_ Chúng ta cĩ 2 chế độ chạy CIP cho các thiết bị. _ Chế độ CIP 1:
+ Tráng rửa thiết bị với nước ấm ở 500C + Thanh trùng thiết bị với nước nĩng ở 950C + Làm nguội thiết bị với nước ở 300C _ Chế độ CIP 2:
+ Tráng rửa thiết bị với nước ấm ở 500C + Bơm tuần hồn dung dịch NaOH 1% ở 750C + Tráng rửa thiết bị với nước ấm ở 500C + Thanh trùng thiết bị với nước nĩng ở 950C + Làm nguội thiết bị với nước ở 300C
CHƯƠNG 6. ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG, NƯỚC, ĐIỆN
6.1.2.3. Tính tốn quá trình chạy CIP:
Bảng 6.2: Ước lượng lượng nước cho mỗi lần tráng rửa các thiết bị STT Quá trình CIP Số lần chạy CIP Lượng nước (kg) 1 Nghiền 1 4 60 2 Rang 1 4 15
3 Phối trộn nguyên liệu 1 4 90
4 Hấp 1 4 80 5 Cấy giống 2 4 80 6 Nuơi mốc 2 4 60 7 Thủy phân 2 4 210 8 Lọc lần 1 2 4 180 9 Trích ly bã lọc 2 4 80 10 Lọc lần 2 2 4 80 11 Phối trộn, thanh trùng 2 4 300 12 Điều hương – vị 2 4 300 13 Lắng 2 4 300 14 Rĩt chai 2 1 200 6.1.2.3.1. Tính cho chế độ CIP 1: _ Chế độ CIP 1:
+ Tráng rửa thiết bị với nước ấm ở 500C + Thanh trùng thiết bị với nước nĩng ở 950C + Làm nguội thiết bị với nước ở 300C
_ Tráng rửa thiết bị với nước ấm ở 500C: Lượng nước:
N11 = (60 + 15 + 90 + 80) . 4 = 980 kg
Nhiệt lượng cần cung cấp:
CHƯƠNG 6. ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG, NƯỚC, ĐIỆN
Q11 = N11 . c . (t2 – t1) + c = 4,18 kJ/kg.độ
+ t1 = 300C : nhiệt độ nước lạnh
+ t1 = 500C : nhiệt độ nước sau khi gia nhiệt Q11 = N11 . c . (t2 – t1)
= 980 . 4,18 . (50 – 30) = 81928 kJ
_ Thanh trùng thiết bị với nước nĩng ở 950C: Lượng nước:
N12 = (60 + 15 + 90 + 80) . 4 = 980 kg
Nhiệt lượng cần cung cấp: Q12 = N12 . c . (t2 – t1)
= 980 . 4,18 . ( 95 – 30) = 266266 kJ
_ Làm nguội thiết bị với nước ở 300C: Lượng nước:
N13 = (60 + 15 + 90 + 80) . 4 = 980 kg
Lượng nước cần để chạy CIP 1 cho các thiết bị trong 1 ngày: N1 = N11 + N12 + N13
= 980 + 980 + 980 = 2940 kg
Nhiệt lượng cần cung cấp cho quá trình chạy CIP 1 cho các thiết bị trong 1 ngày: Q1 = Q11 + Q12
= 81928 + 266266 = 348194 kJ
CHƯƠNG 6. ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG, NƯỚC, ĐIỆN
_ Chế độ CIP 2:
+ Tráng rửa thiết bị với nước ấm ở 500C + Bơm tuần hồn dung dịch NaOH 1% ở 750C + Tráng rửa thiết bị với nước ấm ở 500C + Thanh trùng thiết bị với nước nĩng ở 950C + Làm nguội thiết bị với nước ở 300C _ Tráng rửa thiết bị với nước ấm ở 500C: Lượng nước:
N21 = (80 + 60 + 210 + 180 + 80 + 80 + 300 + 300 +300) . 4 + 200 = 6560 kg
Nhiệt lượng cần cung cấp: Q21 = N21 . c . (t2 – t1)
= 6560 . 4,18 . (50 – 30) = 548416 kJ
_ Bơm tuần hồn dung dịch NaOH 1% ở 750C: Lượng nước:
N22 = (80 + 60 + 210 + 180 + 80 + 80 + 300 + 300 +300) . 4 + 200 = 6560 kg
Nhiệt lượng cần cung cấp: Q22 = N22 . c . (t2 – t1) = 6560 . 4,18 . (75 – 30) = 1233936 kJ Lượng NaOH: MNaOH2 = N22 . 1% = 6560 . 1% = 65,6 kg
_ Tráng rửa thiết bị với nước ấm ở 500C:
CHƯƠNG 6. ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG, NƯỚC, ĐIỆN
Lượng nước:
N23 = (80 + 60 + 210 + 180 + 80 + 80 + 300 + 300 +300) . 4 + 200 = 6560 kg
Nhiệt lượng cần cung cấp: Q23 = N23 . c . (t2 – t1)
= 6560 . 4,18 . (50 – 30) = 548416 kJ
_ Thanh trùng thiết bị với nước nĩng ở 950C: Lượng nước:
N24 = (80 + 60 + 210 + 180 + 80 + 80 + 300 + 300 +300) . 4 + 200 = 6560 kg
Nhiệt lượng cần cung cấp: Q24 = N24 . c . (t2 – t1)
= 6560 . 4,18 . ( 95 – 30) = 1782352 kJ
_ Làm nguội thiết bị với nước ở 300C: Lượng nước:
N25 = (80 + 60 + 210 + 180 + 80 + 80 + 300 + 300 +300) . 4 + 200 = 6560 kg
Lượng nước cần để chạy CIP 2 cho các thiết bị trong 1 ngày: N2 = N21 + N22 + N23 + N24 + N25
= 6560 + 6560 + 6560 + 6560 + 6560 = 32800 kg
CHƯƠNG 6. ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG, NƯỚC, ĐIỆN
Q2 = Q21 + Q22 + Q23 + Q24
= 548416 + 1233936 + 548416 + 1782352 = 4113120 kJ
Lượng NaOH cần để chạy CIP 2 cho các thiết bị trong 1 ngày: MNaOH2 = 65,6 kg
Bảng 6.3:Tiêu hao cho quá trình chạy CIP trong 1 ngày Chế độ Lượng NaOH (kg) Lượng nước (kg) Nhiệt lượng (kJ) CIP 1 0 2940 348194 CIP 2 65,6 32800 4113120 Tổng cộng 65,6 35740 4461314
Tổng lượng nhiệt cần cung cấp trong 1 ngày: Q = QQT + QCIP
= 1166352,16 + 4461314 = 5627666,16 kJ
_ Với tổn thất nhiệt 5%, ta cĩ:
Lượng nhiệt thực tế cần cung cấp trong 1 ngày: Q tt = QCIP / (100% – 5%)
= 5627666,16 / (100% – 5%) = 5923859,12 kJ
6.1.3. Tính hơi và chọn nồi hơi:
Lượng hơi 3 bar cần cung cấp trong 1 ngày: H = Qtt / r
+ r = 2141 kJ/kg: ẩn nhiệt hĩa hơi của nước ở áp suất 3 bar H = Qtt / r
= 5923859,12 / 2141
CHƯƠNG 6. ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG, NƯỚC, ĐIỆN
= 2766,87 kg
_ Mỗi ngày phân xưởng làm việc 16 giờ. Năng suất bốc hơi tính tốn:
Hbh = H / 16 = 2766,87 / 16 = 172,93 kg/h
_ Thời điểm 12h30 – 13h lượng hơi cần lớn nhất là 195 kg/h.
_ Chọn nồi hơi SB-200 của hãng SAZ Boiler với các thơng số kỹ thuật sau: + Năng suất bốc hơi: 200 kg/h
+ Aùp suất hơi tối đa: 15 at + Cơng suất: 15 kW
+ Tiêu hao nhiên liệu diesel: 21,21 l/h
+ Kích thước: dài x rộng x cao = 1900 x 1200 x 1600 (mm) + Khối lượng: 1000 kg
6.2. Tính nước:
_ Nước sử dụng trong nhà máy bao gồm: + Nước cơng nghệ
+ Nước cho quá trình chạy CIP + Nước sinh hoạt
CHƯƠNG 6. ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG, NƯỚC, ĐIỆN
6.2.1.1. Phối trộn nguyên liệu:
_ Ở quá trình phối trộn nguyên liệu, để phối trộn được 178,54 kg nguyên liệu thì cần bổ sung thêm 79,94 kg nước.
_ Trong mỗi ngày sản xuất chúng ta cần phối trộn 548,32 kg nguyên liệu. Lượng nước cần bổ sung cho quá trình phối trộn nguyên liệu trong 1 ngày:
N1 = 79,94 . (548,32 / 178,54) = 245,51 kg
6.2.1.2. Thủy phân:
_ Ở quá trình thủy phân, để thủy phân 711,31 L nguyên liệu thì trong đĩ cần bổ sung 570,24 kg dd NaCl 10%.
_ Trong mỗi ngày sản xuất chúng ta cần thủy phân 2184,52 L nguyên liệu. Lượng dd NaCl 10% cần bổ sung cho quá trình thủy phân trong 1 ngày:
Mdd NaOH 10% = 570,24 . (2184,52 / 711,31) = 1751,28 kg
Lượng nước cần dùng trong 1 ngày để pha dung dịch NaCl 10%: N2 = Mdd NaOH 10% . (100% – 10%)
= 1751,28 . (100% – 10%) = 1576,15 kg
6.2.1.3. Trích ly bã lọc:
_ Ở quá trình trích ly bã lọc, để trích ly 259,02 L nguyên liệu thì trong đĩ cần bổ sung 184,58 kg NaCl 20%.
_ Trong mỗi ngày sản xuất chúng ta cần trích ly 795,48 L nguyên liệu. Lượng dd NaCl 20% cần bổ sung cho quá trình trích ly bã lọc trong 1 ngày:
Mdd NaOH 20% = 184,58 . (795,48 / 259,02)
CHƯƠNG 6. ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG, NƯỚC, ĐIỆN
= 566,87 kg
Lượng nước cần dùng trong 1 ngày để pha dung dịch NaCl 20%: N3 = Mdd NaOH 20% . (100% – 20%)
= 566,87 . (100% – 20%) = 453,5 kg
6.2.1.4. Phối trộn nước tương:
_ Ở quá trình phối trộn nước tương, để phối trộn 986,67 L nước tương thì cần bổ sung thêm 168 L nước.
_ Trong mỗi ngày sản xuất chúng ta cần phối trộn 3030,19 L nước tương. Lượng nước cần bổ sung cho quá trình phối trộn nước tương trong 1 ngày:
N4 = 168 . (3030,19 / 986,67) = 502,29 L = 502,29 kg
Lượng nước cơng nghệ cần sử dụng trong 1 ngày là: NCN = N1 + N2 + N3 + N4
= 245,51 + 1576,15 + 453,5 + 502,29 = 2777,45 kg
6.2.2. Tính nước cho chạy CIP:
_ Như đã tính tốn ở phần 6.1.2, từ bảng 6.3 ta cĩ:
Lượng nước sử dụng cho quá trình chạy CIP trong 1 ngày: NCIP = 35740 kg
6.2.3. Tính nước sinh hoạt:
_ Số người làm việc trong phân xưởng là 78 người, trung bình mỗi người sẽ sử dụng 75 L nước / ngày.
Lượng nước sinh hoạt cho cơng nhân trong 1 ngày: Ncn = 75 . 80
CHƯƠNG 6. ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG, NƯỚC, ĐIỆN
Lượng nước vệ sinh phân xưởng trong 1 ngày: Npx = 3000 L
Lượng nước dùng để tước cây trong 1 ngày: Ntc = 3000 L
Tổng lượng nước sinh hoạt trong 1 ngày: NSH = Ncn + Npx + Ntc
= 6000 + 3000 + 3000 = 12000 L = 12000 kg
Tổng lượng nước cần dùng trong 1 ngày: N = NCN + NCIP + NSH
= 2777,45 + 35740 + 12000 = 50517,45 kg = 50517,45 L
6.2.4. Tính bể chứa nước:
_ Bể chứa nước lấy từ nguồn nước cấp của khu cơng nghiệp và cĩ dung tích dùng đủ trong 1 ngày.
Thể tích nước cần dùng trong 1 ngày: Vnước = 50517,45 L = 50,52 m3
_ Chọn bể chứa nước hình khối chữ nhật xây bằng xi măng cốt thép. Bể chứa nước cĩ kích thước: dài x rộng x cao = 6 x 3 x 3 m.
Thể tích thực của bể chứa: Vbể = 6 . 3 . 3 = 54 m3
6.2.5. Chọn đài nước:
_ Nhiệm vụ chính của đài nước là điều hịa lưu lượng nước sử dụng trong nhà máy một cách liên tục, lợi dụng thế năng để duy trì áp lực ổn định cho dịng nước qua đĩ giảm được chi phí và tiêu hao thiết bị bơm.
_ Chọn bồn chứa nước cĩ kích thước: + Đường kính: D = 1 m
CHƯƠNG 6. ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG, NƯỚC, ĐIỆN + Chiều dài: L = 3 m Sức chứa của bồn: V = π . (D/2)2 . L = π . (1/2)2 . 3 = 2,36 m3
_ Chiều cao của đài nước phải tạo được áp lực và áp lực đĩ phải thắng được áp lực tồn bộ trong đường ống.
Chiều cao của đài nước: Hđ = H1 + H2 + Z1 – Zđ + H1 = 10 m: Chiều cao phân xưởng + H2 = 2 m: Trở lực đường ống
+ Z1 – Zđ = 4 m : Chênh lệch độ cao của phân xưởng và đài nước Hđ = H1 + H2 + Z1 – Zđ [6]
= 10 + 2 + 4 = 16 m
_ Chọn chiều cao đài nước là 16 m.
6.3. Tính điện:
_ Điện dùng trong nhà máy cĩ 2 loại:
+ Điện động lực: điện vận hành thiết bị + Điện dân dụng: điện chiếu sáng
6.3.1. Tính điện động lực:
CHƯƠNG 6. ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG, NƯỚC, ĐIỆN
STT Thiết bị Số lượng Cơng suất (kW)
Tổng (kW)
1 Nghiền 1 10 10
2 Rang 1 10 10
3 Phối trộn nguyên liệu 1 4 4
4 Hấp 1 5 5 5 Cấy giống 1 4 4 6 Nuơi mốc 1 4 4 7 Thủy phân 12 2,2 26,4 8 Lọc lần 1 1 6 6 9 Trích ly bã lọc 1 2,2 2,2 10 Lọc lần 2 1 4 4 11 Phối trộn, thanh trùng 1 2,2 2,2 12 Điều hương – vị 1 2,2 2,2 13 Rĩt chai 1 10 10
Tổng cơng suất thiết bị 90
Tổng cơng suất thiết bị: PTB = 90 kW Tổng cơng suất khác:
Pk = 20% . PTB
= 20% . 90 = 18 kW Cơng suất điện động lực:
Pđl = PTB + Pk
= 90 + 18 = 108 kW Cơng suất điện động lực tính tốn:
Pđltt = k . Pđl
+ k = 0,8 là hệ số sử dụng khơng đồng thời Pđltt = 0,8 . 108
CHƯƠNG 6. ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG, NƯỚC, ĐIỆN
= 86,4 kW
6.3.2. Tính điện dân dụng:
_ Điện dân dụng lấy khoảng 25% điện động lực. Cơng suất điện dân dụng:
Pdd = 25% . Pđl = 25% . 108 = 27 kW
Cơng suất điện dân dụng tính tốn: Pddtt = k . Pdd
+ k = 0,8 là hệ số sử dụng khơng đồng thời Pddtt = 0,8 . 27
= 21,6 kW Tổng cơng suất tiêu thụ:
Ptt = Pđltt + Pddltt
= 86,4 + 21,6 = 108 kW
6.3.3. Xác định hệ số cơng suất và dung lượng bù:6.3.3.1. Hệ số cơng suất và tổng cơng suất phản kháng: 6.3.3.1. Hệ số cơng suất và tổng cơng suất phản kháng:
_ Đối với các thiết bị, cosϕ thường nằm trong khoảng 0,55 – 0,65. Ta chọn cosϕ = 0,6. _ cosϕtb = 0,6 tgϕtb = 4/3.
Cơng suất phản kháng động lực: Qđltt = Pđltt . tgϕtb
= 86,4 . (4/3) = 115,2 kW
_ Đối với điện dân dụng, cosϕdd cĩ giá trị khoảng 0,8. _ cosϕdd = 0,8 tgϕdd = 0,75.
Cơng suất phản kháng dân dụng: Qddtt = Pddtt . tgϕdd
CHƯƠNG 6. ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG, NƯỚC, ĐIỆN = 21,6 . 0,75 = 16,2 kW Tổng cơng suất phản kháng: Qtt = Qđltt + Qddtt = 115,2 + 16,2 = 131,4 kW 6.3.3.2. Dung lượng bù: _ cosϕ = 0,95 tgϕ = 0,33.
Dung lượng cầ n bù để cosϕ = 0,95:
Qbù = Pđltt . (tgϕtb – tgϕ) + Pddtt . (tgϕdd – tgϕ) = 86,4 . (4/3 - 0,33) + 21,6 . (0,75 - 0,33) = 95,76 kW
_ Tính lại hệ số cơng suất cosϕ’ và cơng suất biểu kiến Stt. Hệ số cơng suất:
cosϕ’ = Ptt / [Ptt2 + (Qtt - Qbù )2]1/2
= 108 / [1082 + (131,4 – 95,76)2]1/2 = 0,9496
Cơng suất biểu kiến: Stt = Ptt / cosϕ’ = 108 / 0,9496 = 113,73 kW
6.3.4. Chọn máy biến áp:
_ Chọn máy biến áp mã hiệu TM – 160/6 của cơng ty thiết bị điện Thibidi với các thơng số kỹ thuật:
CHƯƠNG 6. ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG, NƯỚC, ĐIỆN + Điện áp: 6kV + Cơng suất định mức: 160 kW + Tổn thất khơng tải: 1,9 kW + Tổn thất ngắn mạch: 6,2 kW + Điện áp ngắn mạch: 5,5% + Dịng điện khơng tải: 7%
+ Kích thước: 1830 x 1170 x 1670 mm
6.3.5. Tính lượng điện tiêu thụ hàng năm:
Lượng điện tiêu thụ: A = Ptt . T1 . T2 . T3
+ Ptt : cơng suất tiêu thụ điện năng + T1 = 16 : thời gian làm việc trong ngày + T2 = 26 : số ngày làm việc trong tháng + T3 = 12: số tháng làm việc trong năm Điện động lực:
Ađl = Pđltt . T1 . T2 . T3 = 86,4 . 16 . 26 . 12 = 431308,8 kWh Điện dân dụng:
CHƯƠNG 6. ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG, NƯỚC, ĐIỆN
Add = Pddtt . T1 . T2 . T3 = 21,6 . 16 . 26 . 12 = 107827,2 kWh Tổng lượng điện tiêu thụ 1 năm:
A = 1,05 . (Ađl + Add)
+ 1,05: hệ số tổn thất điện trên mạng hạ áp A = 1,05 . (431308,8 + 107827,2) = 539136 kWh
CHƯƠNG 7. KIẾN TRÚC – XÂY DỰNG
CHƯƠNG 7. KIẾN TRÚC – XÂY DỰNG
7.1. Phân xưởng chính:
Bảng 7.1: Kích thước tương đối của các cơng trình chính
STT Tên cơng trình Dài x rộng (m) Diện tích (m2)
1 Kho chứa nguyên liệu 12 x 6 72
2 Khu sản xuất nước tương 15 x12 180
3 Kho chứa sản phẩm 12 x 9 108
Tổng diện tích 360
7.2. Cơng trình phụ:
Bảng 7.2: Kích thước tương đối của các cơng trình phụ
STT Tên cơng trình Dài x rộng (m) Diện tích (m2)
1 Khu nhà hành chánh 18 x 9 162
2 Khu cơ điện lạnh 6 x 6 36
3 Khu nồi hơi 6 x 6 36
4 Khu CIP 6 x 6 36
5 Phịng điều khiển 6 x 6 36
6 Phịng thay đồ 9 x 3 27
7 Phịng để quần áo lao động 3 x 3 9
8 Phịng y tế 6 x 3 18
9 Phịng bảo vệ (x2) 3 x 3 (x2) 18
10 Nhà vệ sinh 9 x 3 27
11 Khu chứa phế liệu 6 x 3 18
12 Khu xử lý nước cấp 6 x 3 18 13 Đài nước 3 x 3 9 14 Nhà để xe 2 bánh 12 x 3 36 15 Bãi xe ơ tơ 12 x 3 36 Tổng diện tích 522 7.3. Đường nội bộ:
_ Chiều rộng đường nội bộ được chọn là 6 m với vỉa hè mỗi bên 1 m. Ước lượng tổng chiều dài đường nội bộ là 145 m.
CHƯƠNG 7. KIẾN TRÚC – XÂY DỰNG
Sđường = (6 + 1 . 2) . 145 = 1160 m2
7.4. Tính tốn diện tích tổng thể của nhà máy:
Tổng diện tích các cơng trình và đường nội bộ: S = Sct chính + Sct phụ + Sđường
= 360 + 522 + 1160 = 2042 m2
_ Diện tích cây xanh và khơng gian trống chiếm 30% tổng diện tích nhà máy. Diện tích nhà máy tối thiểu:
Smin = 1,3 . S = 1,3 . 2042 = 2654,6 m2
_ Chọn kích thước tổng thể của nhà máy: dài x rộng = 60 x 45 m.