Tài liệu Thiết kế nhà máy sản xuất đường rs năng suất 5370 tấn mía ngày

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG RS NĂNG SUẤT 5370 TẤN MÍA/NGÀY Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Hải Yến Số thẻ sinh viên: 107150195 Lớp: 15H2B Đà Nẵng – Năm 2019 TÓM TẮT Tên đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 5370 tấn mía/ngày”. Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Hải Yến Số thẻ sinh viên: 107150195 Lớp: 15H2B Nội dung chính của đồ án có 10 chương chính, bao gồm: Chương 1: Lập luận kinh tế – kỹ thuật - Các yếu tố tại nơi đặt nhà máy. Chương 2: Tổng quan - Tổng quan về nguyên liệu mía đường, sản phẩm đường RS. Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ - Quy trình công nghệ và thuyết minh quy trình công nghệ (trình bày mục đích, thông số kĩ thuật (nếu có) và thiết bị của từng công đoạn). Chương 4: Tính cân bằng vật chất - Dựa vào số liệu ban đầu để tính được năng suất các công đoạn của quy trình sản xuất, coi hao hụt ở các công đoạn quy trình sản xuất là 0. Chương 5: Tính cân bằng nhiệt lượng - Dựa vào số liệu tính được ở cân bằng vật chất để tính được nhiệt lượng cần sử dụng của các quá trình: gia nhiệt, bốc hơi, cô đặc, sấy,... Chương 6: Tính và chọn thiết bị - Dựa trên số liệu của chương 4 và 5 chọn thiết bị, máy móc, thùng chứa cho từng công đoạn sản xuất. Chương 7: Tính xây dựng - Tính thời gian làm việc, số nhân công. - Tính các công trình xây dựng dựa trên số công nhân, nhân viên và năng suất nhà máy để tính diện tích từng công trình, chọn diện tích khu đất. Chương 8: Tính hơi - nước - Tính lượng hơi, nước sử dụng trong nhà máy. Chương 9: Kiểm tra sản xuất, đánh giá chất lượng sản phẩm - Cách đánh giá chất lượng sản phẩm và quá trình kiểm tra trong quá trình sản xuất. Chương 10: An toàn lao động – Vệ sinh xí nghiệp - Các yêu cầu trong nhà máy để đảm bảo an toàn lao động, đảm bảo an toàn vệ sinh trong nhà máy. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc KHOA: HOÁ -------- ooooo -------- NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Hồ Thị Hải Yến Số thẻ sinh viên: 107150195 Lớp: 15H2B Khoa: Hóa Ngành: Công nghệ thực phẩm 1. Tên đề tài đồ án: “Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 5370 tấn mía/ngày” 2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện. 3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu: Thành phần cấy mía (tính % theo CK của mía) Sacaroza : 12,56% Chất không đường : 23,14% Thành phần xơ : 11,89% Nước trong mía : Sinh viên tự tính GP bã : 75,93% Độ ẩm bã : 49,26% Lượng nước thẩm thấu : 22,5% 4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: - Lời mở đầu. - Chương 1: Lập luận kinh tế, kỹ thuật. - Chương 2: Tổng quan. - Chương 3: Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ. - Chương 4: Tính cân bằng vật chất. - Chương 5: Tính cân bằng nhiệt. - Chương 6: Tính và chọn thiết bị chủ yếu. - Chương 7: Tính xây dựng. - Chương 8: Tính hơi - nước. - Chương 9: Kiểm tra sản xuất và sản phẩm. - Chương 10: An toàn lao động và vệ sinh xí nghiệp. - Kết luận. - Tài liệu tham khảo. 5. Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ): - Bản vẽ mặt bằng tầng một phân xưởng sản xuất chính (Ao), (A3). - Bản vẽ mặt bằng tầng hai phân xưởng sản xuất chính (Ao), (A3). - Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính (Ao), (A3 ). - Bản vẽ sơ đồ hơi và nước (Ao ), (A3). - Bản vẽ mặt bằng tổng thể nhà máy (Ao), (A3 ). 6. Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 26 / 08 / 2019 8. Ngày hoàn thành đồ án: 02 / 12 / 2019 Trưởng Bộ môn PGS.TS Đặng Minh Nhật Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Người hướng dẫn PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh LỜI NÓI ĐẦU VÀ CẢM ƠN Từ lúc bước chân vào trường Bách khoa đến nay đã được 4,5 năm. Đó là một quãng đường dài giúp em học tập, tiếp thu kiến thức và rèn luyện bản thân tại trường. Những kiến thức mà bản thân em đã tích lũy đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp kì này. Trong suốt thời gian học tập vừa qua, em xin chân thành cảm ơn các thầy cô ở trường Đại học Bách khoa nói chung, các thầy cô trong khoa Hóa nói riêng và đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập tại trường. Em xin chân thành cảm ơn cô Trương Thị Minh Hạnh, cô là người trực tiếp hướng dẫn tận tình cho em những kiến thức cũng như những kinh nghiệm quý báu, tạo điều kiện thuận lợi cho em có thể hoàn thành được đồ án tốt nghiệp. Cuối cùng em xin cảm ơn nhà trường đã tạo điều kiện trong quá trình học tập cũng như trong quá trình thực hiện đồ án. Em xin chân thành cảm ơn. i CAM ĐOAN Tôi là Hồ Thị Hải Yến, xin cam đoan về nội dung đồ án không sao chép nội dung cơ bản từ các đồ án khác. Các số liệu trong đồ án được sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn và tính toán của bản thân một cách trung thực, nguồn trích dẫn có chú thích rõ ràng, minh bạch, có tính kế thừa, phát triển từ các tài liệu, tạp chí, các công trình nghiên cứu đã được công bố, các website. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về lời cam đoan này. Sinh viên thực hiện Hồ Thị Hải Yến ii MỤC LỤC Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án Lời nói đầu và cảm ơn ........................................................................................................i Cam đoan............................................................................................................................ ii Mục lục .............................................................................................................................. iii Danh mục bảng............................................................................................................... ixx Danh mục hình.................................................................................................................. xi Mở đầu ................................................................................................................................1 Chương 1: Lập luận kinh tế kĩ thuật ...........................................................................2 1.1. Đặc điểm tự nhiên, vị trí địa lý nơi xây dựng nhà máy ...........................2 1.2. Vùng nguyên liệu ..............................................................................................2 1.3. Nguồn cung cấp hơi .........................................................................................2 1.4. Nguồn cung cấp điện .......................................................................................2 1.5. Nguồn cung cấp nhiên liệu .............................................................................3 1.6. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước...............................................3 1.7. Nguồn nhân công lao động .............................................................................3 1.8. Giao thông vận tải ............................................................................................3 1.9. Vấn đề nước thải, rác thải, khí thải của nhà máy .....................................3 1.10. Hợp tác hóa ........................................................................................................4 1.11. Tiêu thụ sản phẩm............................................................................................4 Chương 2: Tổng quan ....................................................................................................5 2.1. Giới thiệu về cây mía ............................................................................................5 2.2. Thành phần hóa học của cây mía ......................................................................5 2.2.1. Đường sacaroza( C6H12O6 ) .............................................................................5 2.2.2. Chất không đường ............................................................................................6 2.3. Cơ sở lý thuyết .......................................................................................................7 2.3.1. Làm sạch nước mía ..........................................................................................7 2.3.2. Cô đặc nước mía...............................................................................................8 2.3.3. Nấu đường và kết tinh .....................................................................................9 2.4. Đường RS ................................................................................................................7 Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ ......................................... 11 3.1. Chọn quy trình công nghệ ................................................................................ 11 iii 3.1.1. Chọn phương án lấy nước mía..................................................................... 11 3.1.2. Chọn phương án làm sạch nước mía........................................................... 12 3.1.3. Chọn chế độ nấu đường ................................................................................ 12 3.2. Quy trình công nghệ .......................................................................................... 13 3.3. Thuyết minh dây chuyền công nghệ .............................................................. 15 3.3.1. Vận chuyển, cấp mía..................................................................................... 15 3.3.2. Xử lý sơ bộ ..................................................................................................... 15 3.3.3. Máy ép ............................................................................................................ 16 3.3.4. Gia vôi sơ bộ .................................................................................................. 17 3.3.5. Gia nhiệt lần 1................................................................................................ 17 3.3.6. Sunfit hóa lần 1.............................................................................................. 18 3.3.7.Gia vôi trung hòa ............................................................................................ 18 3.3.8. Gia nhiệt lần 2................................................................................................ 18 3.3.9. Lắng trong ...................................................................................................... 18 3.3.10. Lọc chân không ........................................................................................... 19 33.11. Gia nhiệt lần 3............................................................................................... 19 3.3.12. Cô đặc ........................................................................................................... 19 3.3.13. Thông SO2 lần 2 .......................................................................................... 20 3.3.14. Lọc kiểm tra ................................................................................................. 20 3.3.15. Nấu đường.................................................................................................... 21 3.3.16. Trợ tinh ......................................................................................................... 21 3.3.17. Ly tâm........................................................................................................... 22 3.3.18. Sấy................................................................................................................. 23 3.3.19. Làm nguội, phân loại .................................................................................. 23 3.3.20. Đóng bao và bảo quản đường .................................................................... 23 Chương 4: Cân bằng vật chất..................................................................................... 24 4.1. Ép mía ................................................................................................................... 24 4.1.1. Thành phần mía ............................................................................................. 24 4.1.2. Nước mía nguyên .......................................................................................... 24 4.1.3. Tính bã mía .................................................................................................... 25 4.1.4.Tính nước thẩm thấu ...................................................................................... 25 4.1.5.Tính nước mía hỗn hợp( NMHH ) ............................................................... 25 4.2. Công đoạn làm sạch ........................................................................................... 26 4.2.1. Tính lượng lưu huỳnh và SO2 ...................................................................... 26 4.2.2 Tính vôi và sữa vôi:........................................................................................ 27 4.2.3 Nước mía hỗn hợp gia vôi sơ bộ (NMHHGVSB). .................................... 27 iv 4.2.4. Thông SO2 lần 1 ............................................................................................ 28 4.2.5. Trung hoà ....................................................................................................... 28 4.2.6. Tính nước bùn................................................................................................ 29 4.2.7. Bùn lọc............................................................................................................ 29 4.2.8. Nước mía sau khi lắng trong........................................................................ 30 4.2.9. Mật chè sau bốc hơi ...................................................................................... 30 4.2.10. Thông SO2 lần 2 .......................................................................................... 31 4.2.11. Lọc kiểm tra ................................................................................................. 31 4.3. Nấu đường............................................................................................................ 33 4.3.1. Hiệu suất thu hồi đường thành phẩm và mật rỉ ......................................... 34 4.3.2. Tính nấu non C .............................................................................................. 34 4.3.3. Tính nấu non B .............................................................................................. 36 4.3.4. Tính nấu non A .............................................................................................. 37 4.3.5. Khối lượng các thành phần trong nhà máy ................................................ 39 Chương 5: Cân bằng nhiệt .......................................................................................... 41 5.1. Hệ cô đặc nhiều nồi ............................................................................................ 41 5.1.1. Khối lượng nươc bốc hơi của quá trình cô đặc ......................................... 41 5.1.2. Nồng độ chất khô ở các hiệu........................................................................ 42 5.1.3. Xác định áp suất và nhiệt độ ở các hiệu ..................................................... 42 5.1.4. Tổn thất nhiệt độ trong quá trình bốc hơi................................................... 43 5.1.5. Nhiệt độ sôi của dung dịch trong các hiệu bốc hơi................................... 44 5.1.6. Hiệu số nhiệt độ hữu ích của các hiệu (ti) ............................................... 44 5.2. Cân bằng cho hệ đun nóng ............................................................................... 45 5.3. Cân bằng nhiệt cho hệ nấu đường.................................................................. 46 5.3.1. Nấu non A ...................................................................................................... 47 5.3.2. Nấu non B....................................................................................................... 49 5.3.3. Nấu non C....................................................................................................... 51 5.3.4. Nấu giống B,C ............................................................................................... 52 5.4. Cân bằng nhiệt cho hệ cô đặc .......................................................................... 53 5.4.1. Tính lượng hơi nước bốc hơi ....................................................................... 53 5.4.2. Lượng hơi dùng cho cô đặc.......................................................................... 54 5.5. Nhiệt dùng cho các yêu cầu khác .................................................................... 56 5.5.1. Nhiệt dùng cho hồi dung và đường hồ ....................................................... 56 5.5.2. Nhiệt dùng cho gia nhiệt các loại mật, giống ............................................ 57 5.5.3. Nhiệt dùng cho li tâm ................................................................................... 58 5.5.4. Nhiệt đun nóng nước rửa máy lọc chân không.......................................... 58 v 5.5.5. Nhiệt dùng sấy đường thành phẩm ............................................................. 58 Chương 6: Chọn và tính thiết bị ................................................................................ 61 6.1. Chọn bộ máy ép .................................................................................................. 61 6.1.1. Tính tốc độ trục ép ........................................................................................ 61 6.1.2. Kiểm tra lại hệ trục ép .................................................................................. 61 6.2. Băng tải mía......................................................................................................... 61 6.3. Máy băm............................................................................................................... 62 6.3.1. Máy băm 1...................................................................................................... 62 6.3.2. Máy băm 2...................................................................................................... 63 6.4. Máy đánh tơi ....................................................................................................... 63 6.5. Cân định lượng ................................................................................................... 63 6.6. Thiết bị gia vôi sơ bộ.......................................................................................... 64 6.7. Thiết bị gia nhiệt................................................................................................. 64 6.8. Thiết bị thông SO2 lần 1 và gia vôi trung hòa .............................................. 66 6.8.1. Bộ phận sunfit hóa ........................................................................................ 66 6.8.2 Thùng trung hòa ............................................................................................. 67 6.9. Thiết bị lắng......................................................................................................... 67 6.10. Thiết bị lọc chân không................................................................................... 69 6.11. Thiết bị cô đặc ................................................................................................... 69 6.11.1. Nhiệt lượng cung cấp cho buống đốt các hiệu ........................................ 69 6.11.2. Bề mặt truyền nhiệt các hiệu ..................................................................... 70 6.11.3. Các thông số kĩ thuật .................................................................................. 70 6.12. Thiết bị thông SO2 lần 2 ................................................................................. 71 6.13. Thiết bị lọc kiểm tra (ống PG) ...................................................................... 72 6.14. Thiết bị nấu đường .......................................................................................... 72 6.14.1. Hệ số truyền nhiệt ....................................................................................... 73 6.14.2. Nhiệt lượng cung cấp cho nấu đường....................................................... 73 6.14.3. Bề mặt truyền nhiệt..................................................................................... 73 6.15. Thiết bị trợ tinh ................................................................................................ 76 6.15.1. Tính số thiết bị trợ tinh ............................................................................... 76 6.15.2. Tính kích thước thiết bị .............................................................................. 77 6.16. Thiết bị li tâm.................................................................................................... 78 6.16.1. Máy li tâm đường A,B................................................................................ 78 6.16.2. Máy li tâm đường C .................................................................................... 78 6.17. Máy sấy đường.................................................................................................. 79 Chương 7: Tính xây dựng ........................................................................................... 81 vi 7.1. Tính nhân lực lao động ..................................................................................... 81 7.1.1. Chế độ làm việc của nhà máy ...................................................................... 81 7.1.2. Thời gian làm việc của nhà máy.................................................................. 81 7.1.3. Phân bố lao động trong nhà máy ................................................................. 82 7.2. Các công trình xây dựng của nhà máy .......................................................... 84 7.2.1. Phân xưởng sản xuất chính .......................................................................... 84 7.2.2. Các phân xưởng sản xuất phụ ...................................................................... 85 7.2.3. Các công trình kho bãi .................................................................................. 86 7.2.4. Các công trình hành chính, nhà phục vụ công nhân ................................. 87 7.2.5. Khu đất mở rộng............................................................................................ 88 7.2.6. Các công trình xử lý và chứa nước ............................................................. 88 7.3. Tính khu đất xây dựng nhà máy..................................................................... 90 7.3.1. Diện tích khu đất ........................................................................................... 90 7.3.2. Tính hệ số sử dụng của nhà máy ................................................................. 91 Chương 8: Tính hơi nước ............................................................................................ 92 8.1. Tính hơi ................................................................................................................ 92 8.1.1. Cân bằng chất đốt cho lò hơi ....................................................................... 92 8.1.2. Tính nhiên liệu phụ trợ lúc không đủ bã hay khởi động lò ...................... 93 8.2. Tính nước ............................................................................................................. 93 8.2.1. Nước ngưng tụ ............................................................................................... 93 8.2.2. Nước lắng trong ............................................................................................. 93 8.2.3. Nước lọc trong ............................................................................................... 94 8.2.4. Nước ở tháp ngưng tụ ................................................................................... 94 8.2.5. Nước thải của nhà máy ................................................................................. 95 Chương 9: Kiểm tra sản xuất ..................................................................................... 96 9.1. Xác định một số chỉ tiêu.................................................................................... 97 9.1.1. Kiểm tra nguyên liệu mía đầu vào .............................................................. 97 9.1.2. Phân tích chỉ tiêu trên cây mía..................................................................... 97 9.1.3. Phân tích các loại nước mía, chè trong....................................................... 98 9.1.4. Phân tích các loại mật chè, đường non, đường hồ, mật............................ 99 9.1.5. Phân tích đường thành phẩm ....................................................................... 99 Chương 10: An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp ........................................ 102 10.1. An toàn lao động ............................................................................................ 102 10.1.1. Những nguyên nhân gây ra tai nạn lao động ......................................... 102 10.1.2. Những an toàn cụ thể trong nhà máy ( điều kiện khí hậu trong nhà sản xuất chính)..................................................................................................................... 102 vii 10.2. Vệ sinh xí nghiệp ............................................................................................ 103 KẾT LUẬN ................................................................................................................... 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 106 viii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Các chỉ tiêu cảm quan ............................................................................ 10 Bảng 2.2. Các chỉ tiêu lý hóa .................................................................................. 10 Bảng 4.1. Bảng phối liệu nấu đường ..................................................................... 33 Bảng 4.2. Bảng tổng kết nguyên liệu nấu non C.................................................. 36 Bảng 4.3. Bảng tổng kết nguyên liệu nấu non B.................................................. 37 Bảng 4.4. Bảng tổng kết nguyên liệu nấu non A ................................................. 38 Bảng 4.5. Tổng kết nấu đường ............................................................................... 39 Bảng 4.6. Bảng tổng kết cân bằng vật chất........................................................... 40 Bảng 5.1. Bảng áp suất hơi và nhiệt độ tương ứng của các hiệu cô đặc........... 43 Bảng 5.2. Chế độ nhiệt của hệ thống bốc hơi....................................................... 44 Bảng 5.3. Kết quả cân bằng nhiệt cho hệ đun nóng ............................................ 46 Bảng 5.4. Nguyên liệu nấu non A .......................................................................... 47 Bảng 5.5. Kết quả tính toán nấu non A ................................................................. 48 Bảng 5.6. Nguyên liệu nấu non B .......................................................................... 49 Bảng 5.7. Kết quả tính toán thông số nấu non B ................................................ 50 Bảng 5.8. Nguyên liệu nấu non C .......................................................................... 51 Bảng 5.9.Kết quả tính toán thông số nấu non C................................................... 52 Bảng 5.10. Nguyên liệu nấu giống B,C................................................................. 52 Bảng 5.11. Kết quả tính toán các thông số nấu giống B,C ................................. 53 Bảng 5.12. Tổng kết nhiệt trong quá trình nấu..................................................... 53 Bảng 5.13. Bảng thông số của quá trình bốc hơi ................................................. 55 Bảng 5.14. Tổng kết nhiệt của nấu giống, mật ..................................................... 57 Bảng 5.15. Tổng hợp hơi dùng trong nhà máy..................................................... 60 Bảng 6.1. Bề mặt truyền nhiệt của thiết bị gia nhiệt............................................ 65 Bảng 6.2. Kết quả tính toán diện tích truyền nhiệt nồi bốc ................................ 70 Bảng 6.3. Kết quả tính nhiệt nồi nấu………………………………………….73 Bảng 6.4. Diện tích bề mặt truyền nhiệt của các nồi nấu.................................... 73 Bảng 6.5. Kết quả tính toán thiết bị nấu................................................................ 76 Bảng 6.6. Kết quả tính toán thiết bị trợ tinh ......................................................... 76 Bảng 6.7. Tổng kết thiết bị chính trong sản xuất ................................................. 79 Bảng 7.1. Thời gian sản xuất của nhà máy theo lịch………………..…….......81 Bảng 7.2. Bảng phân bố lao động trực tiếp .......................................................... 82 Bảng 7.3. Bảng phân bố nhân lực gián tiếp .......................................................... 83 Bảng 7.4. Số công nhân khác ................................................................................. 83 ix Bảng 7.5. Tổng kết xây dựng nhà máy.................................................................. 89 Bảng 8.1. Sự phân bố nước ngưng......................................................................... 93 Bảng 8.2. Sự phân bố nước lắng trong .................................................................. 94 Bảng 8.3. Sự phân bố nước lọc trong .................................................................... 94 Bảng 8.4. Nước thải của nhà máy .......................................................................... 95 Bảng 9.1. Trình tự thực hiện kiểm tra sản xuất.................................................... 96 x DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Công thức cấu tạo của sacaroza ...............................................................5 Hình 3.1. Sơ đồ quy trình sản xuất đường RS ...................................................... 14 Hình 3.2. Máy băm .................................................................................................. 15 Hình 3.3. Máy đánh tơi............................................................................................ 16 Hình 3.4. Sơ đồ thẩm thấu kép ............................................................................... 16 Hình 3.5. Thiết bị gia nhiệt kiểu ống chùm .......................................................... 17 Hình 3.6. Thiết bị sunfit hóa – trung hòa .............................................................. 19 Hình 3.7. Thiết bị lắng............................................................................................. 19 Hình 3.8. Thiết bị lọc chân không.......................................................................... 19 Hình 3.9. Thiết bị cô đặc ống chùm ống tuần hoàn trung tâm ........................... 20 Hình 3.10. Thiết bị lọc ống.................................................................................... 21 Hình 3.11. Thiết bị trợ tinh ..................................................................................... 22 Hình 3.12. Thiết bị ly tâm gián đoạn ..................................................................... 23 Hình 3.13. Thiết bị ly tâm gián liên tục ................................................................ 23 Hình 3.14. Thiết bị sấy thùng quay........................................................................ 23 Hình 4.1. Sơ đồ hệ thống phân phối nguyên liệu ................................................. 33 Hình 5.1. Sơ đồ phân phối hơi đốt trong hệ cô đặc 4 hiệu. ................................ 41 Hình 5.2. Sơ đồ biểu diễn hệ thống cô đặc ........................................................... 54 Hình 6.1. Thiết bị gia vôi sơ bộ.............................................................................. 64 Hình 6.2. Thiết bị sunfit hóa – trung hòa .............................................................. 66 Hình 6.3. Thiết bị lắng............................................................................................. 68 Hình 6.4. Thiết bị sunfit hóa lần 2 ......................................................................... 72 Hình 6.5. Thiết bị lọc ống ....................................................................................... 72 Hình 6.6. Nồi nấu đường......................................................................................... 74 Hình 6.7. Thiết bị trợ tinh ....................................................................................... 77 Hình 6.8. Máy li tâm đường A, B .......................................................................... 78 xi Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 5370 tấn/ngày MỞ ĐẦU Đường có ý nghĩa quan trọng đối với dinh dưỡng cơ thể con người, là hợp phần chính không thể thiếu trong thức ăn con người. Đường còn là nguyên liệu cho các ngành chế biến thực phẩm khác như: sản xuất bánh kẹo, đồ hộp, nước giải khát, công nghệ lên men, sữa, công nghệ dược phẩm, hóa học…[1]. Bên cạnh đó, các sản phẩm phụ của mía đường còn làm nguyên liệu cho sản xuất các ngành khác như: thức ăn gia súc, rượu, cồn, phân bón….Điều kiện tự nhiên ở nước ta thuận lợi cho việc trồng và phát triển cây mía, nên mía là nguồn nguyên liệu dồi dào cho sản xuất đường để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ đường trong nước và xuất khẩu. Thế nhưng hiện nay ngành mía đường lại gặp nhiều vấn đề làm kìm hãm sự phát triển của ngành. Theo Hiệp hội Mía đường Việt Nam (VSSA), cả nước hiện tồn kho khoảng 650.000 tấn đường. Nguyên nhân khiến ngành mía đường bị bức tử ngay trên sân nhà là do đường nhập lậu ồ ạt tiến vào Việt Nam với giá cả rẻ hơn đường nội địa. Ngoài ra, một số lượng lớn đường nhập dùng chiêu “ tạm nhập” nhưng “ không tái xuất” khiến đường sản xuất trong nước không thể cạnh tranh, tồn kho ngày một lớn [2]. Giá đường nước ta cao hơn so nước khác vì kỹ thuật canh tác, chính sách chưa hợp lý. Dây chuyền công nghệ, thiết bị nhà máy đã lỗi thời làm chi phí sản xuất tăng nên giá thành sản phẩm sẽ tăng lên. Từ những phân tích trên cho thấy việc xây dựng thêm nhà máy sản xuất đường mới với công nghệ, thiết bị mới sẽ góp phần giải quyết được vấn đề về sản lượng hay chất lượng của đường. Để đáp ứng yêu cầu đó thì việc “ Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 5370 tấn/ ngày” là cần thiết. SVTH: Hồ Thị Hải Yến GVHD: PGS.TS Trươn g Th ị M inh Hạnh 1 Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 5370 tấn/ngày CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KĨ THUẬT Nghệ An là tỉnh thuộc Bắc Trung Bộ, là tỉnh có diện tích lớn nhất Việt Nam, dân cư đông đúc. Nhiều năm trở lại đây ngành công nghiệp ở tỉnh ngày phát triển khá mạnh với vốn đầu tư trong và ngoài nước. Là một trong những tỉnh có tốc độ tăng trưởng kinh tế cao. 1.1. Đặc điểm tự nhiên, vị trí địa lý nơi xây dựng nhà máy Nghĩa Đàn là huyện thuộc miền núi của tỉnh Nghệ An, nằm phía bắc của tỉnh. Có tọa độ địa lý 10518’ - 10535’ kinh độ đông và 1913’ – 1933’ vĩ độ bắc. Với diện tích 61,785 ha. Tiếp giáp với các huyện Quỳnh Lưu, Quỳ Châu, Yên Thành, Tân Kỳ, Quế Phong và Như Xuân, Như Thanh của Thanh Hóa, cách thành phố Vinh khoảng 90 km. Có quốc lộ 48 và đường Hồ Chí Minh đi qua thuận lợi cho việc phát triển, giao thương và hội nhập kinh tế. Với vị trí địa lý của mình, Nghĩa Đàn giữ vai trò quan trọng trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Nghệ An nói riêng và khu v ực Bắc Trung Bộ nói chung [3]. Nghĩa Đàn có khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, có hai mùa rõ rệt. Nhiệt độ trung bình năm là 23C, lượng mưa trung nình năm là 1,694 mm. Địa hình nơi đây tương đối bằng phẳng, có quy mô diện tích lớn [4]. Điều kiện tự nhiên và xã hội ở đây phù hợp để xây dựng nhà máy. 1.2. Vùng nguyên liệu Nguyên liệu cung cấp cho nhà máy là những vùng nguyên liệu chuyên canh như: Phủ Quỳ, Quỳ Hợp, Anh Sơn, Quỳnh Lưu…[5]. Để đáp ứng nguyên liệu khi xây dựng nhà máy ta cần mở rộng vùng nguyên liệu, bằng cách đầu tư về giống, công nghệ, khoa học kí thuật vào sản xuất làm tăng năng suất để nhà máy luôn duy trì hoạt động sản xuất. 1.3. Nguồn cung cấp hơi Nguồn cung cấp hơi được lấy từ lò hơi của nhà máy để phục vụ cho các quá trình: đun nóng, cô đặc, bốc hơi. Hơi thứ của quá trình sản xuất được tận dụng một cách triệt để trong quá trình đun nóng và nấu nhằm tiết kiệm hơi, chi phí cho nhà máy. 1.4. Nguồn cung cấp điện Nguồn cung cấp điện chính cho nhà máy là tuabin phát điện dùng hơi quá nhiệt từ việc tận dụng đốt bã mía. Nhà máy còn dùng mạng lưới điện quốc gia 500kV có máy biến áp để sử dụng khi khởi động máy và khi máy dừng hoạt động, để chiếu sáng. SVTH: Hồ Thị Hải Yến GVHD: PGS.TS Trươn g Th ị M inh Hạnh 2 Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 5370 tấn/ngày 1.5. Nguồn cung cấp nhiên liệu Trong suốt quá trình sản xuất, nơi dùng nhiên liệu nhiều nhất là lò hơi. Bã mía sau quá trình ép được tận dụng làm nhiên liệu đốt cho lò hơi. Lúc đầu vụ, bã mía không đủ để cung cấp thì sử dụng nguyên liệu khác là dầu FO, dầu để bôi trơn các thiết bị khác thì dùng dầu bôi trơn. Các loại nhiên liệu này được đặt mua tại các công ty gần nhà máy. 1.6. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước Trong nhà máy nước được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau: cung cấp cho lò hơi, khuếch tán bã, rửa bã, làm mát máy móc, sinh hoạt…Dựa vào mục đích sử dụng mà nước ở mỗi nơi cần phải xử lý theo các chỉ tiêu khác nhau nhất định. Nguồn nước được lấy từ sông Hiếu, được đưa vào nhà máy qua hệ thống xử lý làm nước đạt tiêu chuẩn sử dụng. Nước để sản xuất gồm có: - Nước lọc trong: Nước lắng trong được mang đi lọc nhằm loại bỏ triệt để các tạp chất mà quá trình lắng không loại được. - Nước sau khi lọc trong sẽ được làm mềm để cung cấp cho lò hơi. 1.7. Nguồn nhân công lao động Nhà máy tuyển lao động địa phương và các vùng xung quanh được đào tạo vận hành thiết bị và các kỹ năng khác đảm bảo cho việc sản xuất của nhà máy. Cán bộ kỹ thuật và công nhân được thu nhận từ các trường đại học trên cả nước, đây là lực lượng chủ chốt của nhà máy, được đào tạo cơ bản, dễ nắm bắt sự thay đổi của công nghệ, khoa học kỹ thuật, giúp cải tiến kỹ thuật, công nghệ của nhà máy sau này. 1.8. Giao thông vận tải Nghĩa Đàn có vị trí quốc lộ 48, đường Hồ Chí Minh, gần đường quốc lộ 1A thuận tiện để giao thông hàng hóa. Nhà máy phải vận chuyển nguyên liệu từ các vùng lân cận và sản phẩm đến nơi tiêu thụ. 1.9. Vấn đề nước thải, rác thải, khí thải của nhà máy Nước thải là một vấn đề đang được quan tâm trong các ngành công nghiệp hiện nay và ngành sản xuất đường cũng vậy. Trong quá trình sản xuất đường thải ra nhiều hóa chất cả hữu cơ và vô cơ, hóa chất dùng vệ sinh thiết bị. Vì vậy để đảm bảo nước thải ra ngài môi trường không làm ô nhiễm thì phải qua hệ thống xử lý nước thải của nhà máy. Khí thải nhiều bụi, khói từ lò hơi, sấy phải được tách bằng xyclon rồi thải ra ngoài môt trường. SVTH: Hồ Thị Hải Yến GVHD: PGS.TS Trươn g Th ị M inh Hạnh 3 Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 5370 tấn/ngày 1.10. Hợp tác hóa Phải tiến hành hợp tác hóa, liên hợp hóa với các huyện, xã trồng mía để đảm bảo nguyên liệu cho sản xuất. Giá cả và trả tiền cho người trồng mía phù hợp để phát triển lâu dài và sự tồn tại của nhà máy. Nhà máy cần hợp tác với các nhà máy lân cận để tận dụng nguồn phế liệu nâng cao hiệu quả kinh tế. 1.11. Tiêu thụ sản phẩm Nghệ An có số dân đông đúc, nhiều nhà máy về thực phẩm như công ty sữa TH true milk, bánh kẹo, đồ uống thì khả năng tiêu thụ đường khá lớn. Bên cạnh đó, đường còn cung cấp cho các nhà máy ở tỉnh lân cận . Kết luận: Dựa trên những điều kiện phân tích trên thì việc xây dựng nhà máy ở Nghĩa Đàn là hợp lý, không chỉ đáp ứng được nhu cầu của thị trường, giải quyết việc làm cho người lao động, nâng cao nền kinh tế của tỉnh. SVTH: Hồ Thị Hải Yến GVHD: PGS.TS Trươn g Th ị M inh Hạnh 4 Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 5370 tấn/ngày CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1. Giới thiệu về cây mía Cây mía là nguyên liệu quan trọng của các ngành công nghiệp chế biến đường, chúng được trồng trên nhiều quốc gia có khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới. Ở Việt Nam, mía là nguyên liệu duy nhất dùng để sản xuất đường ăn. Cây mía đường có nhiều ưu điểm: khả năng sinh khối lớn, tái sinh mạnh mẽ, thích ứng rộng và có giá trị kinh tế cao [1]. 2.2. Thành phần hóa học của cây mía Mía là nguyên liệu để chế biến đường, tất cả các quá trình sản xuất đều căn cứ vào mía, nên cần nắm được tính chất và thành phần hóa học của mía. Thành phần hóa học của mía phụ thuộc vào giống mía, đất đai, khí hậu, mức độ chín, sâu bệnh… [1, tr 11]. 2.2.1. Đường sacaroza( C6H12O6) Sacaroza là một disacarit gồm 2 đường đơn glucoza và fructoza tạo thành. Là thành phần quan trọng nhất của cây mía, sản phẩm của công nghiệp sản xuất đường. Công thức cấu tạo như sau: Hình 2.1. Công thức cấu tạo của sacaroza [6] 2.2.1.1. Tính chất lí học Tinh thể đường sacaroza thuộc hệ đơn tà, trong suốt, không màu. Tỉ trọng là 1,5878. Nhiệt độ nóng chảy 186 - 188C [1, tr 12]. Độ hòa tan: Đường dễ hòa tan trong nước. Độ hòa tan tăng theo nhiệt độ tăng và phụ thuộc vào các chất không có đường trong dung dịch đường. Đường không tan trong dầu hỏa, cloroform, CCl 4, CS2 , benzen…[1, tr 13]. SVTH: Hồ Thị Hải Yến GVHD: PGS.TS Trươn g Th ị M inh Hạnh 5