Tải bản đầy đủ
PHẦN 6: TÍNH HƠI - NƯỚC- ĐIỆN –LẠNH

PHẦN 6: TÍNH HƠI - NƯỚC- ĐIỆN –LẠNH

Tải bản đầy đủ

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

Công suất chiếu sáng = 204 x 40 = 8160 W.
1.1.2 Các công trình khác
Tương tự cách tính trên nhưng do kích thước và yêu cầu nơi sáng của công
trình khác nhau là khác nhau nên ta có thể chọn số bóng cho phù hợp.
Bảng tóm tắt điện dân dụng của nhà máy
STT Tên công trình Diện
tích
(m2)
1
Phòng bảo vệ
24
(2)
2
Phòng y tế
45
3
Nhà hành chính 162
4
Căn tin
81
5
Phòng nghỉ
81
6
Phòng KCS
81
7
Phòng kỹ thuật 81
8
Hội trường
135
9
Nhà vệ sinh (4) 180
10
Nhà đặt máy
54
nén lạnh
11
Kho chứa nhiên 54
liệu
12
Nhà nồi hơi
54
13
Nhà đặt máy
54
phát điện
14
Trạm biến áp
16
15
Nhà để xe chở 180
hàng và xe bồn
16
Nhà để xe 2
108
bánh
17
Nhà để xe 4
180
bánh
17
Xưởng cơ khí, 162
sữa chữa
18
Công viên cây 240
xanh
19
Phân xưởng sản 680
xuất chính

Ptc
(W/m2)

P0 (W)

Số bóng
(cái)

6

40

4

Công
suất
(W/h)
160

6
8
6
4
6
6
6
4
6

40
40
40
40
40
40
40
40
40

7
33
13
9
13
13
21
18
9

280
1320
520
360
520
520
840
720
360

4

40

6

240

6
6

40
40

9
9

360
360

6
4

40
40

3
18

120
720

6

40

16

640

6

40

27

1080

4

40

17

680

4

40

24

960

12

40

204

8160

Tổng

18920

18920W= 18.92kW.
Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 45

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

1.2 Điện dùng cho động lực
Bảng tóm tắt điện động lực của nhà máy
STT Tên thiết bị
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Số lượng

Cân điện tử
1
Bồn chứa
2
Thiết bị ly tâm
1
Thiết bị thanh trùng
2
Máy bơm
5
Thiết bị lên men và xử 2
lý nhiệt lạnh
Thiết bị tạo hạt bơ
1
Thiết bị bao gói
1
Thiết bị CIP
1
Tổng

Công suất
tiêu thụ
kW/h
0.5
2.5
8.7
1
1.5
2.2

Tổng công
suất (kW/h)

40
2.3
0.55

40
2.3
0.55
70.95

0.5
5
8.7
2
7.5
4.4

1.3 Xác định phụ tải
1.3.1 Phụ tải tính toán cho chiếu sáng
Do bóng đèn dùng mắc không đồng nhất nên:
Pttl = Pcs x Kcs
Trong đó: Kcs là hệ số không đồng nhất của các bóng đèn
Kcs = 0.8
P’cs = 18,92 x 0.8 = 15,136 (kW).
1.3.2 Phụ tải tính toán cho động lực
P’dl = Pdl x Kc
Kc là hệ số cần dùng, Kc = 0.5 ÷ 0.6, ta chọn Kc = 0.6
Ptt2 = 70.95 x 0.6 = 42.57 (kW).
Vậy công suất nhà máy nhận được từ bộ phận thứ cấp của trạm biến áp hay
máy phát điện là:
Ptt = P’cs + P’dl = 15,136 + 42.57 = 57.706 (kW)
1.4 Tính điện năng tiêu thụ hàng năm
- Tính điện năng tiêu thụ cho chiếu sáng:
Acs = Pcs .T. K (KW.h).
Trong đó: Pcs = ∑Pđèn = 18,92 KW.
K: hệ số đồng bộ giữa các đèn từ 0,9 ÷ 1; lấy K=1.
T: hệ số sử dụng tối đa (h). T = K1. K2.
K1: thời gian thắp sáng trong một ngày K1=15h.
K2: số ngày làm việc bình thường trong năm 300 ngày.
T = 15 x 300 = 4500(h).
Thay số ta có Acs = 18.92 x 4500 x 1= 85140 (kW.h)
- Điện năng tiêu thụ cho động lực:
Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 46

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

Adl = Pdl.T.K (KW.h).
Trong đó: K: hệ số động lực cần dùng, chọn K=0.6.
T: thời gian hoạt động trong năm T = 4500 (h).
Adl = 42.57x 4500 x 0.6 = 114939 (kW.h).
- Điện năng tiêu thụ cho toàn nhà máy trong năm:
A= A’.(Acs + Adl) (KW.h).
A’: điện năng tổn tao trên đường dây, lấy A’ = 3% (Acs + Adl)
A = 1.03 x (85140 + 114939) = 206081.37 (KW.h).
1.5 Chọn máy biến áp
- Hệ số cosՓ đối với phần chiếu sáng có thể lấy bằng 0.6.
Tính công suất phản kháng:
Qtt2 = Ptt. tgՓ1 (KVA).
Với các thiết bị động lực hệ số cosՓ = 0.6 => tgՓ = 1.33.
Vậy Qtt2 = 57.706 x 1.33 = 76.74898 (KVA).
1.5.1 Tính dung lượng bù:
- Nâng hệ số cosՓ = 0.6 lên cosՓ2 = 0.9 ÷ 0.96.
Qb = Ptt .(tgՓ1 - tgՓ2) (KVA).
Với cosՓ2 = 0.92 ta có tgՓ2 = 0.426.
Qb = 57.706 x (1.33 – 0.426) = 52.17 (KVA).
1.5.2 Xác định số tụ điện:
- Số lượng tụ điện cần dùng:
n= = = 5.217
Vậy chọn n = 6 tụ.
- Sau khi chọn tụ ta thử lại và tính được cosՓ thực tế theo công thức sau:
CosՓtt =
CosՓtt = = 0.96
- Chọn máy biến áp
P chọn = = = 60.11 (KVA).
+ Chọn máy biến áp 3 pha
+ Loại máy biến áp MBA 3PHA
+ Nước sản xuất: Việt Nam.
+ Hãng sản xuất: Biến thế Hà Nội.
+ Công suất (KVA): 100KVA
+ Điện áp 35/0.4
+ Trọng lượng (kg): 500.
1.6 Chọn máy phát điện
- Đề phòng mất điện và đảm bảo điện cho sản xuất nhà máy nhất thiết phải
trang bị một máy phát điện dự phòng với công suất 200KVA chạy bằng dầu D.O
- Số lượng: 1 máy.
2. Tính nước
Nước sử dụng cho nhà máy bao gồm:
• Nước sử dụng cho sản xuất.
• Nước cung cấp cho nồi hơi.
• Nước vệ sinh thiết bị, nhà xưởng, đường ống.
Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 47

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

Nước cung cấp cho sinh hoạt.
Nước dùng trong phòng cháy chữa cháy.
Lượng nước sử dụng cho nhà máy
STT Mục đích sử dụng
Lượng nước (m3/ngày)
1
Dùng cho lò hơi
6,5
2
Dùng cho sinh hoạt của công nhân
2.38
3
Dùng rửa xe
2
4
Tưới cây xanh
5
5
Cứu hỏa
40
6
Vệ sinh thiết bị
21
Tổng cộng (Tổng lượng nước x K (hệ số sử dụng
115.32
không đồng đều = 1,5))
2.1 Nước dùng cho sinh hoạt
- Nước dùng cho sinh hoạt của cán bộ công nhân viên 35 (l/ngày):
35 x 68 = 2.38 m3.
- Nước dùng rửa xe: 2m3.
- Nước tưới cây xanh: 5m3.
- Nước cứu hỏa (trường hợp dự phòng): 2.5 – 5 l/s tính trong 3 giờ.
2.2 Nước dùng vệ sinh thiết bị (hệ thống CIP)
- Lấy trung bình: 1.5 (m3/h).
• Lượng nước dùng cho thiết bị trong 1 ca: 7 x 1.5 = 10.5 (m 3/ca).
2.3 Thoát nước
Thoát nước có hai loại:
Loại sạch: nước từ những nơi như các giàn ngưng tụ nước làm nguội
gián tiếp ở các thiết bị trao đổi nhiệt. Để tiết kiệm nước có thể tập trung vào các bể
chứa để sử dụng vào các nơi không yêu cầu có độ sạch cao.
Loại không sạch: bao gồm nước từ các nơi như: nước rửa thiết bị rửa
sàn nhà, các loại nước này chứa nhiều tạp chất hữu cơ nên không sử dụng lại được
và là môi trường tốt cho vi sinh vật hoạt động vì vậy loại nước này phải được xử lý
trước khi thải ra môi trường, rãnh thoát nước này phải có nắp đậy. Hệ thống phải
bố trí xung quanh phân xưởng chính để thoát nước kịp thời. Đường kính của rãnh
thoát là 0.8m.
3. Tính hơi
3.1 Tính chi phí hơi
 Chi phí hơi sử dụng cho các thiết bị:
- Trong các nhà máy thực phẩm, để cấp nhiệt cho các thiết bị người ta thường
sử dụng tác nhân là hơi nước bão hòa. Thường được dùng với mục đích gia nhiệt
như: thanh trùng sữa, nâng nhiệt sữa, chạy rửa thiết bị… Ngoài ra hơi nước còn
được dùng để phục vụ sinh hoạt, vô trùng cho các thiết bị trước và sau mỗi ca sản
xuất.
- Sử dụng hơi nước trong sản xuất có một số ưu điểm sau:
+ Hơi nóng truyền nhiệt đều, không xảy ra hiện tượng truyền nhiệt cục
bộ, dễ điều chỉnh nhiệt độ bằng cách điều chỉnh áp hơi.



Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 48

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

+ Thuận tiện cho việc vận hành các thiết bị, không cồng kềnh, phức tạp,
chiếm một phần diện tích nhỏ trong phân xưởng.
+ Không gây độc hại, đảm bảo vệ sinh cho sản xuất, nên được dùng cho
sản xuất thực phẩm.
+ Không ăn mòn thiết bị, có thể vận chuyển đi xa bằng ống.
+ Đảm bảo vệ sinh cho sản xuất.
- Để chọn được nồi hơi và biết được nhu cầu về nhiên liệu, ta cần tính được
lượng hơi cần sử dụng trong một ca sản xuất, với tất cả các thiết bị cùng hoạt
động.
STT
1
2
3
4

Lượng nhiệt sử dụng cho quá trình trong 1 ngày
Công đoạn
Lượng nhiệt cần (kcal)
Gia nhiệt
760410
Ly tâm
149100
Thanh trùng
31185
Tạo hạt bơ
10 729

Công thức tính nhiệt lượng : Q = G.C.(t2-t1)
Trong đó : Q : nhiệt lượng thu vào (kcal)
G : khối lượng của vật được gia nhiệt (kg)
C : nhiệt dung riêng của chất làm nên vật (Csữa = 0.994 kcal/kg.oC)
3.1.1 Lượng nhiệt cần dùng cho quá trình gia nhiệt trước ly tâm
Q1 = G1 x Cs x (t2 – t1) kcal.
Trong đó: G1: lượng sữa được gia nhiệt.
t2: nhiệt độ sữa sau gia nhiệt.
t1: nhiệt độ sữa trước gia nhiệt.
Cs: nhiệt dung riêng của sữa có độ khô 11.9%.
Cs = Cn x (1-B) + Cck x B kcal/kg.0C.
Trong đó: Cn: nhiệt dung riêng của nước, kcal/kg.0C.
Cck: nhiệt dung của chất khô, kcal/kg.0C.
B: hàm lượng chất khô, %.
Cs = 1x (1-0.119) + 0.95 x 0.119 = 0.994 kcal/kg.0C.
G1 = 15000 (kg/ca).
t1 = 40C; t2 = 550C.
Q1 = 15000 x 0.994 x (55-4) = 760410 (kcal).
3.1.2 Lượng nhiệt cần dùng cho quá trình ly tâm
Q2 = G2 x Cs x (t2 – t1) kcal.
Trong đó: G2: lượng sữa được gia nhiệt.
t2: nhiệt độ sữa sau gia nhiệt.
t1: nhiệt độ sữa trước gia nhiệt.
Cs: nhiệt dung riêng của sữa có độ khô 11.9%.
Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 49

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

Cs = 0.994 kcal/kg.0C.
G2 = 15000 (kg/ca).
t1 =550C; t2 = 650C.
Q2 = 15000 x 0.994 x (65-55) = 149100 (kcal).
3.1.3 Lượng nhiệt cần dùng cho quá trình thanh trùng cream
Q3 = G3 x Cs x (t2 – t1) kcal.
Trong đó: G3: lượng sữa được gia nhiệt.
t2: nhiệt độ sữa sau gia nhiệt.
t1: nhiệt độ sữa trước gia nhiệt.
Cs: nhiệt dung riêng của cream.
Cs = 0.77 kcal/kg.0C.
G3 = 1350 (kg/ca).
t1 =650C; t2 = 950C.
Q3 = 1350 x 0.77 x (95-65) = 31185 (kcal).
3.1.4. Nhiệt lượng cần dùng cho quá trình tạo hạt bơ
Q4 = G4 x C4 x (t2 – t1) kcal
Trong đó : G4 = 1542 kg/ca
Cs = 0.994 kcal/kg.oC
t1 = 6 oC ; t2 = 13 oC
Q4 = 1542 x 0.994 x (13 – 6) = 10729 kcal/ca
3.1.5. Hơi tiêu tốn cho mỗi quá trình là : D = Q/[(ih – in) x ∞
Trong đó ih và in là nhiệt hàm của hơi và của nước ngưng tụ ở áp suất làm việc.
Plv = 2.5 at ; ih = 649.3 kcal/kg.oC
In = 126.7 kcal/kg.oC
∞ = 0.9 hiệu suất sử dụng hơi.
D1 = Q1 /[(ih – in) x ∞] = 760 410 / [(649.3 – 126.7) x 0.9] = 1616.724072 kg.
Thời gian gia nhiệt trước ly tâm là 0.42h  d1 = D1 / 0.42 = 3849.343 kg/h.
Tương tự D2 = 149 100 / [(649.3 – 126.7) x 0.9] = 317.00472 kg.
Thời gian gia nhiệt trong quá trình ly tâm là 1h  d2 = 317.00472 kg/h.
D3 = 40 257 / [(649.3 – 126.7) x 0.9] = 85.5912744 kg.
Thời gian gia nhiệt trong quá trình thanh trùng là 20s = 5.5x10^-3 h  d3 =
15562.04989 kg/h.
D4 = 10 729 / [(649.3 – 126.7) x 0.9] = 22.811 kg.
Thời gian gia nhiệt cho quá trình tạo hạt bơ là 1,5 h  d4 = 15.207 kg/h.
Bảng tóm tắt lượng hơi tiêu tốn cho từng công đoạn :
STT Quá trình sử dung hơi Lượng hơi tiêu tốn (kg/h)
1
Gia nhiệt trước ly tâm
3 849.343
2
Ly tâm
317.00472
3
Thanh trùng
15 562.04989
Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 50

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

4
Tạo hạt bơ
15.207
3.2 Chọn nồi hơi
Chọn nồi hơi của công ty Hùng Vân
Xuất sứ : Việt Nam
Hiệu suất cao > 90%
Công suất hơi > 3000 kg/h
Nhiên liệu : dầu Diesel, FO, Gas.
Do các công đoạn cần dùng hơi nóng là không cùng lúc nên nhiệt cần nhiều
nhất là ở công đoạn thanh trùng. Số lượng nồi hơi là : 15562.04989 / 3000 = 5.19
 chọn 6 nồi.

Cấu tạo nồi hơi đốt dầu

-

3.3 Nhiên liệu
Nhà máy dùng dầu FO-R làm nguồn nhiên liệu chính.
Dầu FO-R là sản phẩm chính trong quá trình sản xuất nhiên liệu từ cao su phế
thải bằng công nghệ của Nhật Bản. đây là công nghệ tiên tiến hàng đầu đang được
sử dụng tại Nhật Bản để tái chế cao su phế thải như vỏ xe, plastic,…
Ngoài ra dầu FO-R còn có nhiều ưu điểm như :
Giá cả dầu FO-R rẻ hơn nhiều so với dầu DO và dầu FO, vì vậy sẽ tiết kiệm được
chi phí sản xuất.
Dầu FO-R có độ nhớt thấp, hàm lượng nước và tạp chất cũng rất thấp nên rất dễ
đốt.
Độ ăn mòn thiết bị của FO-R thấp hơn so với dầu FO do hàm lượng lưu huỳnh
trong FO cao hơn so với trong FO-R.
Các chỉ tiêu chuẩn chất lượng của nhiên liệu đốt lò FO-R được kiểm đinh bởi
Trung Tâm Kỹ Thuật Tiêu Chuẩn Đo Lường Chất Lượng 3 thì dầu FO-R có nhiệt
trị là 10 200 cal/g = 10 200 kcal/kg (1 kg dầu cho ra 10 200 kcal).

Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 51

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

4. Tính lạnh
Chi phí lạnh dùng cho sản xuất
Mục đích
Chiphí lạnh(kcal/ngày)

ST
T
1
Bảo quản sữa tươi nguyên liệu
2
Lên men và xử lý nhiệt lạnh
3
Kho lạnh
Tổng cộng (Tổng lượng lạnh x 1.05
(thất thoát 5%))

178 920
242 573.772
7 788.6441
450 746.5369

4.1 Chi phí lạnh cho bảo quản sữa tươi nguyên liệu
Q1 = G1 x Cs x (t1 – t2) (kg/ca).
Trong đó: G1: khối lượng sữa tươi (kg/ca)
Cs: Nhiệt dung riêng của sữa tươi (kcal/kg.0C)
t1, t2: nhiệt độ sữa trước và sau khi làm lạnh (0C)
G1 = 15000 kg/ca.
Cs = 0.994 kcal/kg.0C (với hàm lượng chất khô là 11.9%)
t1 = 100C, t2 = 40C
Q1 = 15000 x 0.994 x (10 – 4) = 89460 kcal/ca
4.2. Chi phí lạnh cho quá trình lên men và xử lý nhiệt lạnh
Q2 = G2 x Cs x (t1 – t2)
Trong đó G2 = 1 371 kg
Cs = 0.994 kcal/kg.oC
t1 = 95 oC ; t2 = 6 oC
Q2 = 1 371 x 0.994 x (95 – 6) = 121 286.886 kcal/ca
4.3. Chi phí lạnh cho kho lạnh trong phân xưởng chính
- Kích thước kho bảo quản lạnh: 10x10x6.5
- Thể tích kho lạnh:V=650 m3.
- Nhiệt độ trong kho lạnh: 00C
- Năng suất lạnh cần cung cấp:
Q3 = 120% x V x p x a x (ing – itr) (kcal/ngày)
Trong đó: V = m3: thể tích kho lạnh.
p = 1.293 kg/m3: khối lượng riêng của không khí ở 00C.
a = 1: hệ số tuần hoàn không khí.
ing = 123 kJ/kg = 123/4.18 = 29.4 kcal/kg: entampy không
khí bên ngoài kho.
itr = 29.67 kcal/kg = 29.67/4.18 = 7.09 kcal/kg: entampy
không khí bên trong phòng lạnh.
- Xem tổn thất lạnh qua tường, sàn, trần và chiếu sáng là 20%.
Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 52

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

- Chi phí lạnh cần cho 1 ca:
Q3 = 120% x 650 x 1.293 x 1 x (29.4 – 7.09) = 22500.5274 kcal/ngày.
4.4. Tổng chi phí lạnh cho sản xuất
Tổng chi phí lạnh trong 1 ngày là
Q=Q1x24÷7+Q2x2+Q3 = 89460x24÷7 + 121286.886x2 + 22500.5274 = 571
794.2994 kcal/ ngày
- Xem tổn thất lạnh chung là 5% (người ra vào, đường ống, mở cửa,…)
Vậy chi phí lạnh 1 ngày là 571794.2994 x 1.05 = 600384.0144 kcal/ngày.
4.5. Chi phí lạnh cho sinh hoạt
- Chọn thiết bị lạnh dựa trên diện tích các phòng:
- Một máy lạnh thì sử dụng với diện tích là 15-25 (m2).
- Thiết bị lạnh ở đây là máy lạnh âm trần Heavy_2 ngựa.
- Xuất xứ: Việt Nam.
- Thông số kỹ thuật:
+ Công suất lạnh: 5.2 (KW).
+ Diện tích làm lạnh: 15-25 (m2).
+ Lưu lượng gió:
• Dàn lạnh là 940 (m3/h)
• Dàn nóng là 2200 (m3/h)
+ Độ cao chênh lệch là 10 (m).
- Kích thước:
+ Dàn lạnh: 230x840x840.
+ Dàn nóng: 593x762x282.
+ Panel: 55x950x950.
- Khối lượng:
+ Dàn lạnh: 24kg.
+ Dàn nóng: 35kg.
STT Tên công trình
Diện tích (m2)
Số lượng máy lạnh
1
Nhà hành chính
162
20
2
Nhà ăn
81
4
3
Phòng nghỉ
81
4
4
Phòng KCS
81
4
5
Phòng kỹ thuật
81
4
6
Hội trường
135
7
7
Kho lạnh
45
3
Tổng
46

Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 53

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

PHẦN 7: TÍNH TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG
Tính tổ chức
1.1. Sơ đồ tổ chức
1.

Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 54

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

GIÁM
GIÁM ĐỐC
ĐỐC

Phòng
Phòng tài
tài
chính
chính

Phó
Phó giám
giám đốc
đốc điều
điều hành
hành kinh
kinh

Phó
Phó giám
giám đốc
đốc nghiên
nghiên cứu
cứu và
và phát
phát

Phó
Phó giám
giám đốc
đốc điều
điều hành
hành hoạt
hoạt động
động sản
sản

doanh
doanh

triển
triển

xuất
xuất

Phòng
Phòng
Marketing
Marketing

Phòng
Phòng kỹ
kỹ

Phòng
Phòng

phòng
phòng vi
vi

thuật
thuật

KCS
KCS

sinh
sinh

phòng
phòng phát
phát
triển
triển sản
sản
phẩm
phẩm

Phòng
Phòng thủ
thủ
kho
kho

phòng
phòng
quản
quản lý

chế
chế biến
biến

1.2. Tính nhân công
1.2.1. Tính nhân lực làm việc gián tiếp

STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
14

1.2.2.

Số nhân công làm việc gián tiếp:
Chức vụ
Giám đốc
Phó giám đốc điều hành phòng kinh doanh
Phó giám đốc nghiên cứu và phát triển
Phó giám đốc điều hành hoạt động sản xuất
Phòng tài chính
Phòng marketing
Phòng kỹ thuật
Phòng KCS
Phòng vi sinh
Phòng phát triển sản phẩm
Phòng thủ kho
Phòng quản lý chế biến
Nhà ăn
Tổng số nhân công làm việc gián tiếp

Tính nhân lực làm việc trực tiếp

Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 55

Số lượng
1
1
1
1
3
3
3
2
2
3
2
2
4
28