọc từ mật chè bán cho sở sản xuất phân vi sinh, mật rỉ nấu đường bán cho nhà máy sản xuất cồn khô tỉnh 1.4 Nguồn cung cấp điện Mạng lưới điện quốc gia 500kV hạ xuống 220V/380V sở điện lực tỉnh cấp để sử dụng khởi động máy máy ngừng hoạt động sử dụng sinh hoạt dùng chiếu sáng Để đảm bảo cho nhà máy sản xuất liên tục lắp thêm máy phát điện dự phòng Tuabin phát điện dùng nhiệt từ việc tận dụng bã mía nguồn điện cung cấp cho q trình sản xuất 1.5 Nguồn cung cấp Nguồn cung cấp lấy từ lò nhà máy để cung cấp nhiệt cho công đoạn sản xuất: đun nóng, bốc hơi, đặc Trong q trình sản xuất, ta tận dụng thứ thiết bị bốc để đưa vào sử dụng q trình đun nóng, nấu nhằm tiết kiệm nhà máy 1.6 Nguồn cung cấp nhiên liệu Dùng bã mía làm nhiên liệu đốt lị nhằm giảm bớt chi phí tăng hiệu suất tổng thu hồi nhà máy Ngoài ra, dùng dầu FO củi đốt Dùng dầu bôi trơn để bôi trơn thiết bị sản xuất 1.7 Nguồn cung cấp nước vấn đề xử lý nước GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp trang Thiết kế nhà máy đường RS Tùy theo mục đích sử dụng mà nước phải bảo đảm tiêu hóa lý sinh học định Nhà máy sử dụng nguồn nước lấy từ sơng Kơn sơng An Tượng Cần xử lý nuớc trước đưa vào sản xuất đảm bảo yêu cầu công nghệ Làm mềm nước phương pháp hóa học nhựa trao đổi ion Ngoài ra, nhà máy sử dụng nguồn nước phụ nhà máy nước cung cấp qua giai đoạn lắng lọc khử trùng Sơ đồ xử lý nước thải: Khu nấu lò sinh hoạt Khu kiểm nghiệm dung dịch nấu sữa Khu eïp Bể trung hịa Song chắn rác chàõn rạc Hóa chất trung hòa Bể lắng cát Bể xử lý sinh học Nước xử lý Cặn Làm phân vi sinh 1.8 Thoát nước khí thải Do nước thải chứa nhiều chất bẩn nên cần xử lý trước đưa môi trường xung quanh, rác đem xử lý định kì, bùn lắng dùng làm phân vi sinh khí thải nhiều bụi, khói từ lị hơi, lị sấy cần tách bụi xyclon thải ngồi mơi trường 1.9 Giao thơng vận tải Giao thơng vận tải đóng vai trị quan trọng nhà máy đường, nhà máy phải vận chuyển ngày khối lượng lớn nguyên liệu nhà máy vận chuyển sản phẩm phụ phẩm đến nơi tiêu thụ GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp trang Thiết kế nhà máy đường RS Vận chuyển chủ yếu đường bộ, nhà máy gần quốc lộ 1A để giảm chi phí vận chuyển, hoạt động lưu thơng dễ dàng 1.10 Năng suất nhà máy Dựa vào vị trí địa lí thuận lợi vùng nguyên liệu khả tiêu thụ sản phẩm nên chọn suất nhà máy 6380 mía/ngày Khả tiêu thụ lượng đường nhà máy sản xuất lớn 1.11 Cung cấp nhân công Việc xây dựng nhà máy giải phần lao động khu vực giúp tỉnh nhà phát triển Cán kỹ thuật công nhân đào tạo từ trường đại học, cao đẳng, trung cấp khu vực miền trung Đại học Huế, Đại học Đà Nẵng… Yêu cầu phải đảm bảo vận hành nhà máy ổn định, giải khắc phục có cố xảy Tóm lại: Việc thiết kế xây dựng nhà máy đường RS suất 6380 mía/ ngày tỉnh Bình Định cần thiết hợp lí với nhu cầu sử dụng tình hình kinh tế khu vực GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp trang Thiết kế nhà máy đường RS CHƯƠNG TỔNG QUAN 2.1 Lịch sử phát triển ngành công nghiệp đường mía 2.1.1 Trên giới Ấn Độ nước giới sản xuất đưịng mía Do đó, danh từ đường có nguồn gốc từ Ấn Độ “Sankara” Năm 398, người Ấn Độ Trung Quốc biết chế biến mật thành đường tinh thể Sau phát triển sang Ba Tư, Italia, Bồ Đào Nha, đồng thời mở ngành công nghiệp công nghiệp luyện đường Đến kỷ 16, nhiều nhà máy luyện đường mọc lên Anh, Đức, Pháp Trong chục năm nay, kỹ thuật ngành đường phát triển với tốc độ nhanh Trong 20 năm qua, kỹ thuật đường giới có nhiều biến đổi quan trọng, thập kỷ 80 tiếp tục nhiều năm 90 [3, tr 2-3] 2.1.2 Trong nước Nước ta nước có truyền thống sản xuất đường từ lâu đời Từ lâu, nhân dân biết dùng máy ép đơn giản: đá, ép gỗ dùng sức trâu bị kéo Nước mía sau ép nấu nhiều dạng sản phẩm khác nhau: mật trầm, đường thô, đường cát vàng Ở miền Trung, biết dùng lịng trắng trứng, đất bùn, vơi để làm nước mía, sản xuất loại đường đặc sản Thời kỳ Pháp thuộc, nước ta có hai nhà máy đường đại: Hiệp Hòa Tuy Hòa Sau hịa bình lập lại, ngành đường bắt đầu phát triển Ở miền Bắc có nhà máy đường đại như: Việt Trì, Sơng Lam, Vạn Điểm Miền nam có nhà máy đường Quảng Ngãi, Bình Dương, Phan Rang, nhà máy luyện đường Khánh Hội, Biên Hòa [3, tr 3-4] 2.2 Giới thiệu mía 2.2.1 Nguồn gốc GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp trang Thiết kế nhà máy đường RS Cây mía có nguồn gốc từ Ấn Độ, xuất từ loại lau sậy hoang dại trở thành cơng nghiệp quan trọng giới Mía trồng nhiều châu Mỹ châu Á, châu Âu trồng mía Các nước trồng nhiều mía như: Cuba, Brazil, Ấn Độ, Mehico, Trung Quốc… [5, Tr 9] Hình 2.1: Cây mía Trên giới, mía củ cải đường hai loại nguyên liệu quan trọng ngành công nghiệp sản xuất đường Ở nước ta, đặc điểm khí hậu nên mía nguyên liệu chủ yếu để sản xuất đường ăn Mía trồng có nhiều ưu điểm có giá trị kinh tế cao, trồng từ miền Bắc tới miền Nam 2.2.2 Phân loại Cây mía thuộc họ hịa thảo (Graminee), giống Sacarum Theo Penhin, giống Sacarum chia làm nhóm chính: • Nhóm Saccharum officinarum, giống thường gặp bao gồm phần lớn chủng trồng phổ biến giới • Nhóm Saccharum Violaceum, giống màu tím, ngắn, cứng khơng trổ cờ • Nhóm Saccharum Simense, nhỏ cứng, thân màu vàng pha nâu nhạt trồng từ lâu Trung Quốc [5, tr9] 2.3 Thành phần hóa học mía Mía ngun liệu để sản xuất đường, q trình gia cơng điều kiện kỹ thuật vào đặc tính mía; đặc biệt tính chất, thành phần hố học nước mía GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp trang Thiết kế nhà máy đường RS Thành phần hố học mía phụ thuộc vào giống mía, đất đai, khí hậu, mức độ chín, phương pháp canh tác… 2.3.1 Đường sacaroza Sacaroza thành phần quan trọng mía, sản phẩm ngành sản suất đường Sacaroza cấu tạo từ đường đơn α, d- glucoza β, d- fructoza 2.3.1.1 Tính chất lý học Tinh thể sacaroza thuộc hệ đơn tà, suốt, không màu, tỉ trọng 1,5878 g/ml, nhiệt độ nóng chảy 186 – 188 0C, dễ hồ tan nước, khơng tan dung mơi hữu Độ hịa tan tăng theo chiều tăng nhiệt độ Ngoài ra, độ hoà tan cịn phụ thuộc vào chất khơng đường có dung dịch đường Độ nhớt dung dịch đường tăng theo chiều tăng nồng độ giảm theo chiều tăng nhiệt độ Nhiệt dung riêng trung bình sacaroza từ 22 0C tới 510C 0,3019 kJ/kg.độ Dung dịch sacaroza có tính quay cực phải, độ quay cực riêng sacaroza phụ thuộc vào nồng độ nhiệt độ Trị số độ quay cực trung bình sacaroza +66,50 [3, tr 13-15] 2.3.1.2 Tính chất hố học + Tác dụng axit: Dưới tác dụng axit, sacaroza bị thuỷ phân thành glucoza fructoza theo phản ứng: C12H22O11 + H2O H+ C6H12O6 + C6H12O6 sacaroza glucoza fructoza + 66,50 + 52,50 - 93,00 Hỗn hợp đường thu có góc quay ngược với góc quay cực đường sacaroza nên gọi hỗn hợp đường nghịch đảo Đường sacaroza bị chuyển hoá làm giảm sản lượng đường, giảm hiệu suất thu hồi đường + Tác dụng với chất kiềm: Phân tử sacaroza khơng có nhóm hidroxyt glucozit nên khơng có tính khử Trong mơi trường kiềm, sacaroza coi axit yếu, tác dụng với vơi tạo thành sacarat, phản ứng phụ thuộc vào nồng độ dung dịch, lượng kiềm lượng sacaroza GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp RS trang 10 Thiết kế nhà máy đường Ở môi trường kiềm lỗng dung dịch đường lạnh, khơng có tác dụng Ở pH từ đến đun nóng thời gian dài, sacaroza bị phân huỷ thành hợp chất có màu vàng màu nâu Ở nhiệt độ cao, đường bị phân huỷ tạo axit chất màu, tốc độ phân huỷ tăng theo độ pH + Tác dụng nhiệt độ: Ở nhiệt độ cao (160-180 0C), sacaroza nước tạo thành caramen sản phẩm có màu caramenlan, caramenlen, caramenlin + Tác dụng emzim: Dưới tác dụng enzyme invectaza, sacaroza chuyển hoá thành glucoza fructoza Sau tác dụng phức hệ enzim, glucoza fructoza chuyển hoá thành ancol CO2 [3, tr 16-17] 2.3.2 Chất không đường Trong ngành đường, người ta gọi tất chất có nước mía trừ sacaroza, chất khơng đường kể glucoza, fructoza rafinoza Chất khơng đường nước mía bao gồm: - Chất không đường không chứa nitơ: Glucoza, fructoza, axit hữu cơ, chất béo - Chất không đường chứa nitơ: Anbumin chất tương tự, axit amin, amit, NH3, muối nitrat - Chất màu: Diệp lục tố, xantophin, caroten, melannoidin, caromen… - Chất không đường vô cơ: K2O, Na2O, P2O5, Ca, Mg [3, tr 17] 2.4 Cơ sở lý thuyết q trình sản xuất đường Cơng nghệ sản xuất đường gồm công đoạn: Ép, làm đặc nước mía, nấu đường kết tinh 2.4.1 Q trình lấy nước mía Để lấy nước mía khỏi mía, cơng nghiệp đường người ta sử dụng hai phương pháp: ép khuếch tán 2.4.1.1 Phương pháp ép Trong hai phương pháp trên, phương pháp ép sử dụng phổ biến từ trăm năm Nguyên lý chung phương pháp xé ép dập mía nhằm phá vỡ tế bào để lấy nước mía GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp RS trang 108 Thiết kế nhà máy đường Nhà vệ sinh, lấy 1/2 nhà tắm = 14,5 m 2, chọn 15 m Tổng diện tích nhà tắm vệ sinh 44 m2 Chọn L x W x H = x x (m) 7.2.5 Khu đất mở rộng: Diện tích đất mở rộng khoảng 30- 100% diện tích phân xưởng chính, chọn 70% [11, tr 92] Do đó: F = 0,7 x 4032 = 2822,4 m2 Chọn L × W = 72 × 40 m 7.2.6 Các cơng trình xử lý chứa nước 7.2.6.1 Nhà làm mềm nước: Chọn L x W x H = 12 x x (m) 7.2.6.2 Bể lắng Lượng nước cần lắng hàng ngày lượng nước nhà máy cần cung cấp 744% so với mía [5, Tr296] Lượng nước cần lắng hàng ngày: 7,44 x 6380 = 47467,2 (tấn/ngày) Lấy thời gian lưu bể 2h, hệ số chứa đầy ϕ = 0,85 Chọn chiều cao bể 10 (m) Với ρ = 1010 (kg/m3) ⇒ Diện tích bể lắng là: S= 47467,2 × × 103 ≈ 460,8 24 × 1010 × 0,85 × 10 (m2) Chọn bể lắng với kích thước là: L x W x H = 20 x 12 x 10 (m) 7.2.6.3 Bể lọc Lượng nước lọc ngày = 177% so với mía [5, Tr295] Lượng nước lọc = 1,77 x 6380 = 11292,6 (tấn/ngày) Chọn chiều cao bể: 4m Hệ số chứa đầy ϕ = 0,45 11292,6 × 103 = 258,8 24 × 1010 × × , 45 Ta có diện tích bể lọc: S = (m2) Chọn bể, kích thước bể: L x W x H = 13 x 10 x (m) 7.2.6.4 Trạm bơm nước Chọn L x W x H = x x (m) GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp RS trang 109 Thiết kế nhà máy đường 7.2.6.5 Bồn chứa nước (Đài nước) Tổng lượng nước: 11292,6 tấn/ ngày Giả sử thời gian lưu bể 0,5h, hệ số chứa đầy 0,9, chiều cao bồn chứa m 11292,6 × 103 x0,5 Vậy diện tích bể lọc là: S = 24 × 0,9 × × 1010 = 51,76 m2 Suy D = 8,12 m Chọn D = 8,2 m Chiều cao chân đài nước 20 m Tổng chiều cao đài nước là: H = + 20 = 25 m Chọn kích thước đài nước: D x H: 8,2 x m 7.2.6.6 Cơng trình xử lý nước thải Chọn L x W = 45 x 25 (m) Bảng 7.4: Tổng kết xây dựng nhà máy ST T 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Hạng mục Diện tích Nhà sản xuất Bãi mía Kho đường thành phẩm Bể mật rỉ Khu xử lí mía Khu lị Phân xưởng khí Nhà kiểm tra chữ đường Nhà cân mía Khu chứa hịa vơi Khu đốt lưu huỳnh Khu phát điện dự phòng Trạm biến áp Nhà chứa dụng cụ cứu hỏa Kho vật tư Nhà bảo vệ Nhà để xe ô tô Nhà để xe cán nhân viên Bãi chứa xỉ Bãi chứa bã mía GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A 4032 5040 1920 208,1 368 360 294 96 72 180 120 108 16 30 80 16 936 180 80 216 Kích thước 96 x 42 x 21 90 x 56 80 x 24 x 9,4x 46 x x 24 x 15 x 10 21 x 14 x 12 x x 12 x x 15 x 12 x 12 × 10 × 12 x x 4x4x5 6x5x4 10 x x 4x4x4 52 x 18 x 15 x 12 x 10 x 18 x 12 x Ghi tầng bể SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp RS 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 trang 110 Thiết kế nhà máy đường Nhà hành 230 23 x 10 x 10 Nhà ăn 300 25 x 12 x Hội trường 420 30 x 14 x Nhà tắm vệ sinh 48 8x6x4 Nhà làm mềm nước 108 12 x x Bể lắng 480 20 x 12 x 10 Bể lọc 260 13 x 10 x Trạm bơm nước 36 6x6x4 Đài nước 52,78 8,2 x Cơng trình xử lý nước thải 1125 45 x 25 Tổng cộng 17411,88 Vậy tổng diện tích cơng trình xây dựng = 17411,88 (m2) tầng bể bể 7.3 Tính khu đất xây dựng nhà máy 7.3.1 Diện tích khu đất Fxd Fkđ = K xd Trong đó: Fxd: Tổng diện tích cơng trình, (m2) Kxd: Hệ số xây dựng, (%) Ðối với nhà máy thực phẩm hệ số Kxd = 35 ÷ 50% [11, tr 44] Chọn Kxd = 40% 17411,88 0,4 Fkđ = = 43529,7 (m2) Chọn khu đất có kích thước chữ nhật: L x W = 264 x 165 (m) 7.3.2 Tính hệ số sử dụng nhà máy Fs d Ksd = Fkd (%) Fsd: Diện tích sử dụng khu đất Fsd = Fxd + Fhl + Fc + Fgt + Fb Với Fxd = 17411,88 (m2) Fhl: Diện tích hành lang; Fhl = 0,05 x Fxd (m2) Fc: Diện tích trồng xanh; Fc = 0,1 x Fxd (m2) Fgt: Diện tích giao thơng, cống rãnh; Fgt = 0,5 x Fxd (m2) GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp RS trang 111 Thiết kế nhà máy đường Fb: Diện tích bãi lộ thiên, xử lý nước thải, bãi chứa bã bùn, bãi chứa xỉ vơi, xỉ lị, bãi củi cho lò hơi, bãi dầu FO, Fb = 0,1 x Fxd (m2) ⇒ Fsd =1,75.Fxd =30470,8 (m2) 37470,8 × 100 Ksd = 264 × 165 = 69,96 % = 0,7 CHƯƠNG TÍNH HƠI - NƯỚC 8.1 Tính Lượng đốt dùng là: D = 144384,23 (kg/h ) = 144,4 (tấn/h) (CBN) Mía sau ép tiến hành thu nhận nước, cịn bã mía dùng để đốt lị làm chạy tuabin, tuabin sử dụng cao áp thải có áp lực nhiệt độ thấp, phối hợp với (đã giảm ôn, giảm áp) lò để cung cấp cho phận sử dụng nhiệt nhà máy Sản lượng hữu ích bằng: Dhi = (0,8 ÷ 0,9) x Dđm Trong đó: Dđm: Sản lượng định mức lò Do lượng tiêu hao: Dth = (0,1 ÷ 0,2)Dđm Vậy lượng cần thiết phải cung cấp: Dcc =1,2 x D = 1,2 x 144,4 = 173,28 (tấn/h) Ta chọn lị hiệu SHS50-2.45/400-G(Y) [27], lị đốt nguyên liệu phụ trợ dầu FO thiếu bã lúc khởi động lị Thơng số kỹ thuật lò sau: + Sản lượng định mức : Dđm = 50 tấn/h + Áp suất khỏi lò : P = 24,5 at + Nhiệt độ nhiệt : 400oC GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp RS trang 112 + Diện tích tiếp xúc : 2,8956 m2 + Nhiệt độ nước cấp : 105oC + Số lượng :4 Thiết kế nhà máy đường 8.1.1 Cân chất đốt cho lò Giả thiết hiệu suất dự kiến lò điều kiện bình thường, nhiệt hàm bã 2340 (Kcal/kg) 90 % - Lượng bã ngày: mb = 1401,437 (tấn/ngày) = 58,39 tấn/h [Bảng 4.5] - Độ ẩm bã: 49,26 % - Nhiệt lượng riêng P = 24,5 at là: 668,97 (kcal/kg) [12, tr313] - Nhiệt lượng riêng nước cấp vào lò là: 105,1 (Kcal/kg) t o = 105 oC [12, tr 312] Vậy lượng nhiệt bã cần cung cấp cho lò là: 668,9 – 105,1 = 563,87 (Kcal/kg) - Tỷ lệ bã : 2340 γ = 563,87 x 90% = 3,73 (kg hơi/kg bã) - Lượng sản xuất giờ: D' = 1,1 x Dss = 1,1 x 173,16 = 190,476 (tấn/h) 190,476 - Lượng bã tiêu thụ: 3,73 = 51,07 (tấn/h) - Lượng bã thừa: 58,39 – 51,07 = 7,32 (tấn/h) 8.1.2 Tính nhiên liệu phụ trợ lúc khơng đủ bã hay khởi động lị Dùng dầu FO, theo quy chuẩn dùng 1,5 kg dầu FO cho đường thành phẩm Năng suất theo đường thành phẩm 675,875 (tấn/ngày) [Bảng 4.6] Lượng dầu dùng: GD = 1,5 × 675,875 = 1013,81 (kg/ngày) = 42,24 (kg/h) 8.2 Tính nước Tùy theo u cầu cơng nghệ phận, thiết bị khác nhau, lượng nước, chất lượng khác Nhà máy đường sử dụng lượng nước lớn 8.2.1 Nước ngưng tụ GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp RS trang 113 Thiết kế nhà máy đường Nước ngưng tụ nhà máy đường mía bao gồm tất nước ngưng tất thiết bị trao đổi nhiệt: Đun nóng, đặc, nấu đường, sấy… Lượng nước ngưng tổng cộng nhà máy đường mía chiếm 145% so với mía Trong 75% nước ngưng tụ từ sống (hơi thải Tuabine, giảm áp), 70% từ hiệu cô đặc nấu đường [5, Tr295] Theo suất nhà máy, lượng nước ngưng tụ tổng cộng là: G = (6380 x 145)/100 = 9251 (tấn/ngày) Lượng nước lọc để pha thêm vào nước ngưng tụ, 20% so với mía [5, Tr295] G1 = 20% x 6380 = 1276 (tấn/ngày) Lượng nước nóng tổng cộng: GT = G + G1 = 9251+1276 = 10527 (tấn/ngày) Bảng 8.1: Sự phân bố nước ngưng [Phụ lục 1] 8.2.2 Nước lắng Sự phân bố nước lắng nhà máy đường mía sau: [5, Tr294] Bảng 8.2: Sự phân bố nước lắng [Phụ lục 2] 8.2.3 Nước lọc Những phận dùng nước lọc liệt kê sau: [5, Tr295] Bảng 8.3: Sự phân bố nước lọc [Phụ lục 3] 8.2.4 Nước tháp ngưng tụ Ðây hỗn hợp nước làm lạnh nước ngưng tụ thứ công đoạn nấu đường cô đặc Nước có thành phần nước lắng (nước làm nguội) nước thứ mang ra, có lượng nhỏ đường, NH3, Nước có nhiệt độ 40 ÷ 450C, đưa vào bể làm nguội tự nhiên, trung hòa độ axit (nếu cần) sử dụng lại Theo tính tốn nước lắng (ở mục 8.2.2) dùng làm lạnh tháp ngưng hệ cô đặc, nấu đường lọc chân không: 63800 + 3190 = 66990 (tấn/ngày) Ở tháp ngưng tụ, lượng thứ ngưng tụ thành nước chiếm 28% so mía [5, Tr296] Vậy nước ngưng tụ thứ là: 28% x 6380 = 1786,4 (tấn/ngày) ⇒ lượng nước khỏi thiết bị ngưng tụ là: 66990 + 1786,4 = 68776,4 (tấn/ngày) GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp RS trang 114 Thiết kế nhà máy đường Lượng nước sử dụng lại, khoảng 600% so với mía [5, Tr296] GL = 600% x 6380 = 38280 (tấn/ngày) ⇒ Lượng nước nguồn nhà máy cần cung cấp là: GLtrong - GL = 68776,4 – 38280 = 30496,4 (tấn/ngày) 8.2.5 Nước thải nhà máy Nước thải nhà máy đường bao gồm dạng phân bố theo bảng sau: Bảng 8.4: Nước thải nhà máy đường [Phụ lục 4] CHƯƠNG KIỂM TRA SẢN XUẤT 9.1 Kiểm tra sản xuất Quy trình sản nhà máy đường phức tạp liên quan chặt chẽ Do đó, việc kiểm tra sản xuất công đoạn, phận làm việc quan trọng, có tác dụng đảm bảo q trình sản xuất ổn định, đảm bảo chất lượng đường thành phẩm theo yêu cầu quy định Đồng thời giúp phát hiện, điều chỉnh, khắc phục cố kịp thời đảm bảo tiến độ sản xuất Thực theo trình tự sau: Bảng 9.1: Trình tự thực kiểm tra sản xuất [phụ lục 5] 9.2 Xác định số tiêu 9.2.1 Kiểm tra nguyên liệu mía đầu vào Dựa vào quan sát mắt kinh nghiệm mía chín: [3, tr 10] + Độ lớn chậm lại, dóng mía nhặt lại, thân có tượng “co nhắn “ GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp RS trang 115 Thiết kế nhà máy đường + Lá chuyển qua khơ vàng, xanh cịn lại khoảng 6– (bình thường 8-10 lá), tương đối cứng thẳng + Dóng mía bột phấn rơi, bề mặt nhẵn, độ gốc gần 9.2.2 Phân tích phịng thí nghiệm Trong phịng thí nghiệm tiến hành phân tích xác định số độ Bx, độ Pol, độ tinh khiết, RS, tỉ lệ xơ CCS… 9.2.2.1 Độ Bx: Đo Brix kế, đường kế Bá linh, tỷ trọng kế hay chiết quang kế Giá trị đo Bx kế thay đổi theo nhiệt độ Độ Bx đo nhiệt độ khác với nhiệt độ tiêu chuẩn Bx kế gọi Bx quan sát Độ Bx đo nhiệt độ tiêu chuẩn (200C) Bx hiệu chỉnh nhiệt độ tiêu chuẩn gọi Bx cải Tiến hành: Lấy mẫu nước mía lọc cho vào ống đong 250 ml, sau dùng Bx kế đo đọc kết tiến hành đo nhiệt độc lúc Bxcải chính= Bxđc + nhiệt độ (tra bảng) 9.2.2.2 Đo độ đường theo pol (Polarimeter): Pol hàm lượng sacaroza gần dung dịch vào kết đo phương pháp phân tích nhanh Phương pháp sử dụng phổ biến nhà máy đường Dựa vào tính chất chiết quang (làm quay mặt ánh sáng phân cực) dung dịch đường, để đo thành phần đường tổng số mẫu: đường Sacarose Glucose chuyển sang phải, đường Fructose chuyển sang bên trái Tiến hành: Lấy 20 ml nước mía cho vào bình tam giác 250 ml, sau cho 2g acetat bột chì lắc cho tan hết bột chì, đem lọc qua giấy lọc Phần dung dịch lọc dùng để tráng ống quan sát phần dung dịch lọc lại cho vào ống quan sát 200 mm Đem đo máy phân cự kế Trước cho ống quan sát vào máy, ta điều chỉnh ống nhòm đến vạch số 0, thấy hai bên ảnh đồng màu Sau quan sát đọc số Pol vạch thước Số đọc pol quan sát, cần cải theo nhiệt độ đo tính pol theo cơng thức: GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp RS trang 116 Thiết kế nhà máy đường Pol Do × 26 20 PolTT = 100.d , với d20: Tỷ trọng dung dịch Do đó, độ tinh khiết dung dịch: AP = (tra bảng) Pol x 100 (%) Bx 9.2.2.3 Độ đường theo sac: Sau phân tích AP, mẫu dung dịch dùng để phân tích phần trăm sacarose Lắc đều, đổ dung dịch vào bình tam giác tráng Cho khoảng 150ml dung dịch Acetat chì vào để làm Lọc lấy 50 ml dung dịch lọc cho vào bình định mức 100ml, dùng ống đong lấy 10 ml HCl 24,86% đổ vào bình định mức 100ml có sẵn 50ml dung dịch lọc Dùng nước rửa thành bình cho axit xuống hết Cắm nhiệt kế vào đun cách thuỷ Khi nhiệt độ trung bình đạt t0 = 600C, lắc phút (giữ 60 0C), sau giữ phút Làm lạnh mẫu đến nhiệt độ phòng, cho nước cất vào điều chỉnh đến vạch 100 ml, lắc Dùng ống quan sát để đo Pol chuyển hố P' Mẫu lọc cịn lại lấy 50ml cho vào bình định mức 100ml, thêm 10ml dung dịch NaCl 232,5 (g/l) nước cất đến vạch 100ml, lắc đều, cho vào bình quan sát 200ml để đo trực tiếp P Kết đọc P P' nhân tính: S= P - (-P' ) x100 132,56 - 0,0794(13 - g) - 0,53 (t ± 20) Bx quan s át Trong đó: g: Số gam chất rắn hoà tan 100 ml dung dịch, g = t: Nhiệt độ dung dịch đo,[0C ] GP = Ðộ tinh khiết dung dịch tính % S hc x 100 (%) Bx hc Trong đó: % Shc : Phần trăm sac hiệu chỉnh Bx hc : Bx hiệu chỉnh 9.2.2.3 Độ pH: Lấy mẫu nước mía đem làm nguội đến nhiệt độ mơi trường tiến hành đo trực tiếp máy đo pH GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp RS trang 117 Thiết kế nhà máy đường 9.2.2.4 Tính chữ đường (CCS): Để tính chữ đường trước tiên phải đo độ Pol (Pol1), độ Bx (Bx1) nước mía đầu nước mía nguyên ép máy ép phân tích phần trăm xơ (F) mía mẫu mía phân tích 5+ F 3+ F Pol 1 − − Bx1 − 100 100 Cơng thức tính chữ đường: CCS = 9.2.2.5 Xác định độ màu ICS: Cân 50g đường cho vào cốc thuỷ tinh 100ml, hoà tan với nước cất cho vào bình định lượng 100ml Rửa cốc chuyển vào bình Điều chỉnh nước cất vạch, lắc đều, lọc hút chân không, dung dịch ban đầu dùng để tráng cốc Dung dịch lọc cho vào Cuvet để đo độ màu Chỉnh bước sóng 420ml đọc số máy Ta dùng Refactometer cho vào giọt dung dịch lọc đo Bx nhiệt độ Tính kết quả: ICS = D x 1000 Lxc Trong đó: D: Ðộ chiết quang đo máy L: Ðường kính Cuvet CHƯƠNG 10 AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH CƠNG NGHIỆP 10.1 An toàn lao động An toàn lao động vấn đề quan tâm hàng đầu sản xuất công nghiệp, quy chế pháp luật nên nhà máy phải trọng, ảnh hưởng trực tiếp sức khỏe tính mạng tài sản người Để giảm đến mức thấp thiệt hại GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp RS trang 118 Thiết kế nhà máy đường người tài sản nhà máy, công nhân phải nắm vững quy định an toàn lao động sau [26]: - An toàn người - An tồn máy móc, thiết bị - An tồn ngun vật liệu sản phẩm, cơng trình phục vụ sản xuất 10.1.1 Những nguyên nhân gây + Do trang bị không tốt, không đảm bảo chất lượng yêu cầu kỹ thuật máy móc thiết bị đường ống dẫn… + Do điều kiện làm việc khơng cải thiện, vị trí cơng việc khơng hợp lý + Tổ chức lao động liên hệ phận không chặt chẽ + Các thiết bị bảo hộ lao động thiếu không đảm bảo an toàn + Ý thức chấp hành kỷ luật công nhân viên nhà máy chưa cao + Vận hành thiết bị, máy móc khơng quy định kỹ thuật + Trình độ lành nghề nắm vững mặt kỹ thuật cơng nhân cịn yếu 10.1.2 Biện pháp khắc phục + Phải trang bị rào, che chắn, phận bảo hiểm hợp lý điều kiện làm việc liên tục, thiết bị máy móc lớn, bố trí phức tạp + Phải phân cơng lao động cách hợp lý phù hợp với trình độ kỹ thuật, điều kiện sức khoẻ người + Ðiều kiện làm việc người lao động luôn cải thiện, trang bị đầy đủ dụng cụ bảo hộ lao động + Để đảm bảo cho việc thao tác vận hành thiết bị, an tồn lao động, cơng đoạn, máy móc có bảng dẫn rõ ràng, chi tiết + Thường xuyên tổng kết rút kinh nghiệm để hạn chế cố, kiểm điểm hành vi khơng sản xuất 10.1.3 Những an tồn cụ thể nhà máy [26] GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp RS trang 119 Thiết kế nhà máy đường Chiếu sáng: Sử dụng ánh sáng tự nhiên qua cửa sổ, cửa mái để tiết kiệm lượng điện chiếu sáng, tạo cảm giác dễ chịu cho công nhân Tuy nhiên, cần để đảm bảo đầy đủ ánh sáng cho vận hành làm việc Thơng gió: Sử dụng tối đa lưu thơng khơng khí nhà máy bảo đảm chênh lệch nhiệt độ phân xưởng mơi trường khơng q ÷ 0C Ở công đoạn: Gia nhiệt, bốc hơi, nấu đường, li tâm ,cần bố trí quạt gió để tăng cường phân tán nhiệt phận sinh nhiệt có lớp cách nhiệt phải đặt cuối hướng gió An tồn hơi, thiết bị trao đổi nhiệt: Các thiết bị sản xuất hơi, nhiệt như: Lò hơi, tuabin, thiết bị đun nóng, bình nén , cần có vỏ bảo vệ chắn chắc, có khoảng cách an toàn, kiểm tra kỹ thuật an toàn trước sử dụng định kỳ kiểm tra thiết bị, đường ống dẫn phải đặt cao 34,5(m), sát tường dọc theo cột, phải có lớp bảo ơn đồng để dễ phân biệt dùng quy định nhà máy An toàn điện: Lượng điện thiết bị dùng điện nhà máy lớn nên cần phải bảo đảm an toàn điện Các đường dây dẫn điện cách điện an toàn bố trí dọc tường hay ngầm theo mương dẫn mặt đất Trang bị an toàn điện đầy đủ, mô tơ điện, hộp điện che chắn cẩn thận, ghi rõ ràng, phải có dây trung tính nối đất Phịng chống cháy nổ: Cháy nổ tượng dễ xảy nhà máy cố sau: Chập mạch điện, nhiên liệu dễ bắt lửa, thiết bị đóng cặn, bị ăn mịn lâu ngày bị nổ, phản ứng hố học sảy trình sản xuất Biện pháp hạn chế cháy nổ: + Bố trí sản xuất có khoảng cách thích hợp để tránh lây lan + Câc phận gây cháy nổ : Lị vơi, lị đốt lưu huỳnh đặt cuối hướng gió + Những thiết bị dùng điện phải có vỏ an tồn + Bố trí cầu thang phịng hỏa, bình cứu hỏa GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp RS trang 120 Thiết kế nhà máy đường Giao thông: Nhà máy cần thiết kế lối lại có chiều rộng hợp lý, cầu thang rộng chịu lực dễ dàng lại Ngồi bố trí cửa vào hợp lý để có cố dễ dàng hiểm An tồn phịng thí nghiệm: Cán cơng nhân viên tuân thủ nội quy, quy định phòng hóa nghiệm Thao tác cẩn thận, tránh độc hại cho người, để nơi quy định, gọn gàng không làm rơi, lọ đựng phải đậy nút ghi nhãn 10.2 Vệ sinh xí nghiệp + Khu đất xây dựng cần đặt cuối hướng gió cách xa khu dân cư, để bảo đảm làm môi trường + Khu ép thường ẩm ướt nên đặt khu riêng + Các phận sinh chất độc lò đốt lưu huỳnh, lò hơi, thiết bị sinh nhiệt , cần đặt cuối hướng gió + Câc khu li tâm, sấy đường, hồi dung, hồi đường thường rơi vãi bụi bặm điều không tránh khỏi, gây ảnh hưởng đến công việc sức khỏe công nhân Do sau ca sản xuất phải vệ sinh khu làm việc + Đường thành phẩm dễ hút ẩm, nên bảo quản phải ý đến chế độ bảo quản Nhà kho phải khô sẽ, vật liệu khác + Các đường dẫn nước bùn, nước thải phải có nắp đậy, khơng làm ảnh hưởng đến nơi làm việc + Công nhân vào làm việc phân xưởng phải vệ sinh sẽ, phải có áo quần bảo hộ đầy đủ + Phải có chế độ bồi dưỡng cho CB-CNV KẾT LUẬN GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp Đồ án tốt nghiệp RS trang 121 Thiết kế nhà máy đường Sau gần tháng thực hướng dẫn tận tình Trương Thị Minh Hạnh với tìm tịi góp ý từ bạn bè, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS đại suất 6380 ngun liệu /ngày” Q trình thiết kế tính toán đồ án giúp em củng cố lại kiến thức học, đồng thời tiếp thu thêm kiến thức vấn đề: Lựa chọn phương án xây dựng, bố trí lắp đặt máy móc thiết bị hợp lý, đầu tư thiết bị đồng tự động ứng dụng phương pháp ép, làm sạch, cô đặc phương pháp nấu trình sản xuất đường RS Tuy nhiên kiến thức thân hạn chế, thiếu kinh nghiệm thực tiễn, nên đồ án có thiếu sót, mong đóng góp ý kiến thông cảm thầy cô Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2014 Sinh viên thực Thái Văn Hiệp GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 09H2A SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp ... trang 19 Thiết kế nhà máy đường đoạn nấu hệ (AP > 80 %) sản xuất đường, nhằm giảm tổn thất đường thiết bị không phức tạp Đề xuất dây chuyền cơng nghệ sản xuất đường RS Mía Cân định lượng Cẩu mía Băng... đầu cuối (% ) 5.1.1 Lượng nước bốc q trình đặc Χd W = Gđ × ( – Χ c ) (kg/h) [5, Tr191] Trong đó: Gđ = 6884,408 (tấn/ ngày) (Bảng 4. 6) = 286850,33 (kg/h) Xđ = 13,29 %, Xc = 60% (Bảng 4. 6) Thay số... 13 + = x 13,7 x ( 1- 100 ) - x 17,148 x ( 1- 100 ) = 9,647 (% ) 4.1.3 Bã mía KL đường bã = KL đường mía x (1 00-hiệu suất ép)/100 100 − 96,94 100 = 780,912 x = 23,896 (tấn/ ngày) khäúi lỉåüng âỉåìng