Thiết kế phân xưởng cô đặc của nhà máy đường khánh vĩnh với năng suất 2000 tấn ngày

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM --- o0o --- TRẦN THỊ HUYỀN THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CÔ ĐẶC CỦA NHÀ MÁY ĐƯỜNG KHÁNH VĨNH VỚI NĂNG SUẤT 2000 TẤN/NGÀY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: T.S THÁI VĂN ĐỨC KHÁNH HÒA, 06/2015 i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn Quý Thầy, Cô giáo Khoa Công nghệ Thực phẩm Trường Đại học Nha Trang, đặc biệt là thầy giáo trưởng khoa T.S Vũ Ngọc Bội đã truyền đạt kiến thức cũng như những kinh nghiệm quý báu giúp ích cho em trong các năm học qua. Lời cảm ơn sâu sắc tiếp theo em xin gởi đến các Thầy, Cô giáo bộ môn tận tình chỉ bảo giúp đỡ em trong suốt thời gian em được học tại trường và đặc biệt là thầy T.S Thái Văn Đức đã dìu dắt tận tình để em có thể hoàn thành tốt bài đồ án này. Và qua đây, em xin chân thành cảm ơn đến Ban Giám đốc, cùng cán bộ nhân viên trong Công ty Cổ phần đường Ninh Hòa, đặc biệt là Anh/Chị trong Phòng sản xuất đã tạo điều kiện thuận lợi và cung cấp những số liệu, thông tin cần thiết, giúp em trong suốt thời gian thực tập tại Công ty. Cuối cùng, em xin chúc thầy cô sức khỏe dồi dào và Công ty Cổ phần đường Ninh Hòa ngày càng phát triển. Vì kiến thức cũng như kinh nghiệm của bản thân còn hạn chế nên bài đồ án của em còn nhiều thiếu sót. Mong thầy cô và công ty góp ý, nhắc nhở để em có thể hoàn thiện bài đồ án của em được tốt hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Nha Trang, ngày 10 tháng 6 năm 2015 Sinh viên thực hiện Trần Thị Huyền ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................................. 1 CHƯƠNG 1. HIỆN TRẠNG NGÀNH MÍA ĐƯỜNG VÀ LUẬN CHỨNG KINH TẾ ..................................................................................................................... 3 1.1. Hiện trạng ngành công nghiệp mía đường ........................................................ 3 1.1.1. 1.1.1.1. Tổng quan ngành đường.......................................................................3 1.1.1.2. Sản lượng sản xuất toàn cầu .................................................................4 1.1.1.3. Tiêu thụ đường toàn cầu .......................................................................5 1.1.1.4. Triển vọng ngành trong tương lai ........................................................6 1.1.2. 1.2. Hiện trạng công nghiệp mía đường thế giới ...............................................3 Ngành mía đường Việt Nam .......................................................................7 1.1.2.1. Lịch sử và mục tiêu phát triển ..............................................................7 1.1.2.2. Vị thế của ngành mía đường Việt Nam ...............................................8 1.1.2.3. Triển vọng phát triển ngành .................................................................9 Luận chứng kinh tế........................................................................................... 11 1.2.1. Đặc điểm tự nhiên và vị trí xây dựng .......................................................11 1.2.1.1. Khí hậu ...............................................................................................12 1.2.1.2. Thổ nhưỡng ........................................................................................12 1.2.2. Nguồn cung cấp nguyên liệu .....................................................................12 1.2.3. Sự hợp tác hóa và liên hiệp hóa ................................................................13 1.2.4. Tiêu thụ sản phẩm .....................................................................................13 1.2.5. Nguồn cung cấp hơi ..................................................................................14 1.2.6. Nguồn cung cấp điện .................................................................................14 1.2.7. Nguồn cung cấp nước................................................................................14 1.2.8. Vấn đề nước thải của nhà máy ..................................................................14 1.2.9. Giao thông vận tải .....................................................................................15 CHƯƠNG 2. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ............................ 16 iii 2.1. Dây chuyền công nghệ ........................................................................................ 16 2.2. Thuyết minh quy trình công nghệ .................................................................... 18 2.2.1. Vận chuyển và cấp mía vào máy ép .........................................................18 2.2.2. Xử lý mía trước khi ép ..............................................................................18 2.2.3. Ép và lấy nước mía ....................................................................................18 2.2.4. Làm sạch nước mía ...................................................................................19 2.2.5. Cô đặc nước mía ........................................................................................21 2.2.6. Lắng nổi .....................................................................................................22 2.2.7. Nấu đường và kết tinh đường ...................................................................22 2.2.8. Ly tâm ........................................................................................................23 2.2.9. Sấy-đóng bao-bảo quản .............................................................................24 CHƯƠNG 3. CÂN BẰNG VẬT CHẤT ................................................................. 25 3.1. Các thông số ban đầu ......................................................................................... 25 3.2. Thành phần nguyên liệu ...................................................................................... 25 3.3. Công đoạn cô đặc ................................................................................................ 25 Trọng lượng nước bốc hơi: .................................................................................. 25 3.4. Lọc chân không ................................................................................................... 26 3.4.1. Bùn lọc sau khi qua ống lọc ..........................................................................26 3.4.2. Bùn khô .........................................................................................................26 3.4.3. Mật chè trong ...............................................................................................26 3.4.4. Hiệu suất làm sạch ........................................................................................27 3.5. Cân bằng đường và hiệu quả sản xuất ................................................................ 27 3.5.1. Cân bằng đường ............................................................................................27 3.5.2. Tính hiệu quả sản xuất ..................................................................................28 CHƯƠNG 4. TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT .............................................................. 30 4.1. Hiệu số áp suất bốc hơi ....................................................................................... 30 4.2. Phân bố áp suất các hiệu ..................................................................................... 30 4.3. Lượng hơi tiêu hao công đoạn bốc hơi ............................................................... 32 4.3.1. Lượng nước bốc hơi ở các hiệu ....................................................................... 32 iv 4.3.2. Tính nồng độ chất khô các hiệu ....................................................................32 Lượng hơi tiêu hao cho công đoạn bốc hơi .................................................. 33 4.3.3. CHƯƠNG 5. TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ .............................................. 34 5.1. Tính toán và chọn thiết bị ................................................................................ 34 5.1.1. Công đoạn cô đặc ......................................................................................34 5.1.1.1. Nồi 1 ...................................................................................................34 5.1.1.2. Nồi 2 ...................................................................................................35 5.1.1.3. Nồi 3 ...................................................................................................35 5.1.1.4. Nồi 4 ...................................................................................................36 5.1.2. Tổng diện tích truyền nhiệt tối thiểu .........................................................36 5.1.2.1. Tính toán khả năng bốc hơi ................................................................36 5.1.2.2. Tính toán chỉ số lặp ............................................................................37 5.1.2.3. Tính các độ sụt nước lý thuyết ...........................................................37 5.1.2.4. Cải chính các độ sụt đã tìm được .......................................................38 5.1.2.5. Thang cải chính nhiệt độ ....................................................................38 5.1.2.6. Tính toán các diện tích gia nhiệt ........................................................38 5.1.3. Tính toán thiết bị lắng nổi .........................................................................41 5.1.4. Tính toán thiết bị lắng chìm ......................................................................42 5.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị ................................................... 43 5.2.1. Thiết bị cô đặc ...........................................................................................43 5.2.1.1. Sơ đồ hệ thống thiết bị cô đặc ............................................................43 5.2.1.2. Cấu tạo của thiết bị cô đặc .................................................................44 5.2.2. Thiết bị lắng nổi ........................................................................................46 5.2.2.1. Cấu tạo ................................................................................................47 5.2.2.2. Nguyên lý hoạt động .............................................................................48 5.2.3.1. Cấu tạo ................................................................................................49 5.2.3.2. Nguyên lý hoạt động ..........................................................................50 CHƯƠNG 6. TÍNH ĐIỆN-NƯỚC-XÂY DỰNG .................................................. 52 6.1. Tính điện .............................................................................................................. 52 v 6.1.1. Điện dùng cho chiếu sáng .........................................................................52 6.1.2. Tính điện năng động lực ...........................................................................53 6.1.3. Tính điện năng tiêu thụ hàng năm.............................................................54 6.1.3.1. Điện năng chiếu sáng .........................................................................54 6.1.3.2. Điện năng tiêu thụ cho động lực ...........................................................54 6.2. Tính nước ......................................................................................................... 55 6.2.1. Nước lắng trong .........................................................................................55 6.2.2. Nước lọc trong ...........................................................................................55 6.2.3. Nước ngưng tụ ...........................................................................................56 6.2.4. Nước thải từ các bộ phận của phân xưởng ...............................................57 6.3. Tính toán xây dựng .......................................................................................... 57 6.3.1. Địa điểm xây dựng phân xưởng ................................................................57 6.3.1.1. Các nguyên tắc chung ........................................................................57 6.3.1.2. Yêu cầu về đất, nơi xây dựng phân xưởng ........................................58 6.3.1.3. Yêu cầu vệ sinh công nghiệp bảo vệ môi trường ..................................58 6.3.2. Các công trình xây dựng phân xưởng ..........................................................58 6.3.2.2. Nhà sản xuất chính ................................................................................58 CHƯƠNG 7. NHÂN LỰC, AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ NHỮNG QUY TRÌNH VẬN HÀNH AN TOÀN TRONG XƯỞNG........................................................... 70 7.1. Nhân lực ........................................................................................................... 70 7.1.1. Chê độ làm việc của phân xưởng cô đặc, lắng lọc ...................................70 7.1.2. Tính nhu cầu cho phân xưởng cô đặc .......................................................70 7.2. An toàn lao động và quá trình vận hành an toàn ............................................. 71 7.2.1. An toàn lao động .......................................................................................71 7.2.1.1. Một số vấn đề về an toàn lao động.....................................................71 7.2.1.2. Những nguyên nhân gây ra tai nạn lao động trong quá trình sản xuất và biện pháp khắc phục .......................................................................................71 7.2.1.3. 7.2.2. Những yêu cầu an toàn cụ thể trong nhà máy....................................72 Quá trình vận hành an toàn trong phân xưởng .........................................74 7.2.2.1. Quá trình vận hành an toàn nồi hơi ....................................................74 vi 7.2.3. An toàn lao động trong phòng hóa nghiệm ..............................................77 7.2.3.1. An loan lao động ................................................................................77 7.2.3.2. Cấp cứu sơ bộ .....................................................................................79 7.2.3.3. Công tác phòng cháy chữa cháy.........................................................79 KẾT LUẬN ............................................................................................................... 80 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................ 81 vii DANH MỤC BẢNG Bảng 4.1. Sự phân bố sụt áp giữa các nồi bốc hơi ................................................ 30 Bảng 4.2. Thang áp suất tuyệt đối và nhiệt độ...................................................... 31 Bảng 4.3. Các tổn thất của độ sụt nhiệt độ trong các dàn bốc hơi đa hiệu........... 31 Bảng 4.4. Tổng kết hơi tiêu hao cho phân xưởng cô đặc ..................................... 33 Bảng 5.1. Kết quả cải chính nhiệt độ .................................................................... 38 Bảng 6.1. Kết quả tính toán điện dùng cho chiếu sáng ........................................ 53 Bảng 6.2. Thông số điện năng động lực ............................................................... 53 Bảng 6.3. Lượng nước lắng trong dùng cho phân xưởng ..................................... 55 Bảng 6.4. Lượng nước lọc dùng cho phân xưởng sản xuất .................................. 56 Bảng 6.5. Lượng nước thải từ các bộ phận của phân xưởng ................................ 57 Bảng 7.1. Chia ca cho từng bộ phận ..................................................................... 70 viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Sản lượng đường sản xuất toàn thế giới qua các niên vụ [8] ................. 5 Hình 1.2. Lượng tiêu thụ đường toàn cầu [8] ......................................................... 6 Hình 1.3. Diện tích gieo trồng và sản lượng mía các năm [8]................................ 9 Hình 1.4. So sánh năng suất Việt Nam và thế giới [8] ........................................... 9 Hình 1.5. Bản đồ vị trí xã Khánh Vĩnh [11] ......................................................... 11 Hình 2.1. Lưu trình sản xuất từ nguyên liệu mía đến siro nấu A ......................... 16 Hình 2.2. Lưu trình sản xuất từ siro nấu A đến thành phẩm ................................ 17 Hình 5. 1. Hệ thống bốc hơi .................................................................................. 43 Hình 5.2. Cấu tạo thiết bị bốc hơi ......................................................................... 44 Hình 5.3. Thiết bị bốc hơi ..................................................................................... 45 Hình 5.4. Cấu tạo thiết bị lắng nổi ........................................................................ 47 Hình 5.5. Thiết bị lắng nổi .................................................................................... 48 Hình 5.6. Cấu tạo thiết bị lắng chìm ..................................................................... 49 Hình 5.7. Thiết bị lắng chìm ................................................................................. 50 Hình 6.1. Hệ thống nồi cô đặc............................................................................... 60 Hình 6.2. Hệ thống nồi nấu đường ........................................................................ 61 Hình 6.3. Sơ đồ hệ thống thiết bị tầng 4 ............................................................... 62 Hình 6.4. Sơ đồ hệ thống thiết bị tầng 3 ............................................................... 64 Hình 6.5. Sơ đồ hệ thống thiết bị tầng 2 ............................................................... 66 Hình 6.6. Sơ đồ hệ thống thiết bị tầng 1 ............................................................... 69 ix CÁC CHỮ VIẾT TẮT TL : Trọng lượng. TLCK : Trọng lượng chất khô. TLCKNM : Trọng lượng chất khô nước mía. NMHH : Nước mía hỗn hợp. HSE : Hiệu suất ép. HSTH : Hiệu suất thu hồi. TLDD : Trọng lượng dung dịch. HSSX : Hiệu suất sản xuất. AP : Độ tinh khiết. Pol : Hàm lượng đường saccharose. 1 LỜI NÓI ĐẦU Trong điều kiện nền kinh tế ngày càng phát triến, thị trường kinh doanh mở rộng thì cơ hội cho các doanh nghiệp cũng được mở rộng đồng thời mở cửa thị trường khi hội nhập cũng tạo cho doanh nghiệp nhiều thách thức. Đặc biệt, hàng rào thuế quan được hạ xuống do Việt Nam đã gia nhập WTO, các mặt hàng sẽ không phải chịu thuế hoặc chịu thuế với mức thấp. Điều này sẽ làm cho mức độ cạnh tranh ngày càng trở nên gay gắt, các doanh nghiệp tìm cách để thu hút khách hàng bằng cách tăng chất lượng và hạ giá thành sản phẩm. Muốn thực hiện được đòi hỏi doanh nghiệp phải có sự chuyển bị kỹ càng về nguồn nhân lực, nguồn chi phí và đặc biệt phải đầu tư công nghệ cải tiến các thiết bị máy móc. Ở nước ta hiện nay tuy các công ty mọc lên nhiều và đa dạng nhưng các doanh nghiệp do còn quá non trẻ hoặc yếu kém trong công tác chuẩn bị như: lựa chọn thiết bị công nghệ không phù hợp, xây dựng nhà máy xa vùng nguyên liệu, hệ thống giao thông không thuận lợi… khiến doanh nghiệp hoạt động không hiệu quả làm cho doanh nghiệp khó có điều kiện phát triển, khoản lợi nhuận thấp nên kém tăng trưởng, điều này không ngoại lệ đối với ngành đường mía. Việt Nam là một quốc gia có truyền thống sản xuất đường mía từ lâu đời và trong những năm gần đây ngành đường phát triển một cách nhanh chóng, vấn đề cơ khí hóa và tự động hóa trên toàn bộ dây chuyền sản xuất được áp dụng rộng rãi trong các nhà máy đường. Nền công nghiệp đường đã và đang được phát triển nhắm đáp ứng nhu cầu về lượng đường sử dụng cho nhân dân và góp phần xây dựng cho sự phát triển ngành đường của nước ta, việc áp dụng công nghệ là một trong các yếu tố quyết định đến chất lượng và năng suất sản phẩm theo từng công đoạn. Tuy vậy việc áp dụng công nghệ phải phù hợp với điều kiện thiết kế của nhà máy mới mang lại hiệu quả tối ưu cho việc đầu tư. Để góp phần nâng cao năng suất và chất lượng đường phục vụ nhu cầu trong nước và xuất khẩu, cải thiện đời sống cho nông dân huyện Khánh Vĩnh, Khoa Công 2 nghệ Thực phẩm, trường Đại học Nha Trang đã giao cho em đề tài: “Thiết kế phân xưởng cô đặc của nhà máy đường Khánh Vĩnh với năng suất 2000 tấn/ngày”. Sau thời gian nghiên cứu với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy T.S Thái Văn Đức, ban giám đốc công ty cổ phần đường Ninh Hòa cùng toàn bộ công nhân viên công ty, em đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp. 3 CHƯƠNG 1. HIỆN TRẠNG NGÀNH MÍA ĐƯỜNG VÀ LUẬN CHỨNG KINH TẾ 1.1. Hiện trạng ngành công nghiệp mía đường 1.1.1. Hiện trạng công nghiệp mía đường thế giới 1.1.1.1. Tổng quan ngành đường Đường đã từng là một mặt hàng xa xỉ vào giai đoạn cuối thế kỷ XVI, khi người Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha mở rộng trồng trọt mía ở Puerto, Rico, Cuba và Brazil và vận chuyển ngược về Châu Âu để tinh luyện. Đến thế kỷ XVII, đế quốc Anh lập vùng canh tác mía và sản xuất đường quy mô lớn tại quần đảo Tây Ấn, biến đường thành mặt hàng thông dụng cho mọi tầng lớp. Tính đến nay, ngành sản xuất đường là một trong những ngành công nghiệp chế biến nông sản lâu đời nhất trên thế giới, với hơn 100 quốc gia và vùng lãnh thổ tham gia vào chuỗi giá trị. Quy mô sản lượng đường toàn cầu khoảng 174,8 triệu tấn trong mùa vụ 2013/2014 (USDA) và đạt mức tăng trưởng trung bình khoảng 2%/năm. Đường có thể được sản xuât từ hai loại nguyên liệu chính: Mía (75-80%) lượng cung toàn cầu, trồng chủ yếu tại các nước nhiệt đới và củ cải đường 25-30%, tại các nước ôn đới. Một số quốc gia như Mỹ hoặc Trung quốc có thể trồng được cả hai loại nông sản này do diện tích rộng lớn. Thông thường mất khoảng 12 tháng đến 16 tháng từ lúc gieo trồng đến lúc thu hoạch và một gốc mía có thể sử dụng được 5 năm, sau khoảng thời gian này chữ đường trong mía sẽ bị giảm sút [8]. Ngành sản xuất đường là một ngành thâm dụng lao động nên rất nhiều quốc gia trên thế giới đang thực hiện cơ chế bảo hộ thông qua các phương thức khác nhau. Tại Mỹ, chính phủ vẫn tiếp tục duy trì chương trình trợ cấp ngành sản xuất đường nội địa bằng cách hạn chế nhập khẩu, hạn chế diện tích trồng mía và trợ giá cho nông dân. Tại khối liên minh EU, chính sách quản lý bằng quato cấp cho từng thành viên, quy định giá thu mua nguyên liệu tối thiểu và giá dao dịch tham chiếu cho đường trắng và đường thô (EU sugar regime) đã biến EU từ một khu vực xuất khẩu ròng đường thành một trong những khu vực nhập khẩu đường lớn nhất thế giới. Trung Quốc nước nhập khẩu đường lớn thứ hai thế giới năm 2013 (3,8 triệu tấn theo USDA) 4 cũng đang duy trì mức một mức quota nhập khẩu khoảng 1,9 triệu tấn đường/năm theo thỏa thuận WTO, theo đó lượng đường nhập trong quota sẽ chỉ phải chịu thuế suất nhập khẩu 5% trong khi số lượng vượt quá quota bị áp thuế lên đến 50% [8]. Quy mô giao dịch đường trên thế giới vào khoảng 55-60 triệu tấn, trong đó những nước sản xuất lớn như Brazil (22% tổng sản lượng), Ấn Độ (15%), Trung Quốc (8%), Thái lan (6%). Do tại Ấn Độ và Trung Quốc, nhu cầu tiêu thụ nội địa lớn hơn sản lượng sản xuất, cho nên nguồn cung đường trên thị trường quốc tế phụ thuộc vào hai quốc gia còn lại là Brazil và Thái Lan [8]. 1.1.1.2. Sản lượng sản xuất toàn cầu Tính đến thời điểm hiện tại, sản xuất đường từ mía tại các quốc gia như Brazil, Ấn Độ, Thái Lan có lợi thế cạnh tranh hơn so với các khối EU vốn dùng củ cải đường để làm nguyên liệu chính. Lợi thế này không xuất phát từ vấn đề khoa học kỹ thuật hay điều kiện sản xuất mà xuất phát từ giá nhân công và chi phí đắt rẻ cùng với việc ít phải chịu những rằng buộc pháp lý từ phía quốc gia. Tuy nhiên, những trở ngại về mặt thiên nhiên như địa chất, lượng mưa, nhiệt độ và sự cạnh tranh các hoạt động nông nghiệp khác đã khiến dư địa cho việc mở rộng sản xuất tại các quốc gia sản xuất đường từ mía hàng đầu thế giới không còn nhiều. Sản lượng đường mía ước tính đạt 140,2 triệu tấn trong vụ 2013/2014, chỉ tăng 0,37% so với vụ trước và gần 30% sau giai đoạn 10 năm kể từ vụ 2003/2004. Trong khi đó, sản lượng đường củ cải giảm mạnh 4,7% so với cùng kỳ năm trước, đạt 34,6 triệu tấn. Tổng sản lượng đường trên thế giới niên vụ 2013/2014 ước tính đạt 174,8 triệu tấn, giảm nhẹ 0,7% so với niên vụ trước. Số liệu thống kê cũng cho thấy sự chuyển dịch tỷ trọng sản xuất đường mía/ đường củ cải trong 10 năm qua. Nếu trong vụ 2003/2004 đường củ cải chiếm 24,3% tổng lượng đường sản xuất được thì sau 10 năm, tỷ lệ này đã giảm xuống chỉ còn 19,8%. Brazil và Ấn Độ là hai quốc gia sản xuất đường lớn nhất thế giới với tổng sản lượng lên đến 64,2 triệu tấn, chiếm 36,7% lượng đường toàn cầu. Khối EU là nhóm các quốc gia sản xuất đường từ củ cải lớn 5 nhất với hơn 16 triệu tấn, tương đương 46,2% tổng lượng đường củ cải niên vụ 2013/ 2014 [8]. Hình 1.1. Sản lượng đường sản xuất toàn thế giới qua các niên vụ [8] 1.1.1.3. Tiêu thụ đường toàn cầu Sản lượng tiêu thụ toàn cầu: Tiêu thụ đường thế giới niêm vụ 2013/2014 ước đạt 168,5 triệu tấn, tăng 2,3% so với niên vụ 2012/2013. Tính chung trong 10 năm qua, tiêu dùng đường thế giới nằm trong xu thế tăng với CAGR đạt khoảng 1,9%/năm. Tuy nhiên tốc độ tăng này lại thấp hơn so với CAGR của tổng sản lượng đường sản xuất được trong cùng kỳ, khoảng 2,1%/năm khiến tồn kho đường tích lũy ngày càng cao [8]. Các yếu tố tác động: Tiêu thụ đường phụ thuộc vào các yếu tố chính như tốc độ gia tăng dân số, mức thu nhập khả dụng và tốc độ tăng thu nhập, giá đường trong tương quan với các sản phẩm khác (giá năng lượng, giá các chất tạo ngọt khác) hay thậm chí là đặc điểm văn hóa, đặc điểm nhân khẩu và nhận thức đối với vấn đề sức khỏe. Trong giai đoạn vừa qua, những khu vực có nền kinh tế phát triển và dân số tăng trưởng thấp, người dân càng ngày càng chú ý đến những tác động xấu của việc sử dụng đường và các thực phẩm chứa đường thì mức tiêu thụ đường chỉ tăng rất nhẹ 6 hoặc tăng trưởng âm như Bắc Mỹ (CAGR = 1,3%/năm trong 5 năm), Châu Âu (1,3%) và Châu Đại Dương (-0,2%). Ngược lại, những khu vực có dân số đông và kinh tế đang phát triển, lượng đường tiêu thụ vẫn tăng đều đặn hằng năm [8]. Châu Á là khu vực có tốc độ tăng tiêu thụ đường lớn nhất thế giới, dẫn đầu là Trung Đông (5,3%), Đông Nam Á (4,5%) và Nam Á (2,5%), đây cũng là khu vực tạo động lực cho tăng trưởng tiêu dùng và sản xuất đường trong tương lai [8]. Hình 1.2. Lượng tiêu thụ đường toàn cầu [8] 1.1.1.4. Triển vọng ngành trong tương lai Sản lượng tiêu thụ đường đã tăng với tốc độ bình quân 2,7%/năm trong nửa thập kỷ qua. Ở các nước phát triển, tiêu thụ đường đang trong xu hướng giảm dưới tác động của các sản phẩm thay thế và những lo ngại về bệnh béo phì và sức khoẻ. Tuy nhiên tại các nước đang phát triển, sản lượng tiêu thụ đường chiếm đến 70% so 7 với toàn thế giới, tốc độ tăng trưởng đang nhanh hơn dựa vào sự gia tăng thu nhập và dân số. Vùng nguyên liệu mía toàn thế giới đã và đang được mở rộng để đáp ứng nhu cầu sản xuất đường và các loại sản phẩm khác như ethanol. Tổng sản lượng đường toàn thế giới được dự báo sẽ tăng thêm khoảng 30 triệu tấn để đạt mức hơn 210 triệu tấn vào niên vụ 2020/2021. Sản lượng đường gia tăng này sẽ đến từ các quốc gia đang phát triển, đặc biệt là Brazil. Quốc gia này đã gia tăng rất nhanh sản lượng đường trong vòng hai thập kỷ vừa qua, tuy nhiên cuộc khủng hoảng tài chính vào năm 2008 đã làm giảm tốc độ đầu tư mới vào các nhà máy chế biến đường và giảm tăng trưởng sản xuất kể từ đó đến nay [8]. Một tác động rất lớn đối với quan hệ cung cầu đường trên toàn thế giới là việc sử dụng cây mía trong quá trình sản xuất ethanol, một dạng năng lượng thay thế. Brazil là nước sản xuất và xuất khẩu đường lớn nhất thế giới, đồng thời cũng là một trong những nhà sản xuất và tiêu thụ ethanol lớn nhất. Những quyết định mở rộng sản xuất ethanol tại quốc gia này sẽ có ảnh hưởng rất lớn đến thương mại và giá đường trên toàn thế giới. Trong ngắn hạn, một nhân tố quan trọng tác động đến hoạt động sản xuất, thương mại cũng như giá đường trên thị trường toàn cầu là những rủi ro thời tiết. Có đến hơn 75% khả năng thảm hoạ El Nino sẽ diễn ra trong 2014 và biến năm này thành năm có thời tiết nóng nhất trong lịch sử. Hoạt động sản xuất nông nghiệp nói chung và trồng mía nói riêng sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng, đặc biệt hiện tượng hạn hán sẽ diễn ra trên diện rộng tại các nước thuộc khu vực Đông Bán Cầu, trong đó có các quốc gia trồng mía và sản xuất đường lớn như Australia, Thái Lan, Ấn Độ, Indonesia. Giá đường do đó sẽ có thể tăng lại sau một thời gian dài năm trong xu hướng giảm Brazil là nhân tố quyết định thị trường. 1.1.2. Ngành mía đường Việt Nam 1.1.2.1. Lịch sử và mục tiêu phát triển Cây mía và nghề làm mật, đường ở Việt Nam đã có từ thời xa xưa nhưng công nghiệp mía đường mới chỉ được phát triển từ những năm 1990. Cho đến năm 1994 8 cả nước chỉ mới có 9 nhà máy đường mía với tổng công suất dưới 11.000 tấn mía/ ngày và 2 nhà máy tinh luyện công suất nhỏ, thiết bị lạc hậu dẫn đến việc mỗi năm phải nhập khẩu trung bình từ 300 ngàn đến 500 ngàn tấn đường. Nhận thấy được những lãng phí rất lớn trong chế biến và sản xuất đường nội địa, chương trình mía đường đã được khởi động kể từ năm 1995. Chương trình này được chọn là chương trình khởi đầu để tiến hành công nghiệp hoá, hiện đại hoá nông nghiệp nông thôn, xoá đói, giảm nghèo, giải quyết việc làm cho lao động nông nghiệp. 1.1.2.2. Vị thế của ngành mía đường Việt Nam Sản lượng đường Việt Nam sản xuất được trong niên vụ 2013/2014 ước đạt 1,6 triệu tấn đường, chỉ chiếm khoảng 0,9% tổng sản lượng đường của cả thế giới. Niên vụ này, năng suất mía bình quân cả nước đạt khoảng 63,9 tấn mía/ha, tăng khoảng 19,5% so với mười năm trước đây. Nếu so với năng suất bình quân thế giới (70,2 tấn/ha) thì còn thấp hơn 8,8%, tuy nhiên khoảng cách đang dần được thu hẹp sau thời gian. Quy mô thương mại đường của Việt Nam với các nước còn lại trên thế giới là không đáng kể, kim ngạch xuất khẩu đường năm 2013 đạt 202,2 triệu USD, chủ yếu là hoạt động xuất đường tinh đi Trung Quốc (gần 95%) trong khi nhập khẩu năm 2013 vào khoảng 126,8 triệu USD chủ yếu từ Thái Lan (đường tinh), Mỹ (đường thô và đường khác) và Trung Quốc (đường khác) [8], [9]. Tính trong khu vực ASEAN, Việt Nam gần nước xuất khẩu đường lớn thứ 2 thế giới là Thái Lan (gần 14,8% kim ngạch xuất khẩu toàn cầu vụ 2013/2014) [8]. Mía nguyên liệu là yếu tố sống còn đối với các doanh nghiệp sản xuất đường. Trong những năm gần đây, các doanh nghiệp đã có những nỗ lực nhất định nhằm đầu tư phát triển vùng nguyên liệu mía, hợp tác với nông dân qua việc ký hợp đồng hỗ trợ giống, đầu tư vốn và công nghệ cũng như bao tiêu đầu ra. Tuy nhiên, những vấn đề cố hữu về công tác nguyên liệu của ngành mía đường Việt Nam vẫn còn tồn tại dai dẳng. Các biện pháp mang tính ngắn hạn trong điều kiện các giống mía lai trong nước chưa đáp ứng kịp nhu cầu trồng trọt. Theo các chuyên gia cho rằng, chỉ khi nào Việt Nam lai tạo được bộ giống mía riêng, phù hợp với từng vùng đất thì ngành nông nghiệp trồng mía mới có khả năng phát triển ổn định. 9 Kết quả điều tra của Viện Quy hoạch và TKNN năm 2012 đối với các tỉnh trồng mía trọng điểm trên địa bàn toàn quốc cho thấy các giống cũ như My55-14 vẫn chiếm tỷ lệ khoảng 25%, ROC10 chiếm 23,3% trong sản xuất ở các tỉnh phía Bắc. Ở phía Nam các giống R570, R579, K88-200, ROC16 chiếm tỷ lệ khá cao (34%). Các giống mới và những giống đưa ra sản xuất trong khoảng 10 năm gần đây hiện chỉ chiếm tỷ lệ khoảng trên 40% trong sản xuất. Kinh phí đầu tư cho công tác nghiên cứu khoa học và chuyển giao tiến bộ kỹ thuật mía đường ở Việt Nam hiện nay quá thấp, chỉ bằng khoảng 3-6% so với mức bình quân ở các nước sản xuất mía đường trên thế giới. Theo ERSUC (Cơ quan phát triển Pháp) thì hoạt động nghiên cứu và phát triển (R&D) mía đường phải đạt từ 0,5-1% tổng giá trị sản lượng mía đưa vào chế biến [8]. Hình 1.3. Diện tích gieo trồng và sản lượng mía các năm [8] Hình 1.4. So sánh năng suất Việt Nam và thế giới [8] 1.1.2.3. Triển vọng phát triển ngành Việt Nam có đủ điều kiện thuận lợi để phát triển cây mía trên cả ba miền: Diện tích đất đồng bằng rộng, lượng mưa từ 1.400 mm đến 2.400 mm, nhiệt độ và độ nắng phù hợp. Ngành trồng mía được bảo hộ: đây là ngành nông nghiệp góp phần phát triển kinh tế-xã hội tại các vùng Nông thông, Trung du, miền núi, giúp nông dân khai hoang phục hoá và chuyển dịch cơ cấu cây trồng. Bên cạnh lợi ích kinh tế, cây mía 10 còn đem lại những lợi ích xã hội khác nên thường được nhận cơ chế hỗ trợ từ chính phủ [8]. Công tác đồn điền đổi thửa để tạo cánh đồng mẫu lớn đã được triển khai ở nhiều nơi, tuy còn nhiều bất cập và thiếu công khai do dính dáng đến nhiều nhóm lợi ích. Việc đồn điền đổi thửa nếu được thực hiện tốt sẽ tạo tiền đề sản xuất mía tập trung chuyên canh, đầu tư thâm canh, ứng dụng các tiến bộ kỹ thuật tiên tiến vào sản xuất giúp ổn định vùng nguyên liệu và hạ giá thành. Nhu cầu tiêu dùng nội địa đang thấp: Trung bình một người Việt Nam tiêu thụ hằng năm khoảng 16 kg đường, thấp hơn so với mức xấp xỉ 20 kg/người/năm của toàn thế giới. Ngoài ra, cơ cấu dân số trẻ với hơn 50% dân số dưới 30 tuổi và tốc độ gia tăng dân số là động lực thúc đẩy nhu cầu tiêu dùng đường [8]. Nhu cầu tăng nhanh tại các nước khu vực Châu Á trong khi rủi ro tiềm tàng về thời tiết, đặc biệt là El Nino, giá dầu thô tăng và việc đẩy mạnh sản xuất ethanol nhiên liệu ở Brazil là động lực thúc đẩy giá đường thế giới quay trở lại xu hướng tăng, qua đó gây tác động tích cự gián tiếp đến ngành sản xuất đường Việt Nam. Đối với ngành mía đường Việt Nam, biến động của giá đường thế giới sẽ không ảnh hưởng trực tiếp đến sản xuất, tiêu thụ nội địa cũng như xuất nhập khẩu theo đường chính ngạch. Tuy nhiên, hằng năm có khoảng hơn 300.000 tấn đường nhập lậu từ Thái Lan qua biên giới Tây Nam luồn về Việt Nam (chiếm hơn 19% tổng cung đường trong và ngoài nước) có giá rẻ hơn so với đường nội địa sản xuất do trốn thuế và chi phí sản xuất thấp hơn. Đường nhập lậu đang là vấn đề lớn nhất đối với ngành mía đường Việt Nam. Nếu giá đường thế giới hồi phục thì lượng đường nhập lậu từ Thái Lan (nước xuất khẩu đường lớn thứ 2 thế giới sau Brazil) nhập về Việt Nam sẽ ít hơn, khi đó sản xuất nội địa sẽ có thể tự cân đối với tiêu dùng và giá đường trong nước cũng như biên lãi gộp của các doanh nghiệp mía đường sẽ được cải thiện. Hiện xu hướng tăng của giá đường thế giới vẫn chưa rõ ràng trong khi tồn kho còn rất nhiều, tuy nhiên triển vọng phục hồi từ đáy của giá loại nông sản này hoàn toàn có cơ sở [8]. 11 1.2. Luận chứng kinh tế Hiện nay, trong cả nước sản xuất được trên 800.000 tấn đường/năm, để cân đối nhu cầu tiêu dùng, hằng năm chúng ta phải nhập khẩu tối thiểu 30.000 tấn đường, những năm mất mùa phải nhập khẩu thêm 100.000 tấn đường. Trong những năm gần tới đây khi dân số ngày càng tăng cao hơn nữa, nếu chúng ta không tăng sản lượng đường trong nước thì phải nhập khẩu một lượng đường khá lớn. Như vậy, việc phát triển ngành công nghiệp đường là cần thiết, vừa đáp ứng được nhu cầu xã hội, vừa cải thiện được bộ mặt nông thôn, nâng cao đời sống nhân dân nhờ thu nhập từ việc trồng mía. Mặt khác, bằng con đường sản xuất để đáp ứng nhu cầu xã hội, chúng ta còn giảm được chi phí cho việc nhập khẩu đường từ nước ngoài. Do đó, hiện nay đảng và nhà nước hết sức quan tâm đến sự phát triển ngành đường mía và bản thân ngành mía đường cũng đang nổ lực vươn lên để trở thành ngành mũi nhọn, mang lại hiệu quả thiết thực cho xã hội. Do nhu cầu sử dụng đường ngày càng cao của nhân dân cả nước nói chung và nhân dân tỉnh Khánh Hòa nói riêng, việc cung cấp đường là vấn đề xã hội. Qua thực tế địa hình của địa phương huyện Khánh Vĩnh, tỉnh Khánh Hòa có nhiều điều kiện thuận lợi cho việc trồng mía cũng như các nguyên vật liệu cần thiết khác như: Nước, điện, nhân lực,… cho việc thiết kế nhà máy đường với năng suất 2000 tấn/ngày. 1.2.1. Đặc điểm tự nhiên và vị trí xây dựng Hình 1.5. Bản đồ vị trí xã Khánh Vĩnh [11] 12 Huyện Khánh Vĩnh nằm ở cực Tây tỉnh Khánh Hòa, phía bắc giáp thị xã Ninh Hòa và tỉnh Đak Lak, phía tây là tỉnh Lâm Đồng, phía nam giáp huyện Khánh Sơn và tỉnh Ninh Thuận, phía đông giáp huyện Diên Khánh [11]. 1.2.1.1. Khí hậu Nhìn chung khí hậu toàn tỉnh khánh hòa tương đối ôn hòa do mang tính chất của khí hậu Đại Dương. Thường có hai mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa nắng. Mùa mưa ngắn, từ giữa tháng 9 đến giữa tháng 12 dương lịch, tập trung vào 2 tháng, tháng 10 và tháng 11, lượng mưa thường chiếm trên 50% lượng mưa trong năm. Những tháng còn lại là mùa nắng, trung bình hàng năm có tới 2.600 giờ nắng. Nhiệt độ trung bình khoảng 26,70 C, độ ẩm tương đối khoảng 80,5%. Khánh Hòa là vùng ít bị ảnh hưởng của bão, tần số bão đổ bộ vào Khánh Hòa thấp chỉ có khoảng 0,82 cơn bão/năm đổ bộ vào bờ biển nước ta [11]. 1.2.1.2. Thổ nhưỡng Đất cát và cồn cát chiếm 2%, đất phù sa chiếm 7,5%, đất mặn và phèn mặn chiếm 1,5%, đất xám bạc màu chiến 4,6%, đất đỏ vàng và các loại đất khác chiếm 84,4%. 1.2.2. Nguồn cung cấp nguyên liệu Khánh Hòa là tỉnh có nhiều huyện trồng mía như: huyện Khánh Vĩnh, Diên Khánh, Khánh Sơn, Ninh Hòa … Theo báo cáo của Hội nghị tổng kết mía đường niên vụ 2007/2008 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, diện tích mía khoảng 20.000 ha, năng suất bình quân là 45 tấn/ ha, sản lượng mía trong vụ đạt 900.000 tấn mía cây. Hiện nay, diện tích trồng mía toàn tỉnh tăng lên khoảng 23.000 ha, năng suất bình quân 60-70 tấn/ha, sản lượng mía trong vụ đạt 1.610.000 tấn cây mía [1]. Đầu tư xây dựng vùng mía có tưới tập trung chủ yếu ở 23 xã (trong tổng số 40 xã trồng mía), diện tích đến năm 2015 là 2.260 ha và dự tính năm 2020 là 4.650 ha. Trong đó các vùng tưới có điều kiện thuận lợi nhất tập trung ở 18 xã: Cam Ranh ở 2 xã (Cam Thành Nam, Cam Thịnh Tây), Cam Lâm ở 2 xã (Cam An Bắc, Cam An Nam), Diên Khánh 4 xã (Diên Đồng, Diên Xuân, Diên Lâm, Suối Tiên) và Ninh Hoà 5 xã (Ninh Sim, Ninh Tây, Ninh Thượng, Ninh Xuân) [10]. Hiện nay tỉnh Khánh hòa 13 đang triển khai dự án nghiên cứu phát triển giống mía và mở rộng diện tích trồng mía nhằm tăng chất lượng và khối lượng mía cây. Như vậy, việc đầu tư và xây dựng xưởng cô đặc, nấu và kết tinh đường cho nhà máy đường Khánh Vĩnh với năng suất 2000 tấn mía/ngày là hợp lý về nguồn nguyên liệu cung cấp đủ cho nhà máy hoạt động. 1.2.3. Sự hợp tác hóa và liên hiệp hóa Sản phẩm của nhà máy đường phục vụ cho nhu cầu sử dụng đường của toàn quốc và xuất khẩu, mà hiện nay sản lượng đường còn chưa đáp ứng cho nhu cầu tiêu thụ ngày càng tăng của Châu Á nói chung và của nước Việt Nam nói riêng, vì thế việc liên kết hợp tác với ngành nông nghiệp trồng mía là rất cần thiết và cũng là nguồn giải quyết vấn đề thiếu hụt nguyên liệu và nguyên liệu không đảm bảo cho nhà máy đường. Vấn đề hợp tác hóa và liên hiệp hóa quyết định đến nhiều yếu tố cả về cấu thành và tạo dựng nền móng cho sự phát triển sau này của công ty, đối với ngành công nghiệp đường mía, nguyên liệu là yếu tố quyết định đến hiệu suất thu hồi đường, nó đòi hỏi nguồn nguyên liệu phải tươi, sau khi thu hoạch phải đem đi sản xuất ngay để tránh gây tổn thất đường cũng như các hư hại khác. Do đó vấn đề liên hiệp với ngành nông nghiệp, cơ giới, cầu đường… là hết sức quan trọng, với ngành nông nghiệp phải có chính sách quy hoạch vùng trồng, thời điểm trồng, có chế độ canh tác và thu hoạch hợp lý, phù hợp với từng giống mía, từng vùng đất để đem lại hiệu quả kinh tế cao, xây dựng trạm nguyên liệu để liên hệ giữa nhà máy và các hộ nông dân trồng mía là cần thiết. Việc hợp tác liên kết này giúp cho các nhà máy chủ động hơn về nguồn nguyên liệu. 1.2.4. Tiêu thụ sản phẩm Với sự phát triển của đời sống xã hội ngày càng cao, cùng với vấn đề tăng dân số, hàng năm nước ta tiêu thụ đường một số lượng khá lớn. Song sản lượng đường của các nhà máy trong nước vẫn chưa đáp ứng đầy đủ nhu cầu xã hội, vì vậy nước ta vẫn phải nhập khẩu đường của nước ngoài nên bị phụ thuộc bởi giá đường của thế giới. 14 1.2.5. Nguồn cung cấp hơi Ngày nay hầu hết các nhà máy đường hiện đại đều sử dụng nguồn hơi riêng của nhà máy để phục vụ rất nhiều công đoạn sản xuất. Đặc biệt là việc chạy tuabin của máy phát điện trong nhà máy tiêu tốn lượng hơi khá lớn nên ở nhiều công đoạn như nấu đường, cô đặc nếu tận dụng được lượng hơi thứ là tiết kiệm được chi phí rất lớn cho nhà máy. Nhiên liệu sử dụng để tạo ra nguồn hơi đốt là bã mía, than, củi, và dầu FO… phòng trong các trường hợp đầu mùa vụ không có nhiên liệu để đốt. 1.2.6. Nguồn cung cấp điện Nhà máy sử dụng điện từ mạng lưới điện quốc gia 500V được hạ xuống 220/380 có thêm máy biến áp dự phòng. Ngoài ra nhà máy còn lắp đạt thêm tuabin phát điện dùng hơi quá nhiệt là nguồn cung cấp chủ yếu khi sản xuất. Nhà máy sử dụng điện cho các động cơ, thiết bị cần thiết trong việc sản xuất đường, sử dụng điện cho các thiết bị văn phòng, chiếu sáng… 1.2.7. Nguồn cung cấp nước Khánh Vĩnh là huyện có hệ thống sông ngòi dày đặc. Do nằm ở thượng nguồn của sông Cái Nha Trang, huyện Khánh Vĩnh có mật độ sông suối cao hơn so với các huyện khác trong tỉnh, Mật độ sông suối bình quân là 0,65 km/km². Nguồn nước sử dụng lấy từ sông Cái và được đưa về hệ thống xử lý nước của nhà máy, nguồn nước sau xử lý phải đảm bảo bảo là đủ tiêu chuẩn nước dùng cho sản xuất. Trong nhà máy đường, nước đóng vai trò hết sức quan trọng, lượng nước dùng có thể gấp 10-12 lần so với nguyên liệu, do đó để đảm bảo cho nhà máy hoạt động có hiệu quả và ổn định thì nhà máy phải đặt ở gần nguồn nước. 1.2.8. Vấn đề nước thải của nhà máy Hiện nay, ở hầu hết các nhà máy sản xuất thực phẩm vấn đề xử lý nước thải luôn được quan tâm hàng đầu. Đối với nhà máy đường nước thải sản xuất chứa nhiều hóa chất hữu cơ và vô cơ đặc biệt là hóa chất dùng trong vệ sinh tẩy rửa thiết bị, nước thải của nhà máy trước khi thải ra môi trường được đưa qua hệ thống xử lý nước thải của nhà máy nhằm đảm bảo nguồn nước thải ra ngoài không gây ô nhiễm ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt của công nhân và dân cư tại khu vực sản xuất. 15 1.2.9. Giao thông vận tải Giao thông vận tải là vấn đề hết sức sức quan trọng, nó rất cần thiết cho nhà máy tồn tại và phát triển lâu dài vì nhà máy đường luôn vận chuyển hằng ngày một khối lượng lớn nguyên liệu, nhiên liệu vào nhà máy, vận chuyển sản phẩm, phế phẩm đến nơi tiêu thụ. Xã Khánh Hiệp có lợi rất lớn về vấn đề giao thông, nằm tại khu vực có đường giao thông thuận lợi, lưu thông với đường quốc lộ, đây là một thuận lợi về việc chuyển trang thiết bị vật tư, nguyên liệu từ các nơi khác đến và chuyển sản phẩm của nhà máy đến nơi tiêu thụ, giảm được chi phí vận chuyển và lưu thông trong mọi hoạt động. Tóm lại: Với các điều kiện đã nên trên thì khả năng xây dựng tại xã Khánh Hiệp, Huyện Khánh Vĩnh, tỉnh Nha Trang với năng suất 2000 tấn mía/ngày là hợp lý, đồng thời có thể tạo ra bước chuyển hướng cơ cấu nông thôn theo hướng công nghiệp hóa và góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành sản xuất khác trong hệ thống cụm sản xuất công nghiệp. 16 CHƯƠNG 2. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 2.1. Dây chuyền công nghệ Hình 2.1. Lưu trình sản xuất từ nguyên liệu mía đến siro nấu A 17 Thùng siro A nguyên Nấu A Cát B Nấu B Ly tâm B Mật B Ly tâm A Magan B Nấu C H dung Cát A A loảng Sai quy cách Ly tâm C1 Sấy, sàng, làm nguội Cát C1 Mật rỉ Đóng bao Xử lý siro Magma C Bồn mật Nhập kho H dung C2 Cát C Ly tâm C2 Hình 2.2. Lưu trình sản xuất từ siro nấu A đến thành phẩm Mật C 18 2.2. Thuyết minh quy trình công nghệ 2.2.1. Vận chuyển và cấp mía vào máy ép Đây là công đoạn có tầm quan trọng đặc biệt vì nó góp phần làm giảm tổn hao trọng lượng đường trong mía, đảm bảo cho sản xuất liên tục, nâng cao hiệu quả máy ép và tổng lượng đường thu hồi. Mía được vận chuyển từ ruộng về nhà máy bằng xe tải, qua cân xác định khối lượng (cân điện tử), rồi được đưa qua khoang mẫu kiểm tra chữ đường và sau đó được thiết bị cẩu lăn đưa lên bàn lùa để cấp nguyên liệu cho các công đoạn sẩn xuất tiếp theo. 2.2.2. Xử lý mía trước khi ép  Mục đích công nghệ: Tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ép, tăng năng suất và nâng cao hiệu suất của công đoạn ép [2].  Nguyên tắc thực hiện: Cây mía vừa dài vừa cong, vỏ mía lại có một lớp sáp trơn nên gây khó khăn cho việc ép lấy nước. Vì vậy để nâng cao năng suất ép và hiệu suất ép đầu tiên mía cần phải được chặt băm nhỏ. Mía nguyên liệu từ bàn lùa được đổ xuống băng tải sa lát qua máy khỏa bằng mái được băm sơ bộ để tăng mật độ mía trên băng tải. Mía đươc máy xé 1 băm lần hai rồi chuyển qua máy xé 2, ở đây mía được chặt tinh khoảng 70-75%, sau đó mía được băm được chuyển qua búa đập để thực hiện quá trình làm tơi, ở bước này độ tơi của mía có thể đạt khoảng 85-90%, rồi được đổ xuống băng tải cao su [2]. Băng tải này sẽ đưa mía được băm qua khu ép để lấy nước mía. 2.2.3. Ép và lấy nước mía  Mục đích: Nhằm lấy kiệt cây mía trong nước mía. Đây là giai đoạn đầu tiên và quan trọng của dây chuyền sản xuất đường. Chỉ tiêu quan trọng của công đoạn này là năng suất ép mía và hiệu suất ép mía.  Nguyên tắc thực hiện: Để lấy nước mía, cần phá vỡ các tế bào của cây mía bằng cách dùng lực cơ học xé tơi và ép dập thân cây. Giai đoạn này được chia làm hai bước là: Xử lý và ép mía. Mục đích chủ yếu của quá trình ép là chiết rút tới mức tối đa cho phép lượng đường saccharose có trong cây mía. Vì nước mía nằm trong tế 19 bào, do đó nếu chỉ sử dụng lực ép cơ học thuần túy thì sẽ không tách triệt để lượng đường có trong cây mía. Việc bổ sung thêm một lượng nước vào trong quá trình ép sẽ giúp tăng hiệu suất tách đường. Mía sau khi xử lý được đưa vào hệ thống máy gồm 5 máy ép để tiến hành ép lấy lước mía. Mỗi máy bao gồm trục trước, trục sau, trục đỉnh và trục nạp liệu. Mía ép từ miệng trước được chuyển qua miệng sau nhờ tâm dẫn mía. Nhà máy sử dụng phương pháp thẩm thấu lặp lại nhằm giảm hàm lượng đường trong bã và tăng hiệu suất thu hồi đường. Nước ấm sẽ được phun vào bã mía của che ép thứ 5 (áp cuối). Bã mía của che thứ 4 được phun ẩm bằng nước mía của che thứ 5. Tương tự với các che 3, 2 bã mía của các che trước sẽ được phun ẩm bằng nước mía ép của ác che ẩm phía sau. Riêng ở che 1 không thẩm thấu mía mà chỉ ép thô. Nước mía hỗn hợp từ máy ép 1, 2 được bơm tới lọc sàng cong. Sàng cong thực hiệm chức năng lọc cám mía, cám mía này sẽ được vít tải đưa qua máy 2 để ép lại. Nước mía hỗn hợp sau khi lọc cám sẽ được đưa tới thùng chứa để đem đi chế luyện. Bã mía sau khi ra khỏi máy ép 5 được băng tải đưa qua lò hơi để đốt cấp nhiệt cho sản xuất. Bã mía này có: Pol ≤ 2,7%. Ẩm bã ≤50%. 2.2.4. Làm sạch nước mía  Mục đích công nghệ: Loại bỏ các chất không đường, chuẩn bị cho quá trình kết tinh đường. Nước mía sau khi ra khỏi cây mía có tính acid với pH = 5,0-5,5 và chứa nhiều tạp chất không đường khác. Các tạp chất trong nước mía hỗn hợp có thể chia thành ba nhóm là các tạp chất thô không hòa tan, các chất keo và các chất không đường hòa tan. Do đó, làm sạch nước mía nhằm trung hòa nước mía hỗn hợp và loại tối đa các chất không đường, đặc biệt là những chất hoạt động bề mặt mà chất keo.  Quá trình hóa chế. - Mục đích: Chuẩn bị cho các quá trình lắng lọc tiếp theo, nâng cao chất lượng đường thành phẩm. 20 SO2(sulfur dioxide) được lấy từ lò đốt lưu huỳnh và bổ sung vào dung dịch đường ở dạng khí. Khí SO2 cho vào nước mía sẽ tạo thành acid Sulfurous có tác dụng tạo kết tủa CaSO2 rắn chắc, tốt, lọc dễ dàng hơn do môi trường acid làm thuận lợi cho quá trình kết tủa, lắng lọc. Chất điện ly được sử dụng là sữa vôi Ca(OH)2, trong nước, sữa vôi sẽ phân ly thành dạng ion Ca2+ và ion OH-. Ion OH- có hai tác dụng chính là trung hòa acid tự do, ngăn ngừa sự chuyển hóa đường sacchrose và tạo môi trường thích hợp cho một số chất tan có khản năng keo tụ kết tủa. Ion Ca2+ có khả năng kết hợp với một số các photphate pentaoxyde (P2O5) nên có thể tách loại dễ dàng. - Tác dụng của pH: Khống chế tốt nhiệt độ thì pH sẽ làm tăng hiệu quả thu hồi đường và chất lượng thành phẩm, giảm tổn thất đường. Nếu khống ché không tốt thì đường saccharose bị chuyển hóa thành đường khử hoặc phân hủy gây tổn thất đường, tạo màu cho đường thành phẩm làm đường giảm chất lượng [2]. Tác dụng của nhiệt: Loại không khí trong nước mía, giảm sự tạo bọt, tăng nhanh các phản ứng hóa học làm tăng tốc độ làm sạch, tăng tỷ trọng của nước mía và giảm hàm lượng chất keo ngưng tụ cần cho vào, giảm sự tạo thành muối canxi hòa tan. - Nguyên lý: Keo trong nước mía hỗn hợp chủ yếu mang điện tích âm, tồn tại ở hai dạng là keo ưa nước(protein, pentosan, pectin…) và keo không ưa nước (chất màu, chất béo, sáp mía…). Ở trạng thái ổn định, keo mang điện tích hay có lớp bao bọc bên ngoài, nếu mất các tính chất trên thì keo sẽ bị ngưng kết. Do đó, gia nhiệt và cho vào nước mía những chất điện ly để thay đổi pH của môi trường sẽ làm ngưng kết chất keo có sẵn trong nước mía. Hơn nữa, khi pH thay đổi cũng sẽ làm một số ion trong nước mía kết tủa nên sẽ tách được phần lớn các ion này [2]. - Nguyên tắc thực hiện: Để loại bỏ các chất không hòa tan đơn giản chỉ cần sử dụng các loại rây có kích thước khác nhau. Để loại bỏ các chất keo, cần tao các điều kiện để keo tụ hay sử dụng các chất hấp phụ lôi kéo các chất đồng kết tủa, sau đó lắng, lọc để loại bỏ các chất đồng kết tủa này.  Các bước thực hiện. 21 - Gia nhiệt: Nước mía hỗn hợp có pH = 5-5,5 được bơm đi gia nhiệt sơ bộ đến nhiệt độ 50-600C. - Hấp thụ CO2 và xử lý sơ bộ: Nước mía được hấp thụ CO2 trong tháp hấp thụ rồi đưa đến thiết bị xử lý sơ bộ, tại đây nước mía được gia vôi sơ bộ bằng nước sữa vôi đến pH = 6-6,4, sau đó được bơm qua thiết bị gia nhiệt lần hai tới nhiệt độ 70800C rồi qua tháp hấp thụ CO2 lần hai. - Hấp thụ SO2: Tại tháp hấp thụ, nước mía được cho tiếp xúc với SO2 cho tới khi pH của nước mía khi ra khỏi tháp nằm trong khoảng 3,8-4,5. Ở pH này có thể tạo được điểm đẳng điện của các keo có trị số thấp. - Trung hòa: Sau khi hấp thụ SO2 nước mía được đưa đi trung hòa bằng sữa vôi đến pH = 7-7,1. - Lắng: Sau khi tạo được kết tủa thì tiến hành lắng để tách các chất ngưng tụ để thu được nước mía có hàm lượng tạp chất thấp nhất. 2.2.5. Cô đặc nước mía  Mục đích công nghệ: Nhiệm vụ của quá trình cô đặc là bốc hơi nước mía có nồng độ từ 160Bx đến nồng độ “mật chè” 60-650Bx. Đây là quá trình có mục đích khai thác nhằm loại nước, làm giảm đáng kể khối lượng bán thành phẩm trước khi tẩy màu, trao đổi ion và là quá trình chuẩn bị để kết tinh đường.  Các biển đổi của nguyên liệu: Ở nhiệt độ cao và nước bốc hơi, saccharose dễ bị chuyển hóa thành glucose và fructose. Quá trình sẽ diễn ra nhanh chóng nếu dịch đường có tính acid. Ngoài ra, một số chất không đường trong quá trình cô đặc bị phân hủy tạo acid. Khi nước mía bốc hơi, một phần khoáng chưa loại bỏ hết sẽ tạo cặn gây cản trở cho quá trình truyền nhiệt.  Phương pháp thực hiện: Quá trình cô đặc được thực hiện ngay sau quá trình làm sạch nước mía và trước giai đoạn loại các chất không đường hòa tan. Do nồng độ đường trước và sau quá trình cô đặc là khác nhau nhiều nên để giảm bớt các biến đổi của đường cũng như để tiết kiệm năng lượng, nhà máy sử dụng hệ thống cô đặc nhiều nồi liên tiếp nhau. Hơi thứ của nồi 1 sẽ được tận dụng làm hơi đốt cho nồi sau và một phần được trích đi qua hệ thống gia nhiệt, hơi thứ của nồi 2 sẽ được tận dụng 22 cho nồi 3, hơi thứ nồi 3 tận dụng làm hơi đốt cho nồi 4, hơi thứ nồi 4 được tận dụng làm hơi đốt cho nồi 5, hơi thứ của nồi 5 sẽ được đưa đến dàn ngưng tụ và cấp lại hệ thống gia nhiệt. Dung dịch nước đường (còn gọi là mật chè) đi qua mỗi nồi được tách đi một phần nước, do đó nồng độ đường tăng dần. Để đảm bảo cho nồi cuối nước vẫn bốc hơi nhà máy áp dụng hệ thống bốc hơi áp lực-chân không. Độ chân không là 0,176. Do đó nhiệt độ của các nồi giảm dần từ 1220C xuống gần 600C. 2.2.6. Lắng nổi  Mục đích công nghệ: Nhằm tách loại tạp chất có tỷ trọng nhỏ hơn tỷ trọng siro. Các tạp chất này trong quá trình tách loại kéo theo những hợp chất màu làm tăng hiệu suất làm sạch và tẩy màu của đường thành phẩm.  Nguyên lý: Tạo kết tủa Ca3(PO4)2, kết tủa này hình thành sẽ kéo theo các chất màu và các chất không đường khác nhau thành váng bọt nổi lên trên bề mặt sirup. Váng bọt được loại bỏ ra ngoài nhờ cần gạt bên trên thiết bị lắng nổi được tách ra khỏi phần sirup và được đưa ra ngoài. Để quá trình lắng nổi tốt người ta gia nhiệt sirup đến nhiệt độ 80-850C rồi đưa vào thùng phản ứng để tạo kết tủa Ca3(PO4)2 và để tăng khả năng lắng nổi người ta còn sục thêm khí giúp váng bọt nổi lên tốt hơn, nhiệt độ tỷ lệ nghịch với độ nhớt của sirup điều này càng làm thuận lợi cho váng bọt nổi lên. Trong quá trình lắng nổi có bổ sung thêm chất trợ lắng là polymer phân tử có khối lượng phân tử lớn và tỷ trọng nhỏ hơn so với sirup. 2.2.7. Nấu đường và kết tinh đường  Mục đích công nghệ: Giai đoạn nấu đường và kết tinh đường là tạo điều kiện thuận lợi để đường saccharose từ mật chè kết tinh lại thành các tinh thể đường. Yêu cầu kỹ thuật của quá trình kết tinh là các tinh thể đường tạo ra phải đồng đều về mặt kích thước và hàm lượng đường còn lại trong dung dịch càng ít càng tốt [2]. Cơ sở lý thuyết: Tại một nhiệt độ, lượng đường tối đa có thế hòa tan trong một đơn vị thể tích nước được gọi là nồng độ bão hòa. Nếu nồng độ lớn hơn nồng độ bão hòa sẽ xuất hiện quá trình kết tinh. Vậy để đường có thể kết tinh, nồng độ cả dung dịch đường cần lớn hơn nồng độ bão hòa ở cùng nhiệt độ. 23  Nguyên lý chung: Nhiệm vụ của nấu đường là tách nước ra khỏi mật chè, sản phẩm nhận được sau khi nấu đường là đường non bao gồm tinh thể đường và mật cái. Mật chè sau khi bốc hơi đạt đến nồng độ 600Bx. Với nồng độ này dung dịch chưa bảo hòa, mầm tinh thể chưa xuất hiện, do đó cần tiếp tục bốc hơi trong thiết bị nồi nấu đường chân không để dung dịch đạt đến nồng độ quá bảo hòa và tạo tinh thể, nhằm mục đích giảm nhiệt độ sôi của mật chè tránh hiện tượng tạo màu do quá trình caramen hóa và phân hủy đường. Nhiệt độ nấu đường 70-800C, đối với đường cấp thấp quá trình kết tinh còn được tiếp tục trong thiết bị kết tinh làm bằng phương pháp giảm nhiệt độ.  Các giai đoạn của quá trình nấu đường. - Cô đặc đầu: Là giai đoạn cấp nhiệt làm bay hơi nước để đưa dung dịch đạt đến trạng thái quá bão hòa, chuẩn bị cho sự tạo mầm tinh thể [2]. - Sự tạo mầm tinh thể: Bằng phương pháp gieo mầm. Cô đặc dung dịch đường ở nồi nấu đường A đến vùng quá bão hòa thấp và bổ sung mần từ nồi nấu đường B [2]. - Nuôi tinh thể: Khi đã đủ lượng tinh thể cần thiết, đưa dung dịch trở về vùng quá bảo hòa thấp và duy trì liên tục ở vùng này để tinh thể lớn lên và tránh hiện tượng ngụy tinh [2]. - Cô đặc cuối: Khi tinh thể đường đạt kích thước nhất định thì ngừng cho nguyên liệu vào, duy trì và theo dõi độ quá bão hòa thấp của dung dịch để đường tiếp tục kết tinh. Đến khi kích thước hạt gần đạt yêu cầu thì tiến hành cô đặc “đường non” đến độ Bx quy định cho mỗi loại đường [2]. Tránh cô đặc quá nhanh có thể tạo tinh thể dại. Nếu thấy lượng nước bốc hơi ít dần thì nên đóng từ từ val cung cấp hơi lại, tránh nhiệt độ trong nồi nấu quá cao. Khi đường non trong nồi nấu đạt yêu cầu về nồng độ và kích thước hạt đường, đường non sẽ được tháo khỏi nồi nấu đường và đưa tới thiết bị ly tâm hay đến các máng bồi tinh. Tại máng bồi tinh, quá trình kết tinh đường sẽ được tiếp tục nhằm nâng cao hiệu suất kết tinh, hạ thấp AP mật. 2.2.8. Ly tâm  Mục đích công nghệ: Nhằm tách tinh thể đường ra khỏi mật bằng lực ly tâm. 24  Phương pháp thực hiện: Máy ly tâm quay sinh lực ly tâm làm cho mật văng ra qua lưới ly tâm bên thành máy, còn đường cát hạt to không lọt nên nằm lại trong máy. - Đường non A sau khi xả xuống trợ tinh được đưa đi phân mật bằng máy ly tâm gián đoạn. Trong quá trình ly tâm sử dụng nước nóng và hơi nước bão hòa để rửa sạch mật, nâng cao chất lượng đường thành phẩm. - Đường non B sau khi xả xuống trợ tinh và được đưa đi ly tâm bằng máy ly tâm liên tục. Quá trình này có thể dùng nước nóng để rửa đường làm cho chất lượng đường cát B tốt hơn. - Đường non C sau khi xả xuống trợ tinh và được trợ tinh khoảng 24h sau đó đưa đi ly tâm. Quá trình ly tâm đường non C được thực hiện bằng máy ly tâm liên tục. Đường non C được đi ly tâm hai lần. 2.2.9. Sấy-đóng bao-bảo quản  Mục đích công nghệ: Sấy đường nhằm tách lớp nước trên bề mặt hạt đường , tăng thời gian bảo quản và độ bóng sáng cho sản phẩm. Bao gói giúp bảo vệ sản phẩm bên trong không bị hút ẩm trở lại, tránh rung, va đập, ảnh hưởng của nhiệt độ và môi trường bên ngoài, ngăn cách không cho sản phẩm bị dính nước, bụi bẩn, ô xy hóa hay bị nhiễm khuẩn. Giúp vận chuyển dễ dàng hơn. Sản phẩm được đóng gói bao bì có thể dễ dàng vận chuyển, phân phối, bày bán trên giá kệ siêu thị, để truyền tải thông tin…  Phương pháp thực hiện: Đường cát sau khi ly tâm được xả xuống sàng lắc để sàng. Những hạt đường đúng quy cách được đưa vào máy sấy thùng quay, nhiệt độ sấy khoảng 75-800C. Sau khi sấy đường được làm nguội, rây, đóng bao và bảo quản. 25 CHƯƠNG 3. CÂN BẰNG VẬT CHẤT 3.1. Các thông số ban đầu  Nguyên liệu mía: 2000 tấn/ngày.  Thành phần đường trong mía (pol) mía: 12%.  Thành phần chất không đường trong mía: 2-2,5%.  Thành phần xơ: 13,5%.  Hiệu suất ép: 96%.  Độ tinh khiết nước mía ép (AP): 79%.  Thành phần nước trong bã: 48%.  Nước thẩm thấu so với mía: 30-32%.  Hiệu suất thông SO2: 90%. 3.2. Thành phần nguyên liệu  TL nước mía trong: 2062,46 tấn/ngày.  TL mật chè: 521,83 tấn/ngày.  TLCK mật chè: 307,55 tấn/ngày.  TL đường nước mía trong: 247,5 tấn/ngày.  TL đường trong nước mía hỗn hợp: 230,29 tấn/ngày.  Độ tinh khiết (AP) nước mía hỗn hợp: 72,5%. 3.3. Công đoạn cô đặc  Trọng lượng nước bốc hơi: TL nước bốc hơi = TL nước mía trong – TL mật chè = 2062,46 – 521,83 = 1540,63 tấn/ngày.  Trọng lượng nước bốc hơi so với mía: TL nước bốc hơi so với nước mía = = TL nước bốc hơi × 100 M 1540,63 ×100 = 77,03% so với mía. 200 26 3.4. Lọc chân không 3.4.1. Bùn lọc sau khi qua ống lọc  Trọng lượng bùn lọc: TLBL= M × TL bùn so với mía 2000 × 5 = =100 tấn/ngày. 100 100 3.4.2. Bùn khô  Trọng lượng bùn khô: TLBK = TL bùn lọc × 100 – thành phần nước trong bùn = 100 × 100 100 – 70 = 30 tấn/ngày. 100 Bùn khô so với mía = TL bùn khô 30 × 100 = × 100 = 1,5% so với mía. M 2000 3.4.3. Mật chè trong TL mật chè trong = TL mật chè sau khi bốc hơi = 521,83 tấn/ngày.  Tổn thất đường bùn ướt: Tổn thất đường bùn ướt =  TL bùn lọc × Hàm lượng bùn Pol bùn × TL bùn = 100 100 2 ×100 = = 2 tấn/ngày. 100 Trọng lượng đường trong chè trong: TL đường trong chè trong = TL đường trong chè – TL tổn thất đường trong bùn (TLCK đường trong chè trong) = 247,5 – 2 = 243,5 tấn/ngày.  Trọng lượng chè trong so với mía: TL mật chè trong so với nước mía = =  TL mật chè trong × 100 M TL mật chè sau khi bốc hơi 521,83 ×100 = × 100 = 26,09% so với mía. M 2000 Trọng lượng chất khô mật chè trong: TLCK mật chè trong = TLCK mật chè – TLCK trong bùn 27 = 307,55 – 30 = 277,55 tấn/ngày.  Trọng lượng chất khô: TLCK = TLCK mật chè trong 277,55 × 100 = × 100 = 53,190Bx TL mật chè trong 521,83 d= 1,24956 [6].  Độ tinh khiết: Độ tinh khiết (AP chè trong) = = TLCK đường trong chè trong × 100 TLCK mật chè trong 243,5 × 100 = 87,73%. 277,55 3.4.4. Hiệu suất làm sạch E= 100 × (AP chè trong – AP nước mía hỗn hợp) × 100 AP chè trong × (100 – AP nước mía hỗn hợp) = 100 × (87,73 – 72,5) × 100 = 62,13%. 87,73 × (100 – 72,5) 3.5. Cân bằng đường và hiệu quả sản xuất Qua tính toán cân phần cân bằng vật chất ta được các thông số sau:  TL đường trong bã = Pol bã × TL bã = Pol bã × (TLM + TL nước míaTT – TL nước mía hỗn hợp) = 1,8% × (2000 + 600 – 2117,36) = 8,69 tấn/ngày.  TL đường trong bùn = Pol bùn × TL bùn = 2% × 100 = 2 tấn/ngày. 3.5.1. Cân bằng đường  Tổn thất xác định trong bã: Tổn thất xác định trong bã so với mía = TL đường trong bã × 100 TL đường trong mía TL đường trong bã 8,69 × 100 = × 100 Pol mía × TL mía 12%×2000 8,69 = ×100 = 3,62%. 240 =  Tổn thất đường trong bùn: 28 TL đường trong bùn 2 × 100 = × 100 = 0,83%. TL đường trong mía 240 Tổn thất đường trong bùn =  Tổn thất đường trong mật rỉ. + Pol mật rỉ = 29 × 83 = 24,07 %. 100 + TL mật rỉ = 4,5% so với mía = 4,5% × 2000 = 90 tấn. Tổn thất đường trong mật rỉ = = TL đường trong mật rỉ × 100 TL đường trong mía Pol mật rỉ × TL mật rỉ 24,07% × 90 × 100 = = 9,03%. TL đường trong mía 240 TL đường tổn thất trong mật rỉ = 9,03% × 240 = 21,672 tấn/ngày.  Hiệu suất tổng thu hồi: TL đường trong đường thành phẩm = TL đường trong mía – TL đường trong bùn − TL đường trong bã – TL đường trong mật rỉ − TL đường tổn thất không xác định. = 240 − 2 − 8,69 − 21,672 − 4,8 = 202,838 tấn/ngày. Hiệu suất tổng thu hồi = =  TL đường trong đường thành phẩm × 100 TL đường trong mía 202,838 × 100 = 84,52%. 240 Tổng tổn thất: Tổng tổn thất = 100 – hiệu suất tổng thu hồi = 100 – 84,52 = 15,48%.  Tổn thất không xác định: Tổn thất không xác định = tổng tổn thất – tổn thất xác định = 15,48 – (3,62 + 0,83 + 9,03) = 2%. 3.5.2. Tính hiệu quả sản xuất  Hiệu suất ép: Eép =  Tl đường trong nước mía hỗn hợp 230,29 × 100 = × 100 = 96%. TL đường trong mía 240 Hiệu suất ép hiệu chỉnh: 29 Ehc = 100 - (100 - Eép) × (100 - F) (100 - 96) × (100 - 13,5) =100 = 96,33%. 7×F 7 × 13,5 Với F là thành phần xơ có trong mía: 13,5%.  Hiệu suất ép chế luyện: ECL =  TL đường thành phẩm 202,838 × 100 = × 100 = 88,08%. 230,29 TL đường trong nước mía hỗn hợp Hiệu suất thu hồi chế luyện hiệu chỉnh: ECLHC = 100 – J × (100 - ECL) 72,5 × (100 – 80,08) = 100 – = 94,45%. 5,667×(100 - J) 5,667 × (100 – 72,5) Với J là AP của nước mía hỗn hợp: 72,5%. 5,667 là hệ số tính dựa vào AP nước mía hỗn hợp tiêu chuẩn theo công thức thực nghiệm.  Hiệu suất tổng thu hồi hiệu chỉnh: ETTH =  Hiệu suất tổng thu hồi hiệu chình: ETTHHC =  Ehc × Eclhc 96,33 × 94,45 = = 90,98% 100 100 Hiệu suất sản xuất đường: Eđ =  E ép × Ecl 96 × 88,08 = = 84,55%. 100 100 TL đường thành phẩm 202,838 × 100 = × 100 = 84,52%. TL đường trong mía 240 TL đường thành phẩm so với mía: TLđtp = TL đường thành phẩm 202,838 × 100 = × 100 = 10,14%. M 2000 30 CHƯƠNG 4. TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT 4.1. Hiệu số áp suất bốc hơi  Tổng hiệu số áp suất bốc hơi.  Áp lực vào hiệu I lấy từ nguồn hơi thứ tuabin (đo theo ata) P0 = 2,2 tương ứng với nhiệt độ là 1220C.  Độ chân không hiệu cuối là 600mmHg tương ứng với áp suất (đo theo ata) P4 = 0,17kg/cm2 ứng với nhiệt độ là 55,674.  Tổng hiệu áp suất: ∆Ptổng = P0 – P4 = 2,2 – 0,17 = 2,03 kg/m3.  Hệ số phân phối áp suất – Hiệu số áp suất. Do sử dụng hệ bốc hơi 4 hiệu, nên theo E.Hugot hệ số phân phối áp suất được phân bố như sau: Bảng 4.1. Sự phân bố sụt áp giữa các nồi bốc hơi Hiệu Hiệu I Hiệu II Hiệu III Hiệu IV Hệ số K1 =11/40 K2 = 10,33/40 K3 = 9,67/40 K4 = 9/40 Vậy hiệu số áp suất các hiệu là: - ∆P1 = ∆Ptổng × K1 = 2,0 3× 11/ 40 = 0,558 kg/m3. - ∆P2 = ∆Ptổng × K2 = 2,03 × 10,33/ 40 = 0,524 kg/m3. - ∆P3 = ∆Ptổng × K3 = 2,03 × 9,76/ 40 = 0,495 kg/m3. - ∆P4 = ∆Ptổng × K4 = 2,03 × 9/ 40 = 0,456kg/m3. 4.2. Phân bố áp suất các hiệu Từ kết quả trên ta có áp suất ở các hiệu là: - Hiệu I: P1 = P0 – ∆P1 = 2,2 – 0,558 = 1,642 kg/m3. - Hiệu II: P2 = P1 –∆P2 = 1,642 – 0,524 = 1,118 kg/m3. - Hiệu III: P3 = P2 – ∆P3 = 1,118 – 0,495 = 0,623 kg/m3. - Hiệu IV: P4 = P3 – ∆P4 = 0,623 – 0,456 = 0,167 kg/m3. 31 Tra bảng tìm ẩn nhiệt và nhiệt độ, độ tăng điểm sôi, độ sụt nhiệt độ do Brix trung bình. Bảng 4.2. Thang áp suất tuyệt đối và nhiệt độ Với T0 = 1220C, Tv = 55,6740C Áp suất tuyệt Nhiệt độ Ẩn nhiệt đối (kg/m2) (0C) (kcal/kg) Hơi thứ 2,2 112 525,6 Hiệu I 1,642 113,456 Hiệu II 1,118 Hiệu III Hiệu IV Thông số Độ sụt d(0C) Nước mía 531,4 0,8 114,256 8,2 102,109 538,73 1,3 103,409 9,7 0,623 86,374 547,84 2,1 88,474 12,9 0,167 55,674 565,4 6,1 61,774 23,9 thực ∆ =54,7 Tổng Các tổn thất do sụt nhiệt độ ở các dàn bốc hơi (b = do Brix; h = do áp suất thủy tĩnh; d = b+h) được thể hiện ở bảng sau: Bảng 4.3. Các tổn thất của độ sụt nhiệt độ trong các dàn bốc hơi đa hiệu b (0C) h (0C) D = b+h (0C) Hiệu I 0,2 0,6 0,8 Hiệu II 0,4 0,9 1,3 Hiệu III 0,7 1,4 2,1 Hiệu IV 1,9 4,2 6,1 32 4.3. Lượng hơi tiêu hao công đoạn bốc hơi 4.3.1. Lượng nước bốc hơi ở các hiệu Theo tính toán cân bằng ta có tổng lượng nước bốc hơi trong công đoạn cô đặc: W= TL nước mía trong – TL mật chè 2062,46 – 521,83 = = 73,03% so với mía. KL mía 2000 Gọi W1, W2, W3,W4 lần lượt là hơi nước bốc hơi ở các hiệu I, II, III, IV. Gọi E1, E2, E3 lần lượt là lượng hơi nước rút ra từ hiệu một cho gia nhiệt I, gia nhiệt II, nấu đường. Giả thiết hiện tượng bốc hơi và nhiệt độ tổn thất không đáng kể khi cho nước mía vào thiết bị thực hiện quá trình bố hơi, ta có:  Lượng nước bốc hơi hiệu IV, hiệu III, hiệu II là: W4 = W3= W2.  Lượng nước bốc hơi hiệu III là: W3.  Lượng nước bốc hơi hiệu II là: W2.  Lượng nước bốc hơi hiệu I là: W1 = W4+ E1+ E2+ E3.  Tổng lượng lước bốc hơi W = W4+ W3+ W2+ W1 = 4W4+ E1+E2+ E3 Theo thống kê lượng hơi lấy từ hiệu I được cấp cho gia nhiệt là:  Gia nhiệt 1: E1 = 8,5% so với mía.  Gia nhiệt 2: E2 = 7,5% so với mía.  Nấu đường: E3 = 11,15% so với mía. Tổng lượng hơi cần cung cấp cho nấu đường là 21,5% so với mía trong đó 10% Từ tua bin và 11,5% lấy từ hiệu I. W4 = W – (E1 + E2 + E3) 77,03 – (8,5 + 7,5 + 111,5) = = 12,38%. 4 4 W2 = W3 = W4= 12,38% so với mía. W1 = W4 + E1+ E2 + E3 = 12,38 + 8,5 + 7,5 + 11,15 = 39,53% so với mía. 4.3.2. Tính nồng độ chất khô các hiệu Nước mía trong hỗn hợp : + G= TL nước mía trong 2062,46 – 521,83 × 100 = = 103,12% so với mía. TL mía 2000 33  B0 = 160Bx. + Bx1 = G × Bx0 103,12 × 16 = = 26% so với mía. G – W1 103,12 – 39,53 + Bx2 = G × Bx0 103,12 × 16 = = 32,22% so với mía. G – (W1 + W2) 103,12 – (39,53 + 12,38) + Bx3 = + G × Bx0 103,12 × 16 = = 42,5% so với mía. G – (W1 + W2 + W3) 103,12 – (39,53 + 12,38 + 12,38) Bx4 = G × Bx0 103,12 × 16 = G – (W1 + W2 + W3 + W4_) 103,12 – (39,53 + 12,38 + 12,38 + 12,38) = 62,4% so với mía. 4.3.3. Lượng hơi tiêu hao cho công đoạn bốc hơi Lượng hơi tiêu hao cho công đoạn bốc hơi là lượng hơi thứ (tuabin) cấp cho hiệu I của hệ bốc hơi, chọn hệ số bốc hơi của hiệu I là K = 1,15. Do đó lượng hơi tiêu hao cho bốc hơi được tính: Dhh = K × W1 = 1,15 × 39,53 = 45,46% so với mía. Bảng 4.4. Tổng kết hơi tiêu hao cho phân xưởng cô đặc Tính theo năng suất 2000 tấn Tên thiết bị Nguồn hơi mía/ngày % so với mía Tấn hơi/h Tấn hơi/ngày 1 2 3 (4) = (3)×2000/24 (5) = (3)×2000 Bốc hơi Tua bin 45,46 37,88 990,20 Thiết bị khác Tua bin 26,956 22,46 539,12 34 CHƯƠNG 5. TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ 5.1. Tính toán và chọn thiết bị 5.1.1. Công đoạn cô đặc  Theo E.Hugot, diện tích các thiết bị gia nhiệt được tính theo công thức: ep Sp = Cp × ∆P Trong đó: - Sp: Diện tích truyền nhiệt tương ứng với mỗi nồi (m2). - ∆p: Độ sụt nhiệt độ biểu kiến. - d: Độ tăng điểm sôi. - c: Các hệ T.E.S.R (kg/m2.h.0C). - ep: Lượng nước bốc hơi trong nồi. - B: Brix trung bình của nước mía trong nồi.  Theo Dessin, công thức tính tỷ suất bốc hơi: c = 0,0008 × (100 – B)(T – 54) Với: - c: Tỷ suất bốc hơi. - B: Brix trung bình của nước mía ra khỏi nồi. - T: Nhiệt độ hơi đun nóng trong chùm ống. 5.1.1.1. Nồi 1 Theo giả thiết ta có:  ∆p1 = 8,20C. + Bx1tb =  T1 =1220C.  Áp dụng công thức: C1 = 0,0008 × (100 – Bx1tb )(T1 – 54) Bx0 + Bx1 16 + 26 = = 210Bx. 2 2 = 0,0008 × (100 – 21)(122 – 54) = 4,3(kg/m2.h.0C).  ep1 = 39,53% so với mía. 35 39,53 × 200 = 790,6 tấn/ngày = 32941,67 kg/h. 100 ep1 32941,67 Vậy: S1 = = = 934,25m2. Cp1 × ∆p1 4,3 × 8,2  ep1 = 5.1.1.2. Nồi 2 Theo giả thiết ta có:  ∆p2 = 9,70C. + B2 =  T2 = 113,4560C. Bx1 + Bx2 26 + 32,22 = = 29,11 0Bx. 2 2 Áp dụng công thức: C2 = 0,0008 × (100 – Bx2tb)(T2 – 54) =0,0008 × (100 – 29,11)(113,456 – 54) = 3,37kg.  ep2 = 12,38% so với mía. 12,38 × 200 = 247,6 tấn/ngày =10316,67 kg/h. 100 ep2 10316,67 Vậy: S2 = = = 315,6m2. Cp2 × ∆P2 3,37 × 9,7  ep2 = 5.1.1.3. Nồi 3 Theo giả thiết ta có:  ∆p3 = 12,90C. + Bx3tb =  T3 = 102,1090C. Bx2 + Bx3 32,2 + 42,5 = = 37,6Bx. 2 2 Áp dụng công thức: C3 = 0,0008 × (100 – Bx3tb )(T3 – 54) = 0,0008 × (100 – 37,36)(102,109 – 54) = 2,41(kg/m2.h.0C). + ep3 = 12,38% so với mía. 12,38 × 200 = 247,6 tấn/ngày = 10316,67 kg/h. 100 ep3 10316,67 Vậy: S3 = = = 331,85m2. Cp3 × ∆P3 2,41 × 12,9  ep3 = 36 5.1.1.4. Nồi 4 Theo giả thiết ta có:  ∆p4 = 23,90C. + Bx4tb =  Bx3 + Bx4 42,5 + 62,4 = = 52,45 0Bx. 2 2 T4 = 86,3740C. Áp dụng công thức: C4 = 0,0008 × (100 – Bx4tb )(T4 – 54) = 0,0008 × (100 – 52,45)(86,374 – 54) = 1,23(kg/m2.h.0C).  ep4 = 12,38% so với mía 12,38 × 200 = 247,6 tấn/ngày = 10316,67 (kg/h). 100 ep4 10316,67 Vậy: S4 = = = 350,95m2. Cp4 × ∆P4 1,23 × 23,9  ep4 = 5.1.2. Tổng diện tích truyền nhiệt tối thiểu Thang áp suất ở bảng 2 không phải là điều kiện cốt yếu trong vận hành của hệ, thay vì khởi đầu điều kiện này, ta có thể thực hiện theo các điều kiện tìm được, theo cách nhìn nhận phải đạt một tổng diện tích tối thiểu. Thang áp suất sẽ được xác định bởi các điều kiện ban đầu đó, và theo E.Hugot chỉ cần sửa lại một lần các nhiệt độ đã dùng như vậy là hầu như luôn đủ. Cách tiến hành giữ nguyên các phần đã tính, giữ nguyên các giả định ở quá trình trước, ta sẽ tiếp tục tính cho hệ 4 hiệu để tìm tổng diện tích tối thiểu. 5.1.2.1. Tính toán khả năng bốc hơi e Gọi t = là khản năng bốc hơi trong một nồi. c Trong một nồi đa hiệu, cái thực sự có giá trị chính là diện tích và độ sụt nhiệt độ, còn t của một nồi là số đo sử dụng m2 và độ sụt nhiệt độ mà ta phải tính căn cứ vào vị trí đứng của nồi đó trong một dãy các nồi bốc hơi. e t = = S∆ (Theo E.Hugot). c 37 Ta có: + t1 = e1 32941,67 = = 7660,85. c1 4,3 + t2 = e2 10316,67 = = 3061,33. c2 3,37 + t3 = e3 10316,76 = = 4280,78. c3 2,41 + t4 = e4 10316,76 = = 8387,537. c4 1,23 5.1.2.2. Tính toán chỉ số lặp + r4 = ∆3 t3 4280,78 =√ =√ = 0,5. ∆4 2 × t4 2 × 8387,537 1 1 (1+ ) × 3061,33 ∆2 √ (1 + r4 ) 0,5 + r3 = = =√ = 0,74. ∆3 2 × (t3 + t4 × r4) 2 × (4280,78 + 8387,537 × 0,5) 1 1 ∆1 √(1 + r3 + r3 × r4 ) ×3061,33 + r2 = = ∆2 2 × (t2+ t3× r3+ t4× r3× r4) =√ (1+ 1 0,74 + 1 0,74 × 0,5 ) × 7660,85 2 × (3061,33 + 4280,78 × 0,74 + 8387,537 × 0,74 × 0,5) 1 1 1 + + r2 r2 × r3 r2 × r 3 × r4 1 1 1 =1+ + + = 4,51. 1,44 1,44 × 0,74 1,44 × 0,74 × 0,5 + r1 = 1 + 5.1.2.3. Tính các độ sụt nước lý thuyết + ∆1 = ∆ 54,7 = = 12,130C. r1 4,51 + ∆2 = ∆1 12,13 = = 8,420C. r2 1,44 + ∆3 = ∆2 8,42 = = 11,380C. r3 0,74 = 1,44. 38 ∆3 11,38 = = 22,760C. r4 0,5 + ∆4 = 5.1.2.4. Cải chính các độ sụt đã tìm được  Sự cải chính chủ yếu ở các trường hợp là thêm vào độ sụt đã có được ở công đoạn bốc hơi.  Với một hệ bốc hơi 4 hiệu: (theo E.Hugot). - Cho nồi 1: 0,8%. - Cho nồi 2: 0,6%. - Cho nồi 3: 0,3%. - Cho nồi 4: -1,7%.  Các độ sụt nhiệt độ được cải chính như sau: - ∆1 = 12,13 + 54,7 × 0,008 = 12,570C. - ∆2 = 8,42 + 54,7 × 0,006 = 8,750C. - ∆1 = 11,38+54,7 × 0,003 = 11,550C. - ∆1 = 22,76+54,7 × (-0,017) = 21,80C. 5.1.2.5. Thang cải chính nhiệt độ Bảng 5.1. Kết quả cải chính nhiệt độ Hơi nước d0C Nước mía 0C Độ sụt thực 0C Hơi thứ Hiệu 1 Hiệu 2 122 108,6 98,5 0,8 1,3 109,4 99,8 12,6 8,8 Hiệu 3 Hiệu4 84,8 56,9 2,1 6,1 86,9 63 11,6 21,8 5.1.2.6. Tính toán các diện tích gia nhiệt S1 = S2 = e1 32941,67 = = 608,35m2 chọn s1 = 615m2. c1 0,0008 × (100 – 21)(122 – 54) × 12,6 e2 10316,67 = = 378,6m2 chọn s2 = 385 m2. c2 0,0008 × (100 – 29,11)(108,6 – 54) × 8,8 39 S3 = e3 10316,67 = = 399m2 chọn s3 = 410m2. c3 0,0008 × (100 – 37,36)(98,5 – 54) × 11,6 S4 = e4 10316,67 = = 404m2 chọn s4 = 410m2. c4 0,0008 × (100 – 52,45)(84,8 – 54) × 21,8  Chọn thiết bị cô đặc: Chọn thiết bị cô đặc ống chum có ống tuần hoàn trung tâm. Dựa vào thực tế chọn kích thước ta có các ống truyền nhiệt như sau: a. Nồi 1  Diện tích trao đổi nhiệt: S1 = 615m2.  Kích thước: d t× dn × L: 0,038 × 0,041 × 3 (m).  Được chế tạo bằng thép không rỉ SUS 304.  Số ống truyền nhiệt được tính: n=  S1 615 = = 1718,069 chọn n = 1719 ống. π × L × dt π × 3 × 0,038 Đường kính ống tuần hoàn trung tâm được tính theo công thức thực nghiệm: n × d2n D= E Với d2n: Đường kính ngoài của ống truyền nhiệt. E: Hệ số tuần hoàn. Với sự tuần hoàn tự nhiên theo thực tế, chọn E = 3,8. 1719 × 0,412 D= = 0,724  chọn D = 0,73(m). 3,8  Chiều cao buồng bốc hơi: thường h = (1-1,2) × L. Chọn h =1,2 × 3 = 3,3m.  Chiều cao của phần đáy: 0,8m.  Chiều cao của phần thoát hơi nước: 0,8m.  Chiều cao bộ phận thu hồi đường: 1,2m. Tổng chiều cao toàn bộ thiết bị là: H = 3 + 3,3 + 0,8 + 0,8 + 1,2 = 9,1m. b. Nồi 2  Diện tích trao đổi nhiệt: S2 = 385m2. 40  Kích thước: dt × dn × L: 0,038 × 0,041 × 3 (m).  Được chế tạo bằng thép không rỉ SUS 304.  Số ống truyền nhiệt được tính: n=  S2 385 = = 1075,54 chọn n = 1076 ống. π × L × dt π × 3 × 0,038 Đường kính ống tuần hoàn trung tâm được tính theo công thức thực nghiệm: n × d2n D= E Với d2n: Đường kính ngoài của ống truyền nhiệt. E: Hệ số tuần hoàn. Với sự tuần hoàn tự nhiên theo thực tế, chọn E =3,8. D=  1076 × 0,412 = 0,460  chon D = 0,46(m). 3,8 Chiều cao buồng bốc hơi: thường h = (1-1,2) × L Chọn h = 1,2 × 3 = 3,3m.  Chiều cao của phần đáy: 0,8m.  Chiều cao của phần thoát hơi nước: 0,8m.  Chiều cao bộ phận thu hồi đường: 1,2m.  Tổng chiều cao toàn bộ thiết bị là: H = 3 + 3,3 + 0,8 + 0,8 + 1,2 = 9,1m. c. Nồi 3  Diện thích trao đổi nhiệt: S2 = 410m2.  Kích thước: dt × dn × L: 0,038 × 0,041 × 2,8 (m).  Được chế tạo bằng thép không rỉ SUS 304.  Số ống truyền nhiệt được tính: n=  S3 410 = = 1227,192 chọn n = 1228 ống. π × L × dt π × 2,8 × 0,038 Đường kính ống tuần hoàn trung tâm được tính theo công thức thực nghiệm: D= n × d2n E Với d2n: Đường kính ngoài của ống truyền nhiệt. E: Hệ số tuần hoàn. Với sự tuần hoàn tự nhiên theo thực tế, chọn E = 3,8. 41 D= 1228 × 0,412 = 0,543  chọn D = 0,55(m). 3,8  Chiều cao buồng bốc hơi: thường h = (1-1,2) × L. Chọn h =1,2 × 2,8 = 3,36m.  Chiều cao của phần đáy: 0,8m.  Chiều cao của phần thoát hơi nước: 0,8m.  Chiều cao bộ phận thu hồi đường: 1,2m. Tổng chiều cao toàn bộ thiết bị là: H = 2,8 + 3,36 + 0,8 + 0,8 + 1,2 = 8,96m. d. Nồi 4  Diện thích trao đổi nhiệt: S2 = 410m2.  Kích thước: dt × dn × L: 0,038 × 0,041 × 2,5 (m).  Được chế tạo bằng thép không rỉ SUS 304.  Số ống truyền nhiệt được tính: n= S4 410 = = 1374,45 chọn n = 1375 ống. π × L × dt π × 2,5 × 0,038  Đường kính ống tuần hoàn trung tâm được tính theo công thức thực nghiệm: D= n × d2n E Với d2n: Đường kính ngoài của ống truyền nhiệt. E: Hệ số tuần hoàn. Với sự tuần hoàn tự nhiên theo thực tế, chọn E = 3,8. 1375 × 0,412 D= = 0,6  chọn D = 0,6(m). 3,8  Chiều cao buồng bốc hơi: thường h = (1-1,2) × L. Chọn h = 1,2 × 2,5 = 3m.  Chiều cao của phần đáy: 0,8m.  Chiều cao của phần thoát hơi nước: 0,8m.  Chiều cao bộ phận thu hồi đường: 1,2m. Tổng chiều cao toàn bộ thiết bị là: H = 2,5 + 3 + 0,8 + 0,8 + 1,2 = 8,3m. 5.1.3. Tính toán thiết bị lắng nổi  Khối lượng sirup sau khi lọc: G = 521,83 tấn/ngày = 21,74m3/h. 42  Thời gian lưu lại là 35 phút.  Hệ số chứa đầy: 0,9  Thể tích sirup sau khi lọc: V= = khối lượng sirup sau khi lọc × thời gian lưu lại trông thùng 60 × hệ số chứa đầy 21,74 × 35 = 14,09m3. 60 × 0,9 Chọn thể tích bể lắng nổi là 15m3.  Bơm sirup đi nấu:  Chọn bơm có lưu lượng 20m3/h.  Chiều cao cột áp: 35mH2O.  Công suất: 7,5kw.  Số lượng: 2 máy. 5.1.4. Tính toán thiết bị lắng chìm  Khối lượng sirup trước khi lọc: G =2 117,36 tấn/ngày = 88,22m3/h.  Thời gian lưu lại là 60 phút.  Hệ số chứa đầy: 0,9  Thể tích sirup sau khi lọc: V= = khối lượng sirup trước khi lọc × thời gian lưu lại trông thùng 60 × hệ số chứa đầy 88,22 × 60 = 98m3. 60 × 0,9 Chọn thể tích bể lắng nổi là 100m3.  Bơm sirup đi nấu  Chọn bơm có lưu lượng 120m3/h.  Chiều cao cột áp: 35mH2O.  Công suất: 22kw.  Số lượng: 2 máy. 43 5.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị 5.2.1. Thiết bị cô đặc 5.2.1.1. Sơ đồ hệ thống thiết bị cô đặc Để cô đặc nước mía ta dùng phương pháp bốc hơi áp lực-chân không và sử dụng hệ 4 hiệu để bốc hơi. Cấu tạo nồi bốc hơi gồm hai đoạn thân tròn có đường kính khác nhau, buồng bay hơi có đường kính lớn hơn đường kính buồng đun nóng để có lợi cho nước đường chạy qua ống tuần hoàn rồi đi vào nồi. HEÄ THOÁNG THIEÁT BÒ BAY HÔI Hình 5. 1. Hệ thống bốc hơi 44 5.2.1.2. Cấu tạo của thiết bị cô đặc a. Cấu tạo 16 9 17 5 7 4 8 10 2 6 3 14 1 11 13 THIEÁT BÒ BAY HÔI Hình 5.2. Cấu tạo thiết bị bốc hơi 45 Hình 5.3. Thiết bị bốc hơi 1. Mật chè vào. 9. Nước lạnh bơi vào. 2. kính quan sát. 10. Baromet. 3. Ống truyền nhiệt. 11. Thùng chứa nước. 4. Ống dẫn khí không ngưng. 12. Mật chè đi ra. 5. Nón thu hồi đường. 13. Cửa xả cặn. 6. Ống tuần hoàn. 14. Hơi nước vào. 7. Tháp ngưng tụ hơi và tạo chân 15. Ống xả nước ngưng. không. 16. Ống dẫn hơi nước thứ. 8. cửa vệ sinh. 46 b. Nguyên lý hoạt động Nước mía được hút vào thiết bị bốc hơi I (hiệu I), tại đây nước mía được đun nóng do trao đổi nhiệt với hơi nước (hơi tuabin + hơi nước), còn hiệu II sử dụng hơi thứ của hiệu I làm hơi đốt, tương tự hiệu III sử dụng hơi thứ của hiệu II và hiệu IV sử dụng hơi thứ của hiệu III làm hơi đốt. Do trao đổi nhiệt, nước mía được đun nóng và sôi. Vì các ống truyền nhiệt nhỏ, diện tích truyền nhiệt lớn nên nhiệt độ trong ống truyền nhiệt lớn hơn trong ống tuần hoàn, do đó tỷ trọng nước mía ở trong ống truyền nhiệt nhỏ hơn trong ống tuần hoàn nên sẽ tạo nên vòng tuần hoàn làm nước mía ở trong ống truyền nhiệt đi lên và trong ống tuần hoàn đi xuống. Trong quá trình sôi và đối lưu, nước mía bay hơi làm cho nồng độ mật chè ở các hiệu lần lượt tăng lên, đến cuối cùng thì Bx = 55-60%. Nước mía chuyển từ hiệu I đến hiệu IV là do sự chênh lệch áp suất giữa các hiệu, áp suất ở hiệu I > hiệu II > hiệu III > hiệu IV nên nhiệt độ ở hiệu I > hiệu II > hiệu III > hiệu IV. Hơi thứ ở hiệu I được tận dụng đi nấu đường. Nước ngưng ở các hiệu được xả ra để cung cấp cho lò hơi hoặc làm nước thẩm thấu, hồi dung, ly tâm, nấu đường, khí không ngưng cho về cột ngưng tụ. 5.2.2. Thiết bị lắng nổi Thiết bị lắng nổi có cấu tạo như hình vẽ, gồm vỏ ngoài là một ống tròn, phía trong gồm các côn chắn nước mía. 47 5.2.2.1. Cấu tạo 6 10 5 11 4 7 2 12 3 9 1 8 THIEÁT BÒ LAÉNG NOÅI Hình 5.4. Cấu tạo thiết bị lắng nổi 48 Hình 5.5. Thiết bị lắng nổi 1. Mật chè vào. 7. Ống dẫn bọt ra. 2. Cánh khuấy. 8. Van xả đáy. 3. Sống trung tâm. 9. Van xả nước vệ sinh. 4. Mâm phân phối. 10. Xi phông tăng giảm. 5. Tấm gạt bọt. 11. Bình thông nhau. 6. Động cơ. 12. Mật chè ra. 5.2.2.2. Nguyên lý hoạt động Mật chè sau khi qua thiết bị bốc hơi được bơm qua máy khuấy trộn thêm H3Po4 giúp kết tủa, tạo bọt và làm bề mặt bọt bền sau đó qua thiết bị lắng nổi để loại chất lơ lửng mà trong quá trình lắng chìm không kết tủa được do khối lượng riêng quá bé. Khi mật chè được đưa vào thiết bị lắng nổi, ta sục khí vào làm cho các chất lơ lửng này bám vào bọt khí nổi lên và được cần gạt ra ngoài. 5.2.3. Thiết bị lắng chìm 49 5.2.3.1. Cấu tạo 2 9 10 1 11 4 6 7 5 3 8 THIEÁT BÒ LAÉNG CHÌM Hình 5.6. Cấu tạo thiết bị lắng chìm 50 Hình 5.7. Thiết bị lắng chìm 1. Nước mía vào. 7. Van xả bùn. 2. Động cơ. 8. Van xả bùn cuối, tháo vệ sinh. 3. Cánh gôm bùn. 9. Ống thông áp. 4. Mâm phân phối. 10. Ống trung tâm. 5. Gạt gôm bùn. 11. Van lấy nước mía trong. 6. Bạt chắn. 5.2.3.2. Nguyên lý hoạt động Nước mía từ bồn chứa trung gian sẽ được bơm sang bồn chứa nước mía hỗn hợp, H3PO4 cũng được cho trực tiếp vào bồn này. Sau đó, nước mía hỗn hợp được gia nhiệt ở thiết bị gia nhiệt 1 sử dụng hơi thứ ở hiệu 1. Sau gia nhiệt 1, nước mía sẽ được gia vôi vào pH trung tính đồng thời làm kết tủa các cặn bẩn. Ngoài ra, vôi còn 51 có tác dụng ngăn cản đường Saccharose chuyển hóa thành đường khử không mong muốn. Nước mía tiếp tục được dẫn qua thiết bị gia nhiệt 2 và đạt nhiệt độ khoảng 1050C, phản ứng vôi hóa xảy ra hoàn toàn. Sau đó, nước mía hỗn hợp được đưa qua thiết bị tản hơi, giảm nhiệt độ còn khoảng 980C cho vào bồn lắng chìm. Tại đây, cặn bẩn hình thành sẽ được lắng xuống đáy bồn và được tháo qua van xả bùn, còn phần nước mía trong sẽ được dẫn xuống bồn chứa nước mía trong. Phần bùn sẽ được bơm lên vít tải bùn phối trộn với bã mía mịn qua thiết bị sang bên khu lò hơi. Bùn hỗn hợp được cho vào thiết bị lọc bùn, nước được tách ra sẽ gộp lại thùng nước mía hỗn hợp. Phần bã bùn bị cuốn xuống bể lắng bùn và được tận dụng làm phân vi sinh. 52 CHƯƠNG 6. TÍNH ĐIỆN-NƯỚC-XÂY DỰNG 6.1. Tính điện Điện dùng cho nhà máy bao gồm điện dùng chiếu sáng và điện dùng cho động lực. 6.1.1. Điện dùng cho chiếu sáng  Điện năng chiếu sáng được tính theo công thức: Ptc = Pđ Sp Trong đó: Ptc: Công suất chiếu sáng tiêu chuẩn (W/m2) Pđ: Tổng công suất các đèn (W). Sp: Diện tích chiếu sáng (m2).  Số đèn: nđ = Pđ Ptcđ Với Ptcđ là công suất tiêu chuẩn của đèn.  Cách tính như sau: Chọn độ rọi của đèn, giá trị này phụ thuộc vào yêu cầu của từng phòng làm việc, sau đó dựa vào số liệu ta có giá trị Ptc rồi nhân với diện tích chiếu sáng của từng phòng được giá trị Pđ. Chọn Ptcđ cho từng phòng và từ đó tính được số lượng đèn cần thiết cho từng phòng. Quá trình tính toán ta có bảng sau: 53 Bảng 6.1. Kết quả tính toán điện dùng cho chiếu sáng Độ rọi STT Diện Ptcđ (w/m2) tích Pđ (w) (w) Ptcđ Số đèn (w) Tính Chọn 1 Khu cô đặc 50 11,3 600 6780 400 16,9 17 2 Khu lọc, lắng 40 11,3 1200 15600 400 39 39 30 8,5 42 357 250 1,5 2 3  Phòng hóa nghiệm Tổng công suất chiếu sáng Pcs = ∑ Pđ = 6780 + 15600 + 357 = 22738 kw.  Tổng phụ tải chiếu sáng Pttl = 1,05 × k1 × Pcs Với: 1,05: Hệ số lấy thêm. K1: Hệ số không đồng bộ, chọn K1 = 0,9. Vậy: Pttl = 1,05 × 0,9 × 22,737 = 22,486 kw. 6.1.2. Tính điện năng động lực Kết quả như sau: Bảng 6.2. Thông số điện năng động lực STT Hạng mục Công suất định mức (kw) số lượng tổng công suất (kw) 1 Bơm nước mía đi cô đặc 22 2 44 2 Bơm nước mía đi lắng chìm 22 2 44 3 Bơm nước mía đi lắng nổi 3,7 2 7,4 54  Tổng công suất điện năng cho động lực: Pđl = 95,4kw.  Tổng phụ tải tính toán cho động cơ: Ptt2 = Kđl × Pđl. Trong đó: Kđl: Hệ số động lực phụ thuộc vào mức độ mang tải của thiết bị và sự làm việc không đồng bộ của thiết bị. Thường lấy Kđl = 0,5. Ptt2 = 0,5 × 95,4 = 47,7 kw.  Vậy tổng điện năng tiêu thụ của phân xưởng cô đặc, lắng lọc là: Ptt = Pttl + Ptt2 = 22,486 + 47,7 = 70,186 kw. 6.1.3. Tính điện năng tiêu thụ hàng năm 6.1.3.1. Điện năng chiếu sáng Acs = Ptt2 × T  Ptt2: Điện năng tiêu thụ cho chiếu sáng. Đối với sản xuất điện năng chiếu sáng: P1 = 22,38kw. Đối với các bộ phận khác điện năng chiếu sáng: P2 = 0,357kw.  T: Thời gian chiếu sáng tối đa. T = k1 × k2 × k3 (h).  k1: Thời gian chiếu sáng trong một ngày. Đối với bộ phận sản xuất: k1 = 24h. Đối với bộ phận sản khác: k1 = 12h.  K2: Số ngày làm việc trong một tháng (29 ngày).  K3: Số ngày làm việc trong một năm, cộng với 0,5 tháng sửa chữa, K3 = 5 tháng. Đối với bộ phận sản xuất T = 24 × 29 × 5,5 = 3828h. Đối với bộ phận khác T = 12 × 29 × 5,5 = 1914h. Vậy điện năng chiếu sáng tính cho 1 năm: Acs = 27,38 × 3828 + 0,375 × 1914 = 86388,39kw. 6.1.3.2. Điện năng tiêu thụ cho động lực Ađl = Pllt × T  T: Thời gian hoạt động trong năm T = 24 × 60 × 5 = 7200h. 55 Ađl = 70,186 × 7200 = 50533,92 (kw).  Vậy lượng điện tiêu thụ hằng năm là: A = Acs + Ađl = 86388,39 + 50533,92 = 136922,31 (kw). 6.2. Tính nước 6.2.1. Nước lắng trong Trong phân xưởng cô đặc các bộ phận sử dụng nước lắng trong như sau: Bảng 6.3. Lượng nước lắng trong dùng cho phân xưởng Theo năng suất nhà Stt Hạng mục % so với mía 1 Tháp ngưng tụ ở cô đặc 600 12000 2 Nước lọc 220 2200 3 Nước cho những nhu cầu khác 10 200 830 14400 Tổng máy 2000 tấn/ngày 6.2.2. Nước lọc trong  Nước sau khi lắng trong đem đi lọc ở tháp lọc để thu được nước lọc trong. Nước lọc còn lại một lượng tạp chất chủ yếu là ở dạng hòa tan.  Yêu cầu của nước lọc trong: - Độ cứng: 20 - Hàm lượng SO42-: Dưới 50mg/g. - Hàm lượng Na2CO3, N2O5 dưới 200mg/l, NH3 không có. - Độ acid dưới 2,5ml, NaOH chuẩn độ cho 1 lít nước.  Nước lọc trong dùng cho phân xưởng cô đặc, nấu và kết tinh đường được thể hiện qua bảng sau: 56 Bảng 6.4. Lượng nước lọc dùng cho phân xưởng sản xuất Theo năng suất nhà STT Hạng mục % so với mía máy 2000 tấn mía/ ngày 1 Nước làm nguội bơm và tua bin 70 1400 2 Nước dùng cho phòng thí nghiệm 2 40 3 Nước dùng cho nhu cầu khác 15 300 87 1740 Tổng cộng 6.2.3. Nước ngưng tụ Nước ngưng tụ do hơi đốt của các thiết bị trao đổi nhiệt ngưng tụ được, nước ngưng tụ có nhiệt độ tương đối cao và sạch, nhất là nước ngưng tụ ở nồi cô đặc đầu tiên.  Lượng nước ngưng tụ Theo kết quả tính toán ở phần lượng hơi tiêu hao cho công đoạn bốc hơi ta có:  Lượng nước ngưng tụ ở bốc hơi hiệu I: G1 = 39,53% so với mía = 0,3953 × 2000 = 790,6 tấn/ngày = 32,94 tấn/h.  Lượng nước ngưng tụ ở bốc hơi hiệu II: G2 =12,38% so với mía = 0,1238 × 2000 = 247,6 tấn/ngày = 10,36 tấn/h.  Lượng nước ngưng tụ ở bốc hơi hiệu III: G3 = 12,38% so với mía = 0,1238 × 2000 =247,6 tấn/ngày = 10,36 tấn/h.  Lượng nước ngưng tụ ở bốc hơi hiệu IV: G4 = 12,38% so với mía = 0,1238 × 2000 = 247,6 tấn/ngày = 10,36 tấn/h. Vậy tổng lượng nước ngưng tụ: G = G1 + G2 + G3 + G4 = 790,6 + 274,6 + 274,6 + 274,6 = 1533,4 tấn/ngày = 63,89 tấn/h. Hơi nước ở hiệu I thường dùng để cấp cho hiệu II, lò hơi, tuabin, nấu đường. Các hiệu khác chỉ được tận dụng cấp cho hiệu sau. 57 6.2.4. Nước thải từ các bộ phận của phân xưởng Bảng 6.5. Lượng nước thải từ các bộ phận của phân xưởng Theo năng suất nhà STT Hạng mục % so với mía máy 2000 tấn mía/ngày 1 Nước từ tháp ngưng 2 1310 26200 Làm nguội bơm và tuabin 65 1300 3 Phòng thí nghiệm sản xuất 2 40 4 Nước dùng cho các nhu cầu khác 10 200 1387 27740 Tổng cộng 6.3. Tính toán xây dựng 6.3.1. Địa điểm xây dựng phân xưởng 6.3.1.1. Các nguyên tắc chung Khi tính toán xây dựng phân xưởng phải theo nguyên tắc:  Xây dựng phân xưởng thành khối thống nhất để tiết kiệm nguyên vật liệu, thuận tiện cho sản xuất, giảm lãng phí.  Diện tích và thể tích ngôi nhà được sử dụng triệt để.  Mặt bằng phải được bố trí cho các thiết bị đảm bảo an toàn, thuận lợi, đảm bảo cho công tác phòng cháy chữa cháy.  Chọn hướng xây dựng để đảm bảo thông thoáng tận dụng tối đa nguồn sáng tự nhiên, đảm bảo tính mỹ quan.  Lắp đặt máy móc đúng công nghệ, khoa học, đảm bảo khoảng các giữa các máy thuận lợi cho việc kiểm tra, bảo trì bảo trì bảo dưỡng.  Hệ thống xử lý nước thải phải đặt cuối hướng gió.  Hệ thống giao thông nội bộ bao gồm lối đi giữa các phòng sản xuất, đường vận chuyển nguyên liệu, sản phẩm không bị chồng chéo.  Đảm bảo tính hài hòa cho toàn nhà máy. 58 6.3.1.2. Yêu cầu về đất, nơi xây dựng phân xưởng Về địa hình: Phải có đủ diện tích mặt bằng cho nhà máy, đồng thời có khả năng mở rộng trong tương lai, khu đất xây dựng phải bằng phẳng hoặc có độ dốc 1%, không bị ngập nước trong mưa lũ. Về địa chất: yêu cầu địa chất nơi xây dựng nhà máy phải ổn định, không có hiện tượng động đất, cát chảy…, khu đất phải có độ chịu lực của nền từ 2,5kg/cm2 trở lên, nên xây dựng ở những nơi có nền đất sét pha cát, đất đá ong, đất đồi có mực nước thấp. 6.3.1.3. Yêu cầu vệ sinh công nghiệp bảo vệ môi trường Khu đất xây dựng phân xưởng phải nằm cuối hướng gió, cách xa khu dân cư, trong nhà máy cần trồng cây cảnh để giảm bụi, điều hòa không khí, hấp thụ CO2 và cung cấp O2. Để nhà máy hoạt động liên tục cần có nguồn nước dồi dào ổn định, vì vậy cần phải xây dựng gần các con sông, cách bến nước khu dân cư tối thiểu 50m và có hệ thống xử lý nước thải phù hợp với yêu cầu của nơi xả thải. 6.3.2. Các công trình xây dựng phân xưởng 6.3.2.1. Cách bố trí Do yêu cầu công nghệ, các thiết bị máy móc thường nặng nề, các thiết bị tỏa nhiệt lớn, lượng khí thải tương đối nhiều, yêu cầu độ cao của các thiết bị khác nhau, việc bố trí thiết bị đòi hỏi phải liên tục. Do đó chọn cách bố trí theo kiểu phân vùng cho phân xưởng.  Ưu điểm của phương pháp phân vùng.  Dễ bố trí các khu vực, công trình theo yêu cầu công nghệ.  Dễ điều khiển, quản lý các khu vực theo yêu cầu kỹ thuật.  Dễ đáp ứng được yêu cầu vệ sinh công nghiệp.  Dễ bố trí hệ thống giao thông vận tải trong phân xưởng. 6.3.2.2. Nhà sản xuất chính  Chọn khẩu độ nhà: 22m.  Bước cột: 4m. 59  Khung nhà chọn khung cốt thép chữ I có khả năng chịu lực cao, đảm bảo vệ sinh.  Kích thước cột: 4×6m.  Kết cấu chịu lực mái là khung cốt thép I.  Mặt sàng ở các tầng bằng thép đảm bảo chịu lực lớn, chống rung tốt, an toàn cho công nhân.  Kết cấu bao che và nền: Tường và mái nhà được che bằng tôn panen song vuông, có các cửa sổ ở những vị trí thích hợp. Nền có tác dụng chống bụi, chống mòn, chống tác dụng cơ học và an toàn cho công nhân đi lại. Do nhu cầu công nghệ nên các thiết bị trong phân xưởng phải đặt ở độ cao khác nhau. Từ thực tế, phân xưởng cô đặc được bố trí như sau: a. Tầng 4 (ở độ cao 12m) Bao gồm các thiết bị sau:  Hệ thống nồi cô đặc: 4 nồi.  Hệ thống nồi nấu A, B, C.  Hệ thống gia nhiệt.  Thùng chứa sirup, mật A, mật B, mật C. Bố trí thiết bị.  Hệ thống nồi cô đặc được bố trí thành chữ L Ta có các thông số sau:   Đường kính ngoài: 3m.  Khoảng cách giữa các thiết bị: 1,5m.  Khoảng cách giữa đầu: 2m. Tổng chiều dài của hệ thống: L = 4 × 3 + 2 × 2 + 1,5 × 3 = 20,5m. 60 Hình 6.1. Hệ thống nồi cô đặc  Hệ thống nồi nấu đường được bố trí thành 2 dãy song song, ta có các thông số khoảng cách sau:  Đường kính ngoài: 3,5m.  Khoảng cách giữa các thiết bị: 1,5m.  Khoảng cách giữa hai đầu: 2m, 3m (lối đi).  Tổng chiều dài của hệ thống: L = 3,5 × 4 + 3 × 1,5 + 2 + 3 = 23,5m. 61 Hình 6.2. Hệ thống nồi nấu đường  Hệ thống gia nhiệt bố trí thành cụm.  Đường kính ngoài: 3m.  Khoảng cách giữa các thiết bị: 1,5m.  Khoảng cách giữa hai đầu: 2m.  Tổng chiều dài của hệ thống: L = 2 × 2 + 1,5 + 2 × 2 = 9,5m.  Thùng chứa siro, mật A, mật B, mật C.  Thể tích V =15m3/h.  Chọn thùng có kích thước: Cao 2m, rộng 2,5m, dài 3m.  Khoảng cách giữa hai đầu thiết bị: 2m,3m.  Tổng chiều dài: L = 3 × 5 + 2 × 2 + 3 =22m. A Siroâ A B B A2 C C TAÀNG 4 C AN B GN2 GN3 BH4 BH3 GN1 BH4 C2 BH 2-3 BH2 BH1 62 Hình 6.3. Sơ đồ hệ thống thiết bị tầng 4 63 b. Tầng 3 (ở độ cao 6m) Bao gồm cái thiết bị sau:  Thiết bị trợ tinh A, B, C.  Tháp xông SO2, xử lý trung hòa, xử lý sơ bộ.  Đầu thiết bị lắng chìm.  Thiết bị lắng nổi.  Phòng quản lý sản xuất.  Thiết bị trợ tinh đường non A, B, C  Số lượng: 7 cái.  Khoảng cách giữa các thiết bị: 0,3m.  Chiều rộng của các thiết bị bằng nhau: 2,5m.  Chiều dài của các thiết bị bằng nhau: 7,2m.  Khoảng cách giữa hai đầu dãy: 2m.  Tổng chiều dài của hệ thống: L = 7 × 2,5 + 6 × 0,3 + 2 × 2 = 23,3m.  Đầu của thiết bị lắng chìm  Vị trí của thiết bị: Được đặt song song nhau.  Số lượng: 2 cái.  Chiều dài: 4m.  Khoảng cách giữa hai đầu thiết bị: 2m. Tổng chiều dài chiếm diện tích: L= 4 + 2 × 2 = 8m.  Thiết bị lắng nổi  Vị trí: Đặt bên cạnh thiết bị lắng chìm.  Số lượng: 1 cái.  Chiều dài: 4,6m.  Khoảng cách hai đầu: 1,5m.  Tổng chiều dài của hệ thống: L = 4,6 + 2 × 1,5 = 7,6m.  Phòng quản lý sản xuất có kích thước: 5 × 7m. TT A TT A TT A TT B TT B QLSX TT C TT C TAÀNG 3 THAÙP XOÂNG SO2 XLTH XLSB LAÊNG NOÅI LAÊNG CHÌM 2 LAÊNG CHÌM 1 64 Hình 6.4. Sơ đồ hệ thống thiết bị tầng 3 65 c. Tầng 2 (ở độ cao 3m) Bao gồm các thiết bị sau:  Máy ly tâm A, B, C.  Lọc siro.  Xử lý siro.  Thùng chứa vôi.  Thân của thiết bị lắng chìm.  Phòng điện.  Máy ly tâm được bố trí thành hai dãy đối diện lối đi  Chiều dài thiết bị: 1,5m.  Khoảng cách giữa các máy: 0,5m.  Khoảng cách giữa hai đầu thiết bị: 1,5m.  Số máy ly tâm: 11 máy.  Tổng chiều dài của hệ thống: L = 9 × 1,5 + 8 × 8 × 0,3 + 1 × 2 = 17,9m.  Thùng chứa vôi  Số lượng: 1 cái.  Chiều dài: 2 m.  Phòng điện có kích thước: 3 × 5m  Thân của thiết bị lắng chìm  Vị trí của thiết bị: Được đặt song song nhau.  Số lượng: 2 cái.  Chiều dài: 4m.  Khoảng cách giữa hai đầu thiết bị: 2m. Tổng chiều dài chiếm diện tích: 4 + 2 × 2 = 8m. A A A B Hình 6.5. Sơ đồ hệ thống thiết bị tầng 2 C PHOØNG ÑIEÄN B C LT C1-4 LT C2-2 LT C1-5 LT C2-1 TAÀNG 2 LOÏC SR2 LOÏC SR1 LAÊNG NOÅI LAÊNG NOÅI THUØNG CHÖÙA VOÂI LC 2 LC 1 66 67 d. Tầng 1 Bao gồm các thiết bị sau:  Bơm nén khí, bơm chân không.  Thùng chứa mật A, B, C.  Thiết bị chứa đường.  Sàng đưa qua khu sấy đóng bao.  Trộn đường B, C1.  Thùng chứa siro.  Đáy thiết bị lắng chìm.  Thùng chứa nước mía trong.  Nhà vệ sinh. Bố trí thiết bị:  Đáy của thiết bị lắng chìm.  Vị trí của thiết bị: Được đặt song song nhau.  Số lượng: 2 cái.  Chiều dài: 4m.  Khoảng cách giữa hai đầu thiết bị: 2m. Tổng chiều dài của hệ thống: L = 4 + 2 × 2 = 8m.  Sàng đưa qua khu sấy đóng bao có chiều dài: 5m.  Thiết bị trộn đường B, C1.  Chiều dài của thiết bị: 1,5 m.  Khoảng cách giữa thiết bị: 1m.  Khoảng cách hai đầu: 2m, 3m.  Tổng chiều dài của hệ thống: L = 1,5 × 2 + 1 + 2 + 3 = 9,5m.  Thùng chứa siro.  Chiều dài của thùng chứa siro: 2,5m.  Chiều rộng: 1,5m.  Khoảng cách giữa các thiết bị: 0,5m. 68  Khoảng cách hai đầu thiết bị: 3m, 1,5m.  Tổng chiều dài của hệ thống: L = 2,5 + 3 + 1,5 = 7m.  Thùng chứa nước mía trong có chiều dài: 6m.  Nhà vệ sinh  Bao gồm 4 phòng.  Chiều dài mỗi phòng: 2m.  Khoảng cách hai đầu: 3m, 2m.  Tổng chiều dài: L = 2 × 4 = 8m. Hình 6.6. Sơ đồ hệ thống thiết bị tầng 1 AN SAØNG ÑÖA QUA KHU SAÁY ÑOÙNG BAO AL MAÄT B BÔM NEÙN KHÍ TROÄN ÑÖÔØNG B BCK MAÄT RÆ C BCK CHÖÙA ÑÖÔØNG C2 TAÀNG 1 TROÄN ÑÖÔØNG C1 BCK THUØNG CHÖÙA SIRO LC 2 LC1 THUØNG CHÖÙA NÖÔÙC MÍA TRONG WC 69 70 CHƯƠNG 7. NHÂN LỰC, AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ NHỮNG QUY TRÌNH VẬN HÀNH AN TOÀN TRONG XƯỞNG 7.1. Nhân lực 7.1.1. Chê độ làm việc của phân xưởng cô đặc, lắng lọc  Phân xưởng cô đặc, lắng lọc hoạt động liên tục trong 5 tháng, từ tháng 12 đến hết tháng 4 năm sau, mỗi ngày làm việc 3 ca liên tục.  Trong một vụ sản xuất được nghỉ các ngày: 3 ngày nghỉ tết âm lịch, 1 ngày nghỉ tết dương lịch và các ngày kiểm tra sửa chữa định kì 1 tháng 1 ngày.  Thời gian làm việc được tính như sau: Tlv = Tsx− Tngsx− Tng. Tsx : Thời gian sản xuất (Tsx = 150). Tngsx : Thời gian ngừng sản xuất vì các lý do: cúp điện, sự cố… Lấy Tngsx = 3 ngày. Tng : Thời gian nghỉ tết và kiểm tra định kỳ (Tng = 9 ngày). Vậy: Tlv = 150 − 3 − 9 = 138 ngày. 7.1.2. Tính nhu cầu cho phân xưởng cô đặc Số công nhân được tính theo bảng sau: Bảng 7.1. Chia ca cho từng bộ phận STT Công việc Số công nhân trong ca Số ca Số công nhân trong ngày 1 Cô đặc 2 3 6 2 Lắng nổi 4 3 12 3 Lắng chìm 6 3 18 4 Phòng hóa nghiệm, sản xuất 4 3 12 16 3 48 Tổng cộng 71 7.2. An toàn lao động và quá trình vận hành an toàn 7.2.1. An toàn lao động 7.2.1.1. Một số vấn đề về 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, an toàn thiết bị, an toàn về nguyên vật liệu sản phẩm và các công trình phục vụ sản xuất. 7.2.1.2. Những nguyên nhân gây ra tai nạn lao động trong quá trình sản xuất và biện pháp khắc phục  Nguyên nhân  Do máy móc, thiết bị, chất lượng của các đường ống dẫn…, trong quá trình chế tạo có khuyết tật, không đảm bảo về chất lượng với yêu cầu kỹ thuật, do quá trình thiết kế, lắp đặt không hợp lý dẫn đến sự bất ngờ trong sản xuất làm ảnh đến quá trình sản xuất, thiệt hại vận hành, tài sản xí nghiệp.  Do thiếu hoặc hỏng các bộ phận rào, che chắn, bảo hiểm…  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 chấp hành kỷ 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.  Biện phấp khắc phục Trong quá trình sản xuất, công nhân làm việc liên tục, thiết bị máy móc lớn, bố trí phức tạp, vì thế phải trang bị rào, che chắn, các bộ phận bảo hiểm hợp lý. Điều kiện làm việc của người lao động phải luôn luôn được cải thiện, trang bị đầy đủ dụng cụ bảo hộ lao động. Phải phân công lao động một các hợp lý với trình độ kỹ thuật, điều kiện sức khỏe của từng người. Các khâu trọng yếu trong nhà máy phải bố trí cán bộ kỹ thuật hay công nhân bậc cao để đảm bảo an toàn lao động và đạt 72 hiệu quả sản xuất cao. Mỗi năm tổ chức thi nâng bậc để công nhân, cán bộ kỹ thuật trong nhà máy nắm vững và nâng cao trình độ. Để dễ dàng cho việc thao tác vận hành thiết bị, đảm bảo an toàn lao động, mỗi công đoạn, mỗi máy móc phải có bảng chỉ dẫn rõ ràng, chi tiết. Thường xuyên tổng kết rút kinh nghiệm để hạn chế sự cố, kiểm điểm những hành vi không đúng trong sản xuất. 7.2.1.3. Những yêu cầu an toàn cụ thể trong nhà máy Thông gió: Tận dụng tối đa sự lưu thông không khí trong nhà máy đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ trong phân xưởng và môi trường không quá 3-50C. Tại các bộ phận sinh nhiệt: Gia nhiệt, bốc hơi, nấu đường, li tâm…, bố trí quạt gió để tăng cường sự phân tán nhiệt. Các bộ phận sinh nhiệt 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 thoải mái cho công nhân sản xuất. Tuy nhiên, để đảm bảo đầy đủ ánh sáng cho làm việc và vận hành cần có đèn chiếu sáng. An toàn về điện: Lượng điện và trang thiết bị dùng điện trong nhà máy rất lớn nên cần phải đảm bảo 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 dẫn dưới mặt đất. Trang bị an toàn về điện đầy đủ, các mô tơ điện, hộp điện đều được 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 chắc chắn, cần phải có khoảng cách an toàn khi làm việc, cần kiểm tra kỹ thuật an toàn trước khi sử dụng và định kỳ kiểm tra mức độ an toàn của thiết bị, ống dẫn hơi phải đặt cao 3/4,5, 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. 73 Phòng chống cháy nổ: Cháy nổ là hiện tượng rất đễ xảy ra trong nhà máy do 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 hóa học xảy ra trong quá trình sản xuất.  Để hạn chế cháy nổ cần có các biện pháp sau:  Bố trí sản xuất có khoảng cách tránh lây lan.  Các bộ phân gây cháy nổ như: lò vôi, lò lưu huỳnh đặt cuối hướng gió hoặc tách ra thành khu riêng.  Những thiết bị dùng điện phải có vỏ an toàn.  Bố trí các cầu thang phòng hỏa, bình cứu hỏa, các khu cứu hỏa cạnh đường giao thông để thuận tiện cho việc cứu hỏa.  Giao thông 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 vào hợp lý để khi có sự cố dễ dàng thoát hiểm. An toàn lao động trong phòng thí nghiệm: Cán bộ 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 vỡ dụng cụ thí nghiệm, không làm vương vãi hóa chất, các chai lọ đựng hóa chất phải đậy nắp và nghi nhãn. Đảm bảo vệ sinh xí nghiệp:  Các bộ phận sinh ra chất độc cần đặt cuối hướng gió.  Khu ép thường ẩm ướt nên cần tách riêng.  Các khu ly tâm, sấy đường, hồi đường thường bị rơi vãi và bụi bặm nên sau mỗi ca sản xuất cần phải vệ sinh sạch sẽ.  Nhà vệ sinh đặt cuối hướng gió tránh lây nhiễm. 74  Các đường dẫn bùn, nước thải đều phải có nắp đậy đảm bảo không làm ảnh hưởng đến nơi làm việc.  Công nhân trước khi tham gia sản xuất phải vệ sinh sạch sẽ mặc đầy đủ, đồ bảo hộ lao động. 7.2.2. Quá trình vận hành an toàn trong phân xưởng 7.2.2.1. Quá trình vận hành an toàn nồi hơi a. Công tác chuẩn bị  Vệ sinh sạch sẽ khu vực phân xưởng, thu gọn tất cả các vật lạ có trong các máy cấp bã, máy tháo tro, băng tải rã, buồng đốt nguyên liệu.  Kiểm tra sự thông suốt của hệ thống cung cấp nước cho thùng nước mềm, thùng nước khử oxy, đường ống bên cấp nước lên bolong.  Đóng tất cả các val cấp hơi chính, Val xả cặn định kỳ, liên tục. Mở các val xả khí balong và bộ quá nhiệt, dùng tay thử các val an toàn nhiều lần.  Mở tất cả các val trên đường ống cấp nước qua balong.  Dùng tay quay thử các quạt. Đóng các val quạt và các cửa lò.  Đóng các aptomat cho các tủ điện và các máy của tổ máy nồi hơi.  Bơm thêm nước balong đến vị trí 0. Mở val đối lưu nước giữa balong và thiết bị hãm nước.  Bơm nguyên liệu (dầu DO hoặc FO) lưu thông trên đường ống từ 5→10 phút. b. Trình tự vận hành  Khi công tác chuẩn bị đã xong. Đóng điện cho các máy thải tro, các quạt hút khói và quạt sơ cấp chạy không tải (hoạt động lò nào chạy lò đó).  Khi các quạt chạy không tải ổn định, nâng áp lựu nhiên liệu lên 0,8→1Mpa, đốt lửa cho các pec phun dầu rồi điều chỉnh các val quạt hút khói và quạt sơ cấp đến áp lực thích hợp. Áp lực gió sơ cấp 0,8→1Kpa. Áp lực buồng đốt buồng đốt khoảng 250Pa.  Nếu lò còn nguội phải chỉnh nhỏ val đầu để hâm nóng từ từ từng lò và các ống thu nhiệt khoảng 15→30 phút. 75  Khi từng lò đã nóng mở val dầu nâng nhiệt buồng đốt để tăng áp lực hơi. Nếu có bã mía phải có hoạt động các máy đánh tơi, máy ép bã, quạt thứ cấp và băng tải bã rồi báo cho bộ phận cấp điện cấp bã vào lò.  Khi áp lực hơi đạt tới 0,2-0,3Mpa, đóng các van xả khí của balong bộ quá nhiệt, val đối lưu nước giữa balong và bộ phận hâm nước, các val ở tua bin và bộ phận giảm áp. Mở val cấp hơi rồi từ từ mở val an toàn.  Mở 1→2 vòng val xả cặn của balong xuống bộ xả liên tục tùy theo mức độ tạo cặn của nước trong balong. Mở val hơi quá nhiệt lần khống chế áp lực khoảng 2,32,5Mpa. c. Điều hành hoạt động nồi hơi  Luôn khống chế mực nước balong ở vị trí làm việc 0.  Điều tiết mức độ đốt cháy trong buồng đốt theo quy trình phụ tải để khống chế ổn định áp lực hơi từ 2,3-2,5Mpa.  Khống chế nhiệt độ hơi quá nhiệt 380-4200C.  Xử lý và khống chế các chỉ tiêu của nước cấp theo yêu cầu.  Định kỳ phải xả cặn nồi hơi 2→3 lần/ca và kích thử để kiểm tra độ nhạy của val an toàn.  Thường xuyên kiểm tra tình trạng hoạt động của thiết bị, sự rò rỉ đường ống hơi, nước, dầu để có biện pháp xử lý thích hợp.  Thường xuyên kiểm tra việc bôi trơn, bảo dưỡng các bộ phận chuyển động của các thiết bị bằng các sản phẩm dầu mỡ bôi trơn đã quy định.  Theo dõi tất cả các diễn biến trong toàn bộ phận xưởng khi vận hành, ghi nhật ký vận hành mỗi giờ. d. Trình tự ngừng máy  Ngừng lò bình thường Cuối ca sản xuất hoặc theo kế hoạch người phụ trách phân xưởng phải báo cho người vận hành trước 30 phút để chuẩn bị thao tác ngừng lò theo trình tự sau đây:  Báo cho bộ phận tuabin cắt phụ tải. 76  Ngừng cấp nhiên liệu (dầu hoặc bã mía). Đóng tất cả các val khi gia nhiệt dầu.  Ngừng băng tải mía, máy đánh tơi, máy cấ bã, máy tháo tro và các quạt. Đóng val quạt sơ cấp, giảm điều lượng hơi sang nơi tiêu thụ.  Khi áp lực hơi giảm xuống 50% áp lực làm việc, đóng các val cấp hơi, mở val hơi xả tắt, đồng thời xả cặn.  Khi áp lực còn 2,5% áp lực làm việc, đóng các val hơi xả tắt và val xả cặn liên tục. Nâng mực nước balong lên vị trí cao nhất.  Bơm dầu DO thông mỡ đường ống nhiên liệu phụ 12→15 phút tiến hành vệ sinh sàn lò và phân xưởng.  Ngừng khi có sự cố Trong khi vận hành nếu gặp một trong số các trường hợp sau đây thì phải ngưng lò khẩn cấp:  Nồi hơi cặn nước hoặc đầy nước quá mức.  Áp lực lên quá 2,75 Mpa mà val an toàn không làm việc.  Vỡ các bộ phận chịu áp lực của nồi hơi như ống thủy, ống nước hoặc hơi.  Hỏng cả hai van cấp nước cho balong.  Có hiện tượng chảy nước trong lò mà chưa biết nguyên nhân.  Hỏng hệ thống kiểm tra, đo lường và điều tiết từ xa các thông số và thiết bị của tổ máy nồi hơi.  Tường lò bị hở: Khi xảy ra một trong các trường hợp trên thì ngưng cấp điện vào tất cả các quạt gió. Mở val xả hơi tắt hoặc kênh val an toàn cho hơi thoát ra ngoài và tiếp tục cấp nước vào balong giữ mực nước ở vị trí làm việc. Trường hợp nồi hơi nước nghiêm trọng tuyệt đối không được cấp nước vào balong báo cáo cho bộ phận tuabin phát điện biết để có biện pháp cấp điện và ngừng tuabin.  Lưu ý  Khi khởi động không được để máy ở trạng thái quá tải, không được đóng điện cho hai động cơ cùng một lúc. 77  Kiểm tra kỹ băng tải trước khi khởi động. Đóng ngắt điện vài lần cách nhau 2- 3 giây rồi mới hoạt động. Trường hợp nghẹt bã ở các bộ phận cấp bã phải ngắt nguồn điện mới được xử lý.  Trong khi vận hành không được để áp lực buồng đốt lớn hơn không khí, gây nguy hiểm cho người vận hành và rất dễ xảy ra cháy.  Tuyệt đối tuân thủ các quy tắc an toàn và bảo hộ lao động khi vận hành.  Các trường hợp không được vận hành nồi hơi Để đảm bảo an toàn cho người vận hành và thiết bị trong quá trình khởi động và làm việc sau này, trong quy phạm quản lý kỹ thuật và các quy trình vận hành quy định, cấm khởi động lò hơi trong các trường hợp sau đây:  Hỏng một trong các thiết bị bảo vệ, ngừng lò.  Không điều khiển được từ xa các thiết bị và val dùng để điều chỉnh và xử lý các sự cố như mức nước bao hơi, nhiệt độ hơi quá nhiệt.  Hỏng các đồng hồ đo lưu lượng nước cấp.  Hỏng một trong các val an toàn.  Xì, hở các vách ống sinh hàn, bộ quá nhiệt, bộ hâm nước, các đường ống xả cặn, ống dẫn hơi, các ống góp và đường nước cấp.  Hỏng các đồng hồ đo mực nước bao hơi.  Chất lượng nước cấp quá xấu.  Thiết bị khử bụi khói và thải tro, xỉ không làm việc.  Trong lò chưa dọn hết giàn giáo, kim loại, dụng cụ thiết bị.  Các bơm cấp nước bị hỏng. 7.2.3. An toàn lao động trong phòng hóa nghiệm 7.2.3.1. An loan lao động Vấn đề an toàn lao động trong phòng hóa nghệm phải đặc biệt coi trọng. Các điểm chính để tránh tai nạn lao động.  Cẩn thận khi tiến hành thí nghiệm, không được sử dụng những máy móc dụng cụ mà chưa biết hết cách sử dụng. Phải biết rõ tính chất của các hóa chất để tránh tai nạn đáng tiếc. 78  Không được sử dụng các dụng cụ thủy tinh chưa rửa sạch. Tránh việc dùng cát để rửa dụng cụ thủy tinh.  Tất cả các chai lọ đựng hóa chất phải có nhãn. Khi dùng hóa chất phải đọc kỹ nhãn hiệu, dùng xong phải để đúng nơi quy định. Hóa chất lấy ra chưa dùng ngay phải ghi lại để tránh nhầm lẫn.  Khi hút hóa chất bằng pipet phải gắn thêm đoạn ống cao su, chú ý khi hút không để hóa chất vào miệng (đặc biệt là acid và kiềm).  Khi theo giõi dung dịch đang sôi hoặc tinh thể đang chảy không được để mặt gần.  Khi tiến hành thí nghiệm nguy hiểm phải chú ý người đứng bên cạnh. Khi đun chất lỏng trong ống nghiệm, phải để miệng ống quay về phía không có người, lúc đun phải lắc đều ống nghiệm.  Khi làm việc với chất dễ cháy nổ thì tuyệt đối. - Không dùng lửa ngọn hoặc làm việc bên cạnh ngọn lửa. - Không để chất dễ cháy bên cạnh nguồn sinh nhiệt. - Khi bị cháy phải bình tĩnh dùng chân hay cát để dập tắt. - Khi làm việc các chất dễ nổ như Nitrat, clorat, permanganate… phải cẩn thận và sử dụng đúng quy cách.  Khi làm việc với acid, bazo phải. - Không để đổ ra ngoài. - Cho acid, bazo vào nước khi cần pha loãng hai loại dung dịch này, không được làm ngược lại. - Sang chai phải dùng phểu, khi rót phải quay nhãn lên trên và chai kia phải để trên bàn, tuyệt đối không được cầm trên tay. - Không hút bazo hoặc acid bằng pipet khi không có bầu an toàn. - Khi đun sôi phải cho đá bọt để điều hòa, tránh bắn hay trào ra ngoài. - Khi acid bị đổ ra ngoài nên cho nhiều nước để làm loảng acid. Khi acid dính vào chân, tay phải dội ngay nước lạnh rồi bôi ngay lên chỗ bỏng dung dịch NaHCO3. Khi bỏng dung dịch bazo nên dùng dung dịch CH2COOH để rửa. 79 - Khi hóa chất bắn vào mắt thì dội nhiều nước lạnh hoặc dung dịch NaCl 1% đắp bông sạch rồi đưa tới bệnh viện.  Khi làm việc với dụng cụ bằng điện. - Tay phải thật khô, chỗ làm việc phải khô ráo. Khi gặp trường hợp bị tai nạn điện thì cần cắt cầu dao và làm hô hấp nhân tạo ngay. 7.2.3.2. Cấp cứu sơ bộ Trong phòng thí nghiệm thường gặp những trường hợp tai nạn cần phải cấp cứu ngay. Đối với những trường hợp chấn thương đặc biệt nghiêm trọng, cần phải gọi bác sĩ và đưa đi cấp cứu. Người làm việc trong phòng thí nghiệm nhất thiết phải nắm vững được những kiến thức sơ cấp và những triệu chứng ngộ độc gây ra bởi hóa chất thường mắc do tiến hành thí nghiệm. 7.2.3.3. Công tác phòng cháy chữa cháy  Các chất dễ gây cháy nổ phải đặt nơi cách xa nguồn nhiệt. Nhiệt độ bảo quản không được quá nhiệt độ bốc cháy của chúng.  Chữa cháy: Có thể dập lửa bằng các cách sau: + Thu cất các chất cháy. + Không cho oxy vào chỗ cháy, làm lạnh chất cháy xuống dưới nhiệt độ bốc cháy của chúng. Các phương tiện chủ yếu là cát khô, nước, bọt hóa học, bình xịt khí CO2. 80 KẾT LUẬN Sau một thời gian nỗ lực học tập và nghiên cứu, đồng thời với sự giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo, cán bộ trong nhà máy đường Ninh Hòa và các bạn, đến nay đồ án tương đối hoàn thành. Bài luận văn này đã thực hiện một số vấn đề sau:  Khái quát về ngành.  Luận chứng kinh tế.  Xác lập dây chuyền công nghệ cho phân xưởng.  Tính cân bằng vật chất cho xưởng cô đặc.  Tính được lượng hơi tiêu hao cho xưởng cô đặc.  Tính được điện nước, tính toán và chọn máy móc thiết bị phù hợp với công đoạn cô đặc. Tuy nhiên, do kiến thức và thời gian còn hạn chế, nên bài luận văn còn nhiều hạn chế và cần khắc phục. Tôi xin chân thành cảm ơn. 81 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thị Bạch Mai, Lê Thị Thường, Nguyễn Văn Dự, Nguyễn Thị Hà, Nguyễn Cương Quyết (2007). Báo cáo nghiên cứu có tuyển chọn giống mía mới có năng suất chất lượng cao cho vùng Khánh Hòa. Viện nghiên cứu mía đường. [2] Lê Văn Việt Mẫn, Lại Quốc Đạt, Nguyễn Thị Hiền (2011). Công nghệ chế biến thực phẩm. Nhà xuất bản ĐHQG TP.HCM. [3] Nguyễn Ngộ (1984). Công nghệ sản xuất đường mía. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội. [4] Nguyễn Ngộ (1998). Cơ sở thiết kế nhà máy đường mía. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội. [5] Nguyễn Văn Thành (2011). Cơ sở thiết kế nhà máy thực phẩm. Đồ án đại học, Trường Đại học Nha Trang. [6] Trương Ngọc Vĩ (2007). Thiết kế nâng cấp phân xưởng cô đặc, nấu và kết tinh đường cho nhà máy đường Phú Yên năng suất 2000 tấn mía/ngày. Đồ án đại học, Trường Đại học Nha Trang. [7] Trần Xoa, Nguyễn Ngọc Khuông, Hồ Lê Viên. Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 1. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ Thuật. [8]http://images1.cafef.vn/Images/Uploaded/DuLieuDownload/PhanTichBaoCao/M iaDuong_240414_FPTS.pdf [12/3/2015]. [9] http://www.vienmiaduong.vn/vi/ngan-hang-kien-thuc/phan2.html [13/3//2015]. [10] http://www.dostkhanhhoa.gov.vn/tabid/69/id/1378/language/viVN/Default.aspx [13/3/2015]. [11] http://www.khanhhoa.gov.vn/?ArticleId=dde8e69e-37df-44e4-a418f7e148abd846 [21/3/2015]. [12]http://nghean.gov.vn/wps/wcm/connect/3672ce804abec443b382fb23c27cfdcf/1 93%2B194.pdf?MOD=AJPERES [21/3/2015]. [...]... Vĩnh, Khoa Công 2 nghệ Thực phẩm, trường Đại học Nha Trang đã giao cho em đề tài: Thiết kế phân xưởng cô đặc của nhà máy đường Khánh Vĩnh với năng suất 2000 tấn/ ngày Sau thời gian nghiên cứu với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy T.S Thái Văn Đức, ban giám đốc công ty cổ phần đường Ninh Hòa cùng toàn bộ công nhân viên công ty, em đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp 3 CHƯƠNG 1 HIỆN TRẠNG NGÀNH MÍA ĐƯỜNG VÀ... tỉnh Khánh hòa 13 đang triển khai dự án nghiên cứu phát triển giống mía và mở rộng diện tích trồng mía nhằm tăng chất lượng và khối lượng mía cây Như vậy, việc đầu tư và xây dựng xưởng cô đặc, nấu và kết tinh đường cho nhà máy đường Khánh Vĩnh với năng suất 2000 tấn mía /ngày là hợp lý về nguồn nguyên liệu cung cấp đủ cho nhà máy hoạt động 1.2.3 Sự hợp tác hóa và liên hiệp hóa Sản phẩm của nhà máy đường. .. dân tỉnh Khánh Hòa nói riêng, việc cung cấp đường là vấn đề xã hội Qua thực tế địa hình của địa phương huyện Khánh Vĩnh, tỉnh Khánh Hòa có nhiều điều kiện thuận lợi cho việc trồng mía cũng như các nguyên vật liệu cần thiết khác như: Nước, điện, nhân lực,… cho việc thiết kế nhà máy đường với năng suất 2000 tấn/ ngày 1.2.1 Đặc điểm tự nhiên và vị trí xây dựng Hình 1.5 Bản đồ vị trí xã Khánh Vĩnh [11]... sản lượng đường của các nhà máy trong nước vẫn chưa đáp ứng đầy đủ nhu cầu xã hội, vì vậy nước ta vẫn phải nhập khẩu đường của nước ngoài nên bị phụ thuộc bởi giá đường của thế giới 14 1.2.5 Nguồn cung cấp hơi Ngày nay hầu hết các nhà máy đường hiện đại đều sử dụng nguồn hơi riêng của nhà máy để phục vụ rất nhiều công đoạn sản xuất Đặc biệt là việc chạy tuabin của máy phát điện trong nhà máy tiêu tốn... ngành đường của nước ta, việc áp dụng công nghệ là một trong các yếu tố quyết định đến chất lượng và năng suất sản phẩm theo từng công đoạn Tuy vậy việc áp dụng công nghệ phải phù hợp với điều kiện thiết kế của nhà máy mới mang lại hiệu quả tối ưu cho việc đầu tư Để góp phần nâng cao năng suất và chất lượng đường phục vụ nhu cầu trong nước và xuất khẩu, cải thiện đời sống cho nông dân huyện Khánh Vĩnh, ... quyết định thị trường 1.1.2 Ngành mía đường Việt Nam 1.1.2.1 Lịch sử và mục tiêu phát triển Cây mía và nghề làm mật, đường ở Việt Nam đã có từ thời xa xưa nhưng công nghiệp mía đường mới chỉ được phát triển từ những năm 1990 Cho đến năm 1994 8 cả nước chỉ mới có 9 nhà máy đường mía với tổng công suất dưới 11.000 tấn mía/ ngày và 2 nhà máy tinh luyện công suất nhỏ, thiết bị lạc hậu dẫn đến việc mỗi năm... thống xử lý nước của nhà máy, nguồn nước sau xử lý phải đảm bảo bảo là đủ tiêu chuẩn nước dùng cho sản xuất Trong nhà máy đường, nước đóng vai trò hết sức quan trọng, lượng nước dùng có thể gấp 10-12 lần so với nguyên liệu, do đó để đảm bảo cho nhà máy hoạt động có hiệu quả và ổn định thì nhà máy phải đặt ở gần nguồn nước 1.2.8 Vấn đề nước thải của nhà máy Hiện nay, ở hầu hết các nhà máy sản xuất thực... chuyển sản phẩm của nhà máy đến nơi tiêu thụ, giảm được chi phí vận chuyển và lưu thông trong mọi hoạt động Tóm lại: Với các điều kiện đã nên trên thì khả năng xây dựng tại xã Khánh Hiệp, Huyện Khánh Vĩnh, tỉnh Nha Trang với năng suất 2000 tấn mía /ngày là hợp lý, đồng thời có thể tạo ra bước chuyển hướng cơ cấu nông thôn theo hướng công nghiệp hóa và góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành sản xuất... 2013/2014 ước đạt 1,6 triệu tấn đường, chỉ chiếm khoảng 0,9% tổng sản lượng đường của cả thế giới Niên vụ này, năng suất mía bình quân cả nước đạt khoảng 63,9 tấn mía/ha, tăng khoảng 19,5% so với mười năm trước đây Nếu so với năng suất bình quân thế giới (70,2 tấn/ ha) thì còn thấp hơn 8,8%, tuy nhiên khoảng cách đang dần được thu hẹp sau thời gian Quy mô thương mại đường của Việt Nam với các nước còn lại... trồng mía như: huyện Khánh Vĩnh, Diên Khánh, Khánh Sơn, Ninh Hòa … Theo báo cáo của Hội nghị tổng kết mía đường niên vụ 2007/2008 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, diện tích mía khoảng 20.000 ha, năng suất bình quân là 45 tấn/ ha, sản lượng mía trong vụ đạt 900.000 tấn mía cây Hiện nay, diện tích trồng mía toàn tỉnh tăng lên khoảng 23.000 ha, năng suất bình quân 60-70 tấn/ ha, sản lượng mía ... huyện Khánh Vĩnh, Khoa Công nghệ Thực phẩm, trường Đại học Nha Trang giao cho em đề tài: Thiết kế phân xưởng cô đặc nhà máy đường Khánh Vĩnh với suất 2000 tấn/ ngày Sau thời gian nghiên cứu với. .. dựng xưởng cô đặc, nấu kết tinh đường cho nhà máy đường Khánh Vĩnh với suất 2000 mía /ngày hợp lý nguồn nguyên liệu cung cấp đủ cho nhà máy hoạt động 1.2.3 Sự hợp tác hóa liên hiệp hóa Sản phẩm nhà. .. = 45,46% so với mía Bảng 4.4 Tổng kết tiêu hao cho phân xưởng cô đặc Tính theo suất 2000 Tên thiết bị Nguồn mía /ngày % so với mía Tấn hơi/h Tấn hơi /ngày (4) = (3) 2000/ 24 (5) = (3) 2000 Bốc Tua