Tài liệu Thiết kế nhà máy sản xuất đường mía theo phương pháp so2 năng suất 6380 tấn mía ngày

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG MÍA THEO PHƯƠNG PHÁP SO2 NĂNG SUẤT 6380 TẤN MÍA/NGÀY Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Thúy Vy Số thẻ SV: 107150193 Lớp: 15H2B Đà Nẵng – Năm 2019 TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất đường mía theo phương pháp SO2 năng suất 6380 tấn mía/ngày Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Thúy Vy Số thẻ SV: 107150193 Lớp: 15H2B Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm: Phần thuyết minh có 10 chương: - Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật - Chương 2: Tổng quan - Chương 3: Chọn và thuyết minh qui trình công nghệ - Chương 4: Tính cân bằng vật chất - Chương 5: Tính cân bằng nhiệt - Chương 6: Tính và chọn các thiết bị chủ yếu - Chương 7: Tính xây dựng - Chương 8: Tính hơi - nước - Chương 9: Kiểm tra sản xuất - Chương 10: An toàn lao động - vệ sinh xí nghiệp Phần bản vẽ gồm : - Bản vẽ mặt bằng: bố trí các thiết bị trong phân xưởng sản xuất chính, gồm bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính tầng 1 và tầng 2. - Bản vẽ mặt cắt: thể hiện hình dạng, kích thước các thiết bị. - Bản vẽ đường ống hơi – nước: bố trí các đường ống hơi đốt, hơi thứ, nước ngưng, nước xử lí, nước thải trong phân xưởng - Bản vẽ tổng mặt bằng: thể hiện bố trí phân xưởng sản xuất chính và các công trình trong toàn bộ diện tích nhà máy. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: HOÀNG THỊ THÚY VY Số thẻ sinh viên: 107150193 Lớp: 15H2B Khoa: Hóa Ngành: Công nghệ thực phẩm Tên đề tài đồ án: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG MÍA THEO PHƯƠNG PHÁP SO2 NĂNG SUẤT 6380 TẤN MÍA/NGÀY 1. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện 2. Các số liệu và dữ liệu ban đầu: Thành phần cây mía (tính % theo chất khô của mía) Sacaroza Xơ : 12,84 : 11,06 Chất không đường : 2,89 Nước : tự tính GP bã : 76,48 Độ ẩm bã : 48,92 Nước thẩm thấu : tự chọn từ 22 đến 25% 3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: - Mở đầu - Lập luận kinh tế kỹ thuật - Tổng quan - Chọn và thuyết minh qui trình công nghệ - Tính cân bằng vật chất - Tính cân bằng nhiệt - Tính và chọn thiết bị các thiết bị chủ yếu - Tính xây dựng - Tính hơi - nước - Kiểm tra sản xuất - An toàn lao động, vệ sinh xí nghiệp, phòng cháy và chữa cháy - Kết luận - Tài liệu tham khảo 4. Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ): - Bản vẽ các mặt bằng phân xưởng sản xuất chính (A0) - Bản vẽ các mặt cắt phân xưởng sản xuất chính - Bản vẽ đường ống hơi - nước (A0) (A0) - Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy (A0) 5. Họ và tên: PGS. TS. Trương Thị Minh Hạnh 6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: ……./…../ 201…... 7. Ngày hoàn thành đồ án:……/……/ 201…… Trưởng Bộ môn………………. Đà Nẵng, ngày tháng năm 201 Người hướng dẫn LỜI NÓI ĐẦU Trải qua những năm tháng học tập trên ghế nhà trường với sự truyền đạt, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo nay để đánh giá và củng cố kiến thức chuyên ngành đã học em được giao nhiệm vụ thiết kế nhà máy sản xuất đường RS với năng suất 6380 tấn mía/ ngày. Trong quá trình thiết kế đã giúp em nắm rõ hơn những kiến thức chuyên ngành đã học khi ứng dụng như: chọn vị trí đặt nhà máy sao cho phù hợp, xây dựng kiểu nhà công nghiệp, cách chọn và bố trí thiết bị, các thông số kỹ thuật, mục đích và yêu cầu của từng công đoạn…Đây là những kiến thức rất quý báu phục vụ cho công việc của em sau này. Tuy nhiên do thời gian, kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế, một số sai khác giữa lý thuyết và thực tế sản xuất nên đồ án này khó tránh khỏi thiếu sót. Mong nhận được sự góp ý của thầy cô và các bạn để đồ án được hoàn chỉnh hơn. Em xin được cảm ơn cô Trương Thị Minh Hạnh, đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đề tài này. Trong suốt thời gian em thực hiện đồ án, mặc dù rất bận rộn trong công việc nhưng cô vẫn dành rất nhiều thời gian và tâm huyết trong việc hướng dẫn em. Cô đã cung cấp cho em rất nhiều kiến thức bổ ích, luôn định hướng, góp ý và sửa chữa những chỗ sai giúp em hoàn thành đồ án một cách tốt nhất. Em cũng xin cảm ơn các quý thầy cô đã dạy bảo em trong suốt chặng đường đại học vừa qua. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn! i CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đồ án này do chính tôi thực hiện. Nội dung đồ án được trình bày đúng với nguồn trích dẫn rõ ràng và chính xác, số liệu và kết quả tính toán trong đồ án tốt nghiệp này là trung thực. Bố cục trình bày bài thuyết minh, bản vẽ và các giấy tờ quy định cũng được thực hiện theo đúng quy định của nhà trường. Nếu không đúng như đã nêu trên, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về đề tài của mình. Sinh viên thực hiện ii MỤC LỤC Tóm tắt Nhiệm vụ Lời nói đầu ........................................................................................................................i Cam đoan ........................................................................................................................ ii Mục lục .......................................................................................................................... iii Danh sách các bảng biểu, hình vẽ và sơ đồ ....................................................................ix Danh sách các bảng ........................................................................................................ix Danh sách hình ảnh, hình vẽ và sơ đồ .............................................................................x Danh sách các kí hiệu, chữ viết tắt .............................................................................. xiii MỞ ĐẦU ......................................................................................................................xiv Chương 1: Lập luận kinh tế - kỹ thuật ........................................................................1 1.1. Đặc điểm thiên nhiên ..............................................................................................1 1.2. Vùng nguyên liệu ....................................................................................................1 1.3. Hợp tác hóa .............................................................................................................2 1.4. Nguồn cung cấp điện ..............................................................................................2 1.5. Nguồn cung cấp hơi ................................................................................................2 1.6. Nhiên liệu .................................................................................................................2 1.7. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lí nước .........................................................2 1.8. Thoát nước ..............................................................................................................2 1.9. Giao thông vận tải ..................................................................................................3 1.10. Nguồn nhân lực .....................................................................................................3 Chương 2: Tổng quan ...................................................................................................4 2.1. Giới thiệu về cây mía ..............................................................................................4 2.1.1. Các loài mía: .......................................................................................................... 4 2.2.2. Đặc điểm sinh lý – sinh thái .................................................................................. 4 2.2.3. Thành phần hóa học của mía và nước mía ............................................................ 4 iii 2.2. Cở sở lí thuyết của quá trình sản xuất đường ..................................................... 6 2.2.1. Cở sở của quá trình làm sạch ................................................................................ 6 2.2.2. Cở sở của quá trình kết tinh đường ....................................................................... 8 2.3. Tổng quan về sản phẩm ....................................................................................... 10 Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ ............................................ 11 3.1. Chọn quy trình công nghệ ................................................................................... 11 3.1.1. Công đoạn lấy nước mía ..................................................................................... 11 3.1.2. Công đoạn làm sạch nước mía ............................................................................ 11 3.1.3. Công đoạn bốc hơi .............................................................................................. 13 3.1.4. Công đoạn nấu đường ......................................................................................... 13 3.2. Quy trình công nghệ sản xuất đường mía bằng phương pháp sunfit hóa axit ....................................................................................................................................... 14 3.3. Thuyết minh quy trình công nghệ ...................................................................... 17 3.3.1. Tiếp nhận nguyên liệu – cân mía ........................................................................ 17 3.3.2. Băm mía .............................................................................................................. 17 3.3.3. Đánh tơi mía ........................................................................................................ 17 3.3.4. Ép mía – thu nước mía hỗn hợp .......................................................................... 17 3.3.5. Gia vôi sơ bộ ....................................................................................................... 18 3.3.6. Đun nóng lần 1 .................................................................................................... 18 3.3.7. Thông SO2 lần 1- gia vôi trung hòa..................................................................... 19 3.3.8. Đun nóng lần 2 .................................................................................................... 20 3.3.9. Lắng trong ........................................................................................................... 20 3.3.10. Lọc chân không ................................................................................................. 20 3.3.11. Đun nóng lần 3 .................................................................................................. 21 3.3.12. Cô đặc ................................................................................................................ 21 3.3.13. Thông SO2 lần 2 ................................................................................................ 22 3.3.14. Lọc kiểm tra ...................................................................................................... 22 3.3.15. Nấu đường ......................................................................................................... 22 3.3.16. Trợ tinh .............................................................................................................. 24 iv 3.3.17. Li tâm ................................................................................................................. 24 3.3.18. Sấy ..................................................................................................................... 25 3.3.19. Làm nguội .......................................................................................................... 25 3.3.20. Sàng phân loại: .................................................................................................. 26 3.3.21. Cân - đóng bao: ................................................................................................. 26 Chương 4: Tính cân bằng vật chất ............................................................................27 4.1. Các số liệu cho trước: ...........................................................................................27 4.2. Tính cân bằng vật chất .........................................................................................27 4.2.1. Công đoạn ép ....................................................................................................... 27 4.2.2. Công đoạn làm sạch............................................................................................. 28 4.2.3. Công đoạn nấu đường.......................................................................................... 31 Chương 5: Cân bằng nhiệt lượng ...............................................................................40 5.1. Cân bằng nhiệt lượng cho hệ cô đặc nhiều nồi ..................................................40 5.1.1. Khối lượng nước bốc hơi của quá trình cô đặc ................................................... 40 5.1.2. Nồng độ chất khô trong các hiệu ......................................................................... 41 5.1.3. Xác định áp suất và nhiệt độ ở các hiệu .............................................................. 41 5.1.4. Xác định tổn thất nhiệt độ trong quá trình bốc hơi.............................................. 42 5.1.5. Nhiệt độ sôi của dung dịch trong các hiệu bốc hơi ............................................. 43 5.1.6. Hiệu số nhiệt độ hữu ích của các hiệu (ti) ......................................................... 43 5.2. Cân bằng nhiệt cho hệ thống đun nóng ..............................................................44 5.3. Cân bằng nhiệt cho hệ nấu đường ......................................................................45 5.3.1. Nấu non A ............................................................................................................ 45 5.3.2. Nấu non B ............................................................................................................ 48 5.3.3. Nấu non C ............................................................................................................ 49 5.3.4. Nấu giống B, C .................................................................................................... 51 5.4. Cân bằng nhiệt cho hệ cô đặc ..............................................................................52 5.4.1. Tính lượng hơi nước bốc hơi ............................................................................... 52 5.4.2. Lượng hơi dùng cho hệ cô đặc ............................................................................ 53 v 5.5. Nhiệt dùng cho những yêu cầu khác................................................................... 55 5.5.1. Lượng hơi dùng cho li tâm: ................................................................................. 55 5.5.2. Lượng hơi dùng cho lọc chân không ................................................................... 56 5.5.3. Nhiệt dùng cho sấy đường................................................................................... 56 5.5.4. Nhiệt dùng cho gia nhiệt các loại mật, giống ...................................................... 57 5.5.5. Lượng hơi dùng trong hồi dung và đường hồ ..................................................... 58 5.5.6. Lượng hơi dùng cho nước thẩm thấu .................................................................. 58 5.5.7. Tổn thất nhiệt đường ống .................................................................................... 59 5.5.8. Lượng hơi tiêu hao khác ...................................................................................... 59 5.6. Tổng hợp lượng hơi dùng cho nhà máy ............................................................. 59 Chương 6: Tính và chọn thiết bị chủ yếu .................................................................. 60 6.1. Chọn bộ máy ép .................................................................................................... 60 6.2. Băng tải mía .......................................................................................................... 60 6.3. Máy băm mía ........................................................................................................ 61 6.3.1. Máy băm 1 ........................................................................................................... 61 6.3.2. Máy băm 2 ........................................................................................................... 62 6.4. Máy đánh tơi ......................................................................................................... 62 6.5. Cân tự động ........................................................................................................... 62 6.6. Gia vôi sơ bộ .......................................................................................................... 63 6.7. Thiết bị gia nhiệt ................................................................................................... 64 6.8. Thiết bị thông SO2 lần 1 và gia vôi trung hoà.................................................... 65 6.8.1. Bộ phận sunfit hoá............................................................................................... 65 6.8.2. Thùng trung hòa .................................................................................................. 67 6.8.3. Ống nối thiết bị sunfit hóa và thiết bị trung hòa ................................................. 67 6.9. Thiết bị thông SO2 lần 2 ....................................................................................... 67 6.10. Thiết bị lắng ........................................................................................................ 68 6.11. Thiết bị lọc chân không ...................................................................................... 69 6.12. Thiết bị lọc kiểm tra ........................................................................................... 70 vi 6.13. Thiết bị bốc hơi ...................................................................................................70 6.14. Thiết bị nấu .........................................................................................................72 6.15. Trợ tinh ................................................................................................................75 6.16. Máy li tâm đường A, B .......................................................................................76 6.17. Máy li tâm đường C............................................................................................77 6.18. Máy sấy đường ....................................................................................................77 Chương 7: Tính xây dựng ...........................................................................................80 7.1. Tính nhân lực lao động ........................................................................................80 7.1.1. Chế độ làm việc của nhà máy .............................................................................. 80 7.1.2. Thời gian làm việc của nhà máy .......................................................................... 80 7.1.3. Phân bố lao động trong nhà máy ......................................................................... 81 7.2. Các công trình xây dựng của nhà máy ...............................................................83 7.2.1. Phân xưởng chính ................................................................................................ 83 7.2.2. Các phân xưởng sản xuất phụ.............................................................................. 83 7.2.3. Các công trình hành chính, văn hoá, phục vụ công nhân .................................... 84 7.2.4. Các công trình kho bãi ......................................................................................... 85 7.2.5. Các công trình xử lý và chứa nước ...................................................................... 86 7.3. Tính khu đất xây dựng nhà máy .........................................................................88 7.3.1. Diện tích khu đất ................................................................................................. 88 7.3.2. Tính hệ số sử dụng của nhà máy ......................................................................... 89 Chương 8: Tính hơi - nước .........................................................................................90 8.1. Tính hơi .................................................................................................................90 8.1.1. Cân bằng chất đốt cho lò hơi ............................................................................... 90 8.1.2. Tính nhiên liệu phụ trợ lúc không đủ bã hay khởi động lò ................................. 90 8.2. Tính nước: .............................................................................................................91 8.2.1. Nước ngưng tụ ..................................................................................................... 91 8.2.2. Nước lắng trong .................................................................................................. 91 8.2.3. Nước lọc trong ..................................................................................................... 92 vii 8.2.4. Nước ở tháp ngưng tụ .......................................................................................... 92 8.2.5. Nước thải của nhà máy ........................................................................................ 93 Chương 9: Kiểm tra sản xuất ..................................................................................... 94 9.1. Kiểm tra sản xuất ................................................................................................. 94 9.2. Cách xác định một số chỉ tiêu .............................................................................. 94 9.2.1. Xác định bằng cảm quan theo kinh nghiệm ........................................................ 94 9.2.2. Phân tích trong phòng thí nghiệm ....................................................................... 94 Chương 10: An toàn lao động và vệ sinh xí nghiệp .................................................. 97 10.1. An toàn lao động ................................................................................................. 97 10.1.1. Những nguyên nhân gây ra tai nạn lao động..................................................... 97 10.1.2. Các điều kiện trong nhà máy ............................................................................. 97 10.2. Vệ sinh xí nghiệp ................................................................................................ 98 KẾT LUẬN ................................................................................................................. 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO viii DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG 2.1. CÁC CHỈ TIÊU CẢM QUAN CỦA ĐƯỜNG RS ....................................10 BẢNG 2.2. CÁC CHỈ TIÊU LÍ – HÓA CỦA ĐƯỜNG RS .........................................10 BẢNG 3.1. SO SÁNH ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA 2 PHƯƠNG PHÁP LẤY NƯỚC MÍA ...............................................................................................................................11 BẢNG 3.2. BẢNG SO SÁNH ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT ĐƯỜNG MÍA ....................................................................................................12 BẢNG 3.3. ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA 3 PHƯƠNG PHÁP CÔ ĐẶC NƯỚC MÍA ...13 BẢNG 4.1. BẢNG CÁC GIÁ TRỊ AP, BX CỦA CÁC BÁN THÀNH PHẨM VÀ THÀNH PHẨM .............................................................................................................32 BẢNG 4.2. BẢNG NGUYÊN LIỆU NẤU NON C .....................................................33 BẢNG 4.3. BẢNG NGUYÊN LIỆU NẤU NON B .....................................................34 BẢNG 4.4. BẢNG NGUYÊN LIỆU NẤU NON A .....................................................35 BẢNG 4.5. BẢNG TỔNG KẾT CÔNG ĐOẠN NẤU ĐƯỜNG .................................36 BẢNG 4.6. BẢNG TỔNG KẾT CAN BẰNG VẬT CHẤT.........................................38 BẢNG 5.1. BẢNG ÁP SUẤT HƠI VÀ NHIỆT ĐỘ TƯƠNG ỨNG CỦA CÁC HIỆU .......................................................................................................................................42 BẢNG 5.2. TỔN THẤT DO TĂNG NHIỆT ĐỘ SÔI Ở CÁC HIỆU ..........................42 BẢNG 5.3. TỔN THẤT NHIỆT ĐỘ DO ÁP SUẤT THỦY TĨNH .............................42 BẢNG 5.4. CHẾ DỘ NHIỆT CỦA HỆ THỐNG BỐC HƠI ........................................44 BẢNG 5.5. CÂN BẰNG NHIỆT CHO HỆ ĐUN NÓNG ............................................45 BẢNG 5.6. NGUYÊN LIỆU NẤU NON A .................................................................46 BẢNG 5.7. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ NẤU NON A ......................47 BẢNG 5.8. NGUYÊN LIỆU NẤU NON B ..................................................................48 BẢNG 5.9. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THÔNG SỐ NẤU NON B ...............................49 BẢNG 5.10. NGUYÊN LIỆU NẤU NON C ................................................................ 49 BẢNG 5.11. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THÔNG SỐ NẤU NON C .............................50 BẢNG 5.12. NGUYÊN LIỆU NẤU GIỐNG B, C .......................................................51 BẢNG 5.13. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ NẤU GIỐNG B, C ...........51 BẢNG 5.14. TỔNG KẾT NHIỆT TRONG QUÁ TRÌNH NẤU .................................52 BẢNG 5.15. TÍNH TOÁN VÀ TRA BẢNG CÁC THÔNG SỐ CỦA QUÁ TRÌNH BỐC HƠI .......................................................................................................................54 BẢNG 5.16. NHIỆT DÙNG CHO GIA NHIỆT CÁC LOẠI MẬT, GIỐNG ..............58 ix BẢNG 5.17. TỔNG HỢP HƠI DÙNG CHO NHÀ MÁY ........................................... 59 BẢNG 6.1. BỀ MẶT TRUYỀN NHIỆT CỦA THIẾT BỊ GIA NHIỆT ...................... 64 BẢNG 6.2. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN DIỆN TÍCH TRUYỀN NHIỆT NỒI BỐC HƠI ....................................................................................................................................... 71 BẢNG 6.3. KẾT QUẢ TÍNH NHIỆT NỒI NẤU ......................................................... 72 BẢNG 6.4. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN BỀ MẶT TRUYỀN NHIỆT NỒI NẤU ........... 73 BẢNG 6.5. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THIẾT BỊ NẤU ................................................ 75 BẢNG 6.6. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THIẾT BỊ TRỢ TINH ...................................... 75 BẢNG 6.7. BẢNG TỔNG KẾT THIẾT BỊ .................................................................. 78 BẢNG 7.1. THỜI GIAN SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY THEO LỊCH ...................... 80 BẢNG 7.2. PHÂN BỐ LAO ĐỘNG GIÁN TIẾP ........................................................ 81 BẢNG 7.3. PHÂN BỐ LAO ĐỘNG TRỰC TIẾP ....................................................... 81 BẢNG 7.4. BẢNG TỔNG KẾT TÍNH XÂY DỰNG .................................................. 87 BẢNG 8.1. SỰ PHÂN BỐ NƯỚC NGƯNG ............................................................... 91 BẢNG 8.2. SỰ PHÂN BỐ NƯỚC LẮNG TRONG .................................................... 92 BẢNG 8.3. SỰ PHÂN BỐ NƯỚC LỌC TRONG ....................................................... 92 BẢNG 8.4. NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY ĐƯỜNG ................................................ 93 DANH SÁCH HÌNH ẢNH, HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ HÌNH 3.1. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG THEO PHƯƠNG PHÁP SUNFIT HÓA AXIT ..................................................................................................... 16 HÌNH 3.2. DAO BĂM .................................................................................................. 17 HÌNH 3.3. MÁY ĐÁNH TƠI KIỂU BÚA ................................................................... 17 HÌNH 3.4. SƠ ĐỒ PHƯƠNG PHÁP ÉP THẨM THẤU KÉP ..................................... 18 HÌNH 3.5. MÁY ÉP, TRỤC ÉP.................................................................................... 18 HÌNH 3.6. THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT DẠNG ỐNG CHÙM ................................ 19 HÌNH 3.7. THIẾT BỊ TRUNG HÒA ĐƯỜNG ỐNG KIỂU ĐỨNG ........................... 19 HÌNH 3.8. THIẾT BỊ LẮNG TRONG ......................................................................... 20 HÌNH 3.9. THIẾT BỊ LỌC CHÂN KHÔNG THÙNG QUAY .................................... 21 HÌNH 3.10. THIẾT BỊ CÔ ĐẶC .................................................................................. 22 HÌNH 3.11. BỘ LỌC DUPLEX.................................................................................... 22 HÌNH 3.12. NỒI NẤU ĐƯỜNG CHÂN KHÔNG....................................................... 23 HÌNH 3.14. THIẾT BỊ TRỢ TINH LÀM LẠNH TỰ NHIÊN ..................................... 24 HÌNH 3.14. THIẾT BỊ TRỢ TINH LÀM LẠNH CƯỠNG BỨC ................................ 24 HÌNH 3.16. THIẾT BỊ LI TÂM GIÁN ĐOẠN ........................................................... 25 x HÌNH 3.16. THIẾT BỊ LI TÂM LIÊN TỤC .................................................................25 HÌNH 3.17. SẤY THÙNG QUAY................................................................................25 HÌNH 4.1. SƠ ĐỒ CHẾ ĐỘ NẤU ĐƯỜNG ................................................................ 37 HÌNH 5.1. SƠ ĐỒ HỆ BỐ HƠI ÁP LỰC CHÂN KHÔNG 4 NỒI ..............................40 HÌNH 5.2. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG BỐC HƠI ..................................................................53 HÌNH 6.1. BĂNG TẢI MÍA .........................................................................................60 HÌNH 6.2. CÂN TỰ ĐỘNG .........................................................................................63 HÌNH 6.3. THÙNG GIA VÔI .......................................................................................63 HÌNH 6.4. THIẾT BỊ SUNFIT HÓA - TRUNG HÒA .................................................65 HÌNH 6.5. THIẾT BỊ LẮNG ........................................................................................69 HÌNH 6.6. THIẾT BỊ BỐC HƠI ...................................................................................71 HÌNH 6.7. THIẾT BỊ TRỢ TINH .................................................................................76 xi DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT KÍ HIỆU H: chiều cao D: đường kính L x W x H: dài x rộng x cao CHỮ VIẾT TẮT TCVN: tiêu chuẩn Việt Nam GVSB: gia vôi sơ bộ NMHH: nước mía hỗn hợp CBVC: cân bằng vật chất CBCNV: Cán bộ công nhân viên NDR: nhiệt dung riêng KL: khối lượng KCN: khu công nghiệp HSLS: hiệu suất làm sạch xiii MỞ ĐẦU Trong cuộc sống hiện nay, đường đã trở thành một loại thực phẩm đóng vai trò không thể thiếu. Đường là nguyên liệu cho các nhà máy sản xuất bánh, kẹo, sữa, nước giải khát, đồ hộp… Ở nước ta, đường chủ yếu được sản xuất từ cây mía. Khí hậu nhiệt đới gió mùa tạo điều kiện rất thuận lợi để trồng loại cây công nghiệp ngắn ngày như cây mía, cung cấp nguồn nguyên liệu cho ngành sản xuất đường mía. Việt Nam là một quốc gia có truyền thống sản xuất đường mía từ lâu đời, đóng vai trò quan trọng trong cơ cấu nền kinh tế đất nước. Theo báo cáo từ Hiệp hội Mía đường Việt Nam, trong năm 2019, cả nước có 36 nhà máy đường hoạt động với diện tích trồng mía khoảng 200 000 ha, sản lượng mía ước từ 10 - 11 triệu tấn, sản lượng đường đạt 1 triệu tấn [1]. Trong đó, sản xuất đường RS (sản xuất theo phương pháp SO2) đóng vai trò rất quan trọng. Nhà máy sản xuất đường RS không chỉ đáp ứng một bộ phận lớn thị trường tiêu thụ đường trực tiếp mà còn cung cấp cho các nhà máy chế biến thực phẩm như nhà máy sữa, bánh kẹo, nước giải khát, đồ hộp… Đường RS so với đường thô thì đảm bảo hơn về độ tinh khiết, chất lượng và có thị trường tiêu thụ rộng hơn. Vì quy trình sản xuất tương đối đơn giản hơn, đòi hỏi về kỹ thuật chuyên môn thấp hơn và vốn đầu tư ban đầu thấp hơn mà giá thành đường RS cũng thấp hơn so với đường tinh luyện. Ngoài ra, nhà máy sản xuất đường RS cũng giải quyết một bộ phận lao động ở địa phương, tạo công ăn việc làm cho nông dân trồng mía. Vì vậy, tôi đã thực hiện đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất đường mía theo phương pháp SO2 năng suất 6380 tấn mía/ngày”. xiv Thiết kế nhà máy sản xuất đường mía theo phương pháp SO2 năng suất 6380 tấn mía/ngày Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT Để thiết kế xây dựng một nhà máy, công việc đầu tiên cần làm là nghiên cứu tìm cho nó một vị trí thích hợp. KCN Lễ Môn, Thanh Hóa là sự lựa chọn khá tốt. Nơi đây hầu như đáp ứng đầy đủ các tiêu chí cần có đề thiết kế xây dựng nhà máy đường. 1.1. Đặc điểm thiên nhiên Các đặc điểm thiên nhiên đóng vai trò rất quan trọng đối với việc xây dựng nhà máy. Các đặc điểm về thổ nhưỡng, khí hậu, hướng gió… có ảnh hưởng nhiều đến nguồn cung cấp nguyên liệu, thời vụ sản xuất, kết cấu xây dựng, bố trí các công trình trong mặt bằng phân xưởng và tổng mặt bằng… Thanh Hóa là một trong các tỉnh trồng mía trọng điểm ở Việt Nam. Niên vụ 2018 - 2019 diện tích cây trồng này khoảng hơn 24 nghìn ha, năng suất bình quân dự kiến đạt 60,4 tấn/ha [2]. KCN Lễ Môn ở Thành phố Thanh Hóa, thuộc trung tâm đồng bằng Thanh Hóa, địa hình tương đối bằng phẳng. Thanh Hóa nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình, chỉ có 2 mùa là mùa khô và mùa mưa. Nhiệt độ trung bình năm 23 - 24oC, lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 1600 - 2300 mm, độ ẩm tương đối từ 85% - 87%. Hướng gió phổ biến là Đông và Đông Nam. 1.2. Vùng nguyên liệu Mỗi nhà máy chế biến đều phải có một vùng nguyên liệu ổn định. Việc xác định vùng nguyên liệu cho nhà máy phụ thuộc rất nhiều vào khả năng cung cấp nguyên liệu của địa phương. Thanh Hóa là một trong những tỉnh có diện tích cây mía lớn. Theo Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, niên vụ 2018 - 2019 toàn tỉnh có khoảng hơn 24 nghìn ha, năng suất bình quân dự kiến đạt 60,4 tấn/ha [2]. Theo số liệu thống kê, Thanh Hóa là tỉnh đứng đầu về sản xuất mía đường, trong đó diện tích chiếm 11,3%, sản lượng chiếm khoảng 10,8% của cả nước [3]. Thạch Thành là một trong những huyện có diện tích trồng mía lớn của tỉnh Thanh Hóa với hơn 4500ha. Xã Ngọc Trung, huyện Ngọc Lặc có hơn 400ha đất nông nghiệp, có thời điểm diện tích mía lên tới 260 ha [4]. Do đó, nhà máy đường xây dựng ở tỉnh Thanh Hóa có thể chủ động hơn về nguồn nguyên liệu. Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Thúy Vy Hướng dẫn: PGS. TS Trương Thị Minh Hạnh 1 Thiết kế nhà máy sản xuất đường mía theo phương pháp SO2 năng suất 6380 tấn mía/ngày 1.3. Hợp tác hóa Việc hợp tác hóa giữa các nhà máy sản xuất khác tại KCN Lễ Môn với các nhà máy ở trong KCN cũng như ở các tỉnh, thành phố lân cận là điều thiết yếu. Ngoài ra, liên hợp hóa còn có tác dụng nâng cao hiệu quả kinh tế, nâng cao hiệu quả sử dụng nguyên liệu, hạ giá thành sản phẩm và đảm bảo một phần đầu ra của sản phẩm. Nhà máy có thể liên kết với Công ty Điện lực Thanh Hóa, Công ty cổ phần cấp nước Thanh Hóa, Công ty cổ phần sữa Milas… 1.4. Nguồn cung cấp điện Trong nhà máy đường, điện được cấp cho các thiết bị, động cơ, máy móc, máy bơm, cấp cho hoạt động của lò hơi và cho sinh hoạt của công nhân, vì vậy lượng điện tiêu thụ rất lớn [5]. KCN Lễ Môn sử dụng nguồn điện có điện áp 22/35/110KV với công suất nguồn 40MVA [6]. Để đề phòng mất điện nhà máy sử dụng máy phát điện dự phòng. 1.5. Nguồn cung cấp hơi Hơi được sử dụng chủ yếu trong quá trình sản xuất sẽ được cung cấp từ lò hơi riêng của nhà máy. Trong quá trình sản xuất để tiết kiệm hơi ta lấy hơi thứ từ các thiết bị bốc hơi cung cấp cho các thiết bị kế tiếp, gia nhiệt, nấu đường, cô đặc, sấy… 1.6. Nhiên liệu Trong nhà máy lò hơi là nơi cần nhiên liệu nhiều nhất. Nhằm giảm bớt vốn đầu tư, tăng hiệu suất tổng thu hồi nhà máy dùng bã mía làm nhiên liệu đốt lò hơi. Thời kì không có bã mía dùng nhiên liệu khác như dầu FO, củi đốt. Còn để bôi trơn cho các thiết bị khác ta dùng dầu bôi trơn. Dầu FO, dầu bôi trơn, xăng dầu cho các phương tiện vận chuyển được đặt mua tại các công ty xăng dầu địa phương gần nhà máy. 1.7. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lí nước Trong nhà máy, nước được sử dụng cho nhiều mục đích: cho sinh hoạt của công nhân, cho hòa trộn, cho lò hơi, cho thẩm thấu… Nhà máy sử dụng nước từ hệ thống ống nước trong khu công nghiệp, lấy từ Công ty cổ phần cấp nước Thanh Hóa. Khu công nghiệp được cung cấp nước với công suất 5000 m3/ngày đêm [5]. 1.8. Thoát nước Cũng như những nhà máy thực phẩm khác, vấn đề thoát nước của nhà máy đường cần được chú trọng vì nước thải ra chứa chủ yếu các chất hữu cơ là môi trường vi sinh Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Thúy Vy Hướng dẫn: PGS. TS Trương Thị Minh Hạnh 2