II. Tính hơi
4.Lượng hơi cấp cho thiết bị đun nóng nước
Lượng nước cần cung cấp cho phân xưởng nấu ứng với một mẻ nấu bia chai là:
G = 3555+ 10087+ 5240,5 = 21895 kg.
Trong đó, sử dụng lại lượng nước sau khi làm lạnh dịch đường ứng với một mẻ nấu khoảng 20007kg có nhiệt độ khoảng 70 - 75˚C. Phần còn lại là nước mới bổ sung khoảng 1888kg có nhiệt độ 25˚C.
Hỗn hợp nước này có nhiệt độ khoảng 60˚C được đun nóng tới nhiệt độ 85˚C bằng hơi nước bão hoà ở áp suất 3at, Δt = 25˚C. Ở điều kiện này ta lấy thông số trung bình:
Nhiệt dung riêng của nước: C = 4,186(kJ.kg-1.độ-1)
Nhiệt lượng cần cung cấp để nâng nhiệt cho nước là: Q = G.C.Δt = 21895.4,186.25 = 2291.103(kJ)
Nhiệt lượng tiêu tốn để đun nóng thiết bị, tiêu tốn cho khoảng trống, thất thoát ra môi trường là 5%. Nhiệt lượng cấp cho thiết bị đun nóng nước ứng với một mẻ nấu bia chai là:
Qn = 1−0,05
Q
= 2412.103(kJ)
* Vậy tổng nhiệt lượng cần cung cấp cho phân xưởng nấu trong 1 mẻ là : Qnấu = Qhh + Qđh + Qhoa + Qn = 1444. 103 + 2879,3.103 + 3841.103+ 2412.103 = 10576,3.
103(kJ)
Vậy lượng hơi cần cung cấp cho phân xưởng nấu trong 1 mẻ nấu (4h) là :
Dnấu = ) ( 96 , 0 h n n i i Q − × ×τ = 0,96 4 (2727,6 558,4) 10576300 − × × = 1270 (kg/h)
5. Lượng hơi cấp cho phân xưởng hoàn thiện
Trong một ngày lượng bia được chiết chai là 100000 lít, hay 222223 chai 450ml. Khối lượng mỗi chai đầy bia là 0,6kg. Coi lượng nước nóng dùng để thanh trùng chai và rửa chai, rửa két ứng với một chai là 0,6kg.
Khối lượng nước cần được đun nóng là: G = 222223.0,6 = 133334(kg)
Nước ban đầu có nhiệt độ 25˚C được đun nóng tới nhiệt độ 80˚C, Δt = 55˚C. Ở điều kiện này lấy thông số trung bình:
Nhiệt dung riêng của nước là: C = 4,174(kJ.kg-1.độ-1) Nhiệt lượng cần cung cấp để đun nóng nước là:
Q = G.C.Δt = 133334.4,174.55 = 30609.103 (kJ)
Nhiệt lượng hao phí khoảng 5% tổng lượng nhiệt cần cấp. Nhiệt lượng cần cung cấp cho phân xưởng hoàn thiện trong một ngày là:
Qht = 1−0,05
Q
= 32220.103(kJ)
Lượng hơi cần cung cấp cho phân xưởng hoàn thiện là: Dhoànthiện= ) ( 96 , 0 h n ht i i Q − × ×τ =0,96 24 (2727,6 558,4) 10 . 32220 3 − × × = 644,7(kg/h)
6. Lượng nhiên liệu cho nồi hơi
Ngoài lượng hơi cấp cho các phân xưởng như đã tính ở trên còn phải cấp một lượng hơi để thanh trùng đường ống, thiết bị khoảng 200 kg/h
Tổng lượng hơi cần cung cấp cho toàn nhà máy là: D = Dnấu + Dhoàn thiện + 200
= 1270+ 644,7+ 200 = 2115 (kg/h)
Tổn thất nhiệt và hơi đốt trên hệ thống đường ống cấp hơi cho toàn nhà máy khoảng 10% tổng lượng hơi tiêu thụ cho toàn nhà máy. Tổng lượng hơi tiêu thụ của toàn nhà máy là:
D’ = D/0,9 = 2115/0,9 = 2350 (kg/h) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ta sử dụng nồi hơi có năng suất 2500kg/h, áp suất làm việc 8at, áp suất làm việc lớn nhất 10at.
Lò hơi sử dụng nhiên liệu dạng rắn là than, 1kg than đá cung cấp nhiệt lượng 34400kJ. Lượng nhiên liệu cần dùng được tính theo công thức:
M = 2 1 ) ( µ µ × × − × Q i i D h n (kg/h) D: Lượng hơi tiêu thụ D = 2350 (kg/h) Q: Nhiệt lượng của than Q = 34400(kJ/kg)
ih: Hàm nhiệt của hơi nước bão hoà ở áp suất 8at ih = 2772,4(kJ/kg) in: Hàm nhiệt của nước ban đầu (ở 25˚C) in = 104,7(kJ/kg)
µ1: Hệ số đốt cháy của than µ1 = 0,9 µ2: Hệ số sử dụng của lò hơi µ2 = 0,75
Vậy suy ra:
M = 235034400(2772×0,,94×0104,75,7) − ×
= 270(kg/h) Lượng than cần cung cấp trong một ngày:
24M= 6,5 (tấn)
Lượng than cần cung cấp trong một tháng, tháng làm việc nhiều nhất 25 ngày: 25.6,5 = 162,5(tấn)
Lượng than cần cung cấp trong một năm, làm việc 250 ngày: 250. 6,5 = 1625 (tấn)
III. Tính nước
1. Lượng nước dùng cho phân xưởng nấu
Nước cần cung cấp cho một mẻ nấu bia chai kể cả nước vệ sinh hệ thống nồi nấu là: 21,895 m3. Một ngày nấu nhiều nhất 6 mẻ thì lượng nước cần cung cấp là: 6 × 21,895 = 131,37(m3)
Lượng nước đá cần để làm lạnh dịch đường houblon hoá ứng với một mẻ nấu bia chai là: 20007(kg). Coi nước có tỷ khối bằng 1, lượng nước đá cần để làm lạnh dịch đường ứng với một ngày nấu bia chai là: 6 × 20,007 = 120(m3).
Lượng nước này sau khi làm lạnh nhanh dịch đường trở thành nước nóng có nhiệt độ khoảng 70 – 75˚C sẽ được dùng làm nước nấu và vệ sinh hệ thống nồi nấu.
Do đó lượng nước lớn nhất cần cung cấp cho phân xưởng nấu để thực hiện quá trình sản xuất trong một ngày khoảng: 120(m3)
2. Lượng nước dùng cho phân xưởng lên men
Lượng nước dùng để vệ sinh các thiết bị của phân xưởng lên men trong một ngày có thể tích bằng 8% thể tích 1 tank lên men, tức là khoảng:
0,08 × 131,42= 10,51(m3)
Lượng nước cần cung cấp để rửa men kết lắng một ngày khoảng 6,7(m3). Lượng nước lớn nhất cần cung cấp cho phân xưởng lên men trong một ngày để thực hiện quá trình sản xuất khoảng:
10,51+ 6,7 = 17,21 (m3)
3. Lượng nước dùng cho phân xưởng hoàn thiện
Số lượng chai ứng với một ngày sản xuất của nhà máy là: 222223(chai 450ml). Ứng với mỗi chai cần lượng nước vệ sinh, thanh trùng khoảng 1 lít. Do đó tổng lượng nước cần để vệ sinh chai, thanh trùng chai và vệ sinh két ứng với 1 ngày sản xuất bia chai khoảng: 222,2(m3).
Số lượng bock ứng với một ngày sản xuất của nhà máy là: 2000(bock 50l). Ứng với mỗi bock cần lượng nước vệ sinh khoảng 10 lít. Do đó tổng lượng nước cần để rửa bock ứng với mọt ngày sản xuất bia hơi khoảng: 20(m3).
Như vậy lượng nước lớn nhất cần cung cấp cho phân xưởng hoàn thiện trong một ngày để thực hiện quá trình sản xuất khoảng: 222,2(m3)
4. Lượng nước dùng cho các hoạt động khác của nhà máy
* Lượng nước cần cung cấp cho nồi hơi:
Hơi sau khi cấp nhiệt sẽ ngưng tụ, nước ngưng có thể thu hồi và tái sử dụng để cấp cho nồi hơi khoảng 75%. Do đó lượng nước cần cấp cho nồi hơi khoảng 25% lượng hơi cần cấp.
Lượng hơi tiêu thụ của nhà máy là: 3908 (kg/h) Lượng nước cần cấp cho nồi hơi một ngày là: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
0,25 × 24 × 3908 = 23448(kg) Tức khoảng 23,5(m3)
* Lượng nước dùng để vệ sinh nhà xưởng:
Diện tích nhà sản xuất chính: 24 × 36 = 864(m2)
Diện tích khu tank lên men: 24 × 36 = 864(m2)
Diện tích phân xưởng hoàn thiện: 30 × 36 = 1080(m2)
Tổng diện tích khu vực sản xuất chính của nhà máy: 864 + 864 + 1080 = 2808(m2)
Trung bình lượng nước dùng để vệ sinh nhà xưởng là 3 lít/m2/ngày.
Lượng nước dùng để vệ sinh khu vực sản xuất chính trong một ngày khoảng: 8,4(m3)
* Lượng nước phục vụ các nhu cầu sinh hoạt:
Lượng nước sinh hoạt và phục vụ các nhu cầu khác của nhà máy bình quân một ngày khoảng 40 lít/người. Toàn thể nhà máy có khoảng 200 cán bộ công nhân viên.
Vậy lượng nước cần cung cấp là: 200 × 40 = 8000(l) = 8,0(m3)
► Tổng lượng nước cần cấp cho toàn nhà máy trong một ngày: 155,3 + 18,0 + 222,2 + 36,6 + 8,4 + 8,0 = 448,5(m3)
Chọn bể chứa nước sau xử lý sơ bộ có kích thước 10m × 10m × 5m, dung tích khoảng 500m3, xây bằng bê tông cốt thép. Hai bể nước sau xử lý cho phân xưởng nấu và cho phân xưởng hoàn thiện bằng tôn kích thước 5m × 5m × 4m, dung tích 100m3.
IV. Tính điện
1. Phụ tải chiếu sáng
Trong các phân xưởng sản xuất lắp đặt hệ thống đèn chiếu sáng bao gồm các bóng đèn sợi đốt công suất 100w/bóng và đèn neon công suất 40w/bóng.
Các bóng đèn được lắp đặt ở các vị trí cao khoảng 2,5 – 4m tùy thuộc vị trí làm việc, kích thước của thiết bị… khoảng cách giữa mỗi bóng L vào khoảng 3 – 4m, khoảng cách từ các bóng ngoài cùng đến tường l khoảng 0,25 – 0,35L (ở đây ta lấy trung bình L = 3,5m; l = 1m).
Nhà có kích thước A × B(m×m) thì số bóng theo mỗi hàng và số hàng bóng một tầng nhà là: n1 = A 2l L − + 1 = (A – 2)/3,5 + 1 n2 = B 2l L − + 1 = (B – 2)/3,5 + 1 Tổng số bóng bố trí trong nhà: N = n1 × n2 × e(số tầng nhà) Gọi đèn có công suất Pđ thì công suất thắp sáng là: Pcs = n × Pđ
Bảng số lượng bóng đèn, công suất chiếu sáng đối với các công trình
TT Tên công trình Kích thước (m × m) Số bóng đèn N=n1×n2×(e) Pđ(W) Pcs(W) 1 Nhà sản xuất chính 18 x 30 4×9 = 36 100 3600 2 Nhà hoàn thiện 18 x 36 4×11 = 44 100 4400
3 Kho nguyên liệu 18 x 36 4×11= 44 100 4400
4 Kho thành phẩm 25 x 40 8×12 = 96 100 9600
5 Phân xưởng lạnh, CO2, khí nén
12 x 18 4×4 = 16 100 1600
6 Phân xưởng cơ điện 12 x 18 4×4 = 16 100 1600
7 Phân xưởng hơi 12 x 18 4×4 = 16 100 1600
8 Nhà hành chính 9 x 24 3×7×2 = 42 40 1680
9 Nhà giới thiệu sản phẩm
6 x 12 2×4 = 8 40 320
11 Nhà ăn – căng tin 9 x 18 3×6 = 18 40 720 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
12 Các công trình khác 40 100 4000
2. Phụ tải sản xuất
Bảng công suất tiêu thụ điện của các thiết bị
TT Tên thiết bị Pđm
(kW)
1 Máy nghiền gạo 6
2 Máy nghiền malt ướt 11
3 Máy nghiền malt lót 4
4 Nồi hồ hóa 4
5 Nồi đường hóa 8
6 Thùng lọc đáy bằng 12
7 Hệ thống cấp men 4
8 Hệ thống lọc bia 5
9 Máy rửa bock 2,5
10 Máy chiết bock 0,8
11 Máy rửa chai 7
12 Máy chiết chai 4,5
13 Hầm thanh trùng 4,1 14 Máy dán nhãn 0,8 15 Máy rửa két 3 16 Máy xếp két 4 17 Hệ thống lạnh 70 18 Hệ thống thu hồi CO2, khí nén 40
19 Bơm, gầu tải, vít tải, quạt gió các loại và hệ thống xích tải 80 20 Hệ thống xử lý nước và các thiết bị khác 70 Tổng công suất ∑Psx 340,7
Các loại bơm:
• Bơm cháo và dịch đường hóa công suất 75m3/h, Pđm = 7,5kW • Bơm dịch lọc công suất 20m3/h, Pđm = 3kW
• Bơm dịch đường houblon hóa đi lắng xoáy công suất 50m3/h, Pđm = 5,5kW • Bơm dịch đường sau lắng xoáy đi lạnh nhanh công suất 20m3/h, Pđm = 3kW • Bơm dịch đi lên men công suất 25m3/h công suất 5kW.
• Bơm nước lạnh công suất 25m3/h, Pđm = 4kW, • Bơm nước sạch công suất 30m3/h, Pđm = 5kW;
• Bơm tuần hoàn nước lạnh công suất 25m3/h, Pđm = 4kW. • Bơm đẩy CIP công suất 20m3/h, Pđm = 3kW;
• Bơm CIP hồi công suất 20m3/h, Pđm = 3kW,
• Bơm định lượng men công suất 500l/h, Pđm = 0,5kW. Hai gầu tải: công suất động cơ 0,8kW
Hệ thống xích tải các động cơ kéo công suất từ 1 – 3 KW Vít tải đẩy bã malt công suất 8m3/h, Pđm = 7,5KW
Vít tải chuyển bột gạo công suất 7,5kW
3. Xác định các thông số của hệ thống điện
Tổng phụ tải của nhà máy: ∑P = ∑Pcs + ∑Psx = 33,5 + 340,7 = 374,2(KW) Công suất tiêu thụ trung bình (phụ tải tính toán) của nhà máy: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ptt = Ksx × ∑Psx + Kcs × ∑Pcs Ksx: Hệ số sản xuất Ksx = 0,6 Kcs: Hệ số chiếu sáng Kcs = 0,9 Ptt = Ksx × ∑Psx + Kcs × ∑Pcs= 0,6 × 340,7 + 0,9 × 33,5 = 234,57(KW) Hệ số công suất: cosφ = 2 2 tt tt ph P P +Q
Qph: Công suất phản kháng của các thiết bị tiêu thụ (KW) Qph = Ptt × tgφ
Giả sử hệ số công suất ban đầu cosφ1 = 0,7 (khi đó tgφ1 = 1,020)
Để nâng cao hệ số công suất tới cosφ2 = 0,95 (khi đó tgφ2 = 0,329) là hệ số công suất thông thường của các máy phát điện thì trong mạch phải mắc thêm tụ điện có dung lượng bù bằng:
Qph = Ptt × (tgφ1 – tgφ2) = 234,57× (1,020 – 0,329) = 162,08(KW) Công suất biểu kiến của máy biến áp:
S = 2 2
tt ph
P +Q = 234,572 +162,082 = 285,12(KVA)
Chọn máy biến áp có công suất biểu kiến 400KVA, hạ điện áp của mạng lưới 15KV xuống 0,4KV. Chọn máy phát điện có công suất 400KVA, điện áp định mức 400V.
4. Tính điện năng tiêu thụ hàng năma. Điện năng thắp sáng hàng năm a. Điện năng thắp sáng hàng năm
Acs = ∑Pcs × Tcs × Kcs (KWh)
Kcs = 0,9 Hệ số thắp sáng đồng thời ∑Pcs: Tổng công suất chiếu sáng (KW) Tcs: Thời gian chiếu sáng trong năm (h)
Một năm làm việc 12 tháng, mỗi tháng làm việc 25 ngày, mỗi ngày thắp sáng 14 giờ thì:
Tcs = 12 × 25 × 14 = 4200(h) Ta có:
Acs = ∑Pcs × Tcs × Kcs = 33,5 × 4200 × 0,9 = 126630 (KWh)
b. Điện năng tiêu thụ cho sản xuất hàng năm
Asx = ∑Psx × Tsx × Ksx (KWh) Ksx = 0,6 Hệ số làm việc đồng thời
∑Psx: Tổng công suất điện tiêu thụ cho sản xuất (KW) Tsx: Thời gian sản xuất trong năm (h)
Một năm làm việc 12 tháng, mỗi tháng làm việc 25 ngày, mỗi ngày làm việc cả 3 ca là 24h thì:
Tsx = 12 × 25 × 24 = 7200(h)
Asx = ∑Psx × Tsx × Ksx = 340,7 × 7200 × 0,6 = 1471824(KWh)
c. Điện năng tiêu thụ cả năm
A = Acs Asx
η +
(KWh)
Coi tổn thất điện năng trên mạng hạ áp là 5% thì η = 0,95 A = Acs Asx
η +
=1266300+,951471824
Phần VII: Tính toán kinh tế
A. Phân tích thị trường (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đồng bằng Sông Hồng là khu vực đông dân cư nhưng phân bố không đều. Dân cư tập trung đông ở các trung tâm hành chính, kinh tế, văn hoá lớn như thành phố Hà Nội và các tỉnh xung quanh, một bộ phận lớn dân cư cũng phân bố rải rác gần các trục đường giao thông chính, còn lại một bộ phận nhỏ dân cư sống phân tán. Nhà máy bia được xây dựng nằm trong khu công nghiệp Quang Minh là vị trí giáp ranh giữa tỉnh Vĩnh Phúc và thành phố Hà Nội. Nơi đây có hệ thống giao thông đường bộ thuận lợi và cách không xa trung tâm thành phố Hà Nội, là một trung tâm thương mại lớn của miền Bắc với dân số trên 4 triệu người và có mức sống trung bình vào loại cao trong cả nước nên nhu cầu tiêu thụ bia ở khu vực này là rất lớn và còn tăng mạnh trong tương lai không xa.
Hiện tại trên thị trường Việt Nam có sản phẩm bia của rất nhiều hãng trong đó có cả các sản phẩm bia mang thương hiệu ngoại. Trước hết nói về các sản phẩm bia trong nước thì mới chỉ có Công ty rượu bia và nước giải khát Hà Nội ở miền Bắc và Công ty bia Sài Gòn ở miền Nam là có qui mô khá lớn và thương hiệu uy tín nhưng vẫn chưa đủ đáp ứng được nhu cầu và chiếm lĩnh được thị trường. Còn phần lớn các cơ sở sản xuất bia của nước ta có qui mô sản xuất nhỏ lẻ phân tán và chủ yếu phục vụ nhu cầu tại địa phương và cũng chưa tạo được chỗ đứng vững chắc với lòng tin của người tiêu dùng. Bên cạnh đó là các sản phẩm bia mang thương hiệu ngoại, tuy nhiên các sản phẩm bia ngoại do giá thành cao và hương vị chưa hẳn đã lôi cuốn hơn tất cả các sản phẩm bia mang thương hiệu Việt nên chỉ tiêu thụ được ở một bộ phận nhỏ dân cư có thu nhập cao và qui mô sản xuất chưa cao. Từ những phân tích ở trên cho thấy đồng bằng Sông Hồng là một thị trường đầy tiềm năng cho sản phẩm bia.
Nhà máy bia được thiết kế với năng suất 25 triệu lít/năm trong đó sản xuất 20 triệu lít bia chai và 5 triệu lít bia hơi. Sản phẩm bia được sản xuất ở đây là loại bia vàng chất lượng cao, đây là loại bia được rất nhiều người ưa chuộng, và với giá thành không quá cao sẽ đảm bảo đáp ứng được yêu cầu và khả năng kinh tế của người tiêu dùng. Sản phẩm bia của nhà máy sẽ đáp ứng nhu cầu tại địa phương và có thể chiếm lĩnh thị