Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Cơ sở thiết kế nhà máy thực phẩm - Chương 4: Thiết kế công nghệ cung cấp cho người học các kiến thức: Khái niệm về công nghệ; thiết kế công nghệ; các nguyên tắc tính cân bằng vật chất; tính toán và lựa chọn thiết bị. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
9/16/2010 Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ CHƯƠNG THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ I Khái niệm cơng nghệ * Mơ hình hệ thống hố khái niệm cơng nghệ: I Khái niệm cơng nghệ * Công nghệ: - Công công cụ, máy móc, nhà xưởng - Nghệ trí tuệ, cách thức, phương pháp, chế tạo sản phẩm * Công nghệ có bốn yếu tố chính: - Ngun liệu: đặc điểm nguyên liệu biến đổi nguyên liệu q trình chế biến - Quy trình cơng nghệ: phương pháp, cách thức, để làm sản phẩm (phần mềm) → Quy trình cơng nghệ thay đổi - Máy móc, thiết bị, dụng cụ (trang bị kỹ thuật): có nhiều loại sản phẩm khơng có máy móc, thiết bị khơng cho sản phẩm Trang bị kỹ thuật phần cứng - Kinh tế: quản lý, điều hành xí nghiệp, tiêu thụ sản phẩm : nói đến hiệu sản xuất, quảng cáo, đào tạo, Cơng nghệ khơng có tính kinh tế khơng thành cơng Chương 4: THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ I Khái niệm công nghệ * Công nghệ: để làm sản phẩm cụ thể: làm nào, bắt chước hay sáng tạo Cơng nghệ mua bán, trao đổi * Ví dụ: ● Từ bột mì → bột nhào : gia cơng ● Từ bột mì → bánh mì : chế biến ● Chiên mì ăn liền : dầu gì, lượng dầu chiên, nhiệt độ chiên, thời gian chiên → bí cơng nghệ 9/16/2010 Chương 4: THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ II Thiết kế cơng nghệ Lựa chọn suất a Định nghĩa: Năng suất lượng sản phẩm mà nhà máy sản xuất đơn vị thời gian Ví dụ : tấn/h, tấn/ngày, tấn/năm, m3/h, m3/ngày, (thường dùng h, ca, năm) b Các loại suất: - Năng suất lý thuyết: suất lớn mà nhà máy đạt tới điều kiện sản xuất lý tưởng → không dùng thực tế sản xuất - Năng suất thiết kế: suất nhà máy đạt điều kiện sản xuất bình thường thời gian sản xuất khoảng 300 ngày/năm, (số ngày lại nhà máy nghỉ lễ, đại tu, tiểu tu, vệ sinh thiết bị) Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ II Thiết kế công nghệ Lựa chọn suất b Các loại suất: NS thiết kế = NS lý thuyết (h) x giờ/ca x ca/ngày x ngày/năm Lượng sản phẩm/năm → NS thiết kế thực tế khó đạt - Năng suất thực tế: Năng suất thực tế lấy 90% suất thiết kế có khả đạt Trong thực tế không đạt tới 90% thời gian đầu - Năng suất tối thiểu: suất tương ứng với suất hoà vốn (Lượng sản phẩm sản xuất tiêu thụ, tiền lời đủ bù lại chi phí q trình hoạt động) Khi chọn suất thiết kế cho nhà máy nhỏ suất hồ vốn Chương 4: THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ II Thiết kế công nghệ Lựa chọn suất II Thiết kế công nghệ Lựa chọn suất c Cơ sở để lựa chọn suất thiết kế: Dựa vào yếu tố : - Nhu cầu thị trường sản phẩm (hiện tại, tương lai, thành phố, nông thôn, nước, quốc tế) - Khả chiếm lĩnh thị trường nhà máy - Khả cung cấp yếu tố đầu vào (nhất nguyên liệu) : phải đạt số lượng, chất lượng, > 10 năm - Khả mua công nghệ thiết bị có suất phù hợp - Năng lực tổ chức, điều hành nhà máy, nhân công, c Cơ sở để lựa chọn suất thiết kế: - Khả vốn đầu tư : thường phân kỳ đầu tư (đầu tư giai đoạn) : ● Năm : 50% Năng suất thiết kế ● Năm : 75% Năng suất thiết kế ● Năm : 90% Năng suất thiết kế → Ưu điểm : giảm rủi ro thị trường biến động, có thời gian để đào tạo công nhân, củng cố máy tổ chức, giảm vốn đầu tư ban đầu → Nhược điểm : bị cạnh tranh ► Trong thiết kế chiến lược sản xuất cho nhà máy phải ý phân kỳ đầu tư 9/16/2010 Chương 4: THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ II Thiết kế cơng nghệ Lựa chọn mặt hàng sản xuất: Khi thiết kế suất nhà máy, chọn sản phẩm để làm sở thiết kế thực nhà máy không nên chọn sản phẩm, mà phải chọn nhiều sản phẩm sản phẩm có mối quan hệ với Ví dụ : nhà máy sản xuất mì ăn liền, kết hợp với cháo ăn liền, phở ăn liền, Nguyên liệu - Sản phẩm: a Nguyên liệu: - Giới thiệu tổng quát nguyên liệu chính, nguyên liệu phụ, phụ gia nhà máy Ví dụ : nhà máy sản xuất bia có ngun liệu nước, malt, nguyên liệu phụ gạo, phụ gia chất cho vào để cải thiện hương vị, màu sắc (caramel) Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ II Thiết kế cơng nghệ Quy trình cơng nghệ: a Những nguyên tắc để lựa chọn quy trình công nghệ: - QTCN phải thể mức độ đại, mới, thiết lập từ kết quả, thành tựu nghiên cứu khoa học, sáng tạo, đồng thời phải qua thực tế sản xuất chứng minh có hiệu - QTCN có khả sử dụng nguyên liệu tối đa, hiệu suất cao, tốn thiết bị lượng - QTCN tận dụng phế liệu cách hợp lý đồng thời có khả xử lý phế liệu thành sản phẩm Ví dụ : nhà máy xay xát → cám → trích ly dầu - QTCN phải có mức độ giới hoá cao, sản xuất liên tục - QTCN có giá thành chuyển nhượng thấp, phù hợp với vốn đầu tư ► Hiện có nhiều QTCN nước sản xuất được, giá chuyển nhượng thấp, phù hợp với điều kiện Việt Nam Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ II Thiết kế công nghệ Nguyên liệu - Sản phẩm: a Nguyên liệu: - Giới thiệu thành phần, tính chất, đặc điểm, tiêu chuẩn nguyên liệu, cách nguồn thu mua nguyên liệu, cách bảo quản nguyên liệu Ví dụ: * Thóc, bột mì phải bảo quản nơi có mái che → nguy bị mối mọt, sâu bọ * Chế biến rau tươi, cá lạnh đơng → phải có kho lạnh - Kiểm tra chất lượng nguyên liệu nhà máy : tuỳ theo loại nguyên liệu mà đưa thông số cần kiểm tra, phương pháp kiểm tra yêu cầu: kiểm tra xác, nhanh, đề chu kỳ kiểm tra b Sản phẩm: phẩm, thứ phẩm, phế phẩm, cách xử lý, thời gian bảo quản, phương pháp bảo quản Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ II Thiết kế cơng nghệ Quy trình cơng nghệ: b Cơ sở để lựa chọn QTCN: - Tham khảo sách giáo khoa, sách chun mơn, tạp chí khoa học cơng nghệ - Tài liệu : ● Lấy từ catolog, hội thảo, hội nghị, triển lãm ● Thu thập q trình tham quan nhà máy, xí nghiệp nước nước ngồi - Từ tài liệu tìm được, phân tích ưu nhược điểm QTCN → lựa chọn QTCN thích hợp c Cách mơ tả QTCN: QTCN mơ tả q trình, liên hệ có logic đầu vào đầu - Cách : Dạng sơ đồ khối - Cách : Dạng sơ đồ thiết bị → biểu diễn kết nối thiết bị 9/16/2010 Chương 4: THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ II Thiết kế cơng nghệ Quy trình cơng nghệ: c Cách mơ tả QTCN : Ví dụ : Quy trình cơng nghệ sản xuất nước tương phương pháp hố học Chương 4: THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ II Thiết kế cơng nghệ Quy trình cơng nghệ: d Thuyết minh QTCN: Ví dụ: Trong q trình sản xuất tinh bột từ khoai mì - Giai đoạn ngâm rửa : ● Mục đích : làm sạch, ngâm nước vào → Dễ xay nghiền nghiền hạt tinh bột dễ tách ● Các biến đổi : vật lý - Giai đoạn cắt khúc : ● Mục đích : nhỏ → Dễ xay nghiền ● Các biến đổi : vật lý (thay đổi hình dạng) ► Dựa vào mục đích q trình, biến đổi nguyên liệu trình → Lựa chọn thiết bị thích hợp Ví dụ : - Các trình phân riêng : lắng, lọc, ly tâm, - Các trình làm nhỏ : xay, nghiền, Chương 4: THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ II Thiết kế cơng nghệ Quy trình cơng nghệ: d Thuyết minh QTCN: nhằm nêu mục đích, nhiệm vụ, tiêu cần đạt Yêu cầu: Rõ ràng, mạch lạc, tránh trùng lắp Có thể thuyết minh từ khâu nguyên liệu đến sản phẩm trình bày cơng đoạn - Ngun liệu : tính chất yêu cầu chất lượng nguyên liệu - Ở công đoạn : * Mục đích chất q trình * Các q trình biến đổi * Các thơng số q trình * Thiết bị Chương 4: THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ III Tính cân vật chất ◙ Khi tính cân vật chất có nhiều cách tính: - Dựa vào cơng thức tính tốn có sẵn - Dựa vào số liệu có sẵn nguyên liệu ban đầu - Dựa vào số liệu có sẵn sản phẩm tính ngược từ lên ◙ Ý nghĩa: - Tính lượng đầu vào đầu công đoạn → Chọn thiết bị - Xác định lượng nguyên liệu, phụ liệu cần cho sản xuất → Đề kế hoạch sản xuất - Xác định tổn thất, lượng phế liệu → Xác định kho chứa hợp lý - Từ số liệu cân phục vụ cho tính tốn kinh tế, điện, nước 9/16/2010 Chương 4: THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ III Tính cân vật chất Phân xưởng sản xuất mì ăn liền suất 40 – 45 tấn/ngày với bốn dây chuyền hoạt động liên tục ca (mỗi ca tiếng) Sơ đồ quy trình cơng nghệ : Chương 4: THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ IV Tính tốn lựa chọn thiết bị: Ngun tắc tính tốn lựa chọn thiết bị: ● Khi tính tốn, lựa chọn thiết bị cần ý: * Năng suất phù hợp Sau xét đến diện tích chiếm chỗ, lượng tiêu hao cho máy hoạt động * Máy cho sản phẩm có chất lượng đạt yêu cầu * Tuổi thọ máy phù hợp với hoạt động máy, dễ sử dụng, dễ sửa chữa, thay phụ tùng * Máy móc phải trang bị đầy đủ thiết bị kiểm tra, đo lường * Phải lựa chọn thiết bị trước Sau vào khoảng cách thiết bị nhà máy ta chọn thiết bị trung gian (băng tải, gàu tải, băng chuyền), vựa chứa Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ IV Tính tốn lựa chọn thiết bị: Phân biệt: ◙ Thiết bị khơng có động ◙ Máy thiết bị có động ◙ Dụng cụ phận kèm Ngun tắc tính tốn lựa chọn thiết bị: ● Dựa vào lượng bán thành phẩm thành phẩm → Xác định suất thiết bị → Lựa chọn dựa vào kinh nghiệm ● Tại phải tính lựa chọn thiết bị: * Cùng q trình có nhiều nhóm thiết bị khác * Có nhiều hãng cung cấp (cùng máy) * Tuổi thọ suất thiết bị: lựa chọn cho tránh thiết bị hư hỏng trước dự đốn Chương 4: THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ IV Tính tốn lựa chọn thiết bị: Ngun tắc tính tốn lựa chọn thiết bị: ● Sau lựa chọn xong, ta lập bảng tổng hợp, ghi chép lại thông số: * Nhãn hiệu, nơi sản xuất, năm sản xuất * Năng suất * Kích thước thiết bị: chiều dài, chiều rộng, chiều cao, đường kính, trọng lượng * Cơng suất, số vòng quay, , nhà máy có sẵn động phải ghi lại thơng số động * Đối với thiết bị điện cần ghi bề mặt truyền nhiệt (để sau tính lại cân nhiệt, nhiên liệu tiêu thụ) * Ghi đường kính ống dẫn nước, nước, nhiên liệu, khí, để lập hồ sơ chọn ống thích hợp 9/16/2010 Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ Chương 4: THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ IV Tính tốn lựa chọn thiết bị: Ngun tắc tính tốn lựa chọn thiết bị: * Ghi số lượng máy cho trình ứng với suất * n = Q/q, đó: Q suất nhà máy ứng với trình, q suất máy chọn, n số nguyên dương * Giá thành: chọn thiết bị nước đạt yêu cầu → giảm giá thành Bảng tổng hợp Tên STT thiết bị Năng suất Số lượng Hãng cung cấp Năm SX Công suất Kích thước Trọng lượng Chương 4: THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ IV Tính tốn lựa chọn thiết bị: Nguyên tắc bố trí thiết bị phân xưởng: Việc bố trí thiết bị phân xưởng có liên quan đến nhiều vấn đề: ● Công nghệ ● Thao tác vận hành, sửa chữa → Nếu xếp đặt hợp lý thao tác thoải mái, gây tai nạn ● Thơng gió, ánh sáng tự nhiên ● Mỹ quan: xếp gọn gàng, màu sắc hài hồ, thơng thống → Tạo hấp dẫn, thoải mái làm việc Chương 4: THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ IV Tính tốn lựa chọn thiết bị: IV Tính tốn lựa chọn thiết bị: Nguyên tắc bố trí thiết bị phân xưởng: a Nguyên tắc công nghệ: * Các máy móc, thiết bị phải xếp đặt cách liên tục theo qui trình cơng nghệ Máy nối tiếp máy cách hợp lý, đường không cắt bố trí theo đường xoắn ốc Các dây chuyền phức tạp, dài bố trí theo đường zích - zắc, dây chuyền đơn giản bố trí theo đường thẳng - Ví dụ bố trí qui cách: Nguyên tắc bố trí thiết bị phân xưởng: a Ngun tắc cơng nghệ: - Ví dụ bố trí khơng qui cách: * Tuỳ thuộc vào ngun liệu, dây chuyền bố trí tầng nhiều tầng * Tìm cách giảm thiểu loại thiết bị vận chuyển : gàu tải, vít tải, băng tải, bơm → Giảm khoảng cách máy rút ngắn thời gian, chu trình sản xuất * Đảm bảo khoảng cách thiết bị với thiết bị, thiết bị với tường, để dễ thao tác, dễ sửa chữa thay * Các thiết bị có chức thường đặt thành cụm (rây, sàng, ) 9/16/2010 Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ Chương 4: THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ IV Tính tốn lựa chọn thiết bị: IV Tính tốn lựa chọn thiết bị: Nguyên tắc bố trí thiết bị phân xưởng: b Nguyên tắc an toàn vệ sinh công nghiệp : * Tất thiết bị phải có hệ thống nối đất để tránh tình trạng tích điện thiết bị * Các cầu thang phải có tay vịn, nhà nhiều tầng phía ngồi phải có cầu thang hiểm * Các phận chuyển động máy, thiết bị phải có che * Những máy, thiết bị có trọng lượng lớn, rung động mạnh tầng dưới, máy nhẹ đặt tầng trên, máy cao cần đặt giữa, thấp đặt gần cửa → Lợi dụng thơng gió ánh sáng tự nhiên Nguyên tắc bố trí thiết bị phân xưởng: b Ngun tắc an tồn vệ sinh cơng nghiệp : * Những thiết bị nóng, nhiều bụi, chất độc hại phải có tường ngăn cách thơng thống tốt * Những thiết bị áp lực phải có áp kế van an toàn * Các thiết bị có cửa quan sát kính quan sát (thiết bị đặc, nấu) phải xếp kính quan sát quay * Hệ thống điều khiển, cần gạt, tay gạt phải bố trí ngang tầm tay cơng nhân (0.8 – 1.2m) * Phải chừa khoảng cách hợp lý thiết bị, lối dọc, ngang, lối gần tường để công nhân hoạt động thuận lợi, tránh tai nạn, dễ thay thiết bị Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ IV Tính tốn lựa chọn thiết bị: IV Tính tốn lựa chọn thiết bị: Nguyên tắc bố trí thiết bị phân xưởng: b Nguyên tắc an tồn vệ sinh cơng nghiệp : * Các dây chuyền thiết bị thường bố trí song song với để đảm bảo an tồn có đủ chỗ cho công nhân di chuyển * Khoảng cách tối thiểu hai thiết bị lớn 1.8m, an toàn – m * Nếu dây chuyền có xe vận chuyển lại chừa khoảng 2.5m * Nếu dây chuyền dài 100m phải làm đường qua dây chuyền cách khu vực phải xây dựng đường vận chuyển trung gian cho bán thành phẩm Nguyên tắc bố trí thiết bị phân xưởng: b Nguyên tắc an toàn vệ sinh công nghiệp : * Các dây chuyền phải đặt cách tường tối thiểu 1.6m * Thiết bị đầu vào phải cách tường – 3m ... chọn suất thiết kế cho nhà máy nhỏ suất hoà vốn Chương 4: THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ II Thiết kế cơng nghệ Lựa chọn suất II Thiết kế công nghệ Lựa chọn suất c Cơ sở để lựa chọn suất thiết kế: Dựa vào... ► Trong thiết kế chiến lược sản xuất cho nhà máy phải ý phân kỳ đầu tư 9/16/2010 Chương 4: THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ II Thiết kế cơng nghệ Lựa chọn mặt hàng sản xuất: Khi thiết kế suất nhà máy, chọn... ngày lại nhà máy nghỉ lễ, đại tu, tiểu tu, vệ sinh thiết bị) Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ Chương 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ II Thiết kế công nghệ Lựa chọn suất b Các loại suất: NS thiết kế = NS lý