Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất 2150 tấn míangày theo phương pháp khuếch tán

Đồ án tốt nhiệp -1- Thiết kế nhà máy đường đại MỞ ĐẦU Đường nhu cầu cần thiết đời sống hàng ngày người, cịn ngun liệu quan trọng ngành sản suất bánh kẹo, nước giải khát, dược phẩm… Theo số liệu thống kê Bộ Nông nghiệp Phát triển Nơng thơn, nhu cầu đường nước hàng năm vào khoảng 1,3 triệu đến 1,4 triệu đường/năm, tổng sản lượng đường cung cấp 37 Nhà máy đường khắp nước đạt khoảng 970.000 Do đó, hàng năm Việt Nam phải nhập trung bình khoảng 300.000 đến 400.000 đường/năm Như vậy, nhu cầu sản phẩm ngành đường Việt Nam to lớn Đối với nước có sản lượng sản xuất xuất đường đứng đầu giới Brazil, Ấn Độ, Úc, Thái Lan…hiện bước vào giai đoạn thực cắt giảm hỗ trợ xuất cho ngành đường, giá đường tinh luyện nước dự báo tương lai gần có nhiều điều chỉnh Đối với nước khối EU, ngành đường khơng cịn trợ cấp cách bước giảm bỏ trợ giá cho việc trồng củ cải đường, diện tích trồng củ cải đường Châu Âu dự kiến giảm Như vậy, ngành đường giới tiến tới có sân chơi chung áp dụng luật chơi, tồn phát triển theo qui luật kinh tế Thêm vào đó, số nước Brazil, Colombia, Mỹ… nghiên cứu chương trình lượng sử dụng nhiên liệu ethanol sản xuất từ nước mía mật rỉ Việc sử dụng nước mía vào sản xuất ethnol để bổ sung nhiên liệu tiếp tục có tác động lớn đến quan hệ cung - cầu đường giới Do vậy, dự báo giá đường giới tiếp tục tăng ngành đường có nhiều thuận lợi tương lai [20] Với xu hướng vậy, việc xây dựng nhà máy đường đại có suất cao để đáp ứng nhu cầu thị trường điều cần thiết Hiện nay, nước ta có hai nhà máy sản xuất đường tinh luyện (nhà máy đường Biên Hoà Khánh Hội) từ nguyên liệu đường thô, nhà máy sản suất đường thô chưa đáp ứng nhu cầu nguyên liệu cho nhà máy Vì vậy, đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Minh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Đồ án tốt nhiệp -2- Thiết kế nhà máy đường đại này, em thực đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô đại suất 2150 mía/ngày theo phương pháp khuếch tán” GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Minh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Đồ án tốt nhiệp -3- Thiết kế nhà máy đường đại CHƯƠNG I: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT Quảng Nam tỉnh thuộc vùng duyên hải Nam Trung Bộ, vùng đất lưu giữ nhiều dấu tích văn hố Chămpa Đây tỉnh đà phát triển, đất rộng người đơng Hiện địa bàn tỉnh chưa có nhà máy đường xây dựng Qua khảo sát, huyện Thăng Bình thuộc tỉnh Quảng Nam có đầy đủ điều kiện để xây dựng nhà máy đường đại 1.1 Đặc điểm thiên nhiên Nhà máy đặt địa bàn xã Bình Q, xã có diện tích rộng, phẳng thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy đường Hơn nữa, Bình Quý nằm quốc lộ 14B, cách quốc lộ 1A khoảng 5km nên giao thơng thuận lợi, địa bàn cịn có hệ thống kênh dẫn nước từ hồ Phú Ninh sông chảy qua nên nguồn cung cấp nước cho nhà máy đảm bảo Khí hậu: nằm vùng khí hậu nhiệt đới, có hai mùa mùa mưa mùa khơ.Nhiệt độ trung bình năm 25,4 0C Độ ẩm trung bình năm đạt 84%, lượng mưa trung bình 2000 – 2500 mm thuận lợi cho mía phát triển 1.2 Vùng nguyên liệu Trên địa bàn huyện, đại đa số sản xuất nơng nghiệp, thích hợp cho loại trồng nhiệt đới sinh trưởng phát triển, thuận lợi cho việc trồng mía Cách vài năm, nhà máy đường xây dựng Quế Sơn nên vùng lân cận trở thành vùng cung cấp nguyên liệu mía cho nhà máy Sau nhà máy giải thể, hầu hết hộ nông dân chuyển qua trồng lúa Vì xây dựng nhà máy Bình Quý việc quy hoạch vùng nguyên liệu dễ dàng Bên cạnh đó, huyện lân cận Phú Ninh, Quế Sơn, Hiệp Đức, Duy Xuyên, Điện Bàn… nguồn cung cấp nguyên liệu cho nhà máy Như vậy, với vùng nguyên liệu rộng lớn đảm bảo cho nhà máy hoạt động với suất 2150 mía/ngày 1.3 Hợp tác hố Nhà máy sản xuất đường thô nguồn cung cấp nguyên liệu cho nhà máy sản xuất đường tinh luyện nhà máy đường Biên Hoà, Khánh Hội…Sự liên GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Minh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Đồ án tốt nhiệp -4- Thiết kế nhà máy đường đại kết với nhà máy giúp cho sản phẩm tiêu thụ nhanh hơn, đảm bảo cho trình sản xuất liên tục Ngoài ra, địa bàn tỉnh Quảng Nam cịn có nhiều sở sản xuất bánh kẹo thủ công nhỏ sử dụng đường thô làm nguyên liệu, đồng thời phận dân cư đông huyện miền núi, vúng sâu vùng xa đối tượng tiêu dùng sản phẩm Để đạt hiệu kinh tế hầu hết phế liệu sử dụng triệt để Bã mía vừa chất đốt phục vụ cho nhà máy, bùn lọc từ mật chè bán cho sở sản xuất phân vi sinh Điện Bàn, mật rỉ nấu đường bán cho nhà máy sản xuất cồn khô tron khu công nghiệp Điện Nam – Điện Ngọc 1.4 Nguồn cung cấp điện Nguồn cung cấp điện cho nhà máy lấy chủ yếu từ tuabin cùa nhà máy hoạt động, hiệu điện sử dụng 220/380 V Ngồi nhà máy cịn sử dụng nguồn điện lấy từ điện lưới quốc gia 500 KV ngang qua địa bàn hạ xuống 200/380 V để sử dụng khởi động máy máy khơng hoạt động sử dụng để sinh hoạt, chiếu sáng Để đảm bảo cho nhà máy sản xuất liên tục lắp thêm máy phát điện dự phòng 1.5 Nguồn cung cấp Để thuận tiện cho trình sản xuất, hầu hết nhà máy sản xuất đường sử dụng nguồn riêng để phục vụ cho công đoạn sản xuất: bốc hơi, nấu đường, sấy…Trong trình sản xuất để tiết kiệm hơi, ta dùng thứ thiết bị trước làm đốt cho thiết bị sau 1.6 Nhiên liệu Trong nhà máy, lò nơi sử dụng nguyên liệu nhiều Bã mía tận dụng làm đốt cho nồi Trong thời kì đầu vụ, bã mía khơng đủ người ta sử dụng ngun liệ khác dầu FO, củi đốt Cịn để bơi trơn cho thiết bị khác ta dùng dầu bôi trơn Dầu FO, dầu bôi trơn, xăng dầu cho phương tiện vận chuyển đặt mua công ty xăng dầu địa phương gần nhà máy GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Minh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Đồ án tốt nhiệp -5- Thiết kế nhà máy đường đại 1.7 Nguồn cung cấp nước vấn đề xử lý nước Nước nhà máy sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau: cung cấp cho lị hơi, nước khuếch tán, rửa bã, làm nguội máy móc, sinh hoạt…Tuỳ vào mục đích sử dụng mà ta phải xử lý theo tiêu khác hoá học, lý học, sinh học định Nguồn nước cung cấp cho nhà máy lấy từ trạm nước hồ Phú Ninh sông nên phải xử lý trước đưa vào sử dụng 1.8 Thoát nước Để đảm bảo phát triển bền vững nhà máy vấn đề nước thải phải quan tâm triệt để Nước thải nhà máy có chứa nhiều chất hữu cơ, môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, gây ô nhiễm môi trường ảnh hưởng tới sức khoẻ công nhân vùng dân cư lân cận Do đó, nước thải sau sản xuất cần tập trung xử lí đạt yêu cầu trước đổ sông 1.9 Giao thông vận tải Hệ thống giao thông vận tải yếu tố đảm bảo phát triển nhà máy Nhà máy nằm quốc lộ 14B, cách quốc lộ 1A khoảng 5km hướng Đông, cộng với hệ thống giao thông nông thôn vùng tốt lợi lớn nhà máy, giảm chi phí vận chuyển lưu thơng dễ dàng 2.10 Nguồn cung cấp nhân cơng Huyện Thăng Bình có phần lớn dân cư sống nghệ nơng, nguồn lao động dồi cung cấp cho nhà máy, tiết kiệm chi phí đầu tư xây dựng nhà sinh hoạt Trình độ văn hố hầu hết tốt nghiệp THCS, THPT nên đào tạo nhanh chóng nắm bắt cơng nghệ làm việc tốt Bên cạnh đó, phận công nhân làm việc nhà máy đường Quế Sơn nên tiết kiệm chi phí đào tạo Đội ngũ cán kỹ sư trương đại học, cao đẳng tỉnh cung cấp: Đại học Đà Nẵng, đại học Quảng Nam, đại học Phan Chu Trinh, cao đẳng Công nghệ, cao đẳng Lương thực – Thực phẩm…có trình độ khoa học kỹ thuật tốt đáp ứng nhu cầu nhà máy GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Minh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Đồ án tốt nhiệp -6- Thiết kế nhà máy đường đại  Tóm lại: Qua phân tích điều kiện trên, việc xây dựng nhà máy sản xuất đường thô đại với suất 2150 mía/ngày hợp lý, đáp ứng nhu cầu thị trường, giải công ăn việc làm cho người dân đồng thời góp phần kích thích phát triển huyện Thăng Bình nói riêng tỉnh Quảng Nam nói chung GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Minh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Đồ án tốt nhiệp -7- Thiết kế nhà máy đường đại CHƯƠNG II: TỔNG QUAN 2.1 Nguyên liệu mía 2.1.1 Giới thiệu mía Cây mía có nguồn gốc từ Ấn Độ, xuất từ loại lau sậy hoang dại trở thành công nghiệp quan trọng giới Mía trồng nhiều châu Mỹ châu Á, châu Âu trồng mía Các nước trồng nhiều mía như: Cuba, Brazil, Ấn Độ, Mehico, Trung Quốc… [3 – Tr9] Hình 2.1 Cây mía Trên giới, mía củ cải đường hai loại nguyên liệu quan trọng ngành công nghiệp sản xuất đường Còn nước ta, đặc điểm khí hậu nên mía nguyên liệu để sản xuất đường ăn Mía đường trồng có nhiều ưu điểm có giá trị kinh tế cao 2.1.2 Tính chất thành phần chủ yếu mía nước mía 2.1.2.1 Thành phần hố học mía nước mía GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Minh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Đồ án tốt nhiệp -8- Thiết kế nhà máy đường đại Mía nguyên liệu để sản xuất đường, q trình gia cơng điều kiện kỹ thuật vào đặc tính mía Đặc biệt tính chất thành phần hố học nước mía Do cần nắm vững trước tiên tính chất thành phần hố học mía Thành phần hố học mía phụ thuộc vào giống mía, đất đai, khí hậu, mức độ chín… * Thành phần hố học mía: - Thành phần nước: 70-75% - Thành phần đường: 9-15% - Thành phần xơ: 10-16% - Đường khử: 0,01-2% - Chất không đường: 1-3% * Thành phần nước mía - Chất hịa tan: 100 - Phần đường: 75-92 + Sacaroza : 70-88 + Glucoza: 2-4 + Fructoza: 2-4 - Các loại muối: 3-7,5 + Muối axit vô cơ: 1,5-4,5 + Muối axit hữu cơ: 1-3 - Axit hữu tự do: 0,5-2,5 - Chất không đường hữu khác: + Anbumin: 0,5-0,6 + Tinh bột : 0,001-0,05 + Chất keo: 0,3-0,6 + Chất béo (sáp mía): 0,05-0,15 + Chất không đường chưa xác định: 3-5 Lúc mía chín phần đường sacaroza cao nhất, lượng đường khử giảm xuống 1% [2 - 4] GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Minh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Đồ án tốt nhiệp -9- Thiết kế nhà máy đường đại 2.1.2.2 Tính chất lý hố sacaroza Sacaroza thành phần quan trọng mía, sản phẩm cơng nghiệp sản suất đường Do đó, ta sâu vào tìm hiểu tính chất lý học hố học sacaroza  Tính chất vật lý + Tinh thể sacaroza thuộc hệ đơn tà, suốt, không màu, tỉ trọng 1,5878 g/ml, nhiệt độ nóng chảy 186 – 188 0C + Khối lượng phân tử 342,3 đvC + Độ hịa tan: Sacaroza dẽ hồ tan nước, không tan dung môi hữu Độ hòa tan tăng theo chiều tăng nhiệt độ Độ hồ tan sacaroza cịn phụ thuộc vào chất khơng đường có dung dịch đường + Độ ngọt: Nếu lấy độ đường sacaroza 100 để so sánh thì: lactose (16) < maltose (32) < glucoza (74) < sacaroza (100) < fructoza (173) + Độ nhớt: Độ nhớt dung dịch đường sacaroza tăng theo chiều tăng nồng độ giảm theo chiều tăng nhiệt độ + Nhiệt dung riêng: Nhiệt dung riêng trung bình sacaroza từ 22 0C tới 510C 0,3019 kJ/kg.độ + Độ quay cực: Dung dịch sacaroza có tính quay phải, độ quay cực riêng sacaroza phụ thuộc vào nồng độ nhiệt độ Trị số độ quay cực trung bình sacaroza +66,50  Tính chất hố học + Tác dụng axit: Dưới tác dụng axit, sacaroza bị thuỷ phân thành glucoza fructoza theo phản ứng: C12H22O11 + H2O H+ C6H12O6 + C6H12O6 sacaroza glucoza fructoza + 66,50 + 52,50 - 93,00 Hỗn hợp đường thu có góc quay ngược với góc quay cực đường sacaroza nên gọi hỗn hợp đường nghịch đảo Đường sacaroza bị chuyển hoá làm giảm sản lượng đường, giảm hiệu suất thu hồi đường Đó GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Minh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Đồ án tốt nhiệp - 10 - Thiết kế nhà máy đường đại tổn thất đường quan trọng sản suất đường, cần cố gắng tránh giảm thiểu + Tác dụng với chất kiềm: Phân tử sacaroza khơng có nhóm hidroxyt glucozit nên khơng có tính khử Trong mơi trường kiềm, sacaroza coi axit yếu, tác dụng với vơi tạo thành sacarat, phản ứng phụ thuộc vào nồng độ dung dịch, lượng kiềm lượng sacaroza Ở pH từ đến đun nóng thời gian dài, sacaroza bị phân huỷ thành hợp chất có màu vàng màu nâu Trong môi trường kiềm nhiệt độ cao, đường bị phân huỷ tạo axit chất màu, tốc độ phân huỷ tăng theo độ pH + Tác dụng nhiệt độ: Dưới tác dụng nhiệt độ cao (160-180 0C), sacaroza nước tạo thành caramen sản phẩm có màu caramenlan, caramenlen, caramenlin + Tác dụng emzim: Dưới tác dụng enzyme invectaza, sacaroza chuyển hố thành glucoza fructoza Sau tác dụng phức hệ enzim, glucoza fructoza chuyển hoá thành ancol CO2 2.2 Cơ sở lý thuyết trình sản xuất đường 2.2.1 Quá trình lấy nước mía khỏi mía Để lấy nước mía khỏi mía, cơng nghiệp đường người ta sử dụng hai phương pháp phương pháp ép phương pháp khuếch tán Phương pháp ép sử dụng phổ biến từ trăm năm Nguyên lý chung phương pháp xé ép dập mía nhằm phá vỡ tế bào để lấy nước mía Ép mía cơng đoạn trình sản xuất đường, chia làm giai đoạn nhỏ sau: vận chuyển cấp mía vào máy ép, xử lý mía trước ép, ép dập ép kiệt Phương pháp khuếch tán đời sau phương pháp ép, nhiên lại có nhiều ưu điểm, đặc biệt hiệu suất lấy nước mía cao Nguyên lý phương pháp dựa vào tượng khuếch tán có nghĩa hai dung dịch có nồng độ khác tập trung lại sát bên cách màng mỏng, tự trao đổi với GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Minh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Đồ án tốt nghiệp - 100 - Thiết kế nhà máy đường đại Lượng nước cần lắng hàng ngày lượng nước nhà máy cần cung cấp 744% so với mía [3-297] 7.2.5.2 Bể lắng Lượng nước cần lắng hàng ngày: 744% x 2150 = 15996 (tấn/ngày) Lấy thời gian lưu bể h, hệ số chứa đầy  = 0,85 Chọn chiều cao bể (m) Với  nước = 998 (kg/m3) � diện tích bể lắng là: S 15996 x x10 523,79 24 x998 x 0,85 x (m2) Chọn hai bể lắng với kích thước bể : L x W x H = 22 x 12 x (m) 7.2.5.3 Bể lọc Lượng nước lọc ngày = 177% so với mía [3-295] Lượng nước lọc = 177% x 2150 = 3805,5 (tấn/ngày) Chọn chiều cao bể: 4m Hệ số chứa đầy  = 0,45 3805,5 x10 44,13 x 24 x 998 x x , 45 Chọn hai bể Ta có diện tích bể lọc: S = (m2) Chọn kích thước bể: L x W x H = x x (m) 7.2.5.4 Ðài nước D x H = x (m), đài nước phải đặt cao nhà tầng để tạo điều kiện cho việc tự chảy, đặt hệ thống chân đế cao 15 (m) 7.2.5.5 Trạm bơm nước L x W x H = x x (m) 7.2.5.5 Cơng trình xử lý nước thải L x W = 30 x 20 (m) Vậy tổng diện tích cơng trình xây dựng = 11646,395 m2 Chọn 11700 (m2) 7.3 Tính khu đất xây dựng nhà máy 7.3.1 Diện tích khu đất GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Minh Đồ án tốt nghiệp Fxd Fkđ = K xd - 101 - Thiết kế nhà máy đường đại [9-44] Fxd : tổng diện tích cơng trình (m2) Kxd : hệ số xây dựng (%) Ðối với nhà máy thực phẩm hệ số Kxd = 35 �50% Chọn Kxd = 40% 11700 29250 Fkđ = 0,4 (m2) Chọn khu đất có kích thước chữ nhật: L x W = 220 x 140 (m) 7.3.2 Tính hệ số sử dụng nhà máy Fsd Ksd = Fkd 100% [9-44] Fsd : diện tích sử dụng khu đất Fsd = Fxd + Fhl + Fc + Fgt + Fb Với Fxd = 11700 (m2) Fhl : Diện tích hành lang; Fhl = 0,05 x Fxd = 0,05 x 11700 = 585 (m2) Fc : Diện tích trồng xanh = 0,05 x Fxd = 585 (m2) Fgt: Diện tích hệ thống giao thơng nhà máy Fgt = 0,5 x Fxd = 0,5 x 11170 = 5850 (m2) Fb : Diện tích bãi lộ thiên, xử lý nước thải, bãi chứa bã bùn, bãi chứa xỉ vôi, xỉ lò, bãi củi cho lò hơi, bãi dầu FO, Fb = 0,1 x Fxd = 0,1 x 10700 = 1170 (m2) � Fsd = 19890 (m2) 19890 x100% 64,57% Ksd = 220 x140 Bảng 7.4 - Tổng kết công trình xây dựng TT Hạng mục Phân xưởng GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Kích thước (m) L x W x H = 78 x 42 x 20 Số lượng SVTH: Nguyễn Ngọc Công Minh Đồ án tốt nghiệp 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 - 102 - Khu lò Phân xưởng khí Nhà kiểm tra chữ đường Nhà cân mía Nhà cẩu Khu xử lý mía Kho chứa vơi vật tư Khu phát điện, máy dự phòng Trạm biến áp Nhà hành Hội trường, câu lạc Nhà ăn Nhà tắm vệ sinh Kho chứa đường thành phẩm Bể mật rỉ Nhà chứa dụng cụ cứu hỏa Nhà để xe ôtô Nhà bảo vệ Nhà để xe CBCNV Bãi chứa xỉ Bãi chứa bã mía Nhà làm mềm nước Bể lắng Bể lọc Ðài nước Trạm bơm nước Cơng trình xử lý nước thải Thiết kế nhà máy đường đại L x W x H = 24 x 12 x 12 L x W x H = 15 x 10 x L x W x H = 12 x x LxWxH=9x6x6 L x W = 50 x 22 L x W x H = 20 x x L x W x H = 10 x x L x W x H = 12 x x 12 LxWxH=4x4x4 L x W x H = 32 x 15 x L x W x H = 35 x 13 x L x W x H = 21 x 12 x LxWxH=9x6x4 L x W x H = 60 x 25 x D x H = x 10 L xWxH=6x4x4 L x W x H = 40 x 15 x LxWxH=6x4x4 L x W x H = 18 x 12 x LxW=8x6 L x W = 15 x 12 x L x W x H = 12 x x L x W x H = 22 x 12 x LxWxH=9x5x4 DxH=7x7 L xWxH=8x4x4 L x W = 30 x 20 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 CHƯƠNG VIII: TÍNH HƠI - NƯỚC 8.1 Tính Theo tính tốn phần cân nhiệt, lượng đốt dùng là: D = 101558,939 kg/h = 101,56 tấn/h Mía sau ép tiến hành thu nhận nước, cịn bã mía dùng để đốt lị làm chạy tuabin, sau tuabin sử dụng cao áp thải có áp lực nhiệt độ thấp Tuy nhiên nhiệt độ đủ để sử dụng cho thiết bị nhiệt nhà máy Lượng tiêu hao cực đại tuabin: 18 tấn/h Sản lượng kinh tế bằng: Dkt =(0,8 �0,9)Dđm , với Dđm: sản lượng địng mức lò Do lượng tiêu hao: Dth = (0,1 �0,2)Dđm Vậy lượng cần thiết phải cung cấp: GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Minh Đồ án tốt nghiệp - 103 - Thiết kế nhà máy đường đại Dcc =1,1.D = 1,1 x 101,56 = 111,716 (tấn/h) Chọn lò hơi: Chọn lò kiểu KBP có đặc tính kỹ thuật sau : - Sản lượng định mức: Dđm = 41 tấn/h - Nhiệt độ nước cấp : 1190C - Áp suất khỏi lị : P = 13 at - Kích thước: 7000 x 3200 x 3400 mm - Nhiệt độ nhiệt : 191 �50C - Số lượng lò hơi: 8.2 Nhu cầu nước Nhà máy đường sử dụng lượng nước lớn Theo tính chất cơng nghệ, thiết bị khác khối lượng nước sử dụng chất lượng khác 8.2.1 Nước lọc Nước lọc sử dụng phận: [3-295] Bảng 8.1 - Lượng nước lọc sử dụng phận [Phụ lục 1] 8.2.2 Nước lắng Sự phân bố nước lắng nhà máy đường mía cụ thể sau: [3-294] Bảng 8.2 - Lượng nước lắng sử dụng phận [Phụ lục 1] 8.2.3 Nước ngưng tụ Nước ngưng tụ nhà máy đường mía bao gồm nước ngưng tất thiết bị trao đổi nhiệt: đun nóng, đặc, nấu đường, sấy… Lượng nước ngưng tổng cộng nhà máy đường mía chiếm 145% so với mía Trong đó: 75% nước ngưng tụ từ sống (hơi thải tuabine, giảm áp), 70% từ hiệu cô đặc nấu đường [3-295] Theo suất nhà máy, lượng nước ngưng tụ tổng cộng : G = (2150 x 145)/100 = 3117,5 (tấn/ngày) Lượng nước lọc để pha thêm vào nước ngưng tụ, 20% so với mía [3-295] G1 = 20% 2150 = 430 (tấn/ngày) Lượng nước nóng tổng cộng: GT = G + G1 = 3117,5 + 430 = 3547,5 (tấn/ngày) Bảng 8.3 - Lượng nước ngưng phân bố phận [Phụ lục 2] 8.2.4 Nước tháp ngưng tụ GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Minh Đồ án tốt nghiệp - 104 - Thiết kế nhà máy đường đại Nước tháp ngưng tụ hỗn hợp nước làm lạnh nước ngưng tụ thứ công đoạn nấu đường cô đặc Nước có thành phần nước lắng (nước làm nguội) nước thứ mang ra, có lượng nhỏ đường, NH3, Nước có nhiệt độ 40 �450C, đưa vào bể làm nguội tự nhiên, trung hòa độ axit (nếu cần), sử dụng lại Lượng nước lắng dùng làm lạnh tháp ngưng hệ cô đặc, nấu đường lọc chân không : 21500 + 1075 = 22575 (tấn/ngày) Ở tháp ngưng tụ, lượng thứ ngưng tụ thành nước chiếm 28% so mía [3296], nước ngưng tụ thứ là: 28% x 2150 = 602 (tấn/ngày) Vậy lượng nước khỏi thiết bị ngưng tụ là: 22575 + 602 = 23177 (tấn/ngày) Lượng nước sử dụng lại, khoảng 600% so với mía [3-296] GL = 600% x 2150 = 12900 (tấn/ngày) � Lượng nước nguồn nhà máy cần cung cấp là: GLtrong - GL = 22575 - 12900 = 9675 (tấn/ngày) 8.2.5 Nước thải nhà máy Nước thải nhà máy đường mía bao gồm: - Nước làm nguội cổ trục ép, làm nguội loại bơm, làm nguội tuabine phát điện - Nước vệ sinh công nghiệp, nước giặt vải lọc - Nước tắm cho cơng nhân - Nước phịng thí nghiệm - Nước tháp ngưng tụ (một phần) - Các nhu cầu khác Tổng lượng nước thải 775,5% so với mía tức 16673,25 tấn/ngày GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Minh Đồ án tốt nghiệp - 105 - Thiết kế nhà máy đường đại CHƯƠNG IX: KIỂM TRA SẢN XUẤT 9.1 Kiểm tra sản xuất Để đảm bảo cho trình sản xuất ổn định, đảm bảo chất lượng đường thành phẩm đạt chất lượng theo yêu cầu quy định, đồng thời giúp phát hiện, điều chỉnh, khắc phục cố kịp thời cần phải thực trình kiểm tra sản xuất liên tục định kỳ Trên sở kiểm tra ta đánh giá tình hình hoạt động nhà máy để đề biện pháp kế hoạch thực hợp lý Trình tự thực kiểm tra sản xuất thể bảng sau Bảng 9.1 - Trình tự thực kiểm tra sản xuất [Phụ lục 3] 9.2 Cách xác định số tiêu 9.2.1 Kiểm tra nguyên liệu mía đầu vào Dựa vào quan sát mắt kinh nghiệm Mía chín chuyển qua khơ vàng, xanh cịn lại khoảng – lá, độ dài giảm, xếp lại vào mía thẳng cứng Các lóng mía ngắn lại, vỏ thân mía láng bóng màu sắc biến đổi từ xanh sang vàng từ đỏ sang tím sẫm Độ gốc gần 9.2.2 Phân tích phịng thí nghiệm 9.2.2.1 Phương pháp xác định độ khô thực tế sản xuất: Độ Bx đo Bx kế, tỷ trọng kế hay chiết quang kế Giá trị đo Bx kế thay đổi theo nhiệt độ Độ Bx đo nhiệt độ gọi Bx biểu kiến Độ Bx đo nhiệt độ tiêu chuẩn (20 0C) Bx hiệu chỉnh nhiệt độ tiêu chuẩn gọi Bx cải Mẫu nước mía lọc cho vào ống đơng 250 ml sau cho Bx kế vào đo đọc kết tiến hành đo nhiệt độc lúc Bxcải = Bxđọc + nhiệt độ (tra bảng) Phương pháp dùng Bx kế để đo Bx ứng dụng nhiều thực tế sản xuất cho kết nhanh sai số giá trị cho phép 9.2.2.2 Phương pháp xác định thành phần đường Polarimeter: Dựa vào tính chất chiết quang (làm quay mặt ánh sáng phân cực) dung dịch đường để đo thành phần đường tổng số mẫu Lấy mẫu dung dịch vào bình tam giác để đo Pol Dùng 0,3 �0,5(g) chì acetac tinh thể cho vào dung dịch, GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Minh Đồ án tốt nghiệp - 106 - Thiết kế nhà máy đường đại lắng lọc qua giấy lọc Cho dung dịch vào ống 250ml để xem độ chuyển quang Trước cho ống quan sát vào máy, ta điều chỉnh ống nhòm đến vạch số 0, thấy hai bên ảnh đồng màu Sau cho ống quan sát vào, đọc số Pol vạch thước Số đọc pol quan sát, cần cải theo nhiệt độ đo, tính pol theo cơng thức: Pol thuc  Poldo x 26 100 x d 20 d20: Tỷ trọng dung dịch Biết Bx, Pol hiệu chỉnh ta tính độ tinh khiết dung dịch AP  Pol x 100(%) Bx 9.2.2.3 Phương pháp xác định độ đường saccaroza Phân tích xong AP, mẫu dung dịch dùng để phân tích % saccarozaLắc mẫu, đổ dung dịch vào bình tam giác dung dịch đo Cho khoảng 150ml dung dịch acetac chì vào để làm trong, lọc dung dịch lấy 50 ml dung dịch lọc cho vào bình định mức 100ml, dùng ống đong lấy 10 ml dung dịch HCl 24,86% đổ vào bình định mức 100ml có sẵn 50ml dung dịch lọc Dùng nước rửa thành bình cho axit xuống hết Cắm nhiệt kế vào dung dịch, đưa bình đun nóng cách thuỷ Khi nhiệt độ trung bình đạt t = 600C, lắc thời gian phút (giữ nhiệt độ 600C) giữ yên phút Mang mẫu làm lạnh đến nhiệt độ phòng, cho nước cất vào điều chỉnh đến vạch 100ml, lắc Dùng ống quan sát đo Pol chuyển hoá : P’ Mẫu lọc lại lấy 50ml cho vào bình định mức 100ml, cho thêm 10ml dung dịch NaCl 232,5 (g/l) cho thêm nước cất đến vạch 100ml, lắc cho vào bình quan sát 200ml để đo trực tiếp P Kết đọc P P’ phải nhân tính: S P - (-P') x100 132,56- 0,0794(13 - g)- 0,53(t 20) GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Minh Đồ án tốt nghiệp - 107 - Thiết kế nhà máy đường đại Bxquansat Với g: số gam chất rắn hoà tan 100 ml dung dịch, g = t: nhiệt độ dung dịch đo, (0C) Ðể xác định phần trăm saccaroza xác, ta phải hiệu chỉnh theo Bx Pol quan sát Ðộ tinh khiết dung dịch tính GP  % S hieuchinh Bxhieuchinh x 100(%) 9.2.2.4 Xác định số tiệu khác - Đo pH: lấy mẫu nước mía đem làm nguội đến nhiệt độ môi trùng tiến hành đo trực tiếp máy đo pH - Tính chữ đường (CCS): Để tính chữ đường trước tiên phải đo độ Pol (Pol1), độ Bx (Bx1) nước mía đầu nước mía nguyên ép máy ép phân tích phần trăm sơ (F) mía mẫu mía phân tích  5 F   3 F  Pol 1    Bx1   100   100   Cơng thức tính chữ đường: CCS  - Xác định độ màu ICS: Cân 50g đường cho vào cốc thuỷ tinh 100ml, hồ tan với nước cất cho vào bình định lượng 100ml Rửa cốc chuyển vào bình Điều chỉnh nước cất vạch, lắc đều, lọc hút chân không, dung dịch ban đầu dùng để tráng cốc Dung dịch lọc cho vào Cuvet 1/2 để đo độ màu Chỉnh bước sóng 420ml đọc số máy Ta dùng Refactometer cho vào giọt dung dịch lọc đo Bx nhiệt độ Tính kết quả: ICS  D x 1000 L xc Trong đó: D: Ðộ chiết quang đo máy L: Ðường kính Cuvet1/2 GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Minh Đồ án tốt nghiệp c: c - 108 - Thiết kế nhà máy đường đại Bx d 20/20 , 100 d20/20: tỷ trọng suy từ Bx GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Minh Đồ án tốt nghiệp - 109 - Thiết kế nhà máy đường đại CHƯƠNG X: AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 10.1 An toàn lao động An toàn lao động vấn đề quan tâm hàng đầu tất ngành cơng nghiệp, ảnh hưởng trực tiếp sức khỏe tính mạng tài sản người, ảnh hưởng đến tiến trình sản xuất Ở nhà máy đường đường có sử dụng nhiều q trình nhiệt áp lực nguy hiểm nên vấn đề phải đặt lên hàng đầu Vì cơng nhân nhà máy phải nắm vững quy định an toàn lao động, đồng thời nhà máy phải đặt nội quy, biện pháp chặt chẽ để dề phòng An toàn lao động gồm: An toàn người, an toàn máy móc thiết bị, an tồn ngun vật liệu sản phẩm cơng trình phục vụ sản xuất 10.1.1 Những nguyên nhân gây tai nạn lao động - Do vấn đề tổ chức lao động liên hệ phận không chặt chẽ - Do thiết bị, máy móc trang bị không tốt chưa hợp lý - Do thiếu khơng đảm bảo an tồn phận rào, che chắn, bảo hiểm - Do ý thức chấp hành kỷ luật công nhân chưa cao - Vận hành thiết bị, máy móc khơng quy trình kỹ thuật - Do điều kiện làm việc không cải thiện, vị trí làm việc khơng hợp lý, thiếu điều kiện ổn định trình làm việc - Thiếu thốn phương tiện dụng cụ bảo hộ lao động cần thiết Tùy nguyên nhân mà ta có biện pháp cụ thể để phịng ngừa tai nạn nhà mà Tuy nhiên, vấn đề người quan trọng bao gồm trình độ, ý thức, tình hình sức khỏe cơng nhân việc trang bị kiến thức cho công nhân quan trọng nhà máy 10.1.2 Những an toàn cụ thể nhà máy Hầu hết phân xưởng sản xuất có dạng hình hộp khối, tất trình sản xuất thu gọn nhà, thiết bị hệ thống phức tạp Do vấn đề thơng gió chiếu sáng cần đảm bảo tốt GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Minh Đồ án tốt nghiệp - 110 - Thiết kế nhà máy đường đại  Thông gió: Tận dụng tối đa lưu thơng khơng khí nhà máy, cách xây dựng cửa sổ cửa chớp, cửa trời mái Bảo đảm chênh lệch nhiệt độ phân xưởng môi trường không �50C Tại phận sinh nhiệt như: gia nhiệt, bốc hơi, nấu đường, li tâm, lò có bố trí quạt gió để tăng cường phân tán nhiệt Các phận sinh nhiệt có lớp cách nhiệt phải đặt cuối hướng gió  Chiếu sáng: : phòng, phân xưởng sản xuất phải có đủ ánh sáng thích hợp với công việc Tận dụng ánh sang tự nhiên qua cửa sổ, cửa mái để tiết kiệm lượng điện, tạo cảm giác dễ chịu cho công nhân sản xuất  An toàn điện: Hệ thống điều khiển phải tập trung vào bảng điện, có hệ thống chng điện báo đèn màu báo động Các đường dây dẫn điện cách điện an tồn bố trí dọc tường hay ngầm mặt đất Các thiết bị điện phải che chắn bảo hiểm Phải có phương tiện bảo vệ cá nhân biện pháp cấp cứu người bị nạn Phòng chống phát sinh tĩnh điện vận hành  An toàn hơi, thiết bị trao đổi nhiệt: : Các thiết bị sản xuất hơi, nhiệt như: lị, tuabin, thiết bị đun nóng, bình nén phải có vỏ bảo vệ chắn chắc, cần có khoảng cách an tồn làm việc, cần kiểm tra trước sử dụng đinh kỳ kiểm tra mức độ an toàn thiết bị Đường ống dẫn phải đặt cao ÷ 4,5(m), sát tường dọc theo cột, phải có lớp bảo ơn đồng để dễ phân biệt dùng quy định nhà máy  Phòng chống cháy nổ: Cháy nổ tượng dễ xảy nhà máy cố sau: Chập mạch điện, nhiên liệu dễ bắt lửa, thiết bị đóng cặn, bị ăn mịn lâu ngày bị nổ, phản ứng hoá học xảy trình sản xuất Ðể hạn chế cháy nổ cần có biện pháp sau: + Bố trí sản xuất có khoảng cách thích hợp để tránh lây lan + Các phận gây cháy nổ như: Lị vơi, lị lưu huỳnh đặt cuối hướng gió + Những thiết bị dùng điện phải có vỏ an tồn + Bố trí cầu thang phịng hỏa, bình cứu hỏa, khu cứu hỏa cạnh đường giao thông để dễ vận động cứu hỏa GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Minh Đồ án tốt nghiệp - 111 - Thiết kế nhà máy đường đại  Giao thông nhà máy: Ðể thuận tiện rút ngắn đoạn đường phân xưởng, nhà máy cần thiết kế lối lại có chiều rộng hợp lý, cầu thang rộng chịu lực, dễ dàng lại Ngồi bố trí cửa vào hợp lý để có cố dễ dàng hiểm  An tồn lao động phịng thí nghiệm: Cán cơng nhân viên phịng hóa nghiệm phải tn thủ đầy đủ nội quy phịng hóa nghiệm Khi thao tác cẩn thận, tránh độc hại cho người Các hóa chất để nơi quy định, gọn gàng khơng làm đổ vỡ dụng cụ thí nghiệm, khơng làm rơi hố chất, lọ đựng hóa chất phải đậy nút ghi nhãn 10.2 Vệ sinh xí nghiệp  Vệ sinh cá nhân công nhân: công nhân phải vệ sinh sẻ, có quần áo bảo hộ lao động đầy đủ Thực tốt chế độ khám sức khỏe cho cong nhân theo định kì thang lần  Vệ sinh máy móc thiết bị: máy móc thiết bị phải vệ sinh theo qui định  Vệ sinh xí nghiệp: Các phận sinh chất độc lò đốt lưu huỳnh, lò , cần đặt cuối hướng gió + Khu đất xây dựng cần đặt cuối hướng gió cách xa khu dân cư, để bảo đảm vấn đề môi trường + Khu ép – khuếch tán thường ẩm ướt nên đặt khu riêng Các khu li tâm, sấy đường, hồi đường thường rơi vãi bụi bặm gây ảnh hưởng đến công việc sức khỏe công nhân Do sau ca sản xuất phải vệ sinh khu làm việc + Ðường thành phẩm dễ hút ẩm, nên bảo quản phải ý đến chế độ bảo quản Nhà kho phải khô sẽ, vật liệu khác + Xử lý nước thải: Nhà máy phải có chế độ xử lý nước thải hợp lý, đường dẫn nước bùn, nước thải có nắp đậy, không ảnh hưởng đến nơi làm việc + Nhà máy cần có khu vệ sinh riêng biệt nơi quy định, để đảm bảo vệ sinh giảm lại không cần thiết GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Minh Đồ án tốt nghiệp - 112 - Thiết kế nhà máy đường đại KẾT LUẬN Trong đồ án tốt nghiệp này, em giao đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô đại suất 2150 tấn/ngày theo phương pháp khuếch tán” Sau gần tháng thực hướng dẫn TS Trương Thị Minh Hạnh với tìm tịi, học hỏi góp ý từ bạn bè, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Hiện nước ta chưa có nhiều nhà máy đường sản xuất theo phương pháp khuếch tán, việc thiết kế xây dựng nhà máy phù hợp với xu phát triển chung ngành mía đường giới, đồng thời tăng hiệu kinh tế tính cạnh tranh sản phẩm đường nước ta với nước khu vực Trong trình làm đồ án, em tích luỹ thêm nhiều kiến thức vế q trình sản xuất đường, hiểu nguyên tắc bố trí, lắp đặt thiết bị nhà máy thực phẩm nói chung nhà máy đường nói riêng Đồng thời, giúp em nắm yêu cầu an toàn lao động vệ sinh công nghiệp Tuy nhiên, kiến thức thân chưa thật vững, nhiều hạn chế thiếu kinh nghiệm thực tế nên đồ án tránh khỏi sai sót Để đồ án đưa vào thực tế cần bổ sung nhiều vấn đề Vì vậy, kính mong thầy bạn bè quan tâm, góp ý để tập đồ án thêm hoàn thiện Đà Nẵng, ngày 18 tháng 05 năm 2010 Sinh viên thực Nguyễn Ngọc Công Minh GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Minh Đồ án tốt nghiệp - 113 - Thiết kế nhà máy đường đại TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Trương Thị Minh Hạnh, Công nghệ sản xuất đường bánh kẹo, Đại học Bách khoa Đà Nẵng, 2007 Nguyễn Ngộ, Công nghệ đường mía, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội, 2008 Nguyễn Ngộ, Lê Bạch Tuyết, Công nghệ sản xuất đường mía - Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1984 Nguyễn Ngộ, Công nghệ sản xuất đường thô đường tinh luyện, Hà Nội, 1999 Nguyễn Ngộ, Cơ sở thiết kế nhà máy đường mía - chương trình đào tạo mía đường, Hà Nội, 1998 Nguyễn Ngộ, Hệ thống bốc nước mía, NXB Đại học Bách Khoa Hà Nội Lê Văn Nguyện (biên dịch), Nấu mật, NXB Nông nghiệp Hà Nội, 1996 Bùi Lê Thiện (biên dịch), Luyện đường non trợ tinh, NXB Nông nghiệp Hà Nội, 1996 Trần Thế Truyền, Cơ sở thiết kế nhà máy thực phẩm, Nhà xuất Đà Nẵng 10 Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khng, Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hố chất, Tập 1, NXB Khoa học Kĩ thuật Hà Nội, 2004 11 Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khng, Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hoá chất, Tập 2, NXB Khoa học Kĩ thuật Hà Nội, 2004 12 Nguyễn Xuân Yên, Làm nước mía phương pháp sunfit hố Nhà xuất nông nghiệp Hà Nội, 1996 Trang website: 13 http://babavishwakarmaengg.tradeindia.com (24/4/2010) 14 http://giongmia.files.wordpress.com (12/4/2010) 15 http://image.made-in-china.com/2f0j00zMOQqDLtREup (25/4/2010) 16 http://nhietlanhvietnam.net/forum/showthread.php?t=1327 (27/4/2010) GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Minh Đồ án tốt nghiệp - 114 - Thiết kế nhà máy đường đại 17 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons (29/4/2010) 18 http://www.alibaba.com/product-gs (28/4/2010) 19 http://www.bma-us.com (9/4/2010) 20 http://www.bourbontn.com/vn/?content=sbook&view=30 (25/2/2010) 21 http://www.cadserviceslanka.com/images/clarifier.png (4/5/2010) 22 http://www.dsengineers.com (11/4/2010) 23 http://www.fivesgroup.com (11/4/2010) 24 http://www.hexingjixie.com/Html/Proyue334.html (15/5/2010) 25 http://www.isgec.com/images/evap_cal_large.gif (4/5/2010) 26 http://www.sugartech.com (12/4/2010) 27 http://www.sugarequip.co.za (10/4/2010) GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Minh ...Đồ án tốt nhiệp -2- Thiết kế nhà máy đường đại này, em thực đề tài ? ?Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô đại suất 2150 mía/ngày theo phương pháp khuếch tán? ?? GVHD: TS Trương Thị Minh... nhà máy Như vậy, với vùng nguyên liệu rộng lớn đảm bảo cho nhà máy hoạt động với suất 2150 mía/ngày 1.3 Hợp tác hố Nhà máy sản xuất đường thô nguồn cung cấp nguyên liệu cho nhà máy sản xuất đường. .. thấp phương pháp SO2 bao Vì vậy, ta chọn phương pháp gia vôi phân đoạn để sản xuất đường thô 3.1.3 Chọn phương pháp nầu chế độ nấu 3.1.3.1 Chọn phương pháp nấu Có phương pháp nấu đường: nấu đường