Việc thiết kế nhà sản xuất là rất quan trọng, phải phù hợp với công nghệ, độ bền, an toàn và thẩm mỹ. Bởi tất cả những điều này đều ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp tới hiệu quả của quá trình sản xuất.
Phân xưởng sản xuất chính gồm phân xưởng lên men nước mắm ngắn ngày, phân xưởng lên men nước mắm dài ngày. Phân xưởng lên men ngắn ngày và dài ngày yêu cầu thông thoáng, tận dụng được nhiệt độ, ánh nắng vào mùa hè, che mưa, giữ nhiệt vào mùa đông.
Chọn khung nhà cho phân xưởng sản xuất chính là nhà bê tông cốt thép lắp ghép, mái lợp vật liệu nhẹ. Dựa trên đặc điểm sản xuất, vận chuyển và tính kinh tế, ta
http://www.ebook.edu.vn Nguyễn Thị Hiền - Lớp CNLM – K50 85 chọn nhà một nhịp, bước cột 6m, có hệ thống lưới cột chống gió. Các thiết bị trong phân xưởng được bố trí theo dãy, dọc theo chiều dài phân xưởng. Hệ thống giao thông có thể hoạt động theo chiều dọc.
Từ cách bố trí thiết bị, chiều cao thiết bị và khoảng không gian cho thao tác thiết bị, cũng nhưđặc điểm vận chuyển trong phân xưởng. Em chọn chiều cao nhà lên men dài ngày là 8.4m, chiều cao nhà lên men ngắn ngày là 7.2m không sử dụng cầu trục và không có kết cấu cửa mái.
Ngoài ra, thiết kế phân xưởng không thể thiếu được việc lựa chọn các kết cấu sau:
5.3.8.1. Kết cấu bao che
Bao gồm tường, cửa sổ, tấm che mưa nắng, của đi và hệ thống thoát nước mái. Dựa trên cơ sở công nghiệp sản xuất cũng nhưđặc điểm sản xuất, em lựa chọn kết cấu bao che như sau:
Tường: Dùng loại tường gạch, dày 220mm. Do chịu lực tốt, dễ thi công, đơn giản, cách âm, cách nhiệt tốt.
Cửa sổ: Chọn loại cửa sổ quay theo trục ngang ở giữa,do chúng cấu tạo đơn giản, dễđóng mở, che mưa tương đối tốt. Kích thước của cửa sổ là 4000 x 4000mm.
Tấm che mưa, nắng: Dùng tấm che ngang bêtông cột thép loại tấm che ngang đặc, loại này che nắng, che mưa tốt.
Cửa đi: Sử dụng loại cửa mở quay theo trục đứng, kích thước cửa: cao 3500mm và rộng 3000mm.
Mái: Chọn mái hai dốc, với độ dốc i = 1/12, cấu tạo của mái bao gồm:
+ Tấm lợp bằng nhựa vừa tiết kiệm chi phí kinh tế, đảm bảo che mưa nắng và tận dụng được nhiệt, ánh nắng vào mùa hè.
+ Tiếp đến là loại xà gồ C200. + Hệ thống dầm mái phía dưới cùng.
Hệ thống thoát nước mái: Dùng loại thoát nước mái bao che bằng tường gạch, dày 220mm.
5.3.8.2. Kết cấu sàn, nền, móng
Nền: Cấu tạo của nền bao gồm
http://www.ebook.edu.vn Nguyễn Thị Hiền - Lớp CNLM – K50 86 + Bê tông mác 150 - 200# dầy 100 - 200 mm + Lớp cát đệm dầm chặt hệ số K= 0,85 - 0,9. + Đất tự nhiên dầm chặt. Móng: Dùng móng có kích thước như sau: + Chiều dài: 1500mm + Chiều rộng: 1500mm + Cao: 300mm
http://www.ebook.edu.vn Nguyễn Thị Hiền - Lớp CNLM – K50 87
CHƯƠNG 6 : TÍNH HƠI - LẠNH - ĐIỆN - NƯỚC 6.1. Tính lượng hơi dùng cho toàn nhà máy
Hơi trong nhà máy dùng để nâng nhiệt độ của chượp lên 450C và giữở nhiệt độ này trong suốt quá trình thủy phân đối với các chượp lên men ngắn ngày. Hơi dùng để nấu bã tận thu đạm, để sát trùng chai trước khi đưa đi đóng chai.
6.1.1. Tính hơi cho quá trình lên men ngắn ngày:
Lượng hơi cần dùng cho thiết bị thủy phân ngắn ngày là hơi dùng để nâng nhiệt độ khối chượp từ nhiệt độ môi trường ( lấy trung bình là 300C) lên 450C, sau khi nâng nhiệt độ khối chượp lên 450C thì sau đó giữ ở nhiệt độ này trong 35 ngày để tiến hành thủy phân. Trong quá trình thủy phân xảy ra phản ứng tỏa nhiệt đủ bù phần nhiệt tổn hao ra môi trường do đó đảm bảo giữ nhiệt cho khối chượp mà không cần cấp hơi để giữ nhiệt.
Lượng nhiệt dùng để nâng nhiệt tính cho 1 thiết bị là: Q1 = Gc x Cc x ( t2 - t1 )
Theo sổ tay quá trình thiết bị công nghệ hóa chất tập 1 ta có : nhiệt dung riêng của muối khan ở 450C tính theo công thức :
Cm x 10-3 = a + bT - cT-2 Trong đó:
- a, b, c là hệ số tra theo bảng I.142 trang 153 sổ tay quá trình thiết bị công nghệ hóa chất
- T : nhiệt độ tuyệt đối của muối khan a = 2,04 ; b = 4,54 x 10-4 ; c = 0,8 x 104 T = 45 + 273 = 3180K
Cm x 10-3 = 2,04+ 4,54 x 10-4 x 318 - 0,8 x 104 x 318-2 =2,105 Cm = 2105 J/kg.độ
Nhiệt dung riêng của dung dịch muối 250Bé là: Cd= Cm x A + 4186 ( 1- A)
Trong đó Cm là nhiệt dung riêng của muối khan ở 450C, A là nồng độ chất hòa tan tính theo phần khối lượng A = 0,25
http://www.ebook.edu.vn Nguyễn Thị Hiền - Lớp CNLM – K50 88 Cd = 2105 x 0,25 + 4186 ( 1 - 0,25 ) = 3665,75J/kg.độ
Lượng hơi dùng để nâng nhiệt độ khối chượp lên 450C là : Q1 = Cc x Gc x ( t2 – t1)
Trong đó :
- Gc là khối lượng của chượp
- C là nhiệt dung riêng của chượp ( xem Cc = Cd) - t2 là nhiệt độ sau khi nâng nhiệt ( t2 = 450C) - t1 là nhiệt độ môi trường ( t1 = 300C)
Lượng nhiệt cần dùng để nâng nhiệt độ khối chượp từ 300C lên 450C là : Q1 = 3665,75 x13346 x ( 45- 30 ) = 733846493 J =175561 kcal
6.1.2. Tính nhiệt dùng để nấu phá bã :
1 chượp lên men ngắn ngày có 10668 kg nguyên liệu Lượng nước cho vào để nấu phá bã là : 8300 lít
Lượng muối dùng để nấu phá bã cho 1 chượp là : 20,7 x 10668 : 100 = 2208 kg ( cứ 100 kg nguyên liệu thì cần 20,7 kg muối để nấu phá bã)
Lượng bã còn lại trong chượp trước khi nấu là : 38,9 x 10668 : 100 = 4150 kg ( do cứ 100 kg nguyên liệu có 38,9 kg bã 2 đem đi nấu)
Tổng khối lượng của nước muối, bã là : 8300 + 2208 + 4150 = 14658 kg
Nhiệt dùng để nấu phá bã gồm nhiệt để nâng nhiệt độ của nước, bã lên 1000C và nhiệt dùng để giữở nhiệt độ này 45 phút.
Nhiệt để nâng nhiệt độ hỗn hợp lên 1000C là :
Qn = 3665,75 x 14658 x ( 100 – 30) = 3761279 x103 J = 3761279 kJ= 899828 kcal - Nhiệt dùng để giữ hỗn hợp ở nhiệt độ này trong 45 phút là :Qg= W×r
Trong đó:
r là ẩm nhiệt hóa hơi của nước ở 100 0C, áp suất 1 atm: r =540 (kcal/kg)
http://www.ebook.edu.vn Nguyễn Thị Hiền - Lớp CNLM – K50 89 Ta đã biết lượng hơi bốc lên trong quá trình đường hóa là 12% khối lượng nước
thêm vào:
Ö W = 0,12 x 8300 = 996 kg
Ö Qg =W×r = 996 x 540 = 537840 kcal. Lượng nhiệt dung cho quá trình nấu phá bã là: Q2= Qn+ Qg = 899828 + 537840 = 1437668 kcal Do đó lượng nhiệt dùng để sản xuất là:
Qt = Q1 + Q2 = 175561 + 1437668 = 1613229 kcal
6.1.3. Tính lượng hơi dùng cho quá trình lên men ngắn ngày
Lượng hơi D và nhiệt lượng Q có quan hệ theo công thức sau:
D= i i Q h t − (kg/h) Trong đó :
- ih: Hàm nhiệt của hơi nước bão hoà (kcal/kg) - i : Hàm nhiệt của hơi nước ngưng tụ (kcal/kg)
Tra theo bảng giá trịở P = 3,5 kg/cm2 , t = 137,9oC ta có : ih = 653,5 kcal/kg
i = 100 kcal/kg
Vậy lượng hơi cần dùng cho lên men ngắn ngày trong 1 ngày là:
(kg)
Thời gian cung cấp hơi để nâng nhiệt cho quá trình lên men là 1h, thời gian để nấu phá bã là 2h. Vậy lượng hơi cần cung cấp trong 1h là:
Dsx = 2915 : 3 = 972 (kg/h)
6.1.4. Lượng hơi dùng cho toàn nhà máy
Lượng hơi để vệ sinh sát trùng thiết bị, chai và cho các mục đích khác. Lượng hơi này lấy bằng 10% tổng lượng hơi cung cấp cho sản xuất:
DVS=(Dsx x 0,1) = 972 x 0,1 = 97,2 kg/h 2915 100 5 , 653 1613229 = − = − = λ i Q D t
http://www.ebook.edu.vn Nguyễn Thị Hiền - Lớp CNLM – K50 90 Lượng hơi tiêu tốn là: 972 + 97,2 = 1069,2 kg/h
6.1.5. Tính và chọn lò hơi
Lượng hơi tổn thất trong quá trình vận chuyển là 10 %. Lượng hơi lò hơi cần cung cấp là:
Dtt = 1069,2 x ( 1+ 0,1) = 1176 kg/h
Chọn 1 lò hơi ,công suất tối đa là 1500 kg hơi/h do nhà máy Nồi hơi và thiết bị áp lực Đông Anh chế tạo: Áp suất làm việc : 8 at. Diện tích bề mặt đốt nóng : 45 m2. Thể tích nước trong lò : 5 m3. Đường kính ống sinh hơi : 60 mm. Đường kính nồi : 2200 mm. Chiều cao : 4000 mm. Hệ số hữu ích : 80%. 6.1.6. Tính nhiên liệu cho lò hơi - Tính lượng than: G = μ × − Q i i D( h n) kg/h Trong đó
- Q: Nhiệt lượng của than kcal/kg Q = 6500 kcal/kg
- D: Công suất lò hơi kg/h, D = 1500 kg/h
- ih: Hàm nhiệt của hơi nước ở áp suất 8at .Tra sổ tay quá trình thiết bị ih = 662,3 kcal/kg
- in : Hàm nhiệt của nước đưa vào, cũng tra theo sổ tay ta được in = 30 kcal/kg
http://www.ebook.edu.vn Nguyễn Thị Hiền - Lớp CNLM – K50 91 → Lượng than cần dùng
- Hiệu suất quá trình đốt than là 0,9 Suy ra lượng than thực tế
Gtt= kg/h
Nồi hơi làm việc 2 ca, mỗi ca làm việc 4 tiếng, suy ra lượng than một ngày: 216,2 x 2 x 4 = 1729,6 kg/ngày
Lượng than trong một tháng:
1729,6 × 26 = 44970 kg/tháng Lượng than dùng trong một năm:
44970 × 12 = 539640 kg/năm
6.2. Tính lượng nước sử dụng cho nhà máy
6.2.1.Nước dùng để rửa ở phân xưởng xử lý nguyên liệu
Nước dùng ở phân xưởng xử lý nguyên liệu gồm nước rửa cá, nước rửa thiết bị và sàn.
- Nước dùng để rửa cá :
Cứ 1 kg cá cần 2 lít nước rửa. Vậy lượng nước rửa cần cho 1 ngày nguyên liệu lớn nhất là :
2 x 10-3 x 21337 = 42,7 m3
- Nước dùng để rửa thiết bị
Các thiết bị ở phân xưởng xử lý nguyên liệu gồm các băng tải, máy rửa cá, máy trộn cá, vít tải. Cứ mỗi ngày vệ sinh 1 lần. Lượng nước vệ sinh các thiết bị trong 1 ngày là : 3m3
- Nước dùng để rửa sàn :
Phân xưởng xử lý nguyên liệu có diện tích là : 288 m2. cứ 1 m2 sàn cần 5 lít nước rửa. Vậy lượng nước rửa sàn phân xưởng xử lý nguyên liệu mỗi ngày là :
2 , 216 9 , 0 6 , 194 = h kg G 194,6 / 75 , 0 6500 ) 30 3 , 662 ( 1500 = × − × =
http://www.ebook.edu.vn Nguyễn Thị Hiền - Lớp CNLM – K50 92 288 x 5 x 10-3 = 1,4 m3
Tổng lượng nước dùng trong phân xưởng xử lý nguyên liệu trong 1 ngày là :
V1 = 42,7 + 3 + 1,44 = 47,1 m3
6.2.2. Nước dùng cho vệ sinh phân xưởng lên men ngắn ngày
Các thiết bị trong phân xưởng lên men ngắn ngày gồm 92 thiết bị lên men ngắn ngày, 2 thùng chứa nước muối, 4 bể chứa dịch lọc, 2 bể chứa nước thuộc.
- Nước dùng để rửa thiết bị lên men ngắn ngày :
Lượng nước vệ sinh thiết bị lên men ngắn ngày lấy bằng 20% thể tích của mỗi thiết bị. Mỗi ngày vệ sinh một thiết bị, mỗi thiết bị có thể tích là 15,8 m3 nên lượng nước cần dùng để vệ sinh thiết bị trong một ngày:
15,8 × 0,2 = 3,2m3
- Nước dùng để rửa thùng chứa nước muối
Lượng nước dùng vệ sinh thùng chứa nước muối bằng 10% thể tích của thùng nên lượng nước cần dùng cho 2 thùng chứa nước muối là :
2 × 12,6 x 0,1 = 2,5 m3
- Nước dùng để rửa bể chứa dịch lọc
Nước vệ sinh các bể chứa dịch lọc trong 1 ngày chiếm 10% thể tích bể, cứ 1 ngày vệ sinh 2 bể :
2 x 15 x 0,1 = 3 m3
- Nước dùng để rửa bể chứa nước thuộc
Lượng nước dùng để vệ sinh bể chứa nước thuộc bằng 10 % thể tích bể. Cứ 1 ngày vệ sinh 1 bể. Lượng nước dùng để vệ sinh bể chứa nước thuộc là :
18 x 0,1 = 1,8 m3
- Nước dùng để rửa sản phân xưởng lên men ngắn ngày :
Diện tích phân xưởng lên men ngắn ngày là 1440 m2. Cứ 1 m2 sàn cần 3 lít nước rửa.
Nước dùng để rửa sàn phân xưởng lên men ngắn ngày là : 1440 x 3 x 10-3 = 4,3 m3
http://www.ebook.edu.vn Nguyễn Thị Hiền - Lớp CNLM – K50 93
Vậy lượng nước dùng để vệ sinh phân xưởng lên men ngắn ngày trong 1 ngày là :
V2 = 3,2 + 2,5 +3 + 1,8 + 4,3 = 14,9 m3
6.2.3. Nước dùng để vệ sinh phân xưởng lên men dài ngày
Phân xưởng lên men dài ngày gồm các thùng lên men dài ngày, 2 bể chứa nước mắm sau khi gây hương và các bể chứa nước bổi.
- Nước dùng để thùng lên men dài ngày
Có tất cả 108 thùng lên men dài ngày. Ta lấy trung bình 3 ngày rửa 1 thùng lên men dài ngày. Lượng nước rửa thùng lên men dài ngày bằng 25 % thể tích thùng nên lượng nước dùng cho 1 thùng tính trung bình trong 1 ngày là :
13,2 x 0,25 : 3 = 1,1 m3
- Nước rửa bể chứa nước bổi
Thời gian lên men dài ngày là 6 tháng, trong thời gian đó cứ 10 ngày các bể chứa nước bổi được vệ sinh 1 lần. Số lần rửa bể chứa trong 1 năm là : 6 x 30 : 10 = 18 lần. Có 54 bể chứa nước bổi.
Trung bình cứ 1 ngày rửa 3 bể chứa nước bổi. Lượng nước rửa bể bằng 20 % thể tích bể. Vậy lượng nước dùng rửa bể tính cho 1 ngày là :
3 x 12 x 0,2 = 7,2 m3
- Lượng nước dùng để rửa bể chứa nước mắm đã gây hương
Nước vệ sinh các bể chứa nước mắm đã gây hương bằng 10% thể tích bể, cứ 1 ngày vệ sinh 2 bể :
2 x 20 x 0,1 = 4m3
- Nước dùng để rửa sản phân xưởng lên men dài ngày :
Diện tích phân xưởng lên men dài ngày là 1620 m2. Cứ 1 m2 sàn cần 3 lít nước rửa.
Nước dùng để rửa sàn phân xưởng lên men dài ngày là : 1620 x 3 x 10-3 = 4,9 m3
Vậy lượng nước dùng để vệ sinh phân xưởng lên men dài ngày trong 1 ngày là :
http://www.ebook.edu.vn Nguyễn Thị Hiền - Lớp CNLM – K50 94
6.2.4. Lượng nước vệ sinh dùng trong phân xưởng hoàn thiện
Phân xưởng hoàn thiện gồm có 2 bể pha đấu nước mắm, 1 thùng pha nước muối, dây chuyền chiết chai, dập nắp, dán nhãn, 1 máy lọc khung bản .
- Lượng nước dùng để rửa bể pha đấu và thùng hòa trộn muối sắt.
Nước vệ sinh các bể pha đấu nước mắm và thùng hòa trộn muối sắt bằng 10% thể mỗi thiết bị, cứ 1 ngày vệ sinh thiết bị 1 lần :
( 24 + 16 + 0,6 ) x 0,1 = 4,1 m 3
- Lượng nước dùng để rửa thiết bị chiết chai là 2 m3
- Nước dùng để rửa máy lọc khung bản trong 1 ngày là 3 m3
- Nước dùng để rửa sàn phân xưởng hoàn thiện là :
Diện tích phân xưởng hoàn thiện: 360 (m2). Cứ 1 m2 phân xưởng cần 3 lit nước để rửa. Vậy lượng nước rửa sàn:
360 × 3 x 10-3 = 1,1 m3
- Lượng nước dùng vệ sinh phân xưởng hoàn thiện dùng trong 1 ngày là :
V4 = 4,1 + 2 + 3 + 1,1 = 10,2 m3
6.2.5. Lượng nước dùng để nấu bã trong 1 ngày
Theo bảng 3.2 lượng nước dùng để nấu bã trong 1 ngày nhiều nhất là : V5 = 16600 lít = 16,6 m 3
6.2.6. Lượng nước dùng cho nồi hơi