Tài liệu Bài báo cáo-thiết kế nhà máy sản xuất sữa thanh trùng 7,5 triệu lít,năm

THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT SỮA THANH TRÙNG 7,5 TRIỆU LÍT/NĂM Nhóm: Lê Thành Đạt Lê Thị Quyên Nguyễn Thị Ánh Đào Diệp Mai Thy Ngô Tấn Lợi Mai Tường Vy 5. Tính hơi Bảng 5. Bảng liệt kê các thiết bị sử dụng hơi và các thông số sử dụng cho tính lượng hơi đốt ( các thông số được tra trong bảng I.251 sổ tay quá trình thiết bị và công nghệ hóa chất tập 1) Thiết bị sử Nhiệt độ hơi đốt Áp suất ih in dụng hơi (0C) (at) (kcal/kg) (kcal/kg) 1 Gia nhiệt sơ bộ 1040C 1,2 641,1 104,3 2 Tiệt trùng cream 1400C 4 654,9 143,7 3 Gia nhiệt trước 1040C 1,2 641,1 104,3 1100C 1,4 642,8 108,9 STT bài khí 4 Thanh trùng 5.1. Lượng nhiệt và hơi cung cấp cung cấp cho thiết bị gia nhiệt sơ bộ Q1’= Gs*Cs*(t2 – t1) Trong đó: Q1’ : là nhiệt hửu ích dùng để gia nhiệt Gs: là lượng sữa cần gia nhiệt Cs: là nhiệt dung riêng của sữa có nồng đô chất khô là 13% Cs= Cn*(1-B) + (Cck*B) Cn : là nhiệt dung riêng của nước Kcal/kg0c Cck: là nhiệt dung riêng của chất khô Kcal/kg0c B: là hàm lượng chất % Suy ra: Cs= 1*(1-0,13) + (0,95*0,13)=0,9935 Kcal/kg0c t2: là nhiệt độ của sữa sau khi gia nhiệt t3: là nhiệt độcủa sữa trước khi gia nhiệt Ta có: Gs= 1513,12 (lít/h) = 1558,5 (Kg/h) t2=450c t1=40c Suy Ra : Q1’=1558,5 *0,9935*(45-4)=63483,8 (Kcal /h)  Lượng nhiệt tổn thất do bức xạ là Q1’’=10%Q1’  Lượng nhiệt tổn thất do bản thân thiết bị hấp thụ Q1’’’=20% Q1’  Lượng nhiệt cần cung cấp Q1=Q1’+Q1’’+ Q1’’’= 1,3Q1’= 82528,94 kcal/h  Lượng hơi đốt cần cung cấp cho thiết bị D1= = = 153,7 kg/h Trong đó : D1: là lượng hơi đốt cung cấp cho thiết bị gia nhiệt sơ bộ Q1 là nhiệt lượng cung cấp cho thiết bị gia nhiệt sơ bộ ih : là nhiệt lượng riêng của hơi nước, ih= 641,1 kcal/kg in : la nhiệt lương riêng của nước , in= 104,3 kcal/kg 5.2. Lượng nhiệt cần dùng cho thiết bị tiệt trùng cream Q2’= Gs*Cs*(t2 – t1) Trong đó: Q2’ : là lượng nhiệt hửu ích dùng để tiệt trùng Gs: là lượng sữa cream cần tiệt trùng Cs: là nhiệt dung riêng của sữa có nồng đô chất khô là 13% Cs= Cn*(1-B) + (Cck*B) Cn : là nhiệt dung riêng của nước Kcal/kg0c Cck: là nhiệt dung riêng của chất khô Kcal/kg0c B: là hàm lượng chất khô % Suy ra: Cs= 1*(1-0,13) + (0,95*0,13)=0,9935 Kcal/kg0c t2: là nhiệt độ của cream sau khi gia nhiệt t3: là nhiệt độcủa cream trước khi gia nhiệt Gs= 87,43 =90,1 (kg/h) t2= 1300C t1= 40C Suy Ra Q2’= 90,1 *0,9935*(130-4)= 11278,8 Kcal/h  Chọn nhiệt tổn thất do bức xạ : Q2’’=10%Q2’  Lượng nhiệt tổn thất do bản thân thiết bị hấp thụ Q2’’’=20% Q2’  Lượng nhiệt cần cung cấp cho thiết bị Q2=Q2’+Q2’’+Q2’’’ =1,3Q2’=14662,44 (kcal/h)  Lượng hơi đốt cung cấp cho thiết bị tiệt D2= = = 28,68 (kg/h) Trong đó : D2: là lượng hơi đốt cung cấp cho thiết bị tiệt trùng cream Q2 là nhiệt lượng cung cấp cho thiết bị tiệt trùng cream ih : là nhiệt lượng riêng của hơi nước, ih= 654,9 kcal/kg in : la nhiệt lương riêng của nước , in= 143,7 kcal/kg 5.3. Lượng nhiệt cần dùng cho thiết bị gia nhiệt trước bài khí Q3= Gs*Cs*(t2 – t1) Trong đó: Q3’ : lượng nhiệt hửu ích dùng để gia nhiệt Gs: là lượng sữa cần gia nhiệt Cs: là nhiệt dung riêng của sữa có nồng đô chất khô là 13% Cs= Cn*(1-B) + (Cck*B) Cn : là nhiệt dung riêng của nước Kcal/kg0c Cck: là nhiệt dung riêng của chất khô Kcal/kg0c B: là hàm lượng chất khô % Suy ra: Cs= 1*(1-0,13) + (0,95*0,13)=0,9935 Kcal/kg0c t2: là nhiệt độ của sữa sau khi gia nhiệt t1: là nhiệt độ sữa trước khi gia nhiệt Gs=1459,68 lít/h = 1502,77 (kg/h) t2= 650C t1= 40C Suy Ra Q3= 1502,77 *0,9935*(65-4)= 91073,12 Kcal/giờ  Chọn nhiệt tổn thất do bức xạ : Q3’’=10%Q3’  Lượng nhiệt tổn thất do bản thân thiết bị hấp thụ Q3’’’=20% Q3’  Lượng nhiệt cần cung cấp cho thiết bị Q3=Q3’+Q3’’+Q3’’’=1,3Q3’=118395 kcal/h  Lượng hơi đốt cung cấp cho thiết D3= = = 220,56kg/h Trong đó : D3: là lượng hơi đốt cung cấp cho thiết bị gia nhiệt trước khi bài khí Q3 là nhiệt lượng cung cấp cho thiết bị gia nhiệt trước khi bài khí ih : là nhiệt lượng riêng của hơi nước, ih= 641,1 kcal/kg in : la nhiệt lương riêng của nước , in= 104,3 kcal/kg 5.4. Lượng nhiệt cần gia nhiệt cho thiết bị thanh trùng Q5= Gs*Cs*(t2 – t1) Trong đó: Q4’ : lượng nhiệt hửu ích cho quá trình thanh trùng Gs: là lượng sữa cần gia nhiệt Cs: là nhiệt dung riêng của sữa có nồng đô chất khô là 13% Cs= Cn*(1-B) + (Cck*B) Cn : là nhiệt dung riêng của nước Kcal/kg0c Cck: là nhiệt dung riêng của chất khô Kcal/kg0c B: là hàm lượng chất khô % Suy ra: Cs= 1*(1-0,15) + (0,95*0,15)=0,9925 Kcal/kg0c t2: là nhiệt độ của sữa sau khi gia nhiệt t1: là nhiệt độ sữa trước khi gia nhiệt G4= 2232,4 lít/h = 2299,372 kg/h t2= 750C t1= 550C Suy Ra Q4= 2299,372 *0,9925*(75 - 55)= 45642,54 Kcal/h  Chọn nhiệt tổn thất do bức xạ : Q4’’=10%Q4’  Lượng nhiệt tổn thất do bản thân thiết bị hấp thụ Q4’’’=20% Q4’  Lượng nhiệt cần cung cấp cho thiết bị Q4=Q4’+Q4’’+Q4’’’= 1,3Q4’= 59335,3 kcal/h  Lượng hơi đốt cung cấp cho thiết D4= = = 111,14 kg/giờ Trong đó : D4: là lượng hơi đốt cung cấp cho thiết bị thanh trùng Q4 là nhiệt lượng cung cấp cho thiết bị thanh trùng ih : là nhiệt lượng riêng của hơi nước, ih= 642,8 kcal/kg in : la nhiệt lương riêng của nước , in= 108,9 kcal/kg Bảng tổng kết lượng hơi sử dụng cho các thiết bị STT Thiết bị sử dụng hơi Năng suất tiêu thụ hơi (kg/h) 1 Gia nhiệt sơ bộ 153,7 2 Tiệt trùng cream 28,68 3 Gia nhiệt trước bài khí 220,56 4 Thanh trùng 111,14 6. Tính đường kính ống dẫn hơi STT Thiết bị sử dụng hơi Khối lượng riêng của hơi kg/m3 1 Gia nhiệt sơ bộ 0,6865 2 Tiệt trùng cream 2,12 3 Gia nhiệt trước bài khí 0,6865 4 Thanh trùng 0,7631 Bảng 6. khối lượng riêng của hơi nước cho các thiết bị sử dụng hơi ( các thông số được tra trong bảng I.251 sổ tay quá trình thiết bị và công nghệ hóa chất tập 1) 6.1. Thiết bị gia nhiệt sơ bộ Dường kính ống dẫn d= √ Trong đó : d : là đường kính ống dẫn D: là năng suất tiêu thu hơi của thiết bị Kg/h : là khối lượng riêng của hơi Kg/m3 : là vận tốc trung bình của hơi trong ống dẫn m/s. nằm trong khoảng (25 30) m/s. Chọn d= √ tối ưu cho ông dẫn hơi = 30m/s =0,051 m= 51 mm Chọn d=60mm 6.2. Thiết bị tiệt trùng cream Dường kính ống dẫn d= √ Trong đó d : là đường kính ống dẫn D: là năng suất tiêu thu hơi của thiết bị Kg/h : là khối lượng riêng của hơi Kg/m3 : là vận tốc trung bình của hơi trong ống dẫn m/s. nằm trong khoảng (25 30) m/s. Chọn d= √ = 30m/s =0,013 m= 13 mm Chọn d=20mm 6.3. Thiết bị gia nhiệt trước bài khí Dường kính ống dẫn d= √ Trong đó : d : là đường kính ống dẫn D: là năng suất tiêu thu hơi của thiết bị Kg/giờ tối ưu cho ông dẫn hơi : là khối lượng riêng của hơi Kg/m3 : là vận tốc trung bình của hơi trong ống dẫn m/s. nằm trong khoảng (25 30) m/s. Chọn d= √ tối ưu cho ông dẫn hơi = 30m/s = 0,062 m= 62 mm Chọn d= 80mm 6.4. Thiết bị thanh trùng Dường kính ống dẫn d= √ Trong đó : d : là đường kính ống dẫn D: là năng suất tiêu thu hơi của thiết bị Kg/giờ : là khối lượng riêng của hơi Kg/m3 : là vận tốc trung bình của hơi trong ống dẫn m/s. nằm trong khoảng (25 30) m/s. Chọn d= √ tối ưu cho ông dẫn hơi = 30m/s = 0,041 m= 41 mm Chọn d=60 mm 7. Vẻ giản đồ hơi và đường trung bình tiệu thụ hơi STT Thiết bị sử dụng hơi Đặc điểm làm việc Năng suất Số thiết bị tiêu thụ hơi thiết (kg/h) bị Tổng năng suất tiêu thụ hơi (kg/h) 1 Gia nhiệt sơ bộ Liên tục 153,7 1 153,7 2 Tiệt trùng cream Gián đoạn 28,68 2 57,36 3 Gia nhiệt trước bài khí Liên tục 220,56 1 220,56 4 Thanh trùng Gián đoạn 111,14 2 222,28 Bảng 7.1.Đặc điểm làm việc và năng suất tiêu thụ hơi của từng thiết bị 7.1. Giản đồ hơi 700 653,9 653,9 (max) 600 500 431,62 400 𝑻𝑩𝑳𝑻 = 𝟑𝟕𝟒 𝟐𝟔 15 30 45 60 75 90 105 115  Thiết bị tiệt trùng cream:  Thiết bị thanh trùng: 𝑇𝐵𝐿𝑇: tổng năng suất hơi của các thiết bị sử dụng hơi liên tục Đường trung bình: Dtb= =595,91 kg/h 75%Max= 0,75*653,425=490,425 (kg/h). Suy ra Dtb>75%Max. Chọn Dtb 8. Tính toán chọn nồi hơi  Lượng hơi cung cấp cho tất cả thiết bị trung bình 1h sẻ là Dtb= 595,91.  Lượng hơi hao hụt do bức xạ: 10%  Lượng hơi hao hụt do đường ống: 5%  Lượng hơi hoa hụt do rò rỉ: 5%  Tổn thất do nước ngưng: 12%  Tổn thất do bản thân nồi hơi hấp thu nhiệt: 15% Suy ra  Lượng hơi cần tạo ra từ lò hơi là: 47%Dtb+Dtb= 1,47Dtb = 875,98 (kg/h) Chọn nồi hơi: Năng suất hơi : 1000 Kg/h + Áp suất hơi : 10at +Nhiệt độ 1790C + Kích thước : 4200 x 3570 x 3850 (mm) + Mặt chịu nhiệt : 42 (m2) Nồi hơi làm việc liên tục cung cấp hơi cho toàn thiết bị Số lượng : n= = 0,875 Cần 1 thiết bị cug cấp hơi. Tuy nhiên trong quá trình không tránh khỏi trường hợp nồi hơi bị hư nên cần 1 nồi hơi dư phòng 9. Tính lượng nhiên liệu tiêu thụ để tạo ra hơi nước bảo hòa  Nguyên liệu chọn cho nồi hơi để tạo ra hơi bảo hòa là dầu FO  Lượng dầu FO cần cung cấp cho nồi hơi: B= Trong đó : Q : Nhiệt trị thấp làm việc của dầu FO , Q = 41131 KJ/kg = 9825,8 Kcal/kg D : Năng suất hơi , D = 1000 kg/h . : Hiệu suất lò hơi , = 70 % . ih :Entalpy của hơi quá nhiệt , ih = 2781,7 kJ/kg = 664,4 kcal/kg kết quả này được tra từ bảng I.254.sổ tay thiết bị và hóa chất tâp 1, nhà xuất bảng khoa học kỹ thuật inc : Entalpy của nước cấp , inc = 181,3 kcal/kg . kết quả này được tra từ bảng I.251.sổ tay thiết bị và hóa chất tâp 1, nhà xuất bảng khoa học kỹ thuật D= = 70,23 kg/giờ Lượng dầu sử dụng trong một ngày 70,23*24 = 1685,52 kg/ngày Lượng dầu sử dụng trong một tuần 1685,52 *7 = 11798,64 kg/ngày Lượng dầu sử dụng trong một tháng 1685,52 *30 = 50565,6 kg/tháng Lượng dầu sử dụng trong một năm: 1685,52 *365 = 615214,8 kg /năm Bảng giá trị nhiệt trị thấp của một số nhiên liệu thông dụng (tham khảo): Loại nhiên liệu Nhiệt trị (kJ/kg) Than ít bitum loại A 24490 – 26823 Than ít bitum loại B 22158 – 24490 Than ít bitum loại C 19358 – 22158 Than non loại A 14693 - 19358 Than non loại B 14693 Dầu nặng (dầu FO) 41131 - 43138 Dầu Diesel (dầu DO) 43138 Khí hóa lỏng LPG 39927 - 54900 55979 ( hay 37118 kJ/m3 ở 1atm và 20oC) Khí thiên nhiên