Nước dùng cho cứu hỏa

Nhà máy có 1 cột cứu hỏa, lượng nước cần dùng 2,5 l/s đủ dùng trong 3 giờ [5, trang 37].

Lượng nước cần dùng trong 3 giờ:

Vnch = 3600 × 3 × 2,5 = 27000 (l/ngày) = 1,13 (m3/h)

5.2.7. Tổng lượng nước cần dùng trong một giờ

Bảng 5.4. Tổng lượng nước cần dùng trong một giờ

Khu vực Lượng nước (m3/h)

Phân xưởng sản xuất chính 11,1

Nước rửa thiết bị 1,11

Phân xưởng nồi hơi 3,26

Nước dùng cho sinh hoạt 0,52

Nước dùng cho nhà ăn tập thể 0,31 Nước tưới đường, cây xanh 0,17

Nước dùng cho cứu hỏa 1,13

Chương 6: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ

6.1. Nguyên tắc chọn thiết bị

Thông thường có rất nhiều máy móc thiết bị cùng làm một nhiệm vụ như nhau nên trong quá trình chọn lựa dựa vào các nguyên tắc sau:

- Máy móc, thiết bị phải đảm bảo chất lượng sản phẩm cao. - Tiêu hao lãng phí nguyên liệu ít.

- Thiết bị làm việc liên tục. - Cấu tạo đơn giản rẻ tiền. - Dễ sử dụng và sửa chữa.

- Kích thước gọn nhẹ, năng suất cao và tiêu hao năng lượng (điện, hơi, nước) ít nhất. - Máy đó sản xuất trong nước hay ngoài nước.

- Vật liệu chế tạo máy móc thiết bị phải đảm bảo không nhiễm vào thực phẩm. - Bố trí thiết bị phải phù hợp với quy trình công nghệ, nhà xưởng, đảm bảo tính liên tục dây chuyền, tiết kiệm diện tích chiếm chỗ và phải phù hợp với yêu cầu thiết kế đề ra [6].

6.2. Cách tính số lượng máy móc thiết bị

Đối với thiết bị làm việc liên tục [6]:

n  N M

Đối với thiết bị làm việc không liên tục [6]:

Trong đó:

n  N T

60V

n: Số máy móc và thiết bị yêu cầu

N: Năng suất giờ của dây chuyền ở từng công đoạn. M: Năng suất giờ của thiết bị.

V: Thể tích làm việc của thiết bị, tính cùng đơn vị với N.

T: Thời gian tổng cộng của mỗi chu kỳ làm việc của máy tính bằng phút. Thông thường n tính ra không chẵn nên sau khi tính toán thường phải làm tròn.

6.3. Tính và chọn thiết bị

6.3.1. Dây chuyền sản xuất bột cam6.3.1.1. Băng tải chọn lựa và phân loại 6.3.1.1. Băng tải chọn lựa và phân loại a. Thiết bị

Chọn băng tải con lăn làm bằng inox không gỉ. Công nhân đứng hai bên phân loại và lựa chọn theo yêu cầu của nguyên liệu. Sử dụng 1 băng tải có chiều rộng băng tải 0,8m, chiều cao băng tải 1m, vận chuyển với vận tốc 0,15m/s [26].

Hình 6.1. Băng tải con lăn [26]

b. Số lượng

Năng suất vào công đoạn lựa chọn: 823,35 (kg/h) [Bảng 4.6] Mỗi công nhân làm được 5 (kg/phút) = 300 (kg/h)

Số công nhân cần cho công đoạn lựa chọn: N = 823,35 =2,74. Vậy chọn 3 người.

300

Chọn khoảng cách giữa mỗi công nhân đứng làm việc là 1m, chiều dài bộ phận dẫn động và tang quay là 1m. Vậy, chiều dài băng tải là:

L = n 

l1

2

+ l2 = 3×1 + 1 = 2,5 (m)

2

Trong đó: l1: chiều rộng làm việc của một công nhân (m), l1= 1m l2: chiều dài bộ phận dẫn động và tang quay (m), l2= 1m

Vậy kích thước băng tải: L  W  H = 2500  800  1000 (mm)

6.3.1.2. Máy ngâm rửa xối a. Thiết bị

Chọn máy ngâm rửa xối HT-QX500 [27].  Nguyên tắc hoạt động:

Cam được băng chuyền đưa vào bồn, tại đây cam được ngâm trong nước đồng thời được băng chuyền đưa từ từ lên khu vực rửa xối. Ngâm làm cho nước thấm ướt nguyên liệu, làm chất bẩn mềm bong ra. Sau đó dùng sự chảy xối của dòng nước để

kéo chất bẩn còn lại trên mặt nguyên liệu sau khi ngâm, nước được phun mạnh từ trên xuống

nhằm loại bỏ những tạp chất bám trên vỏ, dư lượng hóa chất thuốc trừ sâu,…nước trong quá trình rửa được lọc và bơm trở lại.

 Thông số kỹ thuật [27]: Năng suất: 3500 kg/h Công suất: 3,75 kW

Kích thước: D × R × C = 5500 x 1200 x 1700 (mm)

Hình 6.2. Máy ngâm rửa xối [27]

b. Số lượng

Năng suất công đoạn rửa: 765,72 (kg/h) [Bảng 4.6] Năng suất máy: 3500 (kg/h)

Số thiết bị: n1 = 765,72 = 0,22.

3500

Vậy chọn 1 thiết bị.

6.3.1.4. Băng tải bóc vỏ a. Thiết bị

Công đoạn bóc vỏ, làm sạch nguyên liệu do công nhân tiến hành bằng cách đứng hai bên băng chuyền thực hiện bóc vỏ và làm sạch những phần không cần thiết. Sử dụng 1 băng tải có chiều rộng băng tải 0,8m, chiều cao băng tải 1m, vận tốc băng tải 0,05m/s.

b. Số lượng

Năng suất vào công đoạn bóc vỏ: 742,90 (kg/h) [Bảng 4.6] Mỗi công nhân làm được 1,5 (kg/phút) = 90 (kg/h).

Số công nhân cần cho công đoạn lựa chọn:

N1 = 742,90 =8,25. Vậy chọn N1= 9 (người).

Chọn khoảng cách giữa mỗi công nhân đứng làm việc là 1m, chiều dài bộ phận dẫn động và tang quay là 1m. Vậy, chiều dài băng tải là:

L1 = 𝑁1×�1 + l2 = 9×1 + 1 = 5,5 (m)

2 2

Trong đó: l1: chiều rộng làm việc của một công nhân (m), l1= 1m l2: chiều dài bộ phận dẫn động và tang quay (m), l2= 1m

Vậy kích thước băng tải: L  W  H = 5500  800  1000 (mm)

6.3.1.3. Thiết bị chần a. Thiết bị

 Nguyên tắc hoạt động của thiết bị chần:

Hình 6.3. Cấu tạo và nguyên tắc làm việc của thiết bị chần kiểu xoắn ốc [28] Nguyên liệu cần chần vào phễu nhập liệu (1) nhờ trục xoắn chuyển dần đến cửa tháo (2). Trục xoắn (3) rỗng và có đục lỗ, chuyển động nhờ hệ truyền động (6). Nước hoặc dung dịch chần được cấp vào theo đường ống (5). Hơi cấp vào theo đường ống (4) vào trục xoắn (3) thoát qua các lỗ trên trục và đun nóng trực tiếp dung dịch chần [28].

Thiết bị làm việc liên tục, ở áp suất thường.

 Chọn thiết bị chần kiểu xoắn ốc SPT-S [29] có các thông số kỹ thuật sau: Năng suất chần: 500 - 1000 kg/h

Công suất: 2,6 kW

Lượng hơi tiêu thụ: 500 kg/h Lượng nước tiêu thụ: 200 kg/h

Kích thước (mm): 4380 × 1480 × 2180.

b. Số lượng

Năng suất công đoạn chần: 758,06 (kg/h) [Bảng 4.6]. Năng suất máy: 500 - 1500 kg/h

Số thiết bị cần sử dụng: n2 = 758,06 = 0,51.

1500

Hình 6.4. Thiết bị chần, hấp SPT- S [29]

6.3.1.5. Thiết bị ép a. Thiết bị

Sử dụng thiết bị ép trục vít.  Cấu tạo:

Hình 6.5. Cấu tạo thiết bị ép trục vít

1.Trục ép 2. Xi lanh 3. Phễu nạp liệu

4.Thùng chứa nước ép 5. Khe hở chứa bã 6. Máng tháo bã

Một trục vít có đường kính tăng dần và có thể quay nhờ một động cơ. Bên trong trục có cấu tạo rỗng để nước vào làm nguội. Một đầu nguyên liệu vào và một đầu bã đi ra. Bao quanh trục vít là một tấm thép có đục lỗ để dịch bào thoát ra. Bên dưới trục vít có máng hứng dịch bào. Ngoài ra trước khi ép thì ngay phía trên có một động cơ để nghiền sơ bộ nhằm thu được tối đa lượng dịch.

 Nguyên tắc làm việc của máy ép trục vít:

Nguyên liệu theo máng hứng được đưa vào trong lòng ép, tại đây trục vít vừa đẩy nguyên liệu đi tới đồng thời cũng tạo ra một lực ép làm dịch bào thoát ra. Nhờ tấm thép đục lỗ mà bã được giữ lại, dịch bào thoát ra có kèm theo thịt quả. Đến cuối trục vít thì bã được đẩy ra ngoài.

mm.

 Chọn máy ép củ quả công nghiệp trục vít của công ty TNHH Sao Bắc Á [30] với các thông số kỹ thuật:

Năng suất: 1000 kg/h

Tốc độ chuyển động trục: 400 vòng/phút. Tỷ lệ nước còn lại trong bã: ≤ 10% Công suất: 5,5 Kw

Điện áp: 380 V/220 V Trọng lượng máy: 220 kg

Kích thước ngoài: D × R × C = 1800 × 800 × 2000

b. Số lượng

Năng suất công đoạn ép: 482,88 (kg/h) [Bảng 4.6].

Năng suất máy: 1000 (kg/h) Số thiết bị: n3 = 482,88 = 0,48

1000

Vậy chọn 1 thiết bị.

6.3.1.6. Thiết bị lọc a. Thiết bị

Sử dụng thiết bị lọc khung bản.

Hình 6.6. Máy ép trục vít [30]

Hình 6.7. Cấu tạo và nguyên tắc làm việc của thiết bị lọc khung bản

 Cấu tạo:

Gồm khung và bản có cùng kích thước xếp liền nhau, giữa các khung có rãnh thông nhau để phân phối dịch cần lọc và giữa các bản cũng có rãnh thông nhau để xả dịch đã lọc ra. Giữa khung và bản là vải lọc, bên dưới thiết bị có máng hứng dịch lọc. Tùy theo kích thước lỗ lọc trên vải mà kích thước hạt đi qua vải lọc sẽ khác nhau.

trống. Dưới áp suất, nước lọc đi qua vải lọc theo các rãnh trên bản lọc chảy xuống và nhờ van lấy ra ngoài. Pha rắn được giữ lại trên bề mặt và được chứa trong khung. Sản phẩm được thu liên tục, bã tháo gián đoạn.

Các bản mỏng chứa nước quả chưa lọc được đặt xen kẻ với các bản mỏng thu nước quả đã lọc, giữa các bản mỏng là các bản lọc. Tại đây cam sau khi ép được lọc sạch.

 Chọn thiết bị lọc khung bản của công ty TNHH máy móc thiết bị Tân Sao Bắc Á [31] với các thông số kỹ thuật sau:

Áp suất: 0,25 Mpa Công suất: 0,75 kW Năng suất: 1 m3/h Kích thước: D × R × C = 650 × 380 × 650 (mm). Hình 6.8. Thiết bị lọc khung bản [31] b. Số lượng

Năng suất công đoạn là: 463,57 (kg/h) [Bảng 4.6]. Lưu lượng của nước cam qua công đoạn:

� = 1,05×10463,573= 0,44 (m3/h ) 58]).

(Với khối lượng riêng của nước cam sau lọc nồng độ 12,5% là: 1,05 (kg/l) [8, tr Số thiết bị cần chọn là: n4 = 0,44 = 0,44.

1

Vậy chọn 1 thiết bị.

6.3.1.7. Thiết bị cô đặc a. Thiết bị

 Nguyên tắc hoạt động của thiết bị cô đặc:

Ở mỗi nồi, dung dịch đi vào phòng đốt ngoài kiểu đứng, tại đây dung dịch được đun sôi tạo thành hỗn hợp lỏng hơi đi qua ống dẫn vào phòng bốc hơi. Tại phòng bốc

hơi, hơi thứ được tách ra đi lên phía trên, dung dịch còn lại đi về phòng đốt theo ống tuần hoàn.

Hệ thống cô đặc 3 nồi song song, dung dịch đi vào đồng thời 3 nồi, sản phẩm cũng đồng thời lấy ra ở các nồi.

Ưu điểm: thiết bị cô đặc phòng đốt ngoài vận tốc tuần hoàn tốt hơn nên làm giảm thời gian cô đặc. Hệ 3 nồi song song sẽ tránh được tắc đường ống khi dung dịch di chuyển từ nồi này sang nồi kia.

 Chọn thiết bị:

Chọn thiết bị cô đặc SJN-500 [32] có các thông số kỹ thuật sau: - Năng suất bay hơi: 600 (kg/h).

- Nhiệt độ bay hơi: 650C.

- Áp lực hơi nước: 0,05 ÷0,09 Mpa. - Lượng hơi tiêu thụ: 440 kg/h.

- Kích thước: 5000 × 1300 × 3000 mm.

Hình 6.9. Thiết bị cô đặc [32]

b. Số lượng

Năng suất công đoạn: 440,39 (kg/h) [Bảng 4.6]. Năng suất bay hơi của công đoạn cô đặc:

440,39 – 122,05 = 318,34( kg/h) [Mục 4.2.1.6] Số thiết bị cần chọn là: n5 = 318,34 = 0,53 600 Vậy chọn 1 thiết bị. 6.3.1.8. Thiết bị phối trộn a. Thiết bị

 Chọn thùng phối trộn SSG-600 của công ty Ifood [33].  Thông số kĩ thuật [33]:

- Dung tích: 600 lít - Đường kính: 900 mm

- Cao: 2140 mm

b. Số lượng

Năng suất của công đoạn phối trộn: 366,14 (kg/h) [Bảng 4.6].

Thể tích nguyên liệu đem phối trộn:

� = 366,14 = 358,96 (l/h)

1,02

với khối lượng riêng của dịch hỗn hợp là 1,02 kg/l. Số thiết bị cần chọn là: n6 = 358,96 = 0,60

600 Hình 6.10. Thiết bị phối trộn SSG-600 [33]

Vậy chọn 1 thiết bị.

6.3.1.9. Thiết bị gia nhiệt a. Thiết bị

Chọn thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm.

Sau khi phối trộn, hỗn hợp được bơm đi gia nhiệt đến nhiệt độ 750C.

Hình 6.11. Cấu tạo của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm [34]  Nguyên tắc hoạt động của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm:

Lưu chất 1 sẽ đi trong các ống truyền nhiệt và được chứa ở khoang đầu còn lưu chất 2 được chứa ở vỏ trụ, đi trong không gian giữa các ống và chuyển động dọc theo các ống truyền nhiệt. Hai lưu chất sẽ trao đổi nhiệt với nhau thông qua các vách ống [34].

 Chọn thiết bị gia nhiệt dạng ống chùm của Công ty TNHH Công nghệ ABM Việt Nam [34] có các thông số kỹ thuật sau:

- Năng suất thiết bị: 2000 kg/h - Công suất: 1,5 kw

- Nhiệt độ gia nhiệt sản phẩm: 20 - 800C - Hơi nước tiêu thụ: 300 kg/h

- Kích thước: 6000 × 800 × 1200 mm.

b. Số lượng

Năng suất công đoạn gia nhiệt: 362,48 (kg/h) [Bảng 4.6].

Năng suất máy: 2000 (kg/h) Số thiết bị: n7 = 362,48 = 0,18

2000

Vậy chọn 1 thiết bị.

6.3.1.10. Thiết bị sấy phun a. Thiết bị

 Cấu tạo của hệ thống sấy phun:

Hình 6.12. Thiết bị gia nhiệt [34]

Hình 6.13. Hệ thống sấy phun

Hệ thống sấy phun bao gồm cơ cấu phun sương, hệ thống quạt hút, caloriphe cấp nhiệt cho tác nhân sấy, buồng sấy, bộ phận thu hồi sản phẩm (cyclon, lọc túi...).

 Nguyên tắc hoạt động:

Dòng nguyên liệu được phân tán thành những hạt nhỏ li ti nhờ cơ cấu phun sương. Những hạt lỏng phun ra ngay lập tức tiếp xúc với dòng khí nóng, kết quả là hơi nước được bốc đi nhanh chóng nhưng nhiệt độ của vật liệu vẫn được duy trì ở mức thấp. Nhờ vậy mà vật liệu được sấy khô mà không làm thay đổi đáng kể tính chất của sản phẩm. Sản phẩm dạng bột được thu hồi ở cyclon.

 Chọn thiết bị sấy phun sương LPG-500 [35] có các thông số kỹ thuật sau:

- Năng suất bay hơi hàm ẩm: 500 kg/h.

- Kiểu phun: phun ly tâm cao tốc.

- Vận tốc đĩa phun: 25000 vòng/phút.

- Đường kính đĩa phun: 150mm. Đường kính tháp sấy: 3200mm.

- Nguồn gia nhiệt: hơi nước bão hòa + gia nhiệt điện.

- Nhiệt độ khí vào: 150 - 2000C.

Hình 6.15. Máy sàng rung tròn [36]

- Kích thước ngoài máy: 7500 × 6000 × 8000 mm.

b. Số lượng

Năng suất công đoạn: 358,86 (kg/h) [Bảng 4.6]. Năng suất bay hơi của công đoạn sấy phun:

358,86 – 256,38 = 102,48 (kg/h) [Bảng 4.2.1.3] Số thiết bị cần chọn là: n8 = 102,48 = 0,20 500 Vậy chọn 1 thiết bị. 6.3.1.11. Thiết bị rây bột a. Thiết bị  Chọn máy sàng rung tròn ST 600 [36]. Thông số kĩ thuật: - Số lớp sàng: 2 lớp. - Kích thước thiết bị: 900×1450 mm. - Năng suất: 850 kg/h. - Công suất: 0,55 kW - Tốc độ định mức (vòng/ phút): 1460 rpm. - Đường kính sàn: 800mm.

Hình 6.14. Thiết bị sấy phun [35]

- Vật liệu: tất cả thép không gỉ 304 hoặc 316, đế thép carbon.

b. Số lượng

Năng suất công đoạn: 256,38 (kg/h) [Bảng 4.6]. Số lượng thiết bị: n9 = 256,38 = 0,30

850

Vậy chọn 1 máy sàng rung tròn ST 600.

6.3.1.12. Thiết bị bao gói a. Thiết bị

Bột từ máy rây bột được chuyển qua máy đóng gói để định lượng và đóng vào bao. Mỗi gói sản phẩm có khối lượng 200g.

 Chọn thiết bị: chọn máy đóng gói trạm xoay RDS-420PB [37] với các thông số kỹ thuật sau:

- Năng suất bao gói: 30 gói/phút. - Khối lượng gói: 100÷300 g/gói. - Điện áp: 380V.

- Kích thước: 1640 × 1130 × 1710 mm. - Kích thước bộ phận chứa bột của thiết bị bao gói: 1080 × 877 × 956 mm.

- Chọn khối lượng tịnh gói: 200g/gói. - Kích thước gói: 100 × 70mm.

b. Số lượng

Ở mục 4.2.1.14 với gói sản phẩm có khối lượng 200g, ta tính được trong một giờ

cần sử dụng 1282 cái bao bì. Hình 6.16. Thiết bị bao gói [37] Số thiết bị cần chọn là: n10 = 1282

30×60= 0,71 Vậy chọn 1 thiết bị.

6.3.1.13. Thùng chứa nước cam sau ép

Lượng nước cam sau ép là: 463,57 (kg/h) [Bảng 4.6]. Khối lượng riêng của nước cam sau ép là: 1,05(kg/l).

Vậy lượng thể tích cam sau ép: V= 463,57

1,05×1000= 0,44 (m3/h) Chọn hệ số chứa đầy của thùng là 0,85. Chọn 1 thùng chứa. Chọn thời gian lưu của thùng là 8h.

Thể tích thùng cần chứa: Vt= 0,44×8 = 4,14 (m3)

0,85

Gọi D là đường kính đáy thùng chứa, H là chiều cao thùng chứa.

Thể tích thùng chứa là V = 𝜋�2� = 4,14 (m3). Chọn D = 1,2m, suy ra H = 3,66m.