Tài liệu Thiết kế nhà máy sản xuất đường rs hiện đại năng suất 5400 tấn mía ngày

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG RS HIỆN ĐẠI NĂNG SUẤT 5400 TẤN MÍA/NGÀY. Họ và tên sinh viên: TRẦN THỊ NHI Lớp: 14H2A Số thẻ sinh viên: 107140086 Khoá: 2014 – 2019 Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Đà Nẵng – Năm 2019 i TÓM TẮT Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất đường RS hiện đại với năng suất 5400 tấn mía/ngày, bao gồm 1 bản thuyết minh và 5 bản vẽ. Về bản thuyết minh được trình bày nội dung trong 10 chương chính: lập luận kinh tế kỹ thuật để chọn được địa điểm đặt nhà máy phù hợp, tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm, chọn và thuyết minh quy trình công nghệ, tính cân bằng vật chất, cân bằng nhiệt cùng với tính chọn các thiết bị chủ yếu. Sau đó là tính xây dựng cho nhà máy và tính hơi nước, kiểm tra sản xuất và cuối cùng là an toàn lao động trong sản xuất. Về các bản vẽ: - Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính: cho thấy được cách bố trí và khoảng cách giữa các thiết bị. Gồm bản vẽ mặt bằng tầng 1 và bản vẽ mặt bằng tầng 2 - Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính: thể hiện gần như hầu hết hình dạng thiết bị, kết cấu mái che cũng như tường và nền móng xây dựng theo mặt cắt đứng. - Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy: thể hiện cách bố trí phân xưởng sản xuất chính trong nhà máy cùng với các công trình phụ và khu đất mở rộng. - Bản vẽ đường ống hơi-nước: giúp cụ thể hóa cách bố trí các đường ống hơi nước trong phân xưởng sản xuất gồm các đường: đường hơi sống, đường hơi thứ, đường nuớc đã được xử lý, đường nuớc ngưng và đường nước thải. ii ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc KHOA: HÓA ****** ****** NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: TRẦN THỊ NHI Số thẻ sinh viên: 107140086 Lớp: 14H2A Khoá: 2014 – 2019 Khoa : Hóa Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM I. TÊN ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS hiện đại năng suất 5400 tấn mía/ngày. II. CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU: + Hàm lượng đường sacaroza :12,8% + Chất không đường : 3,1% + Thành phần xơ : 11,2% + Nước trong mía : Sinh viên tự tính Một số thông số khác : + GP bã : 74,7% + Hiệu suất ép : 96 % + Nước thẩm thấu : w = 22-25% + Ðộ ẩm bã : 46% III. NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN: 1. Mở đầu 2. Lập luận kinh tế kỷ thuật 3. Tổng quan 4. Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ 5. Tính cân bằng vật chất iii 6. Tính cân bằng nhiệt 7. Tính và chọn thiết bị các thiết bị chủ yếu 8. Tính xây dựng 9. Tính hơi - nước 10. Kiểm tra sản xuất 11. An toàn lao động, vệ sinh xí nghiệp, phòng cháy và chữa cháy 12. Kết luận 13. Tài liệu tham khảo IV. CÁC BẢN VẼ VÀ ĐỒ THỊ: - Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính (Ao) - Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính (Ao) - Bản vẽ bố trí đường ống hơi - nước (Ao) - Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy (Ao) V. GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Họ và tên giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh VI. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 14/02/2019 VII. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 14/05/2019 Thông qua bộ môn Ngày……tháng……năm 2019 TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PGS.TS. Đặng Minh Nhật PGS. TS. Trương Thị Minh Hạnh Kết quả điểm đánh giá: Sinh viên đã hoàn thành và nộp toàn bộ báo cáo cho bộ môn Ngày…tháng…năm 2019 Ngày……tháng……năm 2014 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG iv LỜI CẢM ƠN Trong chặng đường 5 năm học tập tại trường đại học Bách Khoa Đà Nẵng, em đã nhận được sự chỉ bảo tận tình từ các thầy cô trong khoa Hóa cùng toàn thể các thầy cô trong hội đồng sư phạm nhà trường. Người ta thường nói, 5 năm không phải là khoảng thời gian dài, nhưng với em nó đủ để em nhận được tất cả sự nhiệt huyết từ các thầy cô, nhận được những lời khuyên từ kiến thức chuyên ngành đến cả những kỹ năng mềm trong cuộc sống. Nhờ vậy, khi nhận đề tài tốt nghiệp em đã có được cơ hội củng cố lại các kiến thức mình đã học và nhận thêm được nhiều kiến thức mới. Có lẽ trong 3 tháng hoàn thành đồ án tốt nghiệp sẽ có những thiếu sót, vì không có gì là hoàn hảo 100%. Nhưng em đã một phần nào nắm bắt được những nội dung trong ngành sản xuất đường và tiếp xúc được với việc lắp đặt thiết bị, bố trí chúng sao cho hợp lý nhất. Với những cố gắng của bản thân để hoàn thành đề tài em hi vọng sẽ nhận được những góp ý từ các thầy cô. Và lời đầu tiên, em xin được gửi lời cảm ơn đến ban giám hiệu nhà trường đại học Bách Khoa Đà Nẵng và toàn thể thầy cô trong khoa Hóa đã tạo điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành đồ án này. Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới cô Trương Thị Minh Hạnh người đã dìu dắt cũng như chỉ bảo em trong thời gian qua. Cảm ơn những lời góp ý và sự nhiệt tình của cô. Có lẽ sau này với những vất vã của cuộc sống, với cuộc chạy đua trên con đường làm việc, lúc nào đó em sẽ quên đi những ngày tháng này. Nhưng em sẽ mãi không quên cô khi nhắc đến những ngày ngồi trên giảng đường đại học. Một người cho em thấy được thế nào là tâm huyết, là niềm tin yêu với công việc với học trò, một người làm việc với tinh thần thép và một trái tim ấm. Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình đã luôn là hậu phương vững chắc cho em trong 5 năm học vừa qua và trong khoảng thời gian khó khăn này. Cảm ơn các bạn đã giúp đỡ để hoàn thành đồ án một cách tốt nhất. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn tất cả! Đà Nẵng, ngày 2 tháng 5 năm 2019 Sinh viên thực hiện TRẦN THỊ NHI v LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, đề tài này được chính tôi thực hiện và hoàn thành dưới sự chỉ dẫn của cô Trương Thị Minh Hạnh. Nội dung được trình bày theo đúng quy định. Các tài liệu tham khảo được trích dẫn rõ ràng và từ nguồn chính xác. Tôi xin chịu trách nhiệm với những cam đoan trên Đà Nẵng, ngày 2 tháng 5 năm 2019 Sinh viên thực hiện Trần Thị Nhi vi MỤC LỤC TÓM TẮT .......................................................................................................................i NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .......................................................................... iii LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................v LỜI CAM ĐOAN .........................................................................................................vi MỤC LỤC ................................................................................................................... vii DANH SÁCH CÁC BẢNG ...........................................................................................x DANH SÁCH HÌNH VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT ..................................................... xii MỞ ĐẦU .......................................................................................................................13 CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT ..................................................14 1.1. Đặc điểm thiên nhiên của vị trí xây dựng .......................................................14 1.2. 1.3. 1.4. Nguồn cung cấp nguyên liệu .............................................................................14 Giao thông vận tải .............................................................................................15 Nguồn cung cấp nước ........................................................................................15 1.5. 1.6. 1.7. 1.8. 1.9. Xử lý nước thải ..................................................................................................15 Nguồn cung cấp điện .........................................................................................16 Nguồn cung cấp hơi ...........................................................................................16 Nguồn cung cấp nhiên liệu................................................................................16 Nguồn nhân lực ..................................................................................................16 1.10. Thị trường tiêu thụ sản phẩm ..........................................................................16 1.11. Hợp tác hóa ........................................................................................................17 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM ......................18 2.1. Tổng quan về nguyên liệu mía..........................................................................18 2.2. Tổng quan về sản phẩm ....................................................................................21 2.3. Tình hình sản xuất đường tại Việt Nam ..........................................................23 CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ............25 3.1. Chọn quy trình sản xuất ...................................................................................25 3.2. Quy trình công nghệ .........................................................................................28 3.3. Thuyết minh quy trình công nghệ....................................................................30 CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT .........................................................41 4.1. Các thông số ban đầu ........................................................................................41 4.2. Công đoạn ép mía ..............................................................................................41 4.3. Công đoạn làm sạch nước mía hỗn hợp ..........................................................43 4.4. Công đoạn bốc hơi – Làm sạch mật chè ..........................................................48 4.5. Tính công đoạn nấu đường ...............................................................................50 vii CHƯƠNG 5: CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG ............................................................58 5.1. Hệ cô đặc nhiều nồi............................................................................................58 5.2. Cân bằng cho hệ đun nóng ...............................................................................61 5.3. Cân bằng nhiệt cho hệ nấu đường ...................................................................62 5.4. Cân bằng nhiệt cho hệ cô đặc ...........................................................................70 5.5. Nhiệt dùng cho các yêu cầu khác .....................................................................73 CHƯƠNG 6: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ...............................................................76 6.1. Chọn bộ máy ép .................................................................................................76 6.2. Băng chuyền mía................................................................................................ 77 6.3. Máy băm .............................................................................................................77 6.4. Máy đánh tơi ......................................................................................................78 6.5. Cân định lượng ..................................................................................................78 6.6. Thiết bị gia vôi sơ bộ .........................................................................................79 6.7. Thiết bị gia nhiệt ................................................................................................ 80 6.8. Thiết bị thông SO2 lần 1 và gia vôi trung hoà .................................................81 6.9. Thiết bị thông SO2 lần 2 ....................................................................................83 6.10. 6.12. 6.13. 6.14. 6.15. Thiết bị lắng .......................................................................................................83 Thiết bị lọc ống (lọc kiểm tra) ..........................................................................85 Thiết bị cô đặc ....................................................................................................86 Thiết bị nấu đường ............................................................................................88 Trợ tinh ...............................................................................................................92 6.16. Máy li tâm đường A, B ......................................................................................93 6.17. Máy li tâm đường C ..........................................................................................93 6.18. Máy sấy đường ...................................................................................................94 CHƯƠNG 7: TÍNH XÂY DỰNG ..............................................................................96 7.1. Tính nhân lực .....................................................................................................96 7.2. Các công trình xây dựng của nhà máy ............................................................99 7.3. Tính khu đất xây dựng nhà máy ....................................................................104 Chương 8: TÍNH HƠI – NƯỚC .................................................................................106 8.1. Tính hơi .............................................................................................................106 8.2. Nhu cầu nước ...................................................................................................107 CHƯƠNG 9: KIỂM TRA SẢN XUẤT....................................................................110 9.1. Kiểm tra sản xuất ............................................................................................110 9.2. Cách xác định một số chỉ tiêu .........................................................................111 CHƯƠNG 10: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP ....................114 10.1. An toàn lao động ............................................................................................114 viii 10.2. Vệ sinh xí nghiệp ...........................................................................................115 KẾT LUẬN ................................................................................................................117 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................118 ix DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1: Thành phần của đường thô Bảng 2.2: Các chỉ tiêu cảm quan Bảng 2.3: Các chỉ tiêu lý hóa Bảng 2.4: Các chỉ tiêu cảm quan Bảng 2.5: Các chỉ tiêu lý hóa Bảng 3.1. Các chỉ tiêu cảm quan Bảng 3.2. Các chỉ tiêu lý hóa Bảng 4.1. Số liệu ban đầu Bảng 4.2. Thông số tra cứu và chọn để tính toán Bảng 4.3. Bảng chế độ nấu đường 3 hệ Bảng 4.4. Bảng tổng kết nguyên liệu nấu non C Bảng 4.5. Bảng tổng kết nguyên liệu nấu non B Bảng 4.6. Bảng tổng kết nguyên liệu nấu non A Bảng 4.7: Khối lượng sản phẩm và bán sản phẩm tính theo năng suất nhà máy Bảng 4.8: Bảng tổng kết thành phần nguyên liệu sau bốc hơi làm sạch Bảng 5.1: Bảng áp suất hơi và nhiệt độ tương ứng của các hiệu Bảng 5.2: Tổn thất nhiệt độ do áp suất thuỷ tĩnh Bảng 5.3. Chế độ nhiệt của hệ thống bốc hơi Bảng 5.4. Kết quả cân bằng nhiệt cho hệ đun nóng Bảng 5.5. Nguyên liệu nấu non A Bảng 5.6. Kết quả tính toán các thông số nấu non A Bảng 5.7. Nguyên liệu nấu non B Bảng 5.8. Kết quả tính toán các thông số nấu non B Bảng 5.9. Nguyên liệu nấu non C Bảng 5.10. Kết quả tính toán các thông số nấu non C Bảng 5.11. Nguyên liệu nấu giống B,C Bảng 5.12. Kết quả thông số nấu giống B, C Bảng 5.13. Tổng kết nhiệt trong quá trình nấu Bảng 5.14. Tính toán và tra bảng các thông số của quá trình bốc hơi Bảng 5.15. Nhiệt dùng cho gia nhiệt Bảng 5.16. Tổng hợp lượng hơi dùng cho nhà máy Bảng 6.1. Bề mặt truyền nhiệt của thiết bị gia nhiệt Bảng 6.2. Kết quả tính toán diện tích truyền nhiệt nồi bốc x Bảng 6.3. Kết quả tính nhiệt nồi nấu Bảng 6.4. Diện tích truyền nhiệt của các nồi nấu Bảng 6.5. Kết quả tính toán thiết bị nấu Bảng 6.6. Kết quả tính toán thiết bị trợ tinh Bảng 6.7. Tổng kết tính toán cho thiết bị li tâm Bảng 6.8. Bảng tổng kết kích thước của các thiết bị chính Bảng 7.1. Thời gian sản xuất của nhà máy theo lịch Bảng 7.2. Phân bố lao động gián tiếp Bảng 7.3. Phân bố lao động trực tiếp Bảng 7.4. Bảng tổng kết tính xây dựng Bảng 8.1. Sự phân bố nước lắng trong Bảng 8.2. Sự phân bố nước lọc trong Bảng 8.3. Sự phân bố nước ngưng Bảng 8.4. Nước thải của nhà máy đường Bảng 9.1. Trình tự kiểm tra sản xuất xi DANH SÁCH HÌNH VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT HÌNH Hình 3.1 Máy băm Hình 3.2 Máy đánh tơi Hình 3.3. thiết bị lắng Hình 3.4.Thiết bị lọc chân không Hình 3.5. Sơ đồ hệ cô đặc Hình 3.6 Thiết bị lọc ống Hình 6.1. Thùng gia vôi Hình 6.2. Thiết bị gia nhiệt Hình 6.3. Thiết bị sunfit trung hòa Hình 6.4. Thiết bị lắng Hình 6.5. Thiết bị lọc chân không thùng quay Hình 6.6. Thiết bị lọc ống Hình 6.7. Sơ đồ thiết bị bốc hơi Hình 6.8. Nồi nấu Hình 6.9. Thùng trợ tinh Hình 6.10: Thiết bị ly tâm gián đoạn KÝ HIỆU VIẾT TẮT TCVN : tiêu chuẩn quốc gia KL : khối lượng GVSB : gia vôi sơ bộ NMHH : nước mía hỗn hợp KXĐ : không xác định ĐTK : độ tinh khiết CBVC : cân bằng vật chất NHĐ : công nhân hợp đồng NCT : công nhân chính thức NBC : công nhân biên chế NCĐ : công nhân cơ điện xii THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG RS HIỆN ĐẠI VỚI NĂNG SUẤT LÀ 5400 TẤN MÍA/NGÀY MỞ ĐẦU Từ rất lâu, đường là thực phẩm không thể thiếu được cho đời sống, cung cấp năng lượng (1kg cung cấp 300÷400 kcalo), là nguyên liệu để sản xuất các sản phẩm thực phẩm như công nghiệp thực phẩm bánh kẹo, nước giải khát, sữa, đồ hộp thịt cá…. Ngành công nghiệp sản xuất đường phát triển thì kéo theo các ngành nông nghiệp khác phát triển dẫn đến cơ sở sẽ được xây dựng và cải tiến rất lớn: ngành làm giấy, xenlulose, ván ép sản xuất từ bã mía; ngành sản xuất phân bón vi sinh từ bùn lọc; các ngành công nghệ lên men, công nghệ sản xuất rượu cồn, bột ngọt, mì chính, các axit hữu cơ, axit axetic, axit xitric, axit lactic và thức ăn gia súc [4, trang 1]. Hiện nay, đường thực phẩm được sản xuất từ hai nguồn nguyên liệu chính là cây mía và củ cải đường, trong đó sản xuất từ cây mía chiếm khoảng 80% còn lại là củ cải đường. Việt Nam với ưu thế là một nước nhiệt đới phù hợp với việc trồng cây mía, vì vậy mà ngành đường mía đã phát triển rất lâu và có một vị thế vững chắc. Mang một niềm tin đến năm 2020 khi luật thuế quan về 0% với tất cả sản phẩm nhập khẩu của các nước trong khối cộng đồng ASEAN có hiệu lực, chúng ta có thể giữ vững được “sân nhà” và cạnh tranh được trong ngành công nghiệp đường trên thị trường quốc tế, nên việc thành lập một nhà máy đường để nâng cao năng suất hạ giá thành sản phẩm, đem lại cái nhìn lạc quan hơn cho ngành đường Việt Nam trước tình trạng hàng tồn đọng nhiều và đem lại niềm phấn khởi cho người dân trồng mía trước tình trạng bỏ đất canh tác là cần thiết. Đáp ứng phần nào các tiêu chí đó, việc xây dựng nhà máy đường RS là đề tài đồ án tốt nghiệp của em: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG RS HIỆN ĐẠI VỚI NĂNG SUẤT 5400 TẤN MÍA/NGÀY. GVHD: PGS.TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH 13 SVTH: TRẦN THỊ NHI THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG RS HIỆN ĐẠI VỚI NĂNG SUẤT LÀ 5400 TẤN MÍA/NGÀY CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT Trước khi bắt đầu việc xây dựng một nhà máy, việc tiên quyết là phải chọn được địa điểm đặt nhà máy. Đây là yếu tố quan trọng nhất quyết định đến hoạt động sống còn của nhà máy sau này. Nhận thấy Quảng Nam là một vùng kinh tế mới giàu nguồn nhân lực địa phương, nguồn nhân lực rất trẻ năng động tiếp thu nhanh. Đồng thời nơi đây có vị trí thuận lợi cho giao thông và nối liền hai nền kinh tế đang phát triển mạnh tại miền trung là Quảng Ngãi và Đà Nẵng, hơn nữa nơi đây từng tọa lạc một nhà máy đường, sẽ là nền tảng tốt cho việc xây dựng một nhà máy mới vì người dân đã từng có kinh nghiệm về trồng mía phục vụ sản xuất. Vì vậy xét về mặt thực tiễn cùng những đánh giá tổng quan và với cương vị là người con của đất Quảng, tôi chọn đặt nhà máy tại Quảng Nam cụ thể là tại xã Đại Tân huyện Đại Lộc. 1.1. Đặc điểm thiên nhiên của vị trí xây dựng - Nằm về phía Bắc của Quảng Nam, Đại Lộc có vị trí địa lý khá thuận lợi cho việc giao lưu, phát triển: là vùng vành đai, cách Trung tâm thành phố Đà Nẵng 25 km về phía Tây Nam, cách tỉnh lỵ Tam Kỳ 70 km; nằm trên trục hành lang kinh tế Đông Tây, nối các tỉnh Tây Nguyên, cửa khẩu Quốc tế Bờ Y - Kom Tum, Đắc Tà Oóc Nam Giang về Đà Nẵng và các tỉnh duyên hải miền Trung. Phía Đông giáp huyện Điện Bàn, phía Đông Nam giáp huyện Duy Xuyên, phía Nam giáp huyện Quế Sơn, phía Tây Nam giáp huyện Nam Giang, phía Tây Bắc giáp huyện Đông Giang [15]. - Về đặc điểm tự nhiên, Đại Lộc là vùng đất mang tính chất trung du vừa có đồng bằng vừa có rừng núi với diện tích tự nhiên: 587,041 km2. Khí hậu là khí hậu nhiệt đới gió mùa có nền nhiệt độ cao trong năm ít biến đổi, trung bình 25,90 C. Độ ẩm trung bình: 82,3%. Lượng mưa bình quân năm 2000-2500mm, tập trung các tháng 9,10,11. Với địa hình cao ở phía Tây-Tây Bắc, thấp dần về phía Đông, có hai con sông lớn là Vu Gia và Thu Bồn [15]. - Hướng gió chính là Đông Nam- Tây Bắc, đôi khi còn có gió Lào thổi qua vào tháng 7 đến tháng 9 [15]. Việc xây dựng nhà máy phải phù hợp với hướng gió, bộ phận bụi khói, lò hơi, nhà vệ sinh cần bố trí theo hướng gió chính để đảm bảo vệ sinh nhà máy tránh khói bụi từ nơi sản xuất. 1.2. Nguồn cung cấp nguyên liệu - Nơi đây có khí hậu phù hợp cho việc canh tác mía. Đất đai màu mỡ được bồi đắp bởi hai con sông lớn rất thích hợp cho cây mía phát triển. Nguồn lao động dồi dào và có tay nghề trong canh tác đất hoa màu sẽ là lợi thế để trồng mía cho chất lượng tốt. GVHD: PGS.TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH 14 SVTH: TRẦN THỊ NHI THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG RS HIỆN ĐẠI VỚI NĂNG SUẤT LÀ 5400 TẤN MÍA/NGÀY - Mía sẽ được thu mua ở các vùng nguyên liệu chính ở Xã Nông Sơn, xã Hòa Bắc-Hòa Vang (vì điều kiện thổ nhưỡng ở đây phù hợp để trồng cây mía), và các huyện lân cận như Phú Ninh, Hiệp Đức, Duy Xuyên, Thăng Bình sẽ đảm bảo cung cấp được nguyên liệu cho nhà máy hoạt động. - Việc đảm bảo nguồn cung ứng nguyên liệu là điều kiện tiên quyết để đảm bảo nhà máy đi vào hoạt động, duy trì và phát triển sản xuất. 1.3. Giao thông vận tải - Giao thông khá thuận tiện, nằm gần cao tốc nối giữa ba tỉnh Đà Nẵng-Quảng Nam-Quảng Ngãi. - Cây cầu nối giữa Duy Xuyên và Đại Lộc đã được lưu thông, đưa vào hoạt động. Đây là những điều kiện vô cùng thuận lợi cho việc vận chuyển nguồn nguyên liệu cùng với các yếu tố liên quan đến sản xuất và việc tiêu thụ nguồn sản phẩm đầu ra một cách dễ dàng hơn. 1.4. Nguồn cung cấp nước - Tùy vào mục đích sử dụng mà nước cung cấp cho nhà máy phải đạt các chỉ tiêu hóa lý vi sinh nhất định, các chỉ số này sẽ được giám sát chặt chẽ bởi phòng ban có thẩm quyền. - Hệ thống sông ngòi mạnh, nhà máy được tọa lạc tại nơi có hai con sông lớn là Thu Bồn và Vu Gia. Nước sẽ được hệ thống bơm bơm vào các bể lắng loại cặn bẩn và rác. Sau đó sẽ chuyển vào các bể lọc để xử lý nước. Hiện tại đã có bơm áp lực cao nên ta không cần xây đài nước thay vào đó ta xây bể chứa chứa lượng nước đủ cho nhà máy hoạt động trong 5h, hết thì sẽ tự động bơm vào bể chứa. Ngoài ra ta còn có khu xử lý mềm nuớc loại bỏ các cation Ca2+, Mg2+,… và các anion giúp khử màu, khử mùi và các chất lơ lửng. 1.5. Xử lý nước thải - Ngày nay khi các ngành công nghiệp ngày càng phát triển thì kéo theo đó là vấn đề về môi trường ngày càng nhức nhối. Vì vậy nhà máy phải có trách nhiệm xử lý triệt để nhất các loại nước thải trước khi thải ra ngoài môi trường. Nước thải cần phải tập trung lại và xử lý trước khi thải ra sông theo đường ống riêng. - Hệ thống thoát nước và xử lý nước thải cũng được thiết kế khá hoàn chỉnh và phải được nhà máy chú trọng. Nước thải từ nhà máy sẽ được chuyển vào cống đi vào khu xử lý nước thải. Đầu tiên chúng sẽ được loại bỏ đi các phần rác thô, phần nước sau khi lọc rác sẽ đưa vào khu xử lý gồm: • Bể trung hòa có nhiệm vụ ổn định pH của dòng nước thải. • Bể yếm khí giúp phân giải các hợp chất hữu cơ có trong nước thải. GVHD: PGS.TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH 15 SVTH: TRẦN THỊ NHI THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG RS HIỆN ĐẠI VỚI NĂNG SUẤT LÀ 5400 TẤN MÍA/NGÀY • Bể lắng trong bể này có các song chắn ngiêng khoảng 600 giúp trợ lắng loại một phần bùn còn sót. • Bể trung gian tại đây có quá trình sục khí để tạo tiền môi trường hiếu khí cho nước thải trước khi đưa vào bể hiếu khí. • Bể hiếu khí nhờ vi sinh vật hiếu khí tiếp tục phân giải các hợp chất còn sót lại. • Bể khử trùng tại đây nước sẽ được khử trùng diệt khuẩn trước khi đưa ra ngoài môi trường. - Các loại rác thải cần phải phân loại và xử lý định kỳ hoặc bàn giao cho khu xử lý rác thải. Rác thải nhà máy hầu như là chất hữu cơ nên việc xử lý tại nhà máy cũng rất quan trọng để đảm bảo an toàn và không gây ô nhiễm cho môi tường xung quanh. 1.6. Nguồn cung cấp điện - Sử dụng từ hệ thống tự phát điện của nhà máy. 1.7. Nguồn cung cấp hơi Hơi 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 sử dụng triệt để hơi một cách tiết kiệm nhất nhà máy sẽ lấy hơi thứ từ các thiết bị bốc hơi cung cấp cho các thiết bị kế tiếp, gia nhiệt, nấu đường, cô đặc, sấy.v.v. 1.8. Nguồn cung cấp 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. Nếu không có bã mía ta dùng nhiên liệu khác như dầu FO, củi đốt. 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. 1.9. Nguồn nhân lực - Đội ngũ kĩ sư sẽ được tuyển chọn từ ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, Cao Đẳng Lương Thực –Thực Phẩm, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật,… lực lượng nòng cốt sẽ được đào tạo chuyên sâu hơn và có thể áp dụng chính sách thu hút nhân tài với những đãi ngộ để thu hút nhân lực lấy từ các trường Đại học khác của TP Đà Nẵng và Đại học Quảng Nam. - Đội ngũ công nhân phổ thông làm việc tại khu vực xử lý sơ bộ cây mía sẽ giúp giải quyết vấn đề việc làm cho người dân nơi đây và các tỉnh lân cận. 1.10. Thị trường tiêu thụ sản phẩm - Đáp ứng nhu cầu tiêu thụ hàng ngày của người dân trong vùng và vùng lân cận. GVHD: PGS.TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH 16 SVTH: TRẦN THỊ NHI THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG RS HIỆN ĐẠI VỚI NĂNG SUẤT LÀ 5400 TẤN MÍA/NGÀY - Nằm ở vị trí cầu nối giữa 2 thành phố lớn ở miền Trung là Trung tâm thành phố Đà Nẵng và Thành phố Hội An, đây sẽ là 2 thị trường tiêu thụ lớn và mạnh của nhà máy. Với vị trí nằm tại miền Trung đây là cầu nối Bắc Nam giúp cho việc tiêu thụ ở các thị trường trên cả nước. 1.11. Hợp tác hóa - Việc hợp tác hóa nhà máy sản xuất với các nhà máy ở các tỉnh, thành phố khác đồng thời nơi đây gần các khu công nghiệp Điện Nam-Điện Ngọc, Khu kinh tế mới của Đại Lộc thuận lợi cho việc đầu tư trang thiết bị, máy móc, phát triển, cải tiến kỹ thuật của nhà máy đồng thời qua sự hợp tác này sẽ tạo điều kiện cho việc sử dụng chung những công trình giao thông vận tải, cung cấp điện, nước… - 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.  Kết luận: Qua thăm dò và nghiên cứu các đặc điểm tự nhiên cũng như cơ sở hạ tầng, nguồn nhân lực… cho ta thấy việc xây dựng nhà máy đường tại Đại Tân, Đại Lộc, Quảng Nam là hoàn toàn khả thi. Qua đó tạo công ăn việc làm cho công nhân giải quyết vấn đề lao động dư thừa, nâng cao đời sống nhân dân, đồng thời góp phần phát triển kinh tế khu vực miền Trung nói riêng cũng như cả nước nói chung. GVHD: PGS.TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH 17 SVTH: TRẦN THỊ NHI THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG RS HIỆN ĐẠI VỚI NĂNG SUẤT LÀ 5400 TẤN MÍA/NGÀY CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 2.1. Tổng quan về nguyên liệu mía 2.1.1. Vài nét về cây mía [16] - Cây mía thuộc họ Graminaea (họ Hòa Thảo) có tên khoa học là Saccharum ssp. Chúng vốn là các loài cỏ có thân cao từ 2-3m, có một số loại cao đến 4-5m, chia làm nhiều đốt bên trong có chứa đường. - Cây mía là một nguyên liệu quan trọng của ngành công nghiệp chế biến đường (ngoài ra còn có củ cải đường), mía được trồng ở nhiều quốc gia trong khu vực khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới. 2.1.2. Thành phần hóa học của cây mía [5, trang11] - Việc có một số liệu cụ thể về thành phần hóa học của cây mía là rất khó, vì thành phần hóa học của cây mía còn được quyết định bởi điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng, phương pháp trồng và các giống mía sử dụng cho canh tác,… - Nhưng nhìn chung, cây mía có các thành phần chính như sơ đồ sau: ❖ Đường sacaroza: - Đây là thành phần quan trọng nhất của cây mía, có công thức cấu tạo là C12H22O11. Nó là một disacarit cấu tạo từ hai đường đơn là: α,d-glucoza và β,dfructoza. GVHD: PGS.TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH 18 SVTH: TRẦN THỊ NHI THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG RS HIỆN ĐẠI VỚI NĂNG SUẤT LÀ 5400 TẤN MÍA/NGÀY - Công thức cấu tạo được biểu diễn như sau: - Tính chất sinh học: sacaroza có tính ức chế rất mạnh trong việc tổng hợp vitamin B1 ở cơ thể. Dùng đường quá nhiều không có lợi, nhất là đối với người lao động nặng, vì nếu bổ sung vitamin B1 không đủ khi chuyển hóa gluxit sinh ức lactac dễ tăng mệt mỏi. Ngoài ra nếu ăn nhiều đường thì lượng máu trong đường tăng đột ngột đến 200 – 400 mg% (giới hạn là 80 – 120 mg%) tế bào tủy sẽ không tạo đủ lượng insulin để chuyển hóa đường glucoza thành glucogen dự trữ ở gan và cơ, thận sẽ làm việc quá tải và đường sẽ theo nước giải ra ngoài. - Tính chất lý học: sacaroza tồn tại ở dạng tinh thể trong suốt, không màu, khối lượng riêng là 1,5879 g/cm3, nhiệt độ nóng chảy 186–1880C, khối lượng phân tử là 342,3 đvC. + Độ hòa tan: rất dễ tan trong nước và độ hòa tan tăng khi nhiệt độ tăng, ngoài ra độ hòa tan còn phụ thuộc vào sự có mặt của các chất không đường có trong dung dịch đường. Không tan trong dầu hỏa, clorofom, CCl4, CS2, benzen, tecpen, ancol và glixerin khan. Trong dung dịch ancol có nước, đường sacaroza hòa tan ít. Đường sacaroza còn hòa tan giới hạn trong anilin, piridin, etyl axetat, amyl axetat, phenol. + Độ nhớt: tăng theo chiều tăng nồng độ và giảm theo chiều tăng nhiệt độ. + Nhiệt dung riêng từ 22-51oC là 0,3019 kJ/kgđộ. + Độ quay cực: dung dịch đường có tính quay cực phải, độ quay cực hầu như ít phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ nên có thể xác định đường bằng phương pháp phân cực. - Tính chất hóa học: + Tác dụng với axit: tạo glucoza và fructoza + Tác dụng với kiềm: tạo ra các sacarat. Trong dung dịch đậm đặc và dư kiềm sẽ tạo nhiều sacarat từ mono-, di-, tri- sacarat. Còn trong môi trường kiềm thường với nhiệt độ cao bị phân hủy tạo ra các chất màu GVHD: PGS.TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH 19 SVTH: TRẦN THỊ NHI THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG RS HIỆN ĐẠI VỚI NĂNG SUẤT LÀ 5400 TẤN MÍA/NGÀY và axit, tốc độ phân hủy tăng theo độ pH. Ở pH từ 8 đến 9 và đun nóng trong thời gian dài sẽ xảy ra các phản ứng tạo màu như phản ứng caramen. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao (160oC – 180oC), sacaroza mất nước tạo thành caramen còn gọi là đường mất nước có màu từ vàng đến đen. Tùy theo nhiệt độ khác nhau cho các loại caramen khác nhau: đường mất 10% nước gọi là caramenlan; mất 15% nước gọi là caramenlen; mất 25% nước gọi là caramenlin, cuối cùng sẽ tạo thành humin (C12H8O4)n. Phản ứng tạo caramen làm tăng độ màu của dung dịch đường non, đường thành phẩm và màu này khi bị tinh thể đường hấp phụ thì khó tách ra khỏi. Từ đây ta có thể thấy được sacaroza rất dễ bị biến đổi trong quá trình sản xuất, vì vậy mà công nghệ sản xuất đường ưa môi trường trung tính. Trong sản xuất nếu vì một nguyên do nào đó mà phải thực hiện trong môi trường kiềm hoặc axit thì ngay sau đó phải lập tức trung hòa lại bằng axit hoặc kiềm để hạn chế về mức thấp nhất tổn hao và biến đổi không có lợi của sacaroza. +Tác dụng của enzyme: dưới tác dụng của enzyme invertaza sacaroza sẽ chuyển thành glucoza và fructoza. Sau đó dưới phức hệ của enzyme sẽ chuyển glucoza và fructoza thành ancol và CO2. ❖ Các chất không đường: - Trong ngành đường, người ta gọi tất cả những chất có trong nước mía trừ sacaroza là những chất không đường kể cả glucoza và fructoza. Chúng được chia thành 4 nhóm chính: + Chất không đường không chứa nitơ: glucoza, fructoza, axit hữu cơ và chất béo. + Chất không đường chứa nitơ: axit amin, amit, anbumin và các chất tương tự, nitrat. + Chất màu: gồm chất màu có sẵn trong mía như diệp lục tố a, diệp lục tố b, xantophin, carotene, antoxin và chất màu sinh ra trong quá trình sản xuất đường. + Chất không đường vô cơ: K2O, Na2O, SiO2, P2O5, Ca, Mg. 2.1.3. Một số biến đổi của mía sau quá trình thu hoạch [5, trang 10] - Trước khi thu hoạch chúng ta phải nhận biết được thời kỳ mía chín để đưa chữ đường (chỉ tiêu để tính giá thành mía) đạt mức cao nhất có thể đem lại vụ mùa bội thu cho người dân và lợi nhuận cho nhà sản xuất. Một số đặc điểm nhận biết cây mía đã tới mùa thu hoạch: + Ngoại hình cây mía: lá khô vàng tương đối thẳng và cứng, cây lớn chậm thân cây có hiện tượng co nhăn và các lóng mía có bụi phấn rơi bề mặt nhẵn nhụi. + Dùng chiết quang kế kiểm tra nhanh trên đồng ruộng để xác định độ chín. + Định kỳ hóa nghiệm. GVHD: PGS.TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH 20 SVTH: TRẦN THỊ NHI