Điện dùng cho chiếu sáng :

7.1.1.1. Phân xưởng sản xuất chính :

- Sử dụng bóng đèn huỳnh quang 40w – 220v, dài 1,2m - Số bóng đèn cần dùng được tính theo công thức :

0

P n

P

 Với : P0: công suất của bóng đèn: Pd=40W. P : công suất riêng: P=Ptc*S.

S: diện tích chiếu sáng: S = 1224 m2

Ptc: công suất chiếu sáng tiêu chuẩn: Ptc=12W/m2 Vậy P= 1224 x 12= 14688 (W)

= > 14688 367, 2 40

n 

Lấy n= 368 bóng. Mắc điện theo kiểu đối xứng, chiều cao của đèn là 6m. Công suất chiếu sáng = 14720 W

7.1.1.2. Các công trình khác :

Tương tự cách tính trên nhưng do kích thước và yêu cầu nơi sáng của công trình khác nhau là khác nhau nên ta có thể chọn số bóng cho phù hợp.

Bảng 21. Bảng tóm tắt điện dân dụng của nhà máy

STT Tên công trình Diện tích (m2) Ptc (W/m2 ) P0 (W) Số bóng ( cái ) Công suất (W/h) 1 Phòng thường trực bảo vệ 24 6 40 4 160 2 Phòng y tế 16 6 40 3 120 3 Khu hành chính 115,5 8 40 24 960 4 Nhà ăn 120 6 40 18 720 5 Phòng sinh hoạt vệ sinh 56 4 40 6 240 6 Phòng chứa sản phẩm 1200 6 40 180 7200 7 Phòng chứa bao bì, phụ gia và chất ổn định 96 6 40 15 600 8 Trạm biến áp 24 6 40 4 160 9 Khu xử lý nước thải 40 6 40 6 240

10 Phân xưởng cơ 54 6 40 9 360

11 Kho nhiên liệu 48 6 40 8 320 12 Nhà nồi hơi 54 6 40 9 360 13 Nhà đặt máy phát điện 36 6 40 6 240 14 Lạnh trung tâm 36 6 40 6 240 15 Khu cung cấp nước và xử lý nước 48 6 40 8 320 16 Nhà để xe 66 6 40 10 400 17 Gara ôtô 48 4 40 5 200 18 Nhà để xe chở hàng và xe bồn 105 4 40 11 440 19

Kho chứa hóa

chất 24 6 40 4 160 20 Phân xưởng sản xuát chính 1224 12 40 368 14720 Tổng 28160 28160W = 28,16KW 7.1.2. Điện dùng cho động lực :

Bảng 22. Bảng tóm tắt điện động lực của nhà máy

KW/h

1 Cân định lượng 1 1 1

2 Tank chứa 1 2.5 2.5

3 Thiết bị ly tâm 1 0.5 0.5

4 Thiết bị xử lý nhiệt bản mỏng 1 2 2

5 Tank chứa trước khi đồng hóa 2 0.75 1.5

6 Thiết bị đồng hóa 1 46 46

7 Thiết bị cấy giống 6 4 24

8 Máy rót hộp ( yaourt ) 1 35 35

9 Tank phối trộn ( yaourt ) 3 4 12

10 Tank lên men ( yaourt ) 4 13.75 55

11 Tank phối trộn ( sữa tươi ) 2 3 6

12 Thiết bị lọc ( sữa tươi ) 1 0.5 0.5

13 Tank chứa trước đồng hóa 2 ( sữa

tươi ) 2 0.75 1.5

14 Thiết bị đồng hóa 2 ( sữa tươi ) 1 50 50

15 Thiết bị thanh trùng ( sữa tươi ) 1 7 7

16 Máy rót ( sữa tươi ) 1 11 11

17 Tank cho rót ( sữa tươi ) 1 1.5 1.5

Tổng 257

7.1.3. Xác định phụ tải :

7.1.3.1. Phụ tải tính toán cho chiếu sáng:

- Do bóng đèn dùng mắc không đồng nhất nên: Ptt1 = Pcs x Kcs

Trong đó: Kcs là hệ số không đồng nhất của các bóng đèn, Kcs = 0.8

P’cs = 28,16 x 0.8 = 22,528 (kW)

P’ = P x K

Kc là hệ số cần dùng, Kc = 0.5 ÷ 0.6 , ta chọn Kc = 0.6 Ptt2 = 257 x 0.6 = 154,2 (kW)

Vậy công suất nhà máy nhận được từ bộ phận thứ cấp của trạm biến áp hay máy phát điện là:

Ptt = P’cs + P’đl = 22,528 + 154,2 = 176,78 (KW),

7.1.4. Tính điện năng tiêu thụ hàng năm :

- Tính điện năng tiêu thụ cho chiếu sáng:

ACS = PCS.T.K (KW.h). Trong đó: PCS = ∑Pđèn = 28,16 KW

K: hệ số đồng bộ giữa các đèn từ 0,9 ÷ 1 ; lấy K =1. T: hệ số sử dụng tối đa (h). T = K1. K2.

K1: Thời gian thắp sáng trong một ngày: K1 = 16 h. K2: Số ngày làm việc bình thường trong năm = 344 ngày.

T = 16 x 344=5504(h)

Thay số ta có: ACS = 28,16 x 5504 = 154992,64 (KW.h). - Điện năng tiêu thụ cho động lực:

Adl = Pdl.T.K (KW.h). Trong đó: K: hệ số động lực cần dùng, chọn K = 0,6.

Adl =257 x 5504 x 0,6 = 848716,8 (KW.h). - Điện năng tiêu thụ cho toàn nhà máy trong năm:

A = A’ .(ACS + Adl) (KW.h).

A’: Điện năng tổn hao trên đường dây, lấy A’ = 3 % (ACS +Adl). A = 1,03 x ( 154992,64 + 848716,8 ) = 1033820,723 (KW.h).

7.1.5. Chọn máy biến áp :

- Hệ số cosφ đối với phần chiếu sáng có thể lấy bằng 0,6. Tính công suất phản kháng:

Qtt2 = Ptt. tgφ1 (KVA). Với các thiết bị động lực hệ số cosφ = 0,6 => tgφ = 1,33

Vậy Qtt2 =176,78 x 1,33 = 235,1174 (KVA).

7.1.5.1. Tính dung lượng bù:

- Nâng hệ số cosφ1 = 0,6 lên cosφ2 = 0,9 ÷ 0,96.

Qb = Ptt. (tgφ1 - tgφ2) (KVA), Với cosφ2 = 0,92 ta có tgφ2 = 0,426. Qb = 176,78 x ( 1,33 – 0,426 ) = 159,8 (KVA). 7.1.5.2. Xác định số tụ điện: - Số lượng tụ điện cần dùng: 159,8 15,98 10 b Q n q    Vậy chọn n = 16tụ.

Cosφtt = 2  2 2 . tt tt tt P P  Q n q Cosφtt = 2 176, 78 0,998 176, 78 (235,1174 16 10)x    - Chọn máy biến áp Pchọn =Costt 176,780,998 177,13 tt P    (KVA).

+ Chọn máy biến áp 3 pha 180 (200 ) KVA. + Loại máy biến áp: MBA 3 PHA 35/0.4 180 kVA + Nước sản xuất: Việt Nam

+ Hãng sản xuất: Biến thế Hà Nội + Công suất (KVA): 180 ( 200 ) . + Điện áp: 35/0.4

+ Tổ đấu: Y/yn-12

+ Trọng lượng (Kg): 930.

Hinh 11. Máy biến áp MBA 3 PHA 35/0.4 180

7.1.6. Chọn máy phát điện

Đề phòng mất điện và đảm bảo điện cho sản xuất nhà máy nhất thiết phải trang bị một máy phát điện dự phòng với công suất 300kVA chạy bằng dầu D.O

Số lượng : 1 máy .

7.2. TÍNH HƠI:

7.2.1. Tính chi phí hơi:

Chi phí hơi sử dụng cho các thiết bị:

- Trong các nhà máy thực phẩm, để cấp nhiệt cho các thiết bị người ta thường sử dụng tác nhân là hơi nước bão hoà. Thường được dùng với mục đích gia nhiệt như: tiệt trùng sữa, thanh trùng sữa, nâng nhiệt sữa, chạy rửa thiết bị… Ngoài ra hơi nước còn được dùng để phục vụ cho sinh hoạt, vô trùng cho các thiết bị trước và sau mỗi ca sản xuất.

- Sử dụng hơi nước trong sản xuất có một số ưu điểm sau:

+ Hơi nóng truyền nhiệt đều, không xảy ra hiện tượng truyền nhiệt cục bộ, dễ điều chỉnh nhiệt độ bằng cách điều chỉnh áp hơi.

+ Thuận tiện cho việc vận hành các thiết bị, không cồng kềnh, phức tạp, chiếm một phần diện tích nhỏ trong phân xưởng.

+ Không gây độc hại, đảm bảo vệ sinh cho sản xuất, nên được dùng cho sản xuất thực phẩm.

+ Không ăn mòn thiết bị, có thể vận chuyển đi xa bằng ống. + Đảm bảo vệ sinh cho sản xuất.

- Để chọn được nồi hơi và biết được nhu cầu về nhiên liệu, ta cần tính được lượng hơi cần sử dụng trong một ca sản xuất, với tất cả các thiết bị cùng hoạt động.

Bảng 23. Lượng nhiệt sử dụng cho các quá trình trong 1 ngày

1 Ly tâm 278415,846

2 Trước đồng hóa 1 635155,25

3 Trước phối trộn 154198,34

4 Đồng hóa lần 2 51863,49

5 Thanh trùng sữa 155434,95

7.2.1.1. Lượng nhiệt cần dùng cho quá trình gia nhiệt ly tâm:

Q1= GsCs (t2 – t1) kcal Trong đó:

Gs: là lượng sữa cần gia nhiệt. t2: nhiệt độ sữa sau khi gia nhiệt. t1: nhiệt độ sữa trước khi gia nhiệt.

Cs: Nhiệt dung riêng của sữa có độ khô 11,9%. Cs = Cn (1- B) + CckB kcal/kg.oC. Trong đó:

Cn: nhiệt dung riêng của nước, kcal/kg.oC. Cck: nhiệt dung của chất khô, kcal/kg,oC. B: hàm lượng chất khô, %. C kg kcal Cs1(10.119)0,950,1190,994 / .o . Gs = 25166,845 (l/ca) = 25921,850(kg/ca). C t o 45 2  , t oC 10 1  ) ( 846 , 415 . 278 ) 10 45 ( 994 , 0 850 , 25921 Q1     kcal .

7.2.1.2. Lượng nhiệt cần dùng cho quá trình gia nhiệt trước đồng hóa 1:

Q2= GsCs (t2 – t1) kcal. Trong đó:

Gs: là lượng sữa cần gia nhiệt. t2: nhiệt độ sữa sau khi gia nhiệt. t1: nhiệt độ sữa trước khi gia nhiệt.

Cs: Nhiệt dung riêng của sữa có độ khô 11,9%. Cs = Cn (1- B) + CckB kcal/kg.oC. Trong đó:

Cn: nhiệt dung riêng của nước, kcal/kg.oC. Cck: nhiệt dung của chất khô, kcal/kg.oC. B: hàm lượng chất khô, %. C kg kcal Cs 1(10,119)0,950,1190,994 / .o . Gs = 24815,114 (l/ca)=25559,567 (kg/ca). C t o 65 2  , t oC 40 1  .

- Tính lượng nhiệt cho hoàn nguyên ta có nhiệt độ của sữa trong quá trình đồng hóa là:

Q225559,5670,994(6540)635155,25(kcal).

7.2.1.3. Lượng nhiệt cần dùng cho quá trình gia nhiệt trước phối trộn:

Q3 = GsCs (t2 – t1) kcal. Trong đó:

Gs: là lượng dịch sữa cần tiệt trùng trong một ca, kg. Cs: là tỷ nhiệt của dịch sữa có độ khô 11,9%.

Gs = 10151,667 (l/ca)= 10456,217 (kg/ca).

- Lượng sữa cần gia nhiệt chỉ chiếm 25% so với lượng sữa cần phối trộn: 10456,217 x 0,25= 2614,054 (kg/ca).

C kg kcal Cs1(10,119)0,950,1250,9998 / .o

7.2.1.4. Lượng nhiệt dùng cho đồng hóa lần 2:

- Đổi sang kg: 10131,3731,0310435,31(kg/ca). Q4 = GsCs (t2 – t1) kcal.

Trong đó:

Gs: là lượng dịch sữa cần tiệt trùng trong một mẻ kg. Cs: là tỷ nhiệt của dịch sữa có độ khô 12,5%.

Gs = 10435,31 kg. C kg kcal Cs1(10,125)0,950,1250,994 / .o . ) ( 49 , 51863 ) 70 75 ( 994 , 0 10435,31 4 Q      kcal .

7.2.1.5. Lượng nhiệt tiêu tốn trong quá trình thanh trùng sữa:

Q5 = GsCs (t2 – t1) kcal. Trong đó:

Gs: là lượng dịch sữa cần tiệt trùng trong một ca, kg. Cs: là tỷ nhiệt của dịch sữa có độ khô 12,5%.

Gs = 10424,879 kg C kg kcal Cs1(10,125)0,950,1250,994 / .o . ) ( 95 , 155434 ) 60 75 ( 994 , 0 10424,879 Q5     kcal

7.2.1.6. Tổng lượng nhiệt sử dụng trong 1 ngày:

Tổng lượng nhiệt sử dụng trong 1 ngày là:

[Q1+Q2+Q3+Q4+Q5]* 2 = 2.550.135,752 kcal/ngày = 10.676.908,22 kJ/ ngày - Dùng hơi gia nhiệt có áp suất 3 Bar

- Ẩn nhiệt hóa hơi của nước ở áp suất 3 bar: r1 = 2141 kJ/kg. - Giả sử hơi nước ngưng tụ 90%

7.2.2. Tính nước và hơi cho CIP:

- Nước dùng để vệ sinh thiết bị trong một ngày sản xuất được tái sử dụng.

- Lượng nước để vệ sinh thiết bị ở chế độ 1 lấy bằng 15% thể tích bồn lớn nhất là bồn nguyên liệu.

V= 15%.30000 = 4500 l.

- Các thiết bị tại các phân xưởng từ khâu tiếp nhận nguyên liệu đến khâu đóng gói đều được vệ sinh bằng hệ thống CIP.

- Lưu lượng cho 1 lần CIP là 4500 l/h hay 4500kg/h

Đối với thiết bị trao đổi nhiệt hoặc thanh trùng (hoạt động ở nhiệt độ cao): chế độ I - Mỗi lần CIP chạy nước nóng 500C trong 10 phút. Tổng thời gian CIP (I) trong

ngày khoảng 30 phút. - Lượng nước cần dùng:

G11 = 4500x30/60 = 2250 kg - Lượng nhiệt cần để gia nhiệt cho nước từ 280C đến 500C:

Q6 = G6.Cn.(t2 – t1) = 2250x 4,18 x (50 – 28) = 206910 (kJ) - Chạy dung dịch xút 1% cho mỗi lần CIP trong 15 phút ở 600C. Thời gian chạy

xút trong 1 ngày: 45 phút.

- Lượng dung dịch xút 1% cần dùng:

Gddx1 = 4500x45/60 = 3375 kg - Lượng xút cần dùng:

GxI =1% x Gddx1 = 33,75 kg.

(Xem khối lượng riêng của dung dịch gần đúng như của nước). - Lượng nước cần dùng:

G7= 3341,25 kg

- Lượng nhiệt cần để gia nhiệt cho dung dịch từ 28oC đến 60oC:

Q7 = Gddx1xCnx (t2 – t1) = 3375x 4,18 x (60 – 28) =451440(kJ)

- Chạy nước nóng 50oC để tráng rửa xút mỗi lần CIP trong 3 phút. Mỗi ngày chạy trong khoảng 10 phút:

- Lượng nước cần dùng:

G8 = 4500x10/60 =750 kg. - Lượng nhiệt cần để gia nhiệt cho nước từ 280C đến 500C:

Q8 = G8.Cn.(t2 – t1) = 750 x 4,18 x (50 – 28) = 288.294,6 (kJ)

- Chạy dung dịch acid 0,6% cho mỗi lần CIP là trong 10 phút ở 600C. Trung bình mỗi ngày chạy 30 phút:

(Xem khối lượng riêng của dung dịch gần đúng như của nước). - Lượng acid cần dùng:

Ga1= 0,6% x 2250=13,5 kg - Lượng nước cần dùng:

G9= 2236,5 kg

- Lượng nhiệt cần để gia nhiệt cho dung dịch từ 280C đến 600C:

Q9 = Gdda1xCn x (t2 – t1) = 2250 x 4,18 x (60 – 28) = 300960(kJ) - Chạy nước lạnh 280C trong 3 phút. Mỗi ngày chạy 10 phút.

- Lượng nước cần dùng:

G10 = 4500*10/60 = 750 kg - Tổng kết cho chế độ vệ sinh loại I:

- Tổng lượng nước cần:

GI = G6+ G7+ G8+ G9+ G10 = 9327,75 kg - Tổng lượng hơi cần:

HI = (Q6+ Q7 + Q8 + Q9 )/ (0,9x r1)= 647,5 kg - Lượng xút 1%: GxI = 33,75 kg

- Lượng acid nitric 0,6%: GaI = 13,5 kg

Đối với các thiết bị khác: trong quy trình vệ sinh chỉ sử dụng nước và xút (chế độ II):

- Chạy nước nóng 500C trong 3 phút. Mỗi ngày chạy trong 12 phút - Lượng nước cần dùng: G11 = 4500x 12/60 = 900 kg

- Lượng nhiệt cần để gia nhiệt cho nước từ 28oC đến 50oC:

Q11 = G21x Cnx (t2 – t1) = 900x 4,18x (50 – 28) = 82764 (kJ) - Chạy dung dịch xút 1% trong 6 phút ở 600C. Mỗi ngày chạy trong 25phút - Lượng dung dịch xút 1% cần dùng:

Gddx2 = 4500x 25/60 = 1875 kg. - Lượng xút cần dùng:

Gx2= 1% .Gddx2= 18,75 kg. - Lượng nước cần dùng: G12= 1856,25 kg

- Lượng nhiệt cần để gia nhiệt cho dung dịch từ 28oC đến 60oC:

Q12 = Gddx2x Cnx (t2 – t1) =1875. 4,18. (60 – 28) = 250800(kJ) - Chạy nước nóng 50oC để tráng rửa xút trong 3 phút. Mỗi ngày chạy trong 12

- Lượng nước cần dùng:

G13 = 4500x 12/60 = 900 kg - Lượng nhiệt cần để gia nhiệt cho nước từ 28oC đến 50oC:

Q13 = G13x Cnx (t2 – t1) = 900x 4,18x (50 – 28) = 82764(kJ) - Chạy nước lạnh 28oC trong 8 phút. Mỗi ngày chạy trong 25 phút.

- Lượng nước cần dùng:

G14 = 4500x 25/60 = 1875 kg - Tổng kết cho chế độ vệ sinh loại II:

- Tổng lượng nước cần:

GII = G11 + G12 + G13 + G14 = 5531,25 kg - Tổng lượng hơi cần:

HII = (Q11 +Q22 +Q33)/(0,9x r1)= 218,4 kg

- Lượng xút GxII = 33,75kg Tổng kết cho toàn phân xưởng:

- Tổng lượng nước cần dùng để chạy CIP trong một ngày: GCIP= GI+GII= 9327,75 + 5531,25= 14859kg - Tổng lượng hơi cần dùng để chạy CIP trong một ngày:

HCIP= HI+HII= 647,5 + 218,4= 865,9 kg

- Tổng nhiệt lượng cần dùng để chạy CIP trong một ngày: QCIP= 1663932,6 kj

7.2.3. Chọn nồi hơi:

- Tổng lượng hơi dùng trong xưởng:

H= Hsx+HCIP= 5540,977+865,9= 6406,877 kg - Tổng nhiệt lượng cần dùng:

Q= QSX+QCIP= 10.676.908,22 +1.663.932,6= 12.340.840,82 kj/ngày - Lượng hơi sử dụng trung bình trong 1 giờ:

Htb = H /16 =6406,877 /16 = 400,43 kg/h - Chọn hệ số sử dụng đồng thời k = 1,4

- Năng suất hơi tối thiểu của lò hơi: 400,43 x 1,4 = 560,6 kg/h - Chọn nồi hơi kiểu B8/40 của Liên Xô chế tạo, với các thông số :

+ Năng suất hơi: 1500 -1200 (kg/h) + Áp suất hơi 9 at

+ Kích thước : 4200 x 3570 x 3850 (mm)

7.2.4. Nhiên liệu:

 Dầu FO sử dụng cho lò hơi:

   . Q ) i i ( G D h n Trong đó:

Q: nhiệt lượng của dầu . Q = 6728,2 kcal/kg . G: năng suất hơi . G =2.604,548 kg/h .

ŋ: hiệu suất lò hơi . ŋ = 70 % .

Ih: hàm nhiệt của hơi ở áp suất làm việc . ih = 657,3 kcal/kg . In: hàm nhiệt của nước ở áp suất làm việc . in = 152,2 kcal/kg . Lượng dầu FO sử dụng trong: + 1 ngày: D = 279,3269256 kg.

+ 1 năm: D = 96088,46242 kg.  Lượng xăng, dầu sử dụng trong một năm: (kg/năm).

- Xăng:

+ Sử dụng 600 lít/ngày

+ Lượng xăng sử dụng trong 1 năm: 206400 (l/năm). - Dầu DO: