b. Tốc độ bay hơi:
2.1.2. Tính toán nguyên liệu cần dùng cho 1 năm
2.1.2.1. Lượng nguyên liệu dùng cho một ngày
Một ngày chúng ta phải sản xuất 13 tấn sơn cho một loại sơn mầu trắng với công thức đơn phối liệu ở hình 2.1 ta có khối lượng nguyên liệu của từng chất cụ thể như sau: Nhựa PU: = 6565 ( Kg ) Xylen : = 2340 ( Kg ) TiO2 : = 3074.5 ( Kg ) Tinuvin : = 32.5 ( Kg ) Butyl acetat : = 260 ( Kg ) Eversorb : = 45.5 ( Kg ) Isocyanate = = 312 ( kg )
Bảng 2.2 Khối lượng nguyên liệu dùng cho 1 ngày
Stt Tên nguyên liệu Tỉ lệ %
Khối lượng dùng trong 1 ngày (kg) 1 Nhựa PU 55.2% 6565 2 Xylen 20 % 2340 3 TiO2 15 % 3074.5 4 Tinuvin 0.25 % 32.5 5 Butyl acetat 2 % 260 6 Eversorb 0.35 % 45.5 7 Isocyanate 2.4% 312 Tổng 100% 13000
2.1.2.2. Lượng nguyên liệu dùng cho một năm
Tính số ngày làm việc trong 1 năm: - Nghỉ lễ, tết : 8 ngày
- Nghỉ bảo dưỡng : 24 ngày - nghỉ chủ nhật : 52 ngày
Vậy tổng số ngày công làm việc là: 365 - 8-24-52 = 281 ( ngày/năm ) Ta sẽ sản xuất được 281x 13 = 3653 ( tấn /nắm )
Nguyên liệu cần dùng cho 1 năm là : Nhựa PU: 6565 x 281 = 1844765 (Kg) Xylen : 2340 x 281 = 657540 ( Kg ) TiO2 : 3074.5 x 281 = 863934.5 (Kg) Tinuvin : 32.5 x 281 = 9132.5 (Kg) Butyl acetat : 260 x 281 = 73060 ( Kg ) Eversorb : 45.5 x 281 = 12785.5 ( Kg ) Isocyanate : 312x281 = 87672 ( kg )
Vậy ta có bảng tổng hợp lượng nguyên liệu dùng cho 1 năm là
Bảng 2.3. Khối lượng nguyên liệu dùng cho 1 năm
Stt Tên nguyên liệu Tỉ lệ % Khối lượng dùng
trong 1 năm (kg) 1 PU 55.2 % 1844765 2 Xylen 20 % 657540 3 TiO2 15 % 863934.5 4 Tinuvin 0.25 % 9132.5 5 Butyl acetat 2 % 73060 6 Eversorb 0.35 % 12785.5 7 Isocyanate 2.4 % 87672 Tổng 100% 11428411.5
2.1.3. Tính giá thành nguyên liệu dùng cho 1 năm
Ta có bảng kê giá thành từng loại nguyên liệu như sau:
Bảng 2.4. Bảng kê giá thành lượng nguyên liệu để sản xuất sơn
Nguyên liệu Lượng nguyên liệu dùng cho 1 năm ( Kg ) Đơn giá ( VNĐ/Kg ) Thành tiền (VNĐ )
Nhựa PU 1844765 80.000 147.5812x109 Xylen 657540 45.000 29.600x109 TiO2 863934.5 70.000 60.500x109 Tinuvin 9132.5 90.000 821.925x106 Butyl acetat 73060 70.000 5.1142x109 Eversorb 12785.5 200.000 2.5571x109 Isocyanate 87672 50000 4.384x109 Tổng 11428411.5 254.8x109
Với chi phí nguyên liệu dự phòng là 6% là : 254.8x109 x 6% = 15.228x109 ( VNĐ/năm )
Vậy tổng chi phí giá nguyên liệu sản xuất sơn PU trong 1 năm là : 254.8x109 + 15.228x109 = 270.028 x 109 ( VNĐ/năm )
CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ MÁY MÓC VÀ NHÀ XƯỞNG
2.2.1. Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy
Địa điểm được lựa chọn để xây dựng nhà máy là khu công nghiệp Quang Minh- Mê Linh- Hà Nội. Đây là khu đất thuộc địa hình đồng bằng tương đối cao không bị ngập lụt.
Khu công nghiệp Quang Minh được quy hoạch với quy mô lớn, hiện đại, đáp ứng được những yêu cầu cho hoạt động của nhà máy như điện, nước, giao thông, an ninh và không ảnh hưởng tới dân cư.
Khu công nghiệp hiện đang được mở rộng và phát triển, có rất nhiều công ty và là nơi gần các khu công nghiệp Nội Bài có công ty Yamaha là công ty chuyên sản xuất xe máy lớn nhất nhì Việt Nam, khu Công nghiệp Vĩnh Phúc nơi đó có các công ty sử dụng sơn công nghiệp như công ty Toyota Việt Nam chuyên sản xuất ôtô, Honda Việt Nam sản xuất cả ôtô và xe máy, sẽ là nơi tiêu thụ sản phẩm tốt. Ngoài ra các hoá chất dùng làm nguyên liệu tương đối độc hại nên khi giảm khoảng cách vận chuyển sẽ hạn chế được rủi ro tai nạn,và tiết kiệm chi phí vận chuyển đến nơi tiêu thụ sản phẩm đó là lợi thế để giá thành sản phẩm giẻ hơn. Đây là một phân xưởng sản xuất sơn ôtô với năng suất tương đối nhỏ ( 3653 tấn/ năm ), nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất cho công ty Toyota Việt Nam .
Do đặc tính nguyên liệu sản xuất hầu hết ở dạng lỏng, chỉ có bột màu là ở dạng bột (chất rắn). Khối lượng nguyên liệu vận chuyển là tương đối lớn. Trong các nguyên liệu sản xuất có các chất dung môi hưu cơ là hai chất dễ gây cháy nổ và độc hại. Sản phẩm Sơn ở dạng lỏng, được đóng thùng trong phân xưởng đóng gói trước khi mang ra khỏi nhà máy.
2.2.2. Thiết kế tổng mặt bằng
2.2.2.1. Yêu cầu chung về thiết kế nhà máy sơn
- Nhà máy phải nằm gần nguồn cung cấp nguyên liệu, vật liệu cho sản xuất để có thể giảm bớt chi phí vận chuyển sản phẩm.
- Chọn địa điểm nhà máy nằm gần nguồn cấp thoát nước để không ảnh hưởng đến vấn đề vệ sinh công nghiệp. Đảm bảo giao thông vận tải thuận tiện
- Yêu cầu về khu đất : Các xí nghiệp công ty cần phải xây dựng trên nền đất tốt. Tránh những nơi có mực nước ngầm cao, cát chảy, ngập nước... lớp đất có sức chịu < 105 N/m2. Lớp đất có lớp đá cứng trên mặt cũng không nên sử dụng để xây dựng nhà máy. Thường xây dựng nhà máy trên nền đất chịu lực từ 2.5x105 ÷ 42x106. Sau khi xác định những yêu cầu ở trên để bố trí nhà máy thì việc bố trí để tiến hành khảo sát cụ thể chỗ đất có đủ diện tích hình dạng có phù hợp với nhà máy không, mặt bằng của nhà máy có độ nghiêng tốt nhất là 1% để dễ dàng thoát nước mưa. Khu đất phải cao ráo, tránh ngập lụt trong mùa mưa.
- Địa điểm chọn nhà máy còn phải thỏa mãn yêu cầu về vệ sinh công nghiệp. Khi chọn địa điểm nhà máy phải xem xét đến sự liên kết giữa khu dân cư và khu nhà máy. Trong quá trình sản xuất nhà máy thải ra khói bụi, hơi độc hại, nước bẩn hoặc phát sinh tiếng ồn hoặc gây nguy hiểm về hỏa hoạn. Vì vậy phải có khu cách ly theo tiêu chuẩn. Nếu nhà máy thải nhiều loại hơi độc, bụi...
2.2.2.2. Nguyên tắc phân vùng
Do tính chất sản xuất của nhà máy khá độc hại nên chọn phương pháp phân vùng chia làm 4 vùng chính :
- vùng trước nhà máy : Nơi bố chí các nhà hành chính quản lý, cổng vào, gara diện tích vùng này tùy thuộc vào quy mô hoạt động của nhà máy, với năng suất 3653 tấn/năm thì khu vực này chiếm khoảng 15-25% diện tích toàn nhà máy.
- Vùng sản xuất : Nơi bố trí các nhà máy và công trình nằm trong dây chuyền sản xuất chính của nhà máy. Vùng này chiếm khoảng 25-30% diện tích toàn nhà máy. Đây là khu vực quan trọng nên khi bố chí cần chú ý : ưu tiên điều kiện địa hình thuận lợi cho khu sản xuất, nhà sản xuất chính ưu tiên
hướng và giao thông thuận lợi. Tuân thủ chặt chẽ yêu cầu về vệ sinh an toàn công nghiệp.
- Vùng công trình phụ : Đây là nơi đặt các công trình cung cấp năng lượng và các công trình bảo quản kỹ thuật khác. Vùng này chiếm 15-20% diện tích nhà máy.
- Khu vực kho tàng phục vụ giao thông : Vùng này chiếm khoảng 15- 25% diện tích nhà máy.
2.2.2.3. Các công trình hạng mục trong nhà máy
Phân xưởng sản xuất sơn : Dựa vào kích thước và vị trí của các thiết bị trong dây chuyền sản xuất có thể xác định các thông số, kích thước của phân xưởng sản xuất chính như sau
- Công trình cung cấp năng lượng : trạm biến thế, nhà cung cấp hơi cho toàn nhà máy.
- Các nhà kho: gồm 2 kho là kho nguyên liệu, và kho thành phẩm. - Khu nhà hành chính.
- Khu nhà ăn, hội trường.
- Các công trình giao thông vận tải trong nhà máy : đảm bảo cho vận chuyển nguyên liệu vào cũng như sản phẩm ra khỏi kho.
- Các công trình cấp thoát nước gồm có hệ thống đường ống dẫn nước sản xuất và sinh hoạt, bể lắng, bể chứa, trạm xử lí nước bẩn, hệ thống cống rãnh.
- Phần đất dự trữ của nhà máy để sau này có thể mở rộng sản xuất.
Bố trí các công trình hạng mục trong nhà máy được thể hiện trong bản vẽ “Tổng mặt bằng nhà máy”. Do yêu cầu của đồ án nên ta chỉ đi sâu vào thiết kế phân xưởng sản xuất chính.
- Những căn cứ để thiết kế phân xưởng sản xuất chính là:
+ Dây chuyền sản xuất khép kín, thiết bị chính được bố trí trên cao phù hợp với yêu cầu và đặc điểm sản xuất.
+ Dù thiết bị và đường ống là kín nhưng vẫn phát sinh khí độc, Nhưng do đặc thù của sản xuất là hạn chế tới mức tối đa bụi do đó hệ thống thoát khí và thông gió được sử dụng máy hút và hệ thống điều hòa để đảm bảo
nhiệt độ ổn định trong quá trình sản xuất đạt 25oC. ở nhiệt độ này là điều kiện thuận lợi nhất để sản xuất Sơn Công Nghiệp.
+ Tính chất của sản xuất là làm việc trong môi trường hóa chất độc hại do vậy chúng tôi chỉ làm việc vào 1 ca duy nhất là làm việc hành chính ( một ngày làm 8h từ 8h sáng đến 17h chiều, nghỉ giữa giờ từ 10h-10h10,và từ 15h-15h10, nghỉ trưa từ 12h-13h) do vậy cần bố trí phòng nghỉ cho công nhân trong phân xưởng sản xuất chính.
+ Quy mô sản xuất nhỏ nên bố trí phòng thí nghiệm ngay trong phân xưởng, có thể kết hợp với phòng điều khiển.
Do đặc điểm kỹ thuật, công nghệ và yêu cầu lắp đặt các thiết bị có các độ cao khác nhau nên thiết kế phân xưởng sản xuất Sơn là nhà khung thép Zamil, một nửa xưởng được thiết kế tầng hai .
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí các công trình trong công ty sơn
Nh nà ă Nh nghà ỉ gi a caữ Phòng h nh chínhà PB V Nhà xe PBV Tram iênđ S lýử nước Kho thi t bế ị
Khuân viên tập thể thao Phân xưởng s n xu tả ấ Kho nguy ên li uệ Kho nguyên li uệ Phòng thí nghi mệ
2.2.3. Các Thiết bị máy móc
Các thiết bị chính được sử dụng trong nhà máy là : máy nghiền, máy khuấy, ngoài ra còn có các thùng (tank) chứa nguyên liệu, sơn thành phẩm, các thiết bị cân, máy kéo, máy nâng
2.2.3.1. Máy khuấy
a. Tác dụng của máy khuấy
Tác dụng của máy khuấy là làm tăng tốc độ phân tán của hệ không đồng nhất bằng cách cung cấp năng lượng cơ học, làm lơ lửng các hạt có kích thước và khối lượng riêng khác nhau của chất tạo màng, bột màu, bột độn, dung môi và chất phụ gia, phân tán chúng đều trong không gian, làm vỡ các chùm hạt, các giọt và hạt lớn. Máy khuấy được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hóa chất và thực phẩm để tạo dung dịch huyền phù nhũ tương để tăng quán tính hòa tan, truyền nhiệt…
Máy khuấy có nhiều kiểu khác nhau, nhưng điểm khác nhau chủ yếu của các loại máy khuấy là tốc độ và kiểu cánh khuấy. Hiện nay ở Nippon Paint Việt Nam( Hà Nội) sử dụng loại máy khuấy có tốc độ 1000 - 2000 vòng/phut và 2 loại cánh khuấy là cánh khuấy dạng đĩa và cánh khuấy chân vịt. Như hình bên:
Hình 2.2. Hình dạng cánh khuấy được sử dụng ở phân xưởng
Cánh khuấy dạng đĩa Cánh khuấy dạng chân vịt Các loại thiết bị khuấy:
− Máy khuấy 1 trục HBM-755C - Máy khuấy 1 trục HBM-4024C
b. Tính lựa chọn máy khuấy
Do nhựa có độ nhớt cao nên chọn cánh khuấy dạng đĩa Tra sách: “ Máy khuấy trộn cán ép”:
- H = D Là chiều cao mực chất lỏng
- b = 0,1.D Là khoảng cách từ cánh khuấy đến đáy thiết bị - d = 0,9.D Là đường kính cánh khuấy
- e = 0.06.D Là chiều dày cánh khuấy - h = 0,4.D Là chiều cao cánh khuấy
Trong đó D: là đường kính trong của nồi khuấy, D = 2000mm. - d = 0,9.2000 = 1800 mm, lấy theo tiêu chuẩn [6] d =1800 mm - b = 0,1.2000 = 200 mm
- e = 0,06.2000 = 120 mm - H = D = 2000 mm
- h = 0,4.2000 = 800 mm Tra bảng [6.V.6]:
Môi trường khuấy µ = 10-3 ÷ 10 (N.s/m2) ρ = 800 ÷ 1900 (kg/m3)
Bảng 2.5. Các thông số về máy khuấy
Đường kính cánh khuấy d(mm) Số vòng (vòng/s) Công suất N (KW) 1800 0,3 ÷ 0,77 0,07÷ 11,9
Chọn số vòng quay là: n = 0,75 vòng /s, do đó công suất N = 11,4 KW Đường kính cánh khuấy được tính theo công thức sau:
3 81 , 9 x m M
d = Trong đó Mx là momen xoắn
n N Mx . 14 , 3 . 10 . 3 6 =
Trong đó N: là công suất tiêu tốn n: là số vòng quay
Vậy 114( ) 75 , 0 . 14 , 3 . 81 , 9 4 , 11 . 10 . 3 3 6 mm dm = =
Tính công suất mở máy: Nc = Ng + Nm
Trong đó:
- Nm = N = 11,4 KW là công suất tiêu tốn trong quá trình làm việc dùng để thắng lực ma sát - Ng=k.d5.n3.ρ Mà N = ξ.d5.n3.ρ Do đó N N k N k k c = . + =(1,5÷2) ξ ξ
Công suất động cơ điện được tính như sau: Nđc = Nc / η [6.IV.15]
- η là hiệu suất ( khả năng truyền lực từ động cơ sang cánh khuấy) thường chọn η = 0,7 ÷ 0,8. Chọn η = 0,8
Nđc = 1,6.N/ 0,8 = 1,6.11,4/0,6 = 22,8 (KW). Quy chuẩn là: Ncđ = 22(KW)
→ Chọn động cơ nhãn hiệu OD-8 - n = 1450 vòng/phút.
- η = 0,7 ÷ 0,8 - Cosϕ = 0,84
Hình 2.4. Hình ảnh máy khuấy thực tế trong phân xưởng
Các thông số máy khuấy OD8 Công suất động cơ chính 7,5 HP - Số vòng quay n=1450 vòng /phút - Công suất động cơ thuỷ lực 2 HP - Cánh khuấy dạng tuốc bin hở
- Tốc độ khuấy trộn 0-1200 vòng /phút .
c. Qui tắc vận hành và sử dụng máy khuấy Đài Loan
- Bật aptomát xem điện áp vào máy .Bật công tắc tăng .Kiểm tra hành trình lên xuống của bộ khuấy điều chỉnh theo chiều cao của thùng khuấy
- Bật công tắc nâng bộ khuấy và đa thùng khuấy vào vị trí làm việc
- Bật công tắc đồng hồ đo tốc độ khuấy trộn - Bật nút khuấy cho động cơ chính làm việc
- Từ từ điều khiển tốc độ khuấy đến tốc độ phù hợp. Xem tốc độ chỉ thị trên đòng hồ với máy số 1 HMB 755 A<10
- Giảm từ từ tốc độ khuấy về 0 - Tắt khoá đồng hồ đo tốc độ
- Bấm nút động cơ thuỷ lực nâng bộ khuấy
- Hạ trục khuấy và vệ sinh trục khuấy, cánh khuấy và máy . - tắt công tắc tăng và aptomát
- Chú ý : Do máy khuấy Đài Loan có thể điều chỉnh được ở mọi góc độ khuấy do đó sau khi đã điều chỉnh máy ở vị trí thích hợp phải định vị máy .Điều chỉnh cữ đo giới hạn trên và dưới cho hợp lí . Và máy không có ngàm giữ thùng nên phải định vị thùng khuấy cố định mới được tiến hành khuấy tiếp.Không được chạy quá tốc độ giới hạn và dòng chạy máy không quá cho phép.
d. Bảng chỉ dẫn sử dụng máy khuấy trong phân xưởng:
- Không nhiệm vụ không vận hành máy. - Chạy máy :
- Kiểm tra máy xem có đảm bảo an toàn khi làm việc. - Đóng nguồn điện vào máy.
- Điểu khiển nâng trục khuấy lên vị trí cần thiết (cao hơn thùng khuấy) điều khiển trục nâng, định vị trục khuấy.
- Đa thùng khuấy (có sẵn nguyên liệu trong thùng) vào vị trí, kê chặn không để thùng khuấy di chuyển.
- Điều khiển hạ trục khuấy xuống vị trí thích hợp (đảm bảo hiệu suất cao nhất) . Điều khiển dừng hạ, định vị trục khuấy, đậy nắp thùng khuấy.
- Điều khiển mô tơ làm việc, trục khuấy quay.
- Theo dõi hoạt động của máy, khi có hiện tợng không bình thờng thì dừng máy ngay.
- Khi trục khuấy đang quay: Không đứng gần trục khuấy, không đặt bàn tay vào thùng khuấy. Muốn kiểm tra lấy mẫu thì phải cho trục khuấy dừng hẳn. Cấm vệ sinh trục khuấy và thùng khuấy. Không dùng mái chèo gỗ