Pa lăng điện

Chọn Pa lăng điện TXK để di chuyển các giỏ thanh trùng , nó có các thông số kỹ thuật như sau: [41]

- Model: SSDHL 02-02D - Tải trọng: 2 tấn - Tốc độ nâng: 3,3 m/phút, động cơ: 1,5 kW - Tốc độ quay: 1440 vòng/phút - Nguồn điện: 380V; 50Hz 5.2.17. Chọn bơm

Chọn bơm thực phẩm công nghiệp MAXANA như dây chuyền sản xuất bột cam.

Chọn tất cả 3 bơm, trong đó 1 bơm để bơm nước vào nồi nấu, 1 bơm dùng để bơm dịch rót từ nồi nấu sang thùng chứa sau nấu, 1 bơm dùng để bơm từ thùng chứa vào thiết bị rót.

Bảng 5.2. Bảng tổng kết thiết bị dây chuyền sản xuất đồ hộp măng tây tự nhiên

ST T

Tên thiết bị Kích thước (mm) Số lượng

1 Băng tải chọn lựa, phân loại (L x W x H)

3000 x 600 x 1000 1

2 Máy rửa (L x W x H) 3400 x 1160 x 1480 1

Hình 5.27. Nồi nấu [40]

4 Thiết bị chần (L x W x H) 4380 x 1480 x 2180 1

5 Máy rửa lon rỗng (L x W x H) 2800 x 850 x 1300 1

6 Băng tải xếp hộp (L x W x H) 6400 x 600 x 1000 1

7 Máy kiểm tra trọng lượng (L x W x H) 1370 x 610 x 750 1

8 Máy rót (L x W x H) 1450 x 1450 x 2050 1

9 Thiết bị ghép mí chân không (L x W x H)

1600 x 1200 x 1900 1 10 Thiết bị rửa lon sau ghép mí (L x W x

H) 1900 x 1100 x 1100 1 11 Thiết bị thanh trùng (D x H) 1500 x 3000 3 12 Thiết bị dán nhãn (L x W x H) 2000 × 1300 × 1500 1 13 Thiết bị đun dịch rót (D x H) 800 x 1200 1 14 Thùng chứa dịch rót (D x H) 1020 x 1938 1 15 Bể làm nguội (L x W x H) 4000 × 2000 × 1000 1 16 Pa lăng điện 1 17 Bơm (L x W x H) 450 x 280 x 225 3

Chương 6: TÍNH NHIỆT

6.1. Tính hơi

6.1.1. Dây chuyền sản xuất bột cam

6.1.1.1. Lượng hơi tiêu thụ cho thiết bị chần: 500 kg/h. [Mục 5.1.3]

6.1.1.2. Lượng hơi cần cho thiết bị gia nhiệt: 120 kg/h. [Mục 5.1.7]

6.1.1.3. Lượng hơi nước cần cho thiết bị cô đặc: 400 kg/h. [Mục 5.1.8]

6.1.1.4. Tính hơi cho quá trình sấy phun 6.1.1.4.1. Các thông số cho quá trình sấy phun

Năng suất tính theo sản phẩm: Gv = 236,83 (kg/h) [Bảng 4.6] Hàm lượng chất khô: C = CK3 = 70%.

Độ ẩm vật liệu vào: W1= 1 - CK3 = 30%. Độ ẩm vật liệu ra: W2= 5%. Nhiệt độ sấy cho phép: t1 = 180oC

Nhiệt độ ra của tác nhân sấy: t2 = 70oC. Nhiệt độ vật liệu vào: t1 = 800C

Nhiệt độ vật liệu khô ra: t2 = 600C Chất tải nhiệt: hơi nước nóng.

Lượng nước bốc hơi: : W = G × \f(, = 236,83 ×

30 5 100 5



 = 62,32 (kg/h) Không khí trước khi vào Caloriphe có t0 = 260C, độ ẩm 78%

Không khí ra khỏi máy sấy có nhiệt độ t0 = 700C, độ ẩm 20 %. Lượng không khí khô vào máy sấy: L = 2 0

W

   (kg/h)

X0, X2 : Là hàm ẩm của không khí trước và sau khi sấy (kg/kg kkk) Tra đồ thị I-X ứng với t0 và  của không khí: [6, Hình 10.1-tr 225]

Ứng với trạng thái t0 = 260C và = 78%  X0 = 0,017 (kg/kg kkk)

I0 = 16,55 (Kcal/kg kkk)

t0 = 700C và  = 20%  X2 = 0,042 (kg/kg kkk)

I2 = 43 (Kcal/kg kkk) L = = 2492,95 (kg/h)

6.1.1.4.2 Cân bằng nhiệt cho quá trình sấy

a. Nhiệt vào

- Do không khí mang vào: L×I0 = 2492,95 × 16,55 = 41258,28 (Kcal/h) - Do dịch cam mang vào:

Gv.C1.t1 = 236,83× 0,923 × 80 = 17487,53 (Kcal/h) Với : C1 = 0,923 (Kcal/h)

- Do không khí mang ra: L × I2 = 2492,95 × 43 = 107196,85 (Kcal/h)

- Do bột thành phẩm mang ra: Gr.C2 t2=169,20× 0,533 × 60 = 5411,02 (Kcal/h) Gr = 169,20 kg/h. ( Bảng 4.6). C2 =0,533

- Do tổn thất: Qm = 10%Qk = 0,1 Qk

Phương trình cân bằng nhiệt: Qvào = Qra + Qm

L×I0 + G1×C1×t1 + Qk = L×I2 + G2×C2 ×t2 + 0,1×Qk Qk = 2 2 2 1 1 0 L G C t G C t -L 0,9 r v     � � � � � � = = 59846,74 (kcal/h)

6.1.1.4.3 Lượng hơi nước bão hoà dùng trong một giờ cho sấy phun

D3 = \f(Qk,r = = 126,39 (kg/h) Trong đó:

r : là ẩn nhiệt hoá hơi của hơi nước bão hoà ở nhiệt độ 1900C. r = 473,5 (kcal/kg) [6, bảng I.250 , tr 313].

Thể tích hơi nước cần dùng: V = D× v.

v: thể tích riêng của hơi ở 1800C; v = 0,1568 (m3/kg) [ 6, bảng I.250, tr 313]. V = 126,39 × 0,1568 = 19,82 (m3/h)

Bảng 6.1 Bảng tổng kết lượng hơi sử dụng trong sản xuất bột cam

STT Tên thiết bị Số lượng Năng suất sử dụng hơi (kg/h) Tổng năng suất sử dụng hơi (kg/h) 1 Chần 1 500 500 2 Gia nhiệt 1 120 120 3 Cô đặc 1 400 400 4 Sấy phun 1 126,39 126,39

Tổng năng suất sử dụng hơi của các thiết bị (D1) 1146,39

6.1.2. Dây chuyền sản xuất đồ hộp măng tây tự nhiên

6.1.2.1. Lượng hơi tiêu thụ cho thiết bị chần: 500 kg/h. [Mục 5.2.4]

6.1.2.2. Tính hơi cho quá trình nấu nước muối

Lượng hơi nước cần dùng trong các thiết bị nấu được tính theo công thức: D = (kg/h)

Với: G: là khối lượng nguyên liệu cần nấu (kg/h)

C: là nhiệt dung riêng của nguyên liệu (kcal/kg.độ)

t1, t2: lần lượt là nhiệt độ đầu và cuối của nguyên liệu (0C) Qm là nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh (kcal/h)

λ là nhiệt lượng riêng của hơi nước (kcal/kg) θ là nhiệt độ nước ngưng (0C)

c là nhiệt dung riêng của nước ngưng (kcal/kg.độ) Ta có:

- Hơi nước: vì áp suất làm việc tối đa của các thiết bị nhiệt trong nhà máy là 0,4MPa = 4,08 at nên hơi nước bão hòa sử dụng có các thông số sau:

+ Nhiệt độ: 142,90C, giả sử tổn thất trên đường ống là 10C nên nhiệt độ hơi nước vào thiết bị là 141,90C.

- Nước ngưng:

+ Nhiệt độ: θ = 141,9 0C.

+ Nhiệt dung riêng: c = 1,023 (kcal/kg.0C).

- Nhiệt tổn thất ra môi trường: Qm = 0,1 x Qhơi = 0,1 x D x λ (kcal/h). Vậy: D = = = (kg/h).

G là khối lượng nước muối: G = 455,29 (kg/ngày).

C là nhiệt dung riêng của nước muối: C = 0,93 (kcal/kg.0C). t1, t2 là nhiệt độ khối nước muối vào và ra: t1 = 24 0C, t2 = 70 0C. Vậy D = = = 42,88 (kg/h).

6.1.2.3. Tính hơi cho thiết bị thanh trùng

Trong quá trình thanh trùng, cần chi phí nhiệt cho giai đoạn đun nóng và giai đoạn giữ nhiệt độ thanh trùng không đổi.

a. Giai đoạn nâng nhiệt

Nhiệt lượng tiêu tốn cho giai đoạn nâng nhiệt:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7

Trong đó:

Q1: nhiệt lượng đun nóng thiết bị. Q2: nhiệt lượng đun nóng giỏ.

Q3: nhiệt lượng đun nóng bao bì sắt tây. Q4: nhiệt lượng đun nóng sản phẩm đồ hộp. Q5: nhiệt lượng đun nóng nước trong thiết bị. Q6: nhiệt lượng tổn thất ra môi trường xung quanh. Q7: tổn thất nhiệt do hơi nóng thoát ra ngoài. ● Tính Q1: Q1 = G1 × C1(tc - t1)[6, tr11]

Trong đó:

G1: khối lượng thiết bị (kg).

C1: nhiệt dung của thép, C1= 0,482 KJ/kgđộ.

tc: nhiệt độ cuối cùng quá trình nâng nhiệt, lấy bằng nhiệt độ thanh trùng: 115oC.

t1: nhiệt độ ban đầu của thiết bị, t1 = 28oC.

G1 = δ × ρ × (π × D × H + π × R2). δ: bề dày thiết bị, δ = 4mm.

ρ: khối lượng riêng của thép, ρ = 7850 (kg/m3). D: đường kính trong của thiết bị, D = 1500mm. h: chiều cao thiết bị, h = 3000mm

R: bán kính trong của thiết bị, R = 750mm. Thay số vào ta tính được:

G1 = 0,004 × 7850 × 3,14 × (1,5 × 3 + 0,752) = 499,14 (kg). Vậy: Q1 = 499,14 × 0,482 × (115 - 28) = 20930,94 (KJ). ● Tính Q2: Q2 = G 2 × C2(tc - t2). [6, tr11]

Trong đó:

G2: khối lượng giỏ thanh trùng có đục lỗ 60%. C2: nhiệt dung của thép. C2 = 0,482 KJ/kgđộ. G2 = 40% × δ × ρ × (π × Dg × h + π × Rg2).

h: chiều cao giỏ, h = 1200mm.

Rg: bán kính trong của giỏ, Rg = 700mm. Thay số vào ta tính được:

G2 = 0,4 × 0,003 × 7850 × 3,14 × (1,4 × 1,2 + 0,72) = 64,19 (kg). Vậy: Q2 = 64,19 × 0,482 × (115 - 28) = 2691,74 (KJ).

●Tính Q3: Q3 = G3 × C3(tc - t3).[6, tr11] Trong đó:

G3: khối lượng hộp sắt tây, G3 = 6811 × 0,1 = 681,1(kg).

6811: lượng hộp trong 1 giỏ.0,1: trọng lượng trung bình của 1 hộp. C3: nhiệt dung của sắt tây, C3 = 0,528 KJ/kgđộ.

tc: nhiệt độ đầu hộp sắt tây bằng nhiệt độ sản phẩm, tc= 60oC. Vậy: Q3 = 681,1 × 0,528 × (115 - 60) = 19779,14 (KJ). ● Tính Q4: Q4 = G4 × C4(tc - t4). [8, tr11]

Trong đó:

G4: khối lượng sản phẩm trong giỏ, G4 = 6811 × 0,85= 5789,35(kg). 6811: lượng hộp trong 1 giỏ.

C4: nhiệt dung của sản phẩm, C4 = 1 KJ/kgđộ. tc: nhiệt độ ban đầu của sản phẩm, tc = 60oC.

Vậy: Q4 = 5789,35 × 1 × (115 - 60) = 318414,25 (KJ).

● Tính Q5: Q5 = G5 × C5(tc - t5). Trong đó:

G5: khối lượng nước trong nồi được tính: G5 = (V2 - V1) × ω. V1: thể tích giỏ. V1=(m3).

V2: thể tích nồi: V2= = 5,30 (m3).

ω: khối lượng riêng của nước, ω = 1000 kg/m3

Suy ra: G5 = (5,30 – 1,85) × 1000 = 3450 (kg). Vậy: Q5 = 3450 × 1 × (115 - 25) = 310500 (KJ). ● Tính Q6: Q6 = F × T × α × (tcm-tk).

Trong đó:

F: diện tích toàn bộ nồi, F = л × D × H = 3,14×1,5×3 = 14,13 m2. T: thời gian nâng nhiệt, T = 20 phút = 0,33 giờ.

tk: nhiệt độ môi trường, 29oC.

α: hệ số toả nhiệt ra môi trường xung quanh.

tcm: nhiệt độ trung bình vỏ ngoài thiết bị, tcm = = 72 oC.

α = 9,3 + 0,058 × (72 - 29) = 11,79 (KCal/m2)

Vậy: Q6 = 9,42 × 0,33 × 11,79 × (72 - 29) × 4,19 = 6603,30 (KJ). ● Tính Q7:Q = W × r.

Trong đó:

r: ẩn nhiệt hoá hơi của nước ở nhiệt độ trung bình ttb. ttb = (115 + 29)/2 = 72oC.

Với 72oC: nhiệt độ tại đó nước bay hơi. Tra bảng ta có r = 555,36 KCal/kgđộ. W: lượng ẩm bốc hơi từ nồi. W = K × F × T × (p - p' × ω).

K: hệ số bốc hơi. Với V = 0,5 m/s thì K = 0,036. F: diện tích bốc hơi: F = = 1,77 (m2)

ttb = 72 oC=> p = 163,77 mmHg.

ω: độ ẩm tương đối của không khí: 70%.

p': áp suất hơi của không khí ở nhiệt độ môi trường xung quanh 30,043 mmHg.

Thời gian đưa giỏ vào và lấy giỏ ra: T = 10 phút = 0,167 giờ.

Suy ra: W = 0,036 × 1,77 × 0,167 × (163,77 - 30,043 × 0,7) = 1,52 (kg). Vậy: Q7 = 555,36 × 1,52 × 4,19 = 3536,98 (KJ).

 Tổng chi phí nhiệt cho quá trình nâng nhiệt: Q= 682456,35 (KJ).  Lượng hơi tiêu tốn cho quá trình nâng nhiệt: Kg.

ihn: hàm nhiệt của hơi nước ở nhiệt độ hơi đốt, ihn = 639,3 KCal/kgđộ inn: hàm nhiệt nước ngưng, inn = 100 KCal/kgđộ.

Vậy: D4 = = 169,25 (kg).

 Cường độ hơi nước tiêu tốn ở giai đoạn nâng nhiệt: Dh = = = 512,88 (kg).

b. Giai đoạn giữ nhiệt

Trong quá trình giữ nhiệt, nhiệt độ không đổi, chi phí nhiệt là lượng nhiệt cần bù đắp vào lượng nhiệt mất mát do nước bốc hơi trên bề mặt và tổn thất ra môi trường xung quanh.

 Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh: Q8 = F × T × α × (tcm - tk).

Thời gian giữ nhiệt T = 25 phút = 0,417 giờ

tcm: nhiệt độ trung bình ở vỏ thiết bị, tcm = 115oC. α = 9,3 + 0,058 × (115 - 29) = 14,29 KCal/m2.

Q8 = 14,13 × 0,417 × 14,29 × (115 - 29) × 4,19 = 30340,51 (KJ).  Nhiệt cung cấp cho nước bay hơi: Q9 = W × r.

r: ẩn nhiệt hoá hơi ở 100oC, r = 539 KCal/kgđộ.

W: lượng ẩm bốc hơi từ nồi. W = K × F × T × (p - p' × ω).

p: áp suất hơi nước bão hoà ở nhiệt độ bay hơi của quá trình bay hơi, p=760mmHg.

Thay số vào ta tính được:

W = 0,036 × 1,77 × 0,417 × (760 - 30,043 × 0,7) = 19,64 (kg).

Vậy: Q9 = 19,64 × 539 × 4,19 = 44355,17 (KJ).  Lượng hơi tiêu tốn cho quá trình giữ nhiệt: D5 = Kg.

Vậy: D5 = = 33,06 (kg).

 Cường độ hơi nước tiêu tốn ở giai đoạn nâng nhiệt: Dh = = = 79,28 (kg).

c. Nhiệt do nước ngưng mang ra: Q10 = Do × i. Trong đó:

Do chi phí hơi cho quá trình thanh trùng Do = D4 + D5 = 169,25 + 33,06 = 202,31 kg.

i: hàm nhiệt của nước ngưng ở 100oC, i = 100 KCal/kg. Vậy: Q10 = 202,31 × 100 × 4,19 =84767,89 (KJ).

6.1.2.4 Lượng hơi tiêu thụ cho thiết bị rửa lon rỗng: 50 kg/h

Bảng 6.2 Bảng tổng kết lượng hơi sử dụng trong sản xuất đồ hộp măng tây tự nhiên

STT Tên thiết bị Số lượng Năng suất sử dụng hơi (kg/h)

năng suất sử dụng hơi (kg/h)

1 Chần 1 500 500

2 Nấu nước muối 1 42,88 42,88

3 Thanh trùng 3 202,31 606,93

4 Rửa lon rỗng 1 50 50

Tổng năng suất sử dụng hơi của các thiết bị (D2) 1199,81 Vậy tổng chi phí hơi cho các thiết bị:

Dtb = D1 + D2 = 1146,39 + 1199,81 = 2346,20 (kg/h).

Lượng hơi dùng để khử trùng thiết bị, lấy bằng 20% lượng hơi tiêu thụ của thiết bị.

Dkt = 0,2 × 2346,20 = 469,24 (kg/h).

6.1.3. Chi phí hơi cho sinh hoạt

Lấy trung bình chi phí hơi lúc số người sử dụng đông nhất: 211 người, mỗi người sử dụng 0,5 kg/h:

Dsh = 0,5 x 211= 105,5 (kg/h).

6.1.4. Chi phí hơi do mất mát

Lấy chi phí hơi mất mát bằng 20% tổng lượng hơi các chi phí trên: Dmm = 0,2 x (2346,20 + 105,5) = 490,34 (kg/h).

6.1.5. Tính lượng hơi cung cấp

Lượng hơi cung cấp được tính như sau D = Dtb + Dsh + Dmm

= 2346,20 + 105,5 + 490,34 = 2975,7 (kg/h). Chọn nồi hơi WN-S4, với thông số kỹ thuật: [31]

- Tiêu hao nhiên liệu: 65,3 kg/tấn hơi/h đối với nhiên liệu là dầu DO. - Năng suất hơi: 4000 kg/h.

- Áp suất làm việc: 8 – 12 kg/cm2 với nhiệt độ hơi bão hòa: 193 – 204 oC. - Cân nặng: 9 tấn sử dụng điện áp: 220V/50 Hz

Hình 6.1. Lò hơi

Lượng hơi cần cung cấp cho tất cả các thiết bị, sinh hoạt: 2975,7 kg/h. Vậy số thiết bị N = 2975,7 /4000 = 0,74 nên chọn 1 nồi hơi.

Nước cho lò hơi: V D . v n, trong đó:

vn là thể tích riêng của nước ở 26 oC và vn = 1003,20.10-6 (m3/kg). D = 2975,7 kg/h là lượng hơi sử dụng.

Vậy lượng nước cần cho lò hơi là: (m3/h).

6.2. Tính nước

Trong nhà máy chế biến rau quả thì việc cấp nước là một vấn đề quan trọng. Nước dùng để xử lý nguyên liệu, nấu, rửa bao bì, thiết bị, nền nhà, nấu ăn…Tuỳ từng công đoạn mà chất lượng nước khác nhau.

6.2.1. Phân xưởng sản xuất chính 6.2.1.1. Dây chuyền sản xuất bột cam

a. Công đoạn rửa bằng máy rửa băng chuyền:

Tỷ lệ nguyên liệu: nước = 1: 2

Năng suất của công đoạn: 489,96 (kg/h) [Bảng 4.6]

= 489,96 x 10-3 /1,08287 = 0,45 (m3/h) Lượng nước sử dụng: 0,9 (m3/h).

b. Công đoạn chần

Tỷ lệ nguyên liệu: nước = 1: 2

Năng suất công đoạn: 485,06 (kg/h) [Bảng 4.6]

= 485,06 x 10-3/1,08287 = 0,45 (m3/h) Lượng nước sử dụng: 0,9 (m3/h).

6.2.1.2. Dây chuyền sản đồ hộp măng tây tự nhiên

a. Công đoạn rửa bằng máy rửa băng chuyền:

Lượng nước sử dụng: 2,06 m3/h

b. Công đoạn chần

Tỷ lệ nguyên liệu nước = 1: 2

Năng suất công đoạn: 1094,97 (kg/h) [Bảng 4.8]

= 1094,97 x 10-3/1,08287 = 1,01 (m3/h) Lượng nước sử dụng: 2,02 (m3/h).

c. Công đoạn rửa lon rỗng:

Lượng nước tiêu tốn: 2,5 m3/h

d. Công đoạn rửa lon sau ghép mí

Định mức lượng nước tiêu tốn: 2,5 m3/h.

e. Nước làm nguội sau thanh trùng

Định mức 1 m3/h 1 thiết bị.

Vậy lượng nước làm nguội sau thanh trùng là: 3 m3/h. Tổng lượng nước dùng trong sản xuất

Nsx = 0,9 + 0,9 + 2,06 + 2,02 + 2,5 +2,5 + 3 = 13,88 (m3/h). Nước rửa dụng cụ, thiết bị sản xuất, sàn nhà

Định mức bằng 10% lượng nước dùng cho sản xuất: 13,88 × 0,1= 1,4 (m3/h).

6.2.2. Phân xưởng nồi hơi

Lượng nước dùng cho lò hơi: 2,99 (m3/h). Hao phí khi sử dụng: 10%

Vậy lượng hơi sử dụng: 2,99 + 2,99 x 0,1 = 3,29 (m3/h). Lượng nước dùng trong 1 ngày: 3,29 × 24 = 78,96 (m3/ngày).

6.2.3. Nước dùng cho sinh hoạt

Theo quy chuẩn tiêu hao 50 l/người/ngày.

Lượng nước dùng trong 1 ngày: 50 x 10-3 x 211 = 10,55 (m3/ngày).

6.2.4. Nước dùng cho nhà ăn

Theo quy chuẩn tiêu hao 30 l/người/ngày.

Lượng nước cần trong 1 ngày cho nhà ăn:30 x 10-3 x 211 = 6,33 (m3/ngày).

6.2.5. Nước dùng cho cây xanh

Theo quy chuẩn 4 l (m2/ngày).

Diện tích cây xanh: 9520 x 0,1 = 9520 (m2).

Lượng nước cần dùng trong 1 ngày: 4 x 10-3 x 9520 = 3,68 (m3/ngày).

6.2.6. Nước dùng cho cứu hoả

Lượng nước cần dùng 2,5 l/s đủ dùng trong 3 giờ.