Đề tài Thiết kế phân xưởng sản xuất pectin

Thieát keá phaân xöôûng saûn xuaát Quy trình coâng ngheä Kieåm tra/chuaån hoaù Trích ly Löïa choïn Röûa baõ Nghieàn Taåy maøu Loïc Coâ ñaëc Keát tuûa pectin Taùch keát tuûa Nöôùc,acid Coàn Baõ Than hoaïït tính Dòch chieát Röûa keát tuûa Baõ cam chanh Baõ EÙp keát tuûa Ñöôøng/ muoái ñeäm Bao bì Nghieàn, raây Ñoùng goùi Pectin boät Xay nghieàn Saáy 2.2 Thuyeát minh quy trình saûn xuaát pectin Nguyeân lieäu saûn xuaát pectin Nguyeân lieäu saûn xuaát pectin laø baõ cam, chanh töø quy trình saûn xuaát nöôùc eùp traùi caây cuûa nhaø maùy. Baõ cam, chanh ñöôïc löïa choïn, phaân loaïi roài ñöa vaøo quy trình saûn xuaát pectin. Baûng 2.1: Thaønh phaàn hoaù hoïc cuûa nguyeân lieäu cam [14] Nöôùc Chaát khoâ Pectin 76% 24% 4% Löïa choïn nguyeân lieäu Muïc ñích: Nhaèm loaïi boû nhöõng nguyeân lieäu khoâng ñaït yeâu caàu nhö laø baõ bò moác, hö hoûng, thoái … Phöông phaùp thöïc hieän: thuû coâng, coâng nhaân seõ taäp trung löïa choïn nguyeân lieäu baèng tay roài chuyeån nguyeân lieäu ñaït yeâu caàu sang khaâu röûa. Röûa baõ Muïc ñích Nhaèm loaïi boû nhöõng taïp chaát trong baõ, khöû ñaéng vaø taùch haït. Loaïi boû nhöõng taïp chaát cô hoïc nhö caùt, soûi giuùp naâng cao chaát löôïng saûn phaåm vaø traùnh laøm hoûng thieát bò ôû caùc coâng ñoaïn tieáp theo. Bieán ñoåi Vaät lyù: Loaïi boû taïp chaát cô hoïc. Hoaù hoïc: Toån thaát moät phaàn pectin hoaø tan. Vi sinh: Loaïi bôùt moät phaàn vi sinh vaät coù trong nguyeân lieäu. Thieát bò: Thieát bò röûa xoái töôùi. Xay nghieàn baõ Muïc ñích: Xeù baõ nhoû hôn, chuaån bò cho quaù trình trích ly (taêng hieäu quaû trích ly). Bieán ñoåi Vaät lyù: Giaûm kích thöôùc nguyeân lieäu. Thieát bò: Thieát bò caét dao cong. Trích ly Muïc ñích: Khai thaùc, nhaèm trích ly trieät ñeå pectin coù trong nguyeân lieäu. Phöông phaùp thöïc hieän: Trích ly ngöôïc doøng. Ñieàu kieän trích ly: pH = 3, to (nhieät ñoä) = 90oC, t (thôøi gian) = 5h. Dung moâi söû duïng laø nöôùc noùng coù pha dung dòch acid HCl loaõng (noàng doä dung dòch HCl laø 2%). Bieán ñoåi Hoaù lyù: Pectin khueách taùn töø baõ vaøo dung moâi. Hoaù hoïc: Xaûy ra söï thuyû phaân protopectin thaønh pectin do taùc duïng cuûa acid. Thieát bò: Heä thoáng thieát bò trích ly ngöôïc doøng. Taåy maøu Muïc ñích: Nhaèm loaïi boû nhöõng chaát maøu coù trong dòch trích. Phöông phaùp thöïc hieän: Söû duïng than hoaït tính. Bieán ñoåi Hoaù lyù: Caùc chaát maøu haáp phuï leân beà maët than hoaït tính. Thieát bò: Boàn chöùa hình truï coù caùnh khuaáy. Loïc Muïc ñích: Loaïi boû taïp chaát coù trong dòch trích. Phöông phaùp thöïc hieän: Aùp suaát loïc = 2,5 at, nhieät ñoä loïc = 800C. Bieán ñoåi caûm quan: Dung dòch trong hôn. Thieát bò: Thieát bò loïc khung baûn. Coâ ñaëc: Muïc ñích: Taùch bôùt nöôùc ra khoûi dung dòch ñeán khi noàng ñoä dung dòch sau ñaït 4%. Phöông phaùp thöïc hieän: coâ ñaëc ôû ñieàu kieän chaân khoâng ôû aùp suaát 0,32 kg/cm2, nhieät ñoä 700C, thôøi gian 3 giôø. Bieán ñoåi Hoaù lyù: Nöôùc boác hôi khoûi dung dòch. Thieát bò: Thieát bò coâ ñaëc tuaàn hoaøn cöôõng böùc. Keát tuûa pectin Muïc ñích: Taïo keát tuûa pectin. Phöông phaùp thöïc hieän: Söû duïng dung dòch ethanol 95o(v/v). Tyû leä theå tích ethanol : dung dòch pectin = 1 : 1. Bieán ñoåi Hoaù lyù: Pectin töø daïng hoaø tan trong dung dòch chuyeån sang daïng keát tuûa boâng xoáp. Thieát bò: Daïng hình truï coù caùnh khuaáy. Taùch keát tuûa Muïc ñích: Nhaèm taùch keát tuûa taïo thaønh ra khoûi dung dòch. Trong quaù trình xöû lyù baèng ethanol, pectin taïo thaønh keát tuûa maøu traéng vaø noåi thaønh töøng maûng leân treân beà maët, coù theå taùch ra khoûi dung dòch deã daøng. Phöông phaùp thöïc hieän: Taùch keát tuûa baèng phöông phaùp loïc. Thieát bò: Thieát bò loïc ly taâm. Röûa keát tuûa Muïc ñích: Loaïi boû nhöõng taïp chaát baùm xung quanh keát tuûa pectin. Phöông phaùp thöïc hieän: Söû duïng dung dòch ethanol 95o(v/v). Tyû leä khoái löôïng ethanol : keát tuûa pectin = 2 : 1 Thieát bò: Thieát bò hình truï coù caùnh khuaáy. EÙp keát tuûa Muïc ñích: Nhaèm taùch bôùt nöôùc ra khoûi keát tuûa, chuaån bò cho quaù trình saáy. Thieát bò: Thieát bò eùp truïc vít. Xay nghieàn tröôùc khi saáy Muïc ñích: Caét nhoû khoái pectin sau khi eùp ñeå chuaån bò cho quaù trình saáy, naâng cao hieäu quaû quaù trình saáy. Bieán ñoåi: Giaûm kích thöôùc khoái keát tuûa pectin. Thieát bò: Thieát bò caét dao cong. Saáy pectin Muïc ñích: Thu ñöôïc pectin vôùi ñoä aåm 4%. Phöông phaùp thöïc hieän: Saáy ñoái löu, taùc nhaân gia nhieät laø khoâng khí noùng. Nhieät doä khoâng khí to = 95oC, thôøi gian saáy t = 30phuùt. Bieán ñoåi Hoaù lyù: Nöôùc boác hôi khoûi vaät lieäu saáy (pectin). Vaät lyù: Sau khi saáy, vaät lieäu saáy giaûm kích thöôùc. Thieát bò: Thieát bò saáy baêng taûi. Nghieàn Muïc ñích: Thu ñöôïc pectin ôû daïng boät. Bieán doåi: Giaûm kích thöôùc baùn thaønh phaåm sau saáy. Thieát bò: Thieát bò caét dao cong. Raây Muïc ñích: Thu ñöôïc boät pectin ñoàng nhaát. Thieát bò: Thieát bò raây rung. Kieåm tra – chuaån hoaù Muïc ñích Quaù trình kieåm tra: Ñaûm baûo caùc chæ tieâu saûn phaåm nhö ñoä tinh khieát, ñoä aåm, khoái löôïng phaân töû, khaû naêng taïo gel … Quaù trình chuaån hoaù: Tuyø theo yeâu caàu öùng duïng rieâng bieät, pectin ñöôïc chuaån hoaù ñeå ñaùp öùng caùc yeâu caàu khaùc nhau veà tính chaát taïo gel vaø taïo ñaëc. Coù theå phoái troän vôùi saccharose, glucose hoaëc caùc muoái ñeäm hay phoái troän nhieàu loaïi boät pectin vôùi nhau. Bao goùi Muïc ñích: Hoaøn thieän saûn phaåm. Phöông phaùp thöïc hieän: Saûn phaåm ñöôïc bao goùi trong bao bì khoái löôïng 0.5kg vaø 1kg. Thieát bò: Thieát bò bao goùi chaân khoâng. Saûn phaåm pectin Pectin thu ñöôïc ôû daïng boät, coù maøu traéng xaùm nhaït, ñoä aåm yeâu caàu laø 4%. Tính caân baèng vaät chaát Naêng suaát phaân xöôûng theo nguyeân lieäu 3000kg/meû. Moãi ngaøy laøm moät meû. Moãi meû maát möôøi saùu giôø töông ñöông hai ca laøm vieäc. Phaân xöôûng laøm vieäc theo nhaø maùy, trung bình moãi naêm laøm vieäc 200 ngaøy. Baûng 2.2: Thaønh phaàn nguyeân lieäu, baùn thaønh phaåm, thaønh phaåm (tính theo % khoái löôïng). Thaønh phaàn Nguyeân Lieäu, baùn thaønh Phaåm, thaønh phaåm Nöôùc Chaát khoâ Pectin Nguyeân lieäu baõ aåm 76 24 4,5 Baõ sau khi löïa choïn 76 24 4,5 Baõ sau khi röûa 76 24 4,5 Baùn thaønh phaåm sau khi xay nghieàn 76 24 1 Dòch trích ly 99 1 Dung dòch sau khi taåy maøu 99 1 Dung dòch sau loïc 99 4 Dung dòch sau khi coâ ñaëc 96 30 Keát tuûa thu ñöôïc sau khi taùch 70 30 Keát tuûa thu ñöôïc sau khi röûa 70 30 Keát tuûa thu ñöôïc sau khi eùp 25 75 Baùn thaønh phaåm sau xay nghieàn 25 75 Baùn thaønh phaåm sau khi saáy 4 96 Boät sau nghieàn, raây 4 96 Baûng 2.3: Tyû leä toån thaát qua töøng quaù trình. STT Teân quaù trình Tyû leä toån thaát theo khoái löôïng nguyeân lieäu (%) 1 Löïa choïn 10 2 Röûa baõ 0,5 3 Xay nghieàn 2 4 Taåy maøu 0,5 5 Loïc 1 6 Taùch vaø ruûa keát tuûa 2 7 EÙùp keát tuûa 0,5 8 Nghieàn tröôùc saáy 3 9 Saáy 0,5 10 Nghieàn, raây 3 Ñaàu vaøo Khoái löôïng nguyeân lieäu ñaàu vaøo: M1 = 3000 (kg) Löïa choïn Khoái löôïng nguyeân lieäu sau khi löïa choïn: M2 = M1 – M1 × 10% = 3000 – 3000× 10% = 2700 (kg) Röûa Khoái löôïng nguyeân lieäu sau khi röûa: M3 = M2 – M2 × 0,5% = 2700 – 2700 × 0,5% = 2686,5 (kg) Xay nghieàn Khoái löôïng nguyeân lieäu sau khi xay nghieàn: M4 = M3 – M3 × 2% = 2686,5 -2686,5 × 2% = 2632,77 (kg) Trích ly Tyû leä nguyeân lieäu : dung moâi trích ly (dung dòch acid HCl loaõng) = 1 : 4 Löôïng dung moâi caàn duøng: M5 = M4 × 4 = 2632,77 × 4 = 10531,08 (kg) Hieäu suaát quaù trình trích ly laø 80% töùc laø trung bình 100 kg baõ aåm (haøm löoïng 4,5%) trích ly ñöôïc 3,6 kg pectin. Khoái löôïng pectin trích ly ñöôïc: Mptl = M4 × 3,6/100 =2632,77 × 3,6 /100 = 94,78 (kg) Dung moâi trích ly bò baõ giöõ laïi moät phaàn neân xem nhö toån thaát dung moâi laø 30%. Khoái löôïng dòch trích thu ñöôïc: M6 = M5 × 70% + Mptl= 10531,08 × 70% + 94,78 = 7466,54 (kg) Taåy maøu Khoái löôïng dung dòch thu ñöôïc sau khi taåy maøu: M7 = M6 – M6 × 0,5%= 7466,54 – 7466,54 × 0,5% = 7429,2 (kg) Loïc Khoái löôïng dung dòch sau khi loïc: M8 = M7 – M7 × 1% = 7429,2 -7429,2 ×1% = 7354,91 (kg) Coâ ñaëc Khoái löôïng dung dòch thu ñöôïc sau coâ ñaëc: M9 = M8 × (100- 99)/ (100- 96) = 7354,91× (100-99)/(100-96) = 1838,73 (kg) Keát tuûa Tyû leä theå tích ethanol duøng ñeå keát tuûa pectin: dung dòch pectin = 1 : 1. Khoái löôïng dung dòch vaøo thieát bò keát tuûa: M10 = M9 ×2 = 1838,73 × 2 = 3677,46 (kg) Hieäu suaát phaûn öùng keát tuûa laø 85%. Khoái löôïng keát tuûa taïo thaønh: Mkt = Mptl × 85% = 94,78 × 85% = 80,56 (kg) Taùch vaø röûa keát tuûa Khoái löôïng keát tuûa thu ñöôïc sau khi taùch vaø röûa: M11 = Mkt –Mkt × 2% = 80,56 - 80,56 ×2% = 78,95 (kg) EÙùp keát tuûa Khoái löôïng keát tuûa thu ñöôïc sau khi eùp: M12 = M11 × (100-70)/(100-25) = 78,95 × (100-70)/(100-25) = 31,58 (kg) Khoái löôïng keát tuûa thu ñöôïc treân thöïc teá: M13 = M12- M12 × 0,5% = 31,58 – 31,58 ×0,5%= 31,42 (kg) Xay nghieàn tröôùc khi saáy M14 = M13 –M13 ×3% = 31,42 -31,42 ×3% = 30,48 (kg) Saáy keát tuûa Khoái löôïng boät thu ñöôïc sau khi saáy (treân lyù thuyeát): M15 = M14 × (100-25)/(100-4) = 30,48× (100-25)/(100-4) = 23,81 (kg) Khoái löôïng boät thu ñöôïc sau khi saáy (treân thöïc teá): M16 = M15 –M15× 0,5% = 23,81-23,81 × 0,5% = 23,69 (kg) Nghieàn, raây Khoái löôïng boät thu ñöôïc sau khi nghieàn raây: M17 = M16 – M16 × 3% = 23,69 – 23,69 ×3% = 22,98 (kg) Baûng 2.4: Toång caân baèng vaät chaát cho moät meû saûn xuaát cuûa baõ aåm. STT Teân quaù trình Baùn thaønh phaåm, thaønh phaåm thu ñöôïc sau moãi quaù trình Khoái löôïng (kg) 1 Löïa choïn Nguyeân lieäu sau löïa choïn 2700 2 Röûa baõ Baõ sau khi röûa 2686,5 3 Xay nghieàn Baõ sau nghieàn 2632,77 4 Trích ly Dòch trích 7466,54 5 Taåy maøu Dung dòch sau khi taåy maøu 7429,2 6 Loïc Dung dòch sau khi loïc 7354,91 7 Coâ ñaëc Dung dòch sau khi coâ ñaëc 1838,73 8 Keát tuûa Keát tuûa taïo thaønh 80,56 9 Taùch, röûa keát tuûa Keát tuûa thu ñöôïc 78,95 10 Eùp keát tuûa Keát tuûa sau khi eùp 31,42 11 Xay nghieàn tröôùc khi saáy Keát tuûa sau xay nghieàn 30,48 12 Saáy Keát tuûa khoâ 23,69 13 Ngieàn raây Boät mòn 22,98 Löïa choïn thieát bò Quaù trình röûa baõ Thieát bò röûa xoái töôùi Hình 2.1: Thieát bò röûa xoái töôùi [25] Thoâng soá kyõ thuaät Chieàu daøi: 2,5m Chieàu roäng:1,5m Chieàu cao: 1,6m Coâng suaát: 3,75 kW Quaù trình nghieàn baõ Thieát bò caét dao cong Hình 2.2: Thieát bò xay caét dao cong [18] Caáu taïo a - Maùy xay dao cong. 1 - Pheãu nhaän nguyeân lieäu. 2 - Truïc ñóa quay. 3 - Löôõi dao cong. Nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa thieát bò Nguyeân lieäu ñöôïc cho vaøo pheãu nhaän nguyeân lieäu 1. Nguyeân lieäu seõ ñöôïc chuyeån ñeán cô caáu xay nhôø vít taûi laø moät truïc xoaén coù böôùc soùng nhoû daàn veà phía cuoái 2. Taïi cô caáu xay nguyeân lieäu bò caùc löôõi dao hình chöõ thaäp laép ôû cuoái vít taûi quay vôùi toác ñoä 200 voøng/phuùt vaø caùc löôùi kim loaïi ñöùng yeân ñaët saùt löôõi dao hình chöõ thaäp coù nhöõng loã troøn nhoû daàn: ñöôøng kính 3mm, 2mm, 1mm. Nguyeân lieäu xay xong theo loã nhoû cuûa löôùi kim loaïi ra ngoaøi. Thoâng soá kyõ thuaät Chieàu daøi: 2,3m Chieàu roäng:1,3m Chieàu cao: 2,5m Coâng suaát: 1,1 kW Quaù trình trích ly Heä thoáng thieát bò trích ly ngöôïc doøng Nguyeân lyù hoaït ñoäng: doøng dung moâi chuyeån ñoäng ngöôïc chieàu doøng nhaäp lieäu. Heä thoáng goàm boán thieát bò trích ly, ba thieát bò luoân hoaït ñoäng, coøn moät thieát bò ñöôïc thaùo baõ. Hình 2.3: Heä thoáng thieát bò trích ly ngöôïc doøng [19] Thoâng soá kyõ thuaät Ñöôøng kính d=1m Chieàu cao h=7,4m Soá löôïng: 4 tank trích ly Quaù trình taåy maøu Thieát bò daïng hình truï coù caùnh khuaáy. Hình 2.4: Thieát bò hình truï coù caùnh khuaáy [19] Thoâng soá kyõ thuaät Ñöôøng kính d = 2m Chieàu cao h =2,5m Coâng suaát: 1kW Quaù trình loïc Thieát bò loïc khung baûn. Hình 2.5: Thieát bò loïc khung baûn .[20] Thoâng soá kyõ thuaät Chieàu daøi: 3,8m Chieàu roäng: 1,3m Chieàu cao: 1,2m Coâng suaát: 3kW Quaù trình coâ ñaëc Thieát bò coâ ñaëc tuaàn hoaøn cöôõng böùc. Hình 2.6: Thieát bò coâ ñaëc [21] Thoâng soá kyõ thuaät Ñöôøng kính:1,5m Chieàu cao: 5,7m Coâng suaát: 7,2kW Quaù trình keát tuûa Thieát bò hình truï coù caùnh khuaáy. Thoâng soá kyõ thuaät Ñöôøng kính: 2 m Chieàu cao: 2,5m Coâng suaát: 1kW Quaù trình taùch keát tuûa Thieát bò loïc ly taâm. Hình 2.7: Thieát bò loïc ly taâm [22] 1.Nhaäp huyeàn phuø nguyeân lieäu 2. Thaùo pha loûng 3. Thaùo pha raén (baèng troïng löïc) 4.Khoang chöùa baõ vaø ñóa 5.Buoàng 6. Vít taûi Thoâng soá kyõ thuaät Chieàu daøi: 2,2m Chieàu roäng:1,1m Chieàu cao:1,5m Coâng suaát: 4kW Quaù trình röûa keát tuûa Duøng thieát bò hình truï coù caùnh khuaáy. Thoâng soá kyõ thuaät Ñöôøng kính: 2m Chieàu cao:2,5m Coâng suaát: 1kW Quaù trình eùp keát tuûa Thieát bò eùp truïc vít. Hình 2.8: Thieát bò eùp truïc vít [22] Thoâng soá kyõ thuaät Chieàu daøi: 2m Chieàu roäng: 1m Chieàu cao:1,5m Coâng suaát: 5kW Quaù trình xay nghieàn keát tuûa tröôùc khi saáy Thieát bò caét dao cong. Thoâng soá kyõ thuaät Chieàu daøi: 1m Chieàu roäng: 0,6m Chieàu cao: 0,8m Coâng suaát: 1,1kW Quaù trình saáy keát tuûa Thieát bò saáy baêng taûi. Nhieät ñoä khoâng khí: 95oC Thôøi gian gia nhieät: 30 phuùt Vaän toác doøng khí: 0.5 – 1.5 m/s Vaän toác baêng taûi: 1 m/phuùt Coâng suaát: 40,4kW Caáu taïo Heä thoáng 5 baêng taûi vaän chuyeån nguyeân lieäu chuyeån ñoäng ngöôïc chieàu nhau, daøi 5 m/baêng taûi, roäng 1,5m. Buoàng gia nhieät. Quaït vaän chuyeån khoâng khí noùng vaøo thieát bò. Boä phaän loïc khoâng khí. Boä phaän gia nhieät khoâng khí. Hình 2.9: Thieát bò saáy baêng taûi [19] Nguyeân taéc hoaït ñoäng: Trong thieát bò, pectin sau khi xay nghieàn ñöôïc vaän chuyeån baèng heä thoáng 5 baêng taûi chuyeån ñoäng ngöôïc chieàu nhau, khi ñi heát baêng taûi naøy nguyeân lieäu rôi xuoáng baêng taûi khaùc ñeán khi ra khoûi thieát bò. Khoâng khí qua boä phaän loïc ñöôïc gia nhieät (95oC) tröôùc khi vaøo thieát bò. Doøng khoâng khí ñöôïc phaân phoái ñeàu nhôø heä thoáng phaân phoái ñaûm baûo cho quaù trình gia nhieät dieãn ra ñoàng ñeàu. Khoâng khí sau khi trao ñoåi nhieät vôùi nguyeân lieäu seõ thoaùt ra ngoaøi theo oáng daãn khí. Vaän toác baêng taûi ñöôïc ñieàu chænh thích hôïp ñaûm baûo nguyeân lieäu ñöôïc gia nhieät ñuû thôøi gian tröôùc khi ra khoûi thieát bò. Quaù trình nghieàn raây Thieát bò nghieàn dao cong. Thoâng soá kyõ thuaät Chieàu daøi: 1m Chieàu roäng: 0,6m Chieàu cao: 0,8m Coâng suaát: 1,1kW Thieát bò raây rung Hình 2.10: Thieát bò raây rung [23] Thoâng soá kyõ thuaät Chieàu cao: 1,5m Ñöôøng kính: 0,8m Coâng suaát: 1kW Thieát bò bao goùi Thieát bò bao goùi chaân khoâng. Hình 2.11: Thieát bò bao goùi chaân khoâng [24] Thoâng soá kyõ thuaät Chieàu daøi: 0,84m Chieàu roäng: 0,75m Chieàu cao: 1m Coâng suaát: 1,2kW Caân baèng naêng löôïng Caân baèng nhieät: Caân baèng nhieät cho quaù trình coâ ñaëc: Nhieät löôïng caàn cung caáp cho quaù trình coâ ñaëc: Q1 = m1 × c1 ×∆t1 Trong ñoù: m1= 7355 kg : khoái löôïng dung dòch caàn coâ ñaëc trong moät meû. c1 : nhieät dung rieâng cuûa dung dòch pectin (kJ/kgñoäC) c1 = 4,19 - 2,3X – 0,628X3 [2] X = 1%: laø phaàn traêm chaát khoâ cuûa dung dòch pectin tröôùc khi coâ ñaëc. Suy ra c1 = 4,19 -2,3 ×0,1 – 0,628 ×(0,1)3 = 4,17 (kJ/kgñoäC) ∆t1 = 70-30 = 40oC Vaäy Q1= 7355× 4,17 ×40 = 1225916,21 (kJ/meû) Caân baèng nhieät cho quaù trình saáy : Nhieät löôïng caàn thieát ñeå naâng nhieät ñoä pectin töø 300C leân 900C : Q2 = m2 ×c2 × ∆t2 m2 = 30,5 kg : khoái löôïng pectin thu ñöôïc tröôùc khi saáy. c2 : nhieät dung rieâng cuûa pectin (kJ/kgñoäC) c2 = 4,19- 2,3X- 0,628X3 [2] c2 = 4,19 -2,3 × 0.75 – 0,628 × (0,75)3 = 2,2 (kJ/kgñoäC) ∆t2 = 90 -30= 60oC Vaäy Q2 = 30,5 × 2,2 × 60 = 4026,11 (kJ) Nhieät löôïng caàn thieát ñeå taùch nöôùc töø ñoä aåm 25% xuoáng 4%: Q3= m3× r [3] m3= 6,8 kg : löôïng nöôùc taùch ra trong toaøn boä quaù trình saáy. r: aån nhieät hoaù hôi cuûa nöôùc ôû 90oC. r = 2285kJ/kg [1] Vaäy: Q3 = 6,8 × 2285 = 15538 (kJ) Nhieät löôïng caàn thieát ñeå ñoát noùng baêng taûi: Q4 = m4 ×c4 × ∆t4 m4 : khoái löôïng baêng taûi m4 = khoái löôïng 1meùt baêng taûi ×chieàu daøi baêng taûi. Coù naêm baêng taûi ñoâi, moãi baêng taûi daøi 5 meùt. Suy ra chieàu daøi baêng taûi laø : L= 5× 2× 5 = 50 (m) m4 =4 × 50 = 200 (kg) c4:: nhieät dung rieâng cuûa theùp. c4= 0,459 kJ/kgñoäC [1] ∆t4= 90- 30 = 60oC Vaäy Q4= 200 × 0,459 × 60 =5517,6 (kJ) Nhieät löôïng hao phí ra moâi tröôøng chieám khoaûng 30% toång Q2, Q3, Q4 Q5 = 0,3 × (Q2+ Q3 +Q4)= 0,3 ×(4026,11+ 15538 +5517,6) =7524,51 (kJ) Toång nhieät löôïng caàn cung caáp cho quaù trình saáy: Qsaáy = Q2 + Q3 +Q4 +Q5 = 4026,11+ 15538 + 5517,6 + 7524,51 = 32606, 23 (kJ/meû) Vaäy nhieät löôïng caàn thieát cho saûn xuaát moät meû laø: Q0 =Q1 + Qsaáy = 1225916,21 + 32606,23 = 1228522,4 (kJ/meû) Tính noài hôi: Nhieät löôïng caàn thieát cho quaù trình coâ ñaëc trong moät meû laø: Q1 = 1225916,21 (kJ/meû) Aån nhieät hoaù hôi cuûa nöôùc ôû 1000C laø r= 2260 kJ/kg. [1] Löôïng hôi caàn thieát: G= Q1 / r= 1225916,21 / 2260 = 542,44 (kg) Löôïng hôi caàn trong thöïc teá (vì hieäu suaát noài hôi khoâng ñaït 100%): Ghôi = G/ η = 542,44 / 0,7 = 774,91 (kg) η : hieäu suaát cuûa noài hôi. Choïn η = 70% Naêng suaát noài hôi: N= Ghôi / thôøi gian laøm vieäc cuûathieát bò coâ ñaëc trong moät meû = 774,91/ 3 = 258,3 (kg/h) Choïn noài hôi coù caùc thoâng soá kyõ thuaät: Naêng suaát :300kg/h Aùp suaát laøm vieäc: 10 kg/cm2 Phaân xöôûng neân coù hai noài hôi, moät noài hoaït ñoäng, moät noài ñeå phoøng khi coù söï coá xaûy ra vaãn coù theå tieáp tuïc saûn xuaát maø khoâng bò giaùn ñoaïn. Tính ñieän: Ñieän duøng trong phaân xöôûng coù hai loaïi: -Ñieän ñoäng löïc: ñieän vaän haønh thieát bò. -Ñieän daân duïng: ñieän chieáu saùng. Ñieän saûn xuaát Baûng 2.5: Coâng suaát caùc thieát bò chính trong phaân xöôûng. STT Teân thieát bò Coâng suaát Soá löôïng Toång coâng suaát 1 Thieát bò röûa xoái töôùi 3,75 kW 1 3,75 kW 2 Thieát bò xay nghieàn baõ 1,1 kW 4 4,4 kW 3 Thieát bò taåy maøu kW1 1 kW1 4 Thieát bò loïc 3 kW 1 3 kW 5 Thieát bò coâ ñaëc 7,2kW 1 7,2 kW 6 Thieát bò keát tuûa kW1 1 kW1 7 Thieát bò loïc taùch keát tuûa 4 kW 1 4 kW 8 Thieát bò röûa keát tuûa 1 kW 1 1 kW 9 Thieát bò eùp keát tuûa 5kW 1 5 kW 10 Thieát bò xay nghieàn 1,1 kW 1 1,1 kW 11 Thieát bò saáy baêng taûi 40,4 kW 1 40,4 kW 12 Thieát bò nghieàn 1,1 kW 1 1,1 kW 13 Thieát bò raây 1 kW 1 1 kW 14 Thieát bò bao goùi chaân khoâng 1,2 kW 1 1,2 kW Toång Wk 75,15 Toång coâng suaát ñieän cuûa caùc thieát bò chính: 75,15 kW Coâng suaát cuûa heä thoáng caáp nöôùc, bôm… laáy baèng 10% toång coâng suaát thieát bò chính. Suy ra coâng suaát ñieän ñoäng löïc cuûa phaân xöôûng: Pñl = 1,1 × 75,15 = 82,665 (kW) Coâng suaát tính toaùn: Pñltt = k ×Pñl = 0,6 × 82,665 = 49,6 (kW) Trong ñoù k = 0,6 laø heä soá söû duïng khoâng ñoàng thôøi. Ñieän daân duïng: Laáy baèng 10% ñieän ñoäng löïc: Pdd = 0,1×Pñl = 0,1 × 82,665= 8,266 (kW) Coâng suaát tính toaùn: Pddtt =k × Pdd = 0,8 × 8,266 = 6,612 (kW) Trong ñoù k= 0,8 laø heä soá söû duïng khoâng ñoàng thôøi. Vaäy toång löôïng ñieän cho toaøn phaân xöôûng laø: Pt =Pñltt + Pddtt = 49,6 + 6,612= 56,212 (kW) Boá trí maët baèng phaân xöôûng Phaân xöôûng saûn xuaát Xöôûng coù hai cöûa ra vaøo chính ñeå vaän chuyeån nguyeân lieäu, saûn phaåm, hai cöûa ra vaøo phuï noái giöõa caùc phoøng. Xöôûng coù taát caû möôøi hai cöûa soå ñeå taän duïng aùnh saùng töï nhieân vaø ñeå thoâng gioù. Dieän tích phaân xöôûng saûn xuaát Baûng 2.6: Dieän tích chieám choã cuûa caùc thieát bò trong phaân xöôûng Teân thieát bò Soá löôïng Chieàu daøi (m) Chieàu roäng (m) Dieän tích (m2) Thieát bò röûa xoái töôùi 1 2,5 1,5 3,75 Thieát bò xay nghieàn baõ 4 2,3 1,3 2,99û Thieát bò loïc khung baûn 1 3,8 1,3û 4,94 Thieát bò coâ ñaëc 1 2,8 1,8 5,04û Thieát bò loïc ly taâm 1 2,2 1,1 2,42 Thieát bò eùp truïc vít 1 2 1 2 Thieát bò xay nghieàn tröôùc khi saáy 1 1 0,6 0,6 Thieát bò saáy baêng taûi 1 7 2 14 Thieát bò xay nghieàn sau saáy 1 1 0,6û 0,6 Thieát bò bao goùi chaân khoâng 1 0,84 0,75 0,63 Teân thieát bò Soá löôïng Ñöôøng kính (m) Dieän tích (m2) Heä thoáng thieát bò trích ly 4 1 3,14 Thieát bò taåy maøu 1 2 3,14 Thieát bò keát tuûa 1 2 3,14û Thieát bò röûa keát tuûa 1 2 3,14 Thieát bò raây 1 0,8 0,5 Thieát bò chöùa sau khi röûa 2 1,5 3,53 Thieát bò chöùa sau khi xay nghieàn 2 1,5 3,53 Thieát bò chöùa dung moâi cho quaù trình trích ly 1 2 3,14 Thieát bò chöùa dòch trích sau khi trích ly 1 2 3,14 Thieát bò chöùa sau khi loïc 1 2 3,14 Thieát bò chöùa sau khi taùch keát tuûa 1 1,5 1,765 Thieát bò chöùa tröôùc khi saáy 1 1,5 1,765 Thieát bò chöùa sau khi saáy 1 1 0,785 Thieát bò chöùa sau khi nghieàn 1 1 0,785 Thieát bò chöùa sau khi raây 1 1 0,785 1 0,5 0,196 Toång 72,287 Dieän tích phaân xöôûng: -Dieän tích laøm vieäc cho moät coâng nhaân: Slaøm vieäc = 4m2 -Soá coâng nhaân laøm vieäc trong moãi ca: N= 20. -Heä soá döï tröõ: A=3 Dieän tích phaân xöôûng: Sphaân xöôûng = A ×( Sthieát bò + N ×Slaøm vieäc ) = 3 ×( 72,287 + 20 ×4) = 456,86 (m2) Choïn böôùc coät 6m. Suy ra choïn dieän tích phaân xöôûng : 30 × 18 = 540 (m2)