- Đặc điểm: dùng thích hợp cho các ngành nghề như thuốc trừ sâu, dược phẩm, thực phẩm thích hợp với các
TÍNH NHIỆT 6.1.Tính hơ
6.1.Tính hơi
6.1.1.Tính hơi cho thiết bị gia nhiệt
Lượng hơi sử dụng: 120 kg/h [Mục 5.1.8]
6.1.2.Tính hơi cho cơng đoạn thanh trùng
6.1.2.1.Đối với dây chuyền nước dứa ép
Quá trình thanh trùng gồm hai giai đoạn: nâng nhiệt và giữ nhiệt. • Giai đoạn nâng nhiệt
Nhiệt tiêu tốn cho giai đoạn nâng nhiệt: Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 a. Tính Q1: nhiệt lượng đun nóng thiết bị: Q1 = G1 x C1 (tc - t1) [16, tr 11]
Với: G1: khối lượng thiết bị, G1 = x x x ( D x h + R2) Trong đó:
+ : bề dày thiết bị, = 5 (mm)
+ : khối lượng riêng của thép, = 7850 (kg/m3) + D: đường kính trong của thiết bị, D = 1500 (mm) + R: bán kính trong của thiết bị, R = 750 (mm) + h: chiều cao của thiết bị, h = 2000 (mm) + C1: tỷ lệ nhiệt của thép, C1 = 0,482 (kJ/kg độ)
+ tc: nhiệt độ của quá trình nâng nhiệt lấy bằng nhiệt độ thanh trùng, t2 = 1000C + t1: nhiệt độ ban đầu của thiết bị, t1 = 280C
=> G1 = 5 x 10-3 x 7850 x 3,14 x ( 1,5 x 2 + 0,752 ) = 439,06 (kg) Q1 = 439,06 x 0,482 x ( 100 - 28 ) = 15237,14 (kJ)
b. Tính Q2: nhiệt lượng đun nóng giỏ, Q2 = G2 x C2 (tc - t2) [16, tr 11] Với : G2: khối lượng giỏ có đục lổ 60%, G2 = 0,4x x x ( D x h + R2) Trong đó: + : bề dày, = 3 (mm)
+ : khối lượng riêng của thép, = 7850 (kg/m3) + D: đường kính trong của giỏ, D = 1400 (mm) + R: bán kính trong của giỏ, R = 700 (mm)
+ h: chiều cao của giỏ, h = 1500 (mm)
+ C2: tỷ lệ nhiệt của thép, C2 = 0,482 (kJ/kg độ) + tc: nhiệt độ của quá trình nâng nhiệt, t2 = 1000C + t1: nhiệt độ ban đầu của thiết bị, t1 = 280C
=> G2 = 0,4 x 3 x 10-3 x 7850 x 3,14 x ( 1,4 x 1,5 + 0,72 ) = 76,61 (kg) Vậy : Q2 = 76,61 x 0,482 x ( 100 - 28 ) = 2658,67 (kJ)
c. Tính Q3: nhiệt đun nóng bao bì sắt tây, Q3 = G3 x C3 (tc - t3) [16, tr 11] Với + G3: khối lượng vỏ của bao bì, G3 = 8907 x 0,08 = 712,56 (kg). (Với: 0,08 kg là khối lượng bao bì [13])
+ C3: tỷ lệ nhiệt của bao bì sắt tây, C3 = 0,528 (kJ/kg độ). + tc: nhiệt độ của quá trình nâng nhiệt, t2 = 1000C.
+ t3: nhiệt độ ban đầu của của hộp sắt tây lấy bằng nhiệt độ sản phẩm sau khi rót trong hộp nhiệt độ 350C.
Q3 = 712,56 x 0,528 x ( 100 - 35 ) = 24455,06 (kJ)
d. Tính Q4: nhiệt lượng đun sản phẩm, Q4 = G4 x C4 (tc - t4) [16, tr 11] Trong đó:
G4: khối lượng sản phẩm, G4 = 0,33x 1,08287 x 8907 = 3182,89 (kg). (Với: 1,08287 kg/lít là khối lượng riêng của sản phẩm [15])
C4: nhiệt dung riêng của sản phẩm, C4 = 3,56 (kJ/kg độ) Q4 = 3182,89 x 3,56 x ( 100 - 35 ) = 736520,75 (kJ)
e. Tính Q5: nhiệt lượng đun nước trong nồi, Q5 = G5 x C5 (tc - t5) [16, tr 11] Trong đó: G5: khối lượng nước trong nồi, G5 = (V2 - V1) x
Với: + V2: thể tích nồi, V2 = 4 Bxh = 4 2 h D = 4 2 5 , 1 14 , 3 2 = 3,53 (m3) + V1: thể tích giỏ, V1 = 4 h B = 4 2 h D = 4 5 , 1 ) 4 , 1 ( 14 , 3 2 = 2,31 (m3) + : khối lượng riêng của nước, = 1000 (kg/m3) [15]
G5 = (3,53 - 2,31) x 1000 = 1224,50 (kg)
g. Tính Q6: Nhiệt lượng tổn thất ra ngồi mơi trường: Q6 = F x T x x (tcm - tk) Trong đó: F: diện tích tồn phần nồi hơi
F = x D x H = 3,14 x 1,5 x 2 = 9,42 (m2) T: thời gian nâng nhiệt: T =
6010 10 = 6 1 h
tcm: nhiệt độ trung bình của vỏ ngồi thiết bị, tcm = 800C tk: nhiệt độ môi trường, tk = 280C
: hệ số toả nhiệt ra môi trường xung quanh. = 9,3 + 0,058 x 80 = 13,94 (W/m2.0C) Q6 = 9,42 x
61 1
x 13,94 x (80 – 28) = 1138,10 (kJ) * Tổng chi phí cho q trình nâng nhiệt: Q =
=6 6 1 i i Q = 871847,22 (kJ)
* Chi phí hơi cho q trình nâng nhiệt: D1 =
k
i i
Q
− ; (kg) [16, tr 298] Trong đó i: nhiệt hàm của nước ở áp suất 3 atm, i = 2730 (kJ/kg)
ik: nhiệt hàm của nước ngưng là, ik = 558,9 (kJ/kg)
Da = 401,57 9 , 558 2730 871847,22 = − (kg)
Vậy lượng hơi tiêu tốn trong 1 giờ: D1 = 2409,42 10 60 57 , 401 = (kg/h) • Giai đoạn giữ nhiệt
Trong quá trình giữ nhiệt, nhiệt độ thay đổi không đáng kể, chi phí nhiệt là lượng nhiệt cần bù đắp vào lượng nhiệt mất mát do tổn thất ra môi trường xung quanh. Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh: Q7 = F x x T(tcm - tk)
Trong đó: F: diện tích nồi thanh trùng, F = x D2 x h = 3,14 x 1,5 x 2 = 9,42 (m2) T: thời gian giữ nhiệt, T = 20 phút =
31 1
h
tk: nhiệt độ môi trường, 280C [16, tr 269] Q7 = 9,42 x
31 1
x 14,5 x (80 – 28) = 2367,56 (kJ) Chi phí hơi cho 1 mẻ: Db =
k i i Q − 7 ; (kg) [15, tr 298]
Trong đó i: nhiệt hàm của nước ở áp suất 3 atm, i = 2730 (kJ/kg) ik: nhiệt hàm của nước ngưng là, ik = 558,9 (kJ/kg) Db = 9 , 558 2730 7 − Q = 9 , 558 2730 56 , 2367 − = 1,09 (kg)
Cường độ tiêu tốn hơi: D2 =
TD D = 3 / 1 09 , 1 = 3,27 (kg/h) Tổng chi phí nhiệt cho thanh trùng: Qr =
=7 7 1 i i Q = 874214,78 (kJ)
6.1.2.2.Tính hơi cho thiết bị thanh trùng sản phẩm mứt
Tính tốn giống thiết bị thanh trùng của dây chuyền sản xuất nước dứa ép. • Giai đoạn nâng nhiệt
Nhiệt tiêu tốn cho giai đoạn nâng nhiệt: Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4+ Q5 + Q6 + Q7 a. Tính Q1’: nhiệt lượng đun nóng thiết bị.
Do thiết bị thanh trùng của dây chuyền sản xuất mứt xoài giống với thiết bị thanh trùng của dây chuyền dứa ép nên: Q1’ = Q1 = 15237,14 (kJ)
b. Tính Q2’: nhiệt lượng đun nóng giỏ .
Do thiết bị thanh trùng của dây chuyền sản xuất mứt xoài giống với thiết bị thanh trùng của dây chuyền dứa đóng hộp nên: Q2’ = Q2 = 2658,67 (kJ)
c. Tính Q3’: nhiệt đun nóng bao bì sắt tây : Q3’ = G3 x C3 (tc - t3) [16, tr 11] Với + G3: khối lượng vỏ của bao bì, G3 = 5076 x 0,08 = 406,08 (kg).
+ C3: tỷ lệ nhiệt của bao bì sắt tây, C3 = 0,528 (kJ/kg độ). + tc: nhiệt độ của quá trình nâng nhiệt, t2 = 1000C.
+ t3: nhiệt độ ban đầu của của hộp sắt tây lấy bằng nhiệt độ sản phẩm sau khi rót hộp, 350C.
d. Tính Q4’: nhiệt lượng đun sản phẩm, Q4’ = G4 x C4 (tc - t4) [16] Trong đó: G4: khối lượng sản phẩm, G4 = 0,4 x 5076 = 2030,40 (kg)
C4: nhiệt dung riêng của sản phẩm, C4 = 3,58 (kJ/kg độ) Q4’ = 2030,40 x 3,58 x ( 100 - 35 ) = 472474,08 (kJ)
e. Tính Q5’: nhiệt lượng đun nước trong nồi: [16, tr 11]
Do thiết bị thanh trùng của dây chuyền sản xuất mứt giống với thiết bị thanh trùng của dây chuyền nước dứa nên: Q5’= G5 x C5(100 - 25)= 1224,5 x 75= 91837,50 (kJ) g. Tính Q6’: Nhiệt lượng tổn thất ra ngồi mơi trường
Do thiết bị thanh trùng của dây chuyền sản xuất mứt giống với thiết bị thanh trùng của dây chuyền nước dứa và có thời gian nâng nhiệt là 20 phút nên:
Q6’ = 9,42 x 3 1
x 13,94 x (80 – 28) = 2276,12 (kJ) * Tổng chi phí cho q trình nâng nhiệt : Q = '
61 1 = i i Q = 598420,18 (kJ).
* Chi phí hơi cho quá trình nâng nhiệt: D =
k i i
Q
− ; (kg) [16, tr 298]
Trong đó: i: nhiệt hàm của nước ở áp suất 3 atm, i = 2730 (kJ/kg) ik: nhiệt hàm của nước ngưng là, ik = 558,9 (kJ/kg)
Dc = 275,63 9 , 558 2730 598420,18 = − (kg)
Vậy lượng hơi tiêu tốn trong 1 giờ: D3 = 826,89 20
6063 63 ,
275 = (kg/h)
• Giai đoạn giữ nhiệt
Do thiết bị thanh trùng của dây chuyền sản xuất mứt giống với thiết bị thanh trùng của dây chuyền dứa ép nên: Q7’ = Q7 = 2367,56 (kJ)
Chi phí hơi cho q trình giữ nhiệt: D1 =
k
i i
Q
− ; (kg) [16, tr 298] Trong đó i: nhiệt hàm của nước ở áp suất 3 atm, i = 2730 (kJ/kg)
D1 = 9 9 , 558 2730 ' 7 − Q = 9 , 558 2730 2367,56 − = 1,105 (kg)
Cường độ tiêu tốn hơi: D4 =
TD D = 2 1 105 , 1 = 2,21 (kg/h)
Tổng chi phí nhiệt cho thanh trùng: Qr = = 7 1 ' i i Q = 600787,74(kJ)
6.1.3.Tính hơi cho nồi nấu nước đường
Thông số lượng hơi tiêu tốn trong 1h là 20.000 kcal/h. [Mục 5.1.10] (Với: 1 kcal = 4,1868 kJ).
Lượng hơi tiêu tốn trong 1h của 1 nồi nấu là: 20000 x 4,1868 = 83736 (kJ/h)
Lượng hơi tiêu tốn trong 1h của 2 nồi nấu nước đường là: 2 x 83736 = 167472(kJ/h) Chi phí hơi cho q trình nấu nước đường: D3 =
k
i i
Q
− ; (kg/h) [16,tr 298] Trong đó : i: nhiệt hàm của nước ở áp suất làm việc là 1 atm, i = 2677 (kJ/kg)
ik: nhiệt hàm của nước ngưng là, ik = 415,2 (kJ/kg) Cường độ tiêu tốn hơi trong 1h là: D5 = 74,04
2 , 415 2677 167472 = − (kg/h).
Có thể coi lượng hơi cung cấp cho nồi nấu nước đường là liên tục (do nồi có sẵn thơng số lượng nhiệt cung cấp)
6.1.4.Tính hơi cho thiết bị cơ đặc
Thiết bị cơ đặc sử dụng cho dây chuyền mứt xồi là loại ZN 2000 có thơng số hơi tiêu tốn là 405 kg/h. [Mục 5.2.7]
6.1.5.Tính hơi cho thiết bị chần
Thiết bị chần sử dụng cho dây chuyền mứt xoài nhuyễn là thiết bị chần hiệu CYF_X20 có tổng chi phí hơi trong 1 giờ là 450 kg/h. [Mục 5.2.4]
6.1.6.Tính hơi cho các thiết bị rửa
- Máy rửa hộp trước khi rót hộp: 400 (kg/h) . [Mục 5.3.8]
- Máy rửa hộp sau khi ghép nắp: 220 (kg/h). [Mục 5.3.9]
Ta có chi phí hơi cần thiết cho 1 thiết bị là 450 (kg/h). [Mục 5.2.6]
6.1.8.Tính hơi cho sinh hoạt
Lượng hơi dùng cho sinh hoạt: hơi dùng cho sinh hoạt coi như liên tục. Số công nhân trong nhà máy lúc đông nhất là: 162 người. Lượng hơi sinh hoạt dùng cho 1 công nhân 0,5 (kg/h). Vậy lượng hơi cần dùng: Dsh = 0,5 x 162 = 81(kg/h).
Tổng hơi tiêu tốn của nhà máy trong: 120 + (2409,42 + 3,27)x2 + (826,89 + 2,21) x2 + 74,04 x2 + 405 × 3 + 450 + 400 + 220 + 81 + 450x2 = 11051,98 (kg/h).
6.1.9.Chọn lò hơi
Chọn nồi hơi đốt dầu, đốt khí hộp khói ướt kiểu ống lị lửa, nằm ngang với các thông số kỹ thuật như sau:[30]
- Model: NH 8000 10-R, nhiên liệu: dầu D.O, F.O, hoặc LPG.