Đồ án Thiết kế nhà máy chế biến sữa với hai dây chuyền sản xuất chính

- Xây nhà kho có diện tích: 60 m2. - Kích thước: 6 * 9 * 4 m. 5.2.11. Phòng lò hơi - Phòng lò hơi, diện tích 1 nồi hơi 2.87 m2, đặt cách nhau 1.5m, cách tường 1.5m. Do đó chọn diện tích của phân xưởng là 60 m2. - Kích thước: 9 * 9 * 4 m. 5.2.11. Khu máy lạnh - Làm nhiệm vụ cung cấp lạnh cho các thiết bị sử dụng lạnh. - Xây dựng nhà có diện tích 144m2 - Kích thước: 12 * 12 * 4m. 5.2.12. Trạm điện - Diện tích 96 m2, Kích thước: 9 * 9 * 4m. 5.2.13. Trạm nước sạch - Diện tích: 56 m2. - Kích thước: 9 * 6 * 4m. 5.2.14. Khu xử lý nước thải - Diện tích: 240 m2. - Kích thước: 24 * 9 * 4 m. 5.2.15. Bể ngầm nước sạch để phục vụ sản xuất - Diện tích: 216 m2. - Kích thước: 12 * 9 * 4 m. 5.2.16. Bãi chứa rác - Diện tích: 120 m2. - Kích thước: 20 * 6 m. Tổng kết các hạng mục công trình được đưa ra trong bảng dưới đây. Bảng 5.3. Tổng kết các hạng mục công trình: STT Hạng mục công trình Kích thước Diện tích (m2) Số tầng 1 Nhà sản xuất chính 60 * 30 * 8.4 1800 1 2 Kho nguyên liệu 36 * 24 * 8.4 864 1 3 Kho thành phẩm 36 * 40 * 8.4 1440 1 4 Khu hành chính 24 * 12 * 7.2 288 2 5 Nhà ăn, hội trường 12 * 24 * 9.6 288 2 6 Nhà để xe đạp, xe máy 24 * 9 * 4.8 216 1 7 Nhà bảo vệ 6 * 4 * 3.6 24 1 8 Kho vật tư kỹ thuật 6 * 9 * 3.6 54 1 9 Gara ô tô 12 * 18 * 4.8 216 1 10 Bể chứa nhiên liệu 6 * 4 * 2.5 24 1 11 Kho hóa chất 6 * 9 * 4 54 1 12 Phòng lò hơi 9 * 9 *4 81 1 13 Khu máy lạnh 12 * 12 * 4 144 1 14 Trạm điện 9 * 9 * 4 81 1 15 Trạm nước sạch 9 * 6 * 4 54 1 16 Khu xử lý nước thải 24 * 9 * 4.2 216 1 17 Bể nước sạch ngầm 12 * 9 *4 108 1 18 Bãi chứa rác 20 * 6 120 0 19 Khu vệ sinh 9 * 9 * 4.2 81 1 TỔNG 5793 5.3. Tính hệ số xây dựng và sử dụng 5.3.1. Hệ số xây dựng Diện tích của nhà máy và các công trình = 5793 m2. - Theo bảng hệ số xây dựng một số ngành công nghiệp chính theo tiêu chuẩn Việt Nam 4514 – 88 thì nhà máy chế biến sữa công suất gần 60 tấn/ca sẽ có Kxd = 0.43. - Khu đất của nhà máy có diện tích là: 5793/Kxd = 13472 m2. - Chọn kích thước: 154 * 100 = 15400 m2. 5.3.2. Hệ số sử dụng Lối đi trong nhà máy chế biến khoảng 20% tổng diện tích. Vậy diện tích lối đi là: 20% * 15400 = 3080 m2. Ksd = (5793 + 3080) / 15400 = 0.58 Khu đất nhà máy có diện tích: 15400 m2. Để đảm bảo cho quá trình sản xuất hợp lý, đảm bảo yêu cầu vệ sinh công nghiệp, phòng cháy, chữa cháy tốt ta dựa vào nguyên tắc phân vùng và hợp khối để bố trí tổng mặt bằng. 5.3.3. Thuyết minh tổng mặt bằng nhà máy Như vậy nhà máy được xây dựng trên khu đất có diện tích 15400 m2, kích thước 154 * 100 m. - Nhà máy có 1 cổng chính lớn vào từ đường quốc lộ. Ta bố trí 2 cổng, 1 cổng để làm lối đi lại cho công nhân viên chức nhà máy và 1 cổng dành cho nhập liệu và xuất sản phẩm. - Nhà bảo vệ sẽ được bố trí ngay gần cổng chính nhà máy, nhằm kiểm soát hết các hoạt động ra vào nhà máy. - Khu nhà hành chính được bố trí ở phần đầu nhà máy, thuận lợi cho việc đi lại, đó khách cũng như đảm bảo yêu cầu của công việc. - Phân xưởng sản xuất chính được bố trí ở trung tâm nhà máy, nhằm đảm bảo khả năng liên kết và phối kết hợp với các bộ phận liên quan. - Kho nguyên liệu, vật tư, bao bì và thành phẩm được bố trí cạnh và sau phân xưởng sản xuất chính để đảm bảo thuận tiện cung cấp nguyên vật liệu cho sản suất cũng như nhập thành phẩm về lưu kho. - Phân xưởng cơ điện được bố trí ở phía sau nhà máy để thuận tiện làm việc và đảm bảo khắc phục kịp thời sự cố của nhà máy. - Nhà thay đồ, rửa ráy được đặt trong phân xưởng sản xuất chính để đáp ứng nhu cầu sản xuất. - Khu xử lý nước cấp được bố trí ở đầu nhà máy gần với khu sản xuất chính, đảm bảo cấp nước cho sản xuất, đường ống cấp nước ngắn, giảm chi phí xây dựng. - Nhà để xe được bố trí ở phần đầu nhà máy, thuận tiện cho việc đi lại, dễ quản lý, đảm bảo cho việc giữ gìn và bảo vệ xe tốt. - Nhà xử lý nước thải được bố trí ở xa các khu vực khác, cuối hướng gió, đảm bảo không gây ảnh hưởng đến vệ sinh, môi trường nhà máy. - Đường giao thông chính trong nhà máy phải đảm bảo đủ rộng cho xe đi lại. + Đường ôtô ra vào nhà máy là đường 2 chiều, rộng từ 9 – 12 m. + Đường 1 chiều rộng từ 6 – 9 m. + Đường cách tường vào nhà sản xuất tối thiểu là 1.5 m. Xung quanh nhà máy sẽ được trồng rất nhiều cây xanh, cách tường từ 1.5 – 5 m, cách đường ôtô từ 1 – 1.5m, cách các đường ống nước và cổng 1.5m, cách các dây điện ngầm từ 1.5 – 2 m. Lượng cây xanh chiếm 10% diện tích. - Chiều cao của khu nhà sản xuất chính phụ thuộc vào chiều cao tối đa của thiết bị, yêu cầu chiếu sáng và thông gió tự nhiên, độ cao lắp ghép và phương tiện vận chuyển thiết bị trong phân xưởng. Do đó chọn chiều cao nhà là 8.4 m. Phần 6: TÍNH HƠI - LẠNH - ĐIỆN - NƯỚC 6.1 Tính hơi Trong các nhà máy thực phẩm, để cung cấp nhiệt cho các thiết bị, người ta thường sử dụng tác nhân là hơi nước bão hoà. Thường được dùng với mục đích gia nhiệt như: Thanh trùng, tiệt trùng, hâm nóng nước cho chế biến, gia nhiệt cho sữa,.... Ngoài ra hơi nước còn dùng để vô trùng thiết bị trước và sau sản xuất hay phục vụ cho sinh hoạt. Sử dụng hơi nước trong sản xuất có 1 số ưu điểm sau: - Hơi nóng truyền nhiệt đều, không xảy ra hiện tượng truyền nhiệt cục bộ, dễ điều chỉnh được nhiệt độ bằng cách điều chỉnh áp suất hơi - Thuận tiện cho việc vận hành các thiết bị, không cồng kềnh, phức tạp và chiếm ít diện tích trong phân xưởng. - Không gây độc hại nên có lợi cho việc sản xuất các sản phẩm thực phẩm. - Không gây ăn mòn thiết bị, dễ vận chuyển đi xa được bằng đường ống. - Đảm bảo vệ sinh cho sản xuất. Người ta còn sử dụng hơi nước bão hoà vì hệ thống truyền nhiệt lớn, nhanh ngưng tụ. Để chọn được nồi hơi và biết nhu cầu về thiết bị ta cần tính được lượng hơi cần thiết dùng trong mỗi ca, ngày, tháng của thời gian tiêu thụ hơi nhiều nhất. Tính hơi tiêu thụ trong 1 số thiết bị truyền nhiệt 6.1.1. Lượng nhiệt cung cấp cho 1 số thiết bị gia nhiệt. 6.1.1.1. Lượng nhiệt tiêu tốn cho quá trình đun nóng nước: - Lượng nhiệt tiêu tốn: (tài liệu 2) Q1 = Gnc * Cnc * ( T2 – T1) (kcal) Trong đó: Gnc: Lượng nước cần đun nóng cho 1 ngày sản xuất (kg/ngày). Cnc: Nhiệt dung riêng của nước (kcal/kg. độ). Cnc = 1. T1,2: Nhiệt độ đầu và cuối của nước (oC). Lượng nhiệt tiêu tốn cho quá trình gia nhiệt được tính trong bảng sau. Bảng 6.1. Lượng nhiệt tiêu tốn cho quá trình gia nhiệt nước Các thông số Sữa tiệt trùng Sữa đặc có đường Gnc (kg/ngày) 34371.86 24241.34 T (oC) 25 25 T (oC) 70 70 Q1 (kcal/ngày) 1546733.7 1090860.3 6.1.1.2. Lượng nhiệt tiêu tốn cho quá trình đun nóng dịch sữa: - Lượng hơi tiêu tốn: (tài liệu 2). Q2 = Gs * Cs * ( T2 – T1) (kcal) Trong đó: Gs: Lượng dịch sữa cần đun nóng trong 1 ngày sản xuất (kg/ngày). Cs: Nhiệt dung riêng của sữa (kcal/kg. độ). Cs = (100 – W) * W * (kcal/kg. độ). W: Hàm lượng nước có trong sữa, %. C1: Nhiệt dung riêng của chất hoà tan (= 0.95 kcal/kg. độ). C2: Nhiệt dung riêng của nước (= 1 kcal/kg. độ). T1,2: Nhiệt độ đầu và cuối của dịch sữa (oC). Các tính toán cụ thể cho 2 dây chuyền được thể hiện ở bảng sau. Bảng 6.2. Lượng nhiệt tiêu tốn cho quá trình đun nóng sữa để đồng hóa. Các thông số Sữa tiệt trùng Sữa đặc có đường W (%) 85.5 29 Gs (kg/ngày) 40342.72 84351.3 Cs (kcal/kg. đô.) 0.99275 0.965 T1 (oC) 4 4 T2 (oC) 70 70 Q2 (kcal/ngày) 2643315.5 5372334.3 6.1.1.3. Lượng nhiệt tiêu tốn cho quá trình nóng chảy bơ Nhiệt tiêu tốn cho quá trình nóng chảy bơ được tính theo công thức: (tài liệu 2) Q3 = Gb * Cb * (T2 – T1) (kcal). Trong đó: Cb = 0.8 ( kcal/kg. độ). T1 = 25oC, T2 = 50oC Gb: Lượng bơ cần làm nóng chảy trong 1 ngày (kg/ngày). Các tính toán cụ thể cho 2 dây chuyền được thể hiện ở bảng sau: Bảng 6.3. Lượng nhiệt tiêu tốn cho quá trình làm nóng chảy bơ Các thông số Sữa tiệt trùng Sữa đặc có đường Gb (kg/ngày) 1207.24 7225.4 Cb (kcal/kg. độ) 0.8 0.8 Q3 (kcal/ngày) 24144.8 144504 6.1.1.4. Lượng nhiệt tiêu tốn cho quá trình thanh trùng - tiệt trùng: Nhiệt tiêu tốn cho quá trình thanh trùng - tiệt trùng tính theo công thức: (tài liệu 2) Q4 = Gs * Cs * ( T2 – T1) (kcal) Trong đó: Cs: Nhiệt dung riêng của sữa (kcal/kg. độ). T1,2: Nhiệt độ đầu và cuối của dịch sữa (oC). Gs: Lượng dịch sữa cần thanh trùng - tiệt trùng trong 1 ngày, (kg/ngày). Các tính toán cụ thể được thể hiện ở bảng sau: Bảng 6.4. Lượng nhiệt tiêu tốn để thanh trùng sữa: Các thông số Sữa tiệt trùng Sữa cô đặc có đường Gs (kg/ngày) 40342.72 84351.3 Cs (kcal/kg. độ) 0.99275 0.965 T (oC) 70 70 T (oC) 140 90 Q4 (kcal/ngày) 2803516.5 5697930.3 6.1.1.5. Lượng nhiệt tiêu tốn cho quá trình cô đặc Nhiệt tiêu tốn cho quá trình cô đặc (sản phẩm sữa đặc có đường) được tính theo công thức: (tài liệu 2) Q5 = Gs * Cs * (T2 – T1) , kcal Nhưng do nhiệt độ của quá trình giảm từ 48oC xuống 25oC nên quá trình này không phải cung cấp nhiệt. Vậy Q5 = 0. 6.1.2. Lượng hơi tiêu tốn cho các thiết bị gia nhiệt: Theo công thức: (tài liệu 2) D = Q/ (Ih – In) * (kg) Trong đó: Q: Lượng nhiệt tiêu tốn cho các thiết bị (kcal). Ih: Nhiệt hàm của hơi nước (kcal/kg. độ). In: Nhiệt hàm của nước ngưng (kcal/kg. độ). : Hệ số hữu ích ( = 0.9). Ta có ở áp suất làm việc P = 2.5 at thì: Ih = 649.3 kcal/kg. độ. In: 126.7 (kcal/kg. độ). ( Bảng 1.251 – trang 314 – tài liệu 1). 6.1.2.1. Lượng hơi tiêu tốn cho các qúa trình đun nước nóng: Các tính toán củ thể được thể hiện ở bảng sau: Bảng 6.5. Lượng hơi tiêu tốn cho quá trình đun nước nóng Các thông số Sữa tiệt trùng Sữa đặc có đường Q1 (kcal/ngày) 1546733.7 1090860.3 D1 (kg/ngày) 2965.7 2087.4 6.1.2.2. Lượng hơi tiêu tốn cho quá trình gia nhiệt sữa: Các tính toán cụ thể được thể hiện ở bảng sau: Bảng 6.6. Lượng hơi tiêu tốn cho quá trình gia nhiệt sữa Các thông số Sữa tiệt trùng Sữa đặc có đường Q2 (kcal/ngày) 2643315.5 5372334.3 D2 (kg/ngày) 5058 10280 6.1.2.3. Lượng hơi tiêu tốn cho quá trình hâm bơ: Các tính toán cụ thể được thể hiện ở bảng sau: Bảng 6.8. Lượng hơi tiêu tốn cho quá trình hâm bơ Các thông số Sữa tiệt trùng Sữa đặc có đường Q3 (kcal/ngày) 24144.8 144504 D3 (kg/ngày) 51.33 307.2 6.1.2.4. Lượng hơi tiêu tốn cho quá trình thanh trùng - tiệt trùng: Các tính toán cụ thể được thể hiện ở bảng sau Bảng 6.9. Lượng hơi tiêu tốn cho quá trình thanh trùng. Các thông số Sữa tiệt trùng Sữa đặc có đường Q4 (kcal/ngày) 2803516.5 5697930.3 D4 (kg/ngày) 5364.6 10903 6.1.2.5. Lượng hơi mất đi do tỏa nhiệt ra môi trường. D5 = 5% * Tổng lượng hơi cho các thiết bị. D5 = 5% * (DSTT + DSCD) D5 = 5% * 37017.23 = 1850.86 (kg/ngày). 6.1.3. Tổng kết Tổng lượng hơi dùng cho các thiết bị là: Dt = DSTT + DSCD + D5 (kg/ngày) = 38868.1 (kg/ngày) Một ca sản xuất 8h, 1ngày sản xuất 16h. Vậy lượng hơi tiêu tốn trong 1h là: 38868.1 / 16 = 2429.3 (kg/h). Lượng hơi dùng cho sinh hoạt và dùng để chạy, vệ sinh thiết bị tiệt trùng, bồn chứa,... chiếm khoảng 20.2% tổng lượng hơi. DVS = 20.2% * 2429.3 = 490.7 (kg/h) Như vậy lượng hơi nhà máy cần sử dụng trong 1h là: D = Dt + DVS = 2920 (kg/h). 6.1.4. Chọn nồi hơi Để chọn nồi hơi ta căn cứ vào lượng hơi cần thiết đã tính. Có hai yếu tố căn bản để lựa chọn là: dựa vào thực tế sản xuất của nhà máy và các loại nồi hơi có trên thị trường hiện nay. Từ đó tôi đã lựa chọn nồi hơi đốt dầu của công ty cổ phần nồi hơi Việt Nam. Mã hiệu: LD3.5/10W Đặc tính kỹ thuật: + Kiểu ống lò, ống lửa nằm ngay. + 3 pass, hộp khói ướt. + Hiệu suất: 89 – 90%. + Điều khiển hoàn toàn tự động. + Nhiên liệu đốt: Dấu FO, DO, Gas. + Năng suất sinh hơi, kg/h: 3500. + Áp suất làm việc, Kg/cm2: 10. + Nhiệt độ hơi bão hoà, oC: 183. → Chọn 1 nồi hơi. 6.1.5. Tính nhiên liệu Nhà máy sử dụng dầu FO, loại dầu này khi đốt cung cấp nhiệt lượng lớn 11000 – 12000 kcal/ngày. Mặt khác lại không tốn diện tích sân bãi để chứa than, xỉ và thuận tiện cho việc sử dụng nồi hơi. Lượng nhiên liệu yêu cầu cho lò hơi được tính theo công thức: G = (kg/h) Trong đó: D: Năng suất nồi hơi, D = 3500 kg/h. Ih: Nhiệt hàm của hơi ở áp suất làm việc, Ih = 666 kcal/kg. In: Nhiệt hàm của hơi nước đưa vào nồi, In = 35 kcal/kg. Q: Nhiệt lượng của dầu, Q = 12000 kcal/kg. : Hệ số hữu ích của nồi, = 0.85. Vậy lượng dầu cần dùng là: G = = 216.52 (kg/h). Nhà máy làm việc 2 ca/ngày, ngày làm 16h. Vậy lượng nhiên liệu tiêu thụ trong 1 ngày là: 216.52 * 16 = 3464.3 (kg/ngày). Lượng nhiên liệu cho 1 tháng là: 3464.3 * 25 = 86607.8 (kg/tháng). Lượng nhiên liệu cho 1 năm là: 3464.3 * 300 = 1039290 (kg/năm). 6.2. Tính lạnh Kỹ thuật làm lạnh là rất quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm, đặc biệt là trong các nhà máy sản xuất sữa, làm lạnh là cách tốt nhất để bảo quản các sản phẩm sữa. Nhiệt độ phòng bảo quản sữa là 2 – 4oC. Nhiệt độ trung bình của môi trường là 25oC. Chi phí lạnh cho quá trình làm nguội dịch sữa được tính theo công thức sau: Q = Gs * Cs * (T1 – T2) (kcal) Trong đó: Gs: Lượng dịch sữa cần làm lạnh trong 1 ca, kg/ca. Cs: Nhiệt dung riêng của sữa (kcal/kg. độ). T1,2: Nhiệt độ đầu và cuối của dịch sữa, oC. 6.2.1. Chi phí làm lạnh sản phẩm 6.2.1.1. Chi phí làm lạnh cho sản xuất sữa tiệt trùng - Nhiệt làm lạnh dịch sữa sang bồn chứa đệm: Q1 = Gs * Cs * (T1 – T2) (kcal). Trong đó: Gs: Lượng dịch sữa cần làm lạnh trong 1 ca (kg/ca). Cs: Nhiệt dung riêng của sữa, kcal/kg. độ. T1,2: Nhiệt độ đầu và cuối của dịch sữa, oC. Với T1 = 50oC, T2 = 4oC, Gs = 40000 kg/ngày, Cs = 0.99275 kcal/kg. độ. Q1 = 40342.72 * 0.99275 * (50 – 4) = 1826660 (kcal/ngày) - Nhiệt làm lạnh trước khi rót hộp: Q2 = Gs * Cs * (T1 – T2) (kcal). Với: T1 = 140oC, T2 = 25oC. Q2 = 40000 * 0.99275 * (25 – 140) = 4566650 (kcal/ngày) 6.2.1.2. Chi phí làm lạnh cho sữa đặc có đường - Nhiệt làm lạnh dịch sữa sau thanh trùng: Q2 = Gs * Cs * (T1 – T2) (kcal/ngày). Với: T1 =90oC, T2 =48oC, Gs = 84351.3 kg/ngày, Cs = 0.965 kcal/kg. độ. Q2 = 84351.3 * 0.965 * (90 – 48) = 3418102.4 (kcal/ngày). - Lượng nhiệt làm lạnh cho cả 2 sản phẩm là: Q = ∑Q = 9811412.4 (kcal/ngày). 6.2.2. Tổn thất nhiệt lạnh Ở đây nhiệt lạnh tổn thất do thiết bị toả nhiệt, do thao tác và do những tiêu hao khác. Q3 = 10% * Q (kcal/ngày). = 10% * 9811412.4 = 981141.24 (kcal/ngày). - Tổng lượng nhiệt lạnh cần cung cấp cho nhà máy trong 1 ngày là: Qt = 9811412.4 + 981141.24 = 10792553.64 (kcal/ngày). = 674534.6 (kcal/h) = 784.34 (KW) Dựa vào tính toán trên tôi đã chọn máy lạnh A220-7-0 (máy nén một cấp của Nga) với các thông số kỹ thuật: (Bảng 3.3 – trang 110 – tài liệu 3) + Môi chất là NH3. + Năng suất lạnh (to = 5oC, tk = 35oC): 663KW. + Công suất hữu ích : 112 KW. + Thể tích lý thuyết: 0.167 m3/s. + Tiêu tốn dầu: 0.085 kg/h. + Tiêu tốn nước: 1 m3/h. + Động cơ điện kiểu A3.315S1.4 + Công suất: 132 KW. + Điện áp: 220/380V. + Vòng quay: 24.7 vòng/phút. + Kích thước phủ bì: 3265 * 1215 * 1560mm. + Đường kính đường ống hút : 125mm. + Đường kính đường ống đẩy: 100mm. Vậy chọn 2 máy lạnh nén hơi 1 cấp. 6.3. Tính điện (Tài liệu 5) Điện dùng trong nhà máy bao gồm điện chiếu sáng, điện dùng cho động lực. Do giá thành điện sử dụng trong sản xuất cao hơn rất nhiều so với điện dân dụng, và có thể gía điện sẽ tiếp tục tăng trong thời gian tới do thiếu nguồn cung cấp trong khi nhu cầu sử dụng ngày càng cao. Điện phải được đảm bảo bố trí sử dụng 1 cách hợp lý, nhằm đảm bảo phục vụ tốt cho sản xuất và tiết kiệm năng lượng. Thông thường điện được lấy từ đường dây 6 – 10 kv, rồi đến trạm biến áp của xí nghiệp và hạ xuống 220/380V và theo đường dây trần trên cột hoặc cáp nguồn đến các hệ thống tiêu thụ điện. 6.3.1. Tính phụ tải chiếu sáng 6.3.1.1. Xác định kiểu đèn Trong các nhà máy, Xí nghiệp, nếu không yêu cầu ánh sáng có độ rọi cao thì người ta thường dùng đèn dây tóc vơí chao đèn bằng kim loại tráng men. Nếu yêu cầu có độ rọi cao, ánh sáng đèn đèn không ảnh hưởng đến màu sắc của vật cần quan sát thì sử dụng đèn Neon. 6.3.1.2. Bố trí đèn Bố trí đèn căn cứ vào các thông số sau: H: Chiều cao của đèn, được tính từ mặt sàn hoàn thiện đến vị trí chao đèn. Yêu cầu: H ≥ Hmin là chiều cao tối thiểu của chao đèn, Hmin = 3 – 4 m. L: Khoảng cách giữa các đèn, nếu chiếu sáng đồng đều thì ánh sáng sẽ rải khắp phòng tạo thành những hình vuông hoặc hình chữ nhật. Khoảng cách giữa các đèn được chọn theo tỷ số L/H có lợi nhất. h: Chiều cao tính toán, h = H - Ho Ho: Chiều cao từ mặt sàn đến mặt công tác. Nếu đặt 1 hàng đèn thì L/h = 1.8 – 2.0. Nếu đặt 2 hàng đèn thì L/h = 1.88 – 2.5. l: Khoảng cách của đèn ngoài cùng so với tường cạnh nó. l = (0.25 – 0.32) * L nếu sát tường có người làm việc. l= (04 – 0.5) * L nếu sát tường không có người làm việc. 6.3.1.3. Xác định công suất đèn Dựa vào các thông số trên ta có lượng bóng đèn cần thắp sáng trong phòng. Trước khi chọn công suất định mức của đèn ta cần phải biết độ chiếu sáng yêu cầu tối thiểu Emin của từng loại phòng cần được chiếu sáng. Để tính công suất đèn ta sử dụng 2 phương pháp. - Phương pháp sử dụng hệ số lợi dụng quang thông: Phương pháp này dùng để tính công suất chiếu sáng cho các phân xưởng sản xuất chính, các phòng quan trọng đòi hỏi độ chiếu sáng cao, có tính đến phản xạ của tường và trần. Theo phương pháp náy quang thông của mỗi đèn được tính theo công thức: Trong đó: Emin: Độ chiếu sáng yêu cầu tối thiểu. S: Diện tích bề ngang mặt gian phòng k: Hệ số an toàn có tính đến độ giảm quang khi làm việc lâu dài do khói, bụi bám vào đèn. k= 1.2 – 1.3 đối với đèn dây tóc. k= 1.3 – 1.5 đối với đèn huỳnh quang. n: Số lượng bóng đèn. : Hệ số lợi dụng quang thông. + Để áp dụng hệ số lợi dụng quang thông cần xác định các yêu cầu sau: Loại đèn cần chọn Hệ số phản xạ của tường và trần nhà. Chỉ số hình phòng i. i = Trong đó: a: Chiều dài của phòng, m. b: Chiều rộng của phòng, m. h: Chiều cao tính toán, m. - Phương pháp công suất riêng: Khi tính toán những phòng không đòi hỏi độ rọi cao, người ta thường áp dụng phương pháp công suất cao. Tuỳ theo độ rọi yêu cầu tối thiểu Emin, diện tích gian phòng S, kiểu đèn và chiều cao tính toán h, ta sẽ tra được công suất chiếu sàng riêng cần thiết Po/S. Như vậy công suất chiếu sáng cho toàn bộ gian phòng là: Pcs = Po*S. Trong đó: Po: Công suất riêng của sự chiếu sáng (W/m2). S: Diện tích của gian phòng (m2). Công suất của một bóng đèn là: P = Pcs/n. Trong đó: n: số đèn chiếu sáng. 6.3.1.4. Tính toán cụ thể: - Phân xưởng sản xuất chính: Phân xưởng sản xuất chính có kích thước: 60 * 30 * 8.4 m. Chọn kiểu đèn rọi sâu. Bố trí đèn: + Chiều cao đen H = 4m, Ho= 2m + Chiều cao tính toán h = H – Ho = 4 – 2 = 2 m. + Do bố trí nhiều hàng đèn cho nên tỷ số L/h = 1.88 – 2.5 Chọn L/h = 2, vậy khoảng cách giữa các đèn L = 2 * 2 = 4m. Khi sát tường không có người làm việc ta chọn l = 0.3L. Do đó khoảng cách từ các đèn ngoài cùng đến sát tường là l = 0.3 * 4 = 1.2m. Số đèn bố trí theo chiều dài nhà tính theo công thức: m = Trong đó: a: Chiều dài của xưởng, a = 60m. Vậy số đèn là: m = (60 – 2*1.2)/4 + 1 = 15.4 (đèn) Chọn làm 15 đèn. Số đèn bố trí theo chiều rộng nhà tính theo công thức: n = Trong đó: b: Chiều rộng của xưởng, b = 30 m. Vậy số đèn là: n = (30 – 2*1.2)/4 + 1 = 6.4 ( đèn) Chọn làm 6 đèn. Vậy số đèn bố trí trong phân xưởng sản xuất là: 15 * 6 = 90 (đèn). Xác định công suất đèn: Phân xưởng sản xuất chính yêu cầu độ rọi cao cho nên ta tính công suất chiếu sáng theo phương pháp hệ số lợi dụng quang thông. F = Trong đó: Emin: Độ chiếu sáng tối thiểu, Emin= 30 đến 50 lux, chọn Emin = 50 lux. S: Diện tích bề ngang mặt gian phòng. k: Hệ số an toàn có tính đến độ giảm quang khi làm việc lâu dài do khói , bụi bám vào đèn. k = 1.2 đến 1.3 đối với đèn dây tóc, chọn k = 1.2 z: Tỷ số giữa độ chiếu sáng trung bình và độ chiếu sáng tối thiểu. L/h = 2 do đó z = 1.5. n: Số lượng bóng đèn, n = 90 bóng. : Hệ số lợi dụng quang thông, chọn = 50%. Chỉ số hình phòng i: i = Trong đó: a: Chiều dài của phòng, a = 60m. b: Chiều rộng của phòng, b = 24m. h: Chiều cao tính toán, h = 2m. i = 60*24/2*(60 + 24)= 8.57 Thay các giá trị ta có: F = 50 * 1440 *1.2 * 1.5/(90*0.5) = 2446 (Lumen) Chọn Ftc = 2660 lumen, tương ứng với Ftc là loại đèn H50, công suất 200W, điện áp 220 V. Công suất tiêu thụ cho phân xưởng sản xuất chính là: P = 200 * 136 = 27200 (W). - Nhà hành chính, nhà ăn, hội trường. Nhà hành chính có kích thước: 24 * 12 * 7.2m. Nhà ăn ca, hội trường có kích thước: 24 * 12 * 9.6 m. Chọn kiểu đèn thông dụng, Bố trí đèn: Chiều cao đèn H = 3.5m, Ho = 1.5m. Chiều cao tính toán h = H – Ho = 3.5 – 1.5 = 2 (m). Do bố trí nhiều hàng đèn cho nên tỷ số L/h = 1.88 đến 2.5. Chọn L = 2, vậy khoảng cách giữa các đèn là L = 2* 2 = 4m. Khi sát tường không có người làm việc ta chọn l = 0.3L. Do đó khoảng cách từ các đèn ngoài cùng cho đến sát tường là: l = 0.3 * 4 = 1.2m. Số đèn bố trí theo chiều dài nhà tính theo công thức: m = Số đèn bố trí theo chiều rộng nhà tính theo công thức: n = - Nhà hành chính: + a = 24 m, vậy số đèn là: m = = 6.6 (đèn) Chọn làm 7 đèn. + b = 12m, vậy số đèn là: n = +1.2 = 3.6 ( đèn) Chọn làm 4 đèn. Vậy số đèn bố trí trong nhà hành chính là: 7 * 4 * 2(tầng) = 56 (đèn). - Nhà ăn: + a = 24 m, vậy số đèn là: m = (24 – 2 * 1.2)/4 +1.2 = 6.6 (đèn). Chọn làm 8 đèn. + b = 12m, vậy số đèn là: n = = 3.6 ( đèn). Chọn làm 4 đèn. Vậy số đèn bố trí trong nhà ăn, hội trường là: 6 * 4 * 2(tầng) = 48 cái. Xác định công suất đèn: Nhà hành chính yêu cầu ánh sáng có độ rọi cao nên ta tính công suất chiếu sáng theo phương pháp hệ só lợi dụng quang thông. F = Trong đó: Emin: Độ chiếu sáng tối thiểu, Emin= 30 đến 50 lux, chọn Emin = 30 lux. S: Diện tích bề ngang mặt gian phòng. k: Hệ số an toàn có tính đến độ giảm quang khi làm việc lâu dài do khói , bụi bám vào đèn. k = 1.2 đến 1.3 đối với đèn dây tóc, chọn k = 1.2 z: Tỷ số giữa độ chiếu sáng trung bình và độ chiếu sáng tối thiểu. L/h = 2 do đó z = 1.5. n: Số lượng bóng đèn, n = 56 bóng (trong nhà hành chính), n = 48 bóng (trong nhà ăn, hội trường). : Hệ số lợi dụng quang thông, chọn = 58%. Chỉ số hình phòng i:s i = Trong đó: a: Chiều dài của phòng, a = 24m (nhà hành chính). a = 24m (nhà ăn, hội trường) b: Chiều rộng của phòng, b = 12m (nhà hành chính , nhà ăn, hội trường). h: Chiều cao tính toán, h = 2m. + Nhà hành chính: i = = 4 Thay các giá trị ta có: F = = 478.8 (Lumen) + Nhà ăn, hội trường: i = (24 * 12)/(2 * (24 + 12)) = 4 Thay các giá trị ta có: F = (30 * (24 * 12) * 1.2 * 1.5)/(48 * 0.58) = 958.6 (lumen). Vậy công suất chiếu sáng cho nhà hành chính, nhà ăn, hội trường là: F = 478.8 + 958.6 = 1374.3 (lumen). Chọn Ftc = 1920 lumen tương ứng với loại đèn BC, công suất 40W, điện áp 220V. Các hạng mục khác ta sử dụng cách tính như trên, số liệu thể hiện ở bảng sau: Bảng 6.11. Tổng kết các hạng mục công trình Hạng mục công trình Emin (lux) h (m) S (m2) Po (w/m2) Kiểu đèn SL Điện áp (V) P (W) Tổng P tiêu thụ (W) Phân xưởng sản xuất chính 50 8.4 1440 H50 90 220 200 27200 Nhà hành chính 30 7.2 288 BC 56 220 40 2240 Nhà ăn, hội trường 30 9.6 288 BC 48 220 40 1920 Phân xưởng lò hơi 10 4.8 81 H47 9 220 75 675 Phân xưởng máy lạnh 10 4.8 144 H47 9 220 75 675 Kho nguyên liệu 20 5.4 864 5.2 H48 65 220 100 6500 Kho thành phẩm 20 5.4 1440 5.2 H47 108 220 75 8100 Kho hóa chất 20 3.6 54 9 HB27 6 220 100 600 Trạm biến áp 10 3.6 81 5.3 HB27 9 220 60 540 Trạm bơm 10 3.6 54 9 HB27 6 220 60 360 Trạm xử lý nước thải 10 3.6 216 4.3 HB25 21 220 40 840 Gara ô tô 10 4.8 216 3.3 HB25 20 220 40 800 Nhà xe 10 4.8 216 2.8 HB25 21 220 40 840 Nhà bảo vệ 30 3.6 24 BC 4 220 40 160 Vậy tổng công suất chiếu sáng tiêu thụ của các hạng mục là: Pcs = 51450 W = 51.45 KW. Tính phụ tải động lực Gồm các động cơ, máy móc, hoạt động dưới tác dụng của động lực. Chi tiết được thể hiện ở bảng dưới: Bảng 6.12. Chi tiết phụ tải động lực: Tên thiết bị Công suất (kw) Số lượng Tổng công suất (kw) Động cơ phối trộn 18.5 1 18.5 Động cơ quạt gió và thổi gió 3.5 1 3.5 Bơm ly tâm 3 6 18 Động cơ cánh khuấy bồn trộn sữa 3 2 6 Động cơ cánh khuấy bồn trung gian 1 4 4 Thiết bị đồng hóa 45 1 45 Động cơ bồn cấy Lactaza 2.7 2 5.4 Bồn tàng trữ sữa đặc 1.75 2 3.5 Máy rót hộp ghép mí 2.5 1 2.5 Thiết bị dán nhãn đóng thùng 2 1 2 Thiết bị ghép đáy 2.5 1 2.5 Thiết bị cắt miếng và dập nắp 1.2 1 1.2 Thiết bị cắt miếng uốn lon 3.7 1 3.7 Thiết bị hàn 4 1 4 Bồn ủ hoàn nguyên 1 4 4 UHT 37 1 37 Máy rót sữa tiệt trùng 1.7 3 5.1 Bồn chứa vô trùng 2.5 2 5 Các thiết bị khác 20 20 Tổng 187.98 Vậy tổng công suất phụ tải của các thiết bị là: Pđộng lực = 187.89 kw. Phụ tải của nhà máy bao gồm phụ tải chiếu sáng và phụ tải động lực Pphụ tải = Pđộng lực + Pchiếu sáng = 187.89 + 51.45 = 239.34 kw. 6.3.3. Xác định phụ tải tính toán Khi chọn các thiết bị như máy biến áp, dây dẫn ... ta cần dựa vào phụ tải tính toán. Phụ tải tính toán là công suất dùng thực tế của nhà máy. Công suất tính toán được xác định theo công thức: Ptính toán = Kc * Pđặt Trong đó: Kc: Là hệ số cần dùng, hệ số này phụ thuộc vào những yếu tố sau: + Mức độ mang tải của thiết bị. + Sự làm việc không đồng thời của thiết bị trong nhà máy. Đối với nhà máy sữa thì Kc = 0.48 – 0.52, Chọn Kc = 0.52 Pđặt: Công suất đặt của toàn bộ thiết bị (trừ thiết bị thắp sáng). Nó chính bằng công suất động lực: Pđặt = Pđộng lực = 187.89 (kw). Như vậy: Ptính toán = 0.52 * 187.89 = 97.7 (kw). 6.3.4. Xác định hệ số công suất và dung lượng bù 6.3.4.1. Xác định hệ số công suất Hệ số công suất trung bình: Costb = Trong đó: : Tổng công suất thiết bị tiêu thụ điện. = Kc * Pđộng lực + K * Pcông suất. K: Hệ số chiếu sáng, K= 0.9. Pđộng lực: Công suất động lực, Pđộng lực = 187.89 kw. Pcông suất: Công suất chiếu sáng, Pcông suất = 51.54 kw. = 0.52 * 187.89 + 0.9 * 51.54 = 144 (kw) Qtt = * tg Đối với xí nghiệp chế biến sữa chọn cos=0.7 thì tg=1.02 Qtt = 1.02 * 144 = 146.9 (kw) Costb = 0.7 6.3.4.2. Xác định dung lượng bù Mục đích nâng hệ số cos lên bằng cách dùng tụ điện. Dung lượng bù của tụ điện được xác định như sau: Qbù = Ptt * (tg1 - tg2) Trong đó: tg1: tương ứng với cos1, là hệ số công suất ban đầu. tg2: tương ứng với cos2, là hệ số đo công suất nâng lên. Khi có tụ điện cos2= 0.95. Ta có: cos1 = 0.7 thì tg1 = 1.02. cos2 = 0.95 thì tg2 = 0.32. Qbù = 144 * (1.02 – 0.32) = 100.8 (kw). Chọn tụ điện: Theo số liệu đã tính toán ở trên ta chọn tụ điện loại KM – 3.3 – 10 – 1. Điện áp làm việc: 550 V. Điện dung: 32 F. Dung lượng bù: 10 KVA. Số lượng tụ: n = 100.8 / 10 = 10.08 (tụ). Vậy chọn 10 tụ. Chọn máy biến áp cho nhà máy: Công suất định mức cho máy biến áp: Pđịnh mức = = 314.9 (KVA). Chọn biến áp loại TM với các thông số kỹ thuật như sau: Công suất: 400 KVA. Điện áp: 10.5 KV. Điện áp hạ áp: 0.3 – 0.4 KV. Tiêu hao không tải: 1.5 KV. 6.3.5. Tính điện năng tiêu thụ hàng năm 6.3.5.1. Tính điện năng cho thắp sáng Achiếu sáng = Pcông suất * T * K Trong đó: PCông suất: Công suất chiếu sáng, Pcông suất = 51.54 kw. K: Hệ số đồng thời, K = 0.9. T: Số giờ sử dụng tối đa T= K1*K2*K3. K1 = 12 đến 13h đối với phòng bảo vệ K2 : Số ngày làm việc trong tháng, trung bình 25 ngày. K3: Số tháng làm việc trong năm, K3 = 12. Vậy điện áp thắp sáng toàn nhà máy là: Achiếu sáng = 51.54 * 0.9 *10 * 25 * 12 = 138.9 (kw/năm). Công suất chiếu sáng bình quân trong 1h là: 138.9 / (24*25*12) = 19.3 (kw/h). 6.3.5.2. Điện năng dùng cho động lực Ađộng lực = Pđộng lực * Kc* T. Trong đó: Pđộng lực: Công suất động lực, Pđộng lực = 187.89 kw Kc = 0.52 T: Số giờ làm việc của các động cơ, máy móc phụ thuộc vào số giờ sản xuất của phân xưởng. Với nhà máy làm việc 2 ca thì: T = 8 * 2 * 25 * 12 = 4800 (h/năm). Ađộng lực = 0.52 * 187.89 * 4800 = 468973.44 (kw). Vậy tổng điện năng tiêu thụ hàng năm của nhà máy là: Atổng = Km * (Ađộng lực + Achiếu sáng) Trong đó: Km : Hệ số hao tổn trên mạng hạ áp, Km = 1.03 Vậy: Atổng = 1.03 * (468973.44 + 138.9) = 483185.7 (kw/năm). Chọn máy phát điện: Để chủ động trong sản xuất, nhà máy có máy phát điện để đề phòng khi mất điện lưới của khu công nghiệp. Dựa trên mức tiêu hao điện năng của nhà máy, ta chọn máy phát điện có thông số kỹ thuật sau: + KH: V410K. + Công suất biểu kiến: 375 KVA. + Công suất: 300 kw. + Được chế tạo bởi hãng SDMO Cộng Hòa Liên Bang Đức. + Dùng nhiên liệu: Dầu diezen. + Kích thước: 3160 * 1340 * 1805 mm. + Tần số 50 Hz, 3 pha, dòng I = 596 A. + Hệ số công suất định mức: 0.8. + Điện áp đầu ra: 380/220V. + Công suất thiết kế: 330kw/413KVA. + Áp suất dầu: 2.5 bar. + Lượng dầu chứa: 35 lít. + Tiêu thụ dầu: 0.11 lít/h. + Trọng lượng không hoạt động/hoạt động: 3190/3670 (kg). Ta chọn 1 máy phát điện. 6.4. Tính nước 6.4.1. Cấp nước: Nước là nguồn nguyên liệu rất quan trọng đối với các nhà máy thực phẩm, đặc biệt là các nhà máy sữa. Nước dùng trong nhà máy phải đảm bảo các yêu cầu về chất lượng như: độ trong, sạch, không có mùi vị lạ.... Nước dùng trong nhà máy được lấy từ hệ thống giếng khoan, có qua lọc, xử lý và được chứa trong bể nước ngầm. Bể nước được xây dựng bằng bê tông cốt thép, nửa chìm, nửa nổi, chiều cao không vượt quá 5m. Trong phân xưởng, đường ống bố trí theo đường khép kín. Nước dùng cho cứu hỏa lấy trên đường ống dẫn chính và có van đóng mở. Lượng nước tối thiểu cho cứu hỏa là 5 lít/s cho mỗi vòi. Ống dẫn nước có thể làm bằng gang, hoặc thép đường kính 80 – 150 mm. Nước dùng trực tiếp cho sản xuất bao gồm: Tác nhân lạnh, nồi hơi, nước dùng cho chế biến. Trung bình tiêu hao 6 m3/h. Vậy 1 ca tiêu thụ hết 6 * 8 = 48 m3/ca. Nước dùng cho sinh hoạt thì mức tiêu thụ trung bình là 0.025 m3/người/ca. Trong 1 ca có 70 người. Vậy nước tiêu thụ cho sinh hoạt là: 70 * 0.025 = 1.75 m3/ca. Nước dùng để rửa máy, thiết bị, nhà xưởng có chỉ tiêu là 1.5 m3/h. Tức là 1.5 * 8 = 12 m3/ca. Tổng lượng nước sử dụng phục vụ sản xuất và sinh hoạt trong 1 ngày của nhà máy là: (12 + 1.75 + 48)*2 = 123.5 m3/ngày. Như vậy tổng lượng nước tiêu thụ trong 1 năm của nhà máy là: 123.5 * 300 = 37050 m3/năm. Nước dùng để chữa cháy là rất quan trọng, vì những thiệt hại do hỏa hoạn gây ra là rất lớn. Để đảm bảo phòng cháy – chữa cháy hiệu quả, xung quanh các phân xưởng phải được bố trí các van cứu hỏa, lượng nước cứu hỏa phải được đảm bảo cung cấp liên tục 3h liền. Lưu lượng nước tối thiểu từ 5 – 15 lít/s, trung bình 10 lit/s. Vậy lượng nước cứu hỏa cần cho 1 van là: g = = 108 (m3). Vậy tổng lượng nước dùng trong 1h của nhà máy là: m = 123.5 / 16 + 108 / 3 = 43.7 (m3/h). Tính đường ống dẫn: Theo công thức (tài liệu 2): D = (m). Trong đó: D: Đường kính ống dẫn nước (m). m: Lượng nước cần dùng trong 1h (m3/h). v: Vận tốc nước dẫn trong ống, chọn 1.6 m/s. D = = 0.098 (m). Đường ống dẫn nước trong phân xưởng phải khép kín, làm bằng thép không gỉ, đặt sát tường và cách mặt đất 0.5 m. 6.4.2. Thoát nước: Việc thoát nước cũng quan trọng không kém việc cấp nước cho nhà máy, vì nó liên quan trực tiếp đến chất lượng sản phẩm, vệ sinh nhà xưởng, cảnh quan môi trường bên trong và xung quanh khu vực nhà máy. Nước thải ra từ nhà máy gồm 2 loại: - Nước thải sạch: là nước sử dụng trong các công đoạn làm nguội gián tiếp ở 1 số thiết bị giàn ngưng. Nước này vào theo đường ống, thoát ra ngoài có thể sử dụng cho các mục đích khác mà không cần yêu cầu xử lý cao. - Nước thải không sạch: Bao gồm nước từ nhà vệ sinh trong sinh hoạt, nước rửa máy móc thiết bị.... Loại nước náy thường chứa các chất hữu cơ, đất cát, dầu mỡ. Đây là môi trường lý tưởng cho các loại vi sinh vật phát triển. Loại nước này không tái sử dụng được mà cần phải qua xử lý. Hai loại nước trên do có độ sạch khác nhau nên phải có hệ thống thoát nước riêng rẽ. Tùy vào mức độ nhiễm bẩn mà sử dụng những biện pháp xử lý thích hợp trước khi thải chúng ra ngoài môi trường bên ngoài. Để xử lý ta thiết kế hệ thống cống ngầm dẫn nước về trạm xử lý nước thải, sau đó mới thải ra ngoài. Hệ thống cống ngầm được bố trí bên dưới các phân xưởng sản xuất, cống dẫn nước thải đảm bảo có độ dốc 6 – 8mm. Ở những nơi nối với ống chung hoặc chỗ vòng phải có hố ga. Các ống nước thải bên trong thường được làm bằng gang, đường kính ống từ 50 – 100mm. Đường dẫn nước thải đi ra theo 1 phía theo chiều ngang của nhà. Tính lượng nước thải: - Nước thải do sản xuất: q1 = n * M Trong đó: n: Định mức nước thải cho 1 tấn nguyên liệu, n = 0.5 (tấn/h). M: Lượng nguyên liệu sản xuất trong 1 ca, M = 62.35 (tấn/ca). q1 = 0.5 * 8 * 62.35 = 248.7 (m3/ca) = 31.1 (m3/h). - Nước thải do sinh hoạt: q2 = Trong đó: a1: Định mức nước thải do sinh hoạt, a1 = 8 lít/người/ca. n1 : Số công nhân làm việc trong 1 ca, n1 = 70 người/ca. a2: Định mức nước thải do tắm rửa, a2 = 60 lít/người/ca. n2: Số người tắm rửa trong 1 ca, n2 = 50 người/ca. q2 = = 3.56 (m3/ca) Tổng lượng nước thải: q = q1 + q2 = 34.7 (m3/h). Đường kính ống dẫn nước thải (tài liệu 2): D = Trong đó: v: Vận tốc chảy trong ống, v = 2 m3/s. D = = 0.08 (m). Chọn ống nước thải có đường kính 100mm. Phần 7: TÍNH KINH TẾ 7.1. Vốn cố định 7.1.1. Chi phí cho thiết bị Bảng 7.1. Chi phí cho các thiết bị chính STT Tên thiết bị Công suất Số lượng Chi phí (106 VNĐ) 1 Hệ thống phối trộn 1 3000 2 Thiết bị hâm bơ 1 450 3 Bộ TĐN dạng tấm CW6-SR 15000 l/h 6 4200 4 Bồn chứa trung gian, ử hoàn nguyên 16000 lít 4 2400 5 Hệ thống tiệt trùng 12000 l/h 1 4000 6 Máy đồng hóa 12000 l/h 1 1500 7 Bồn chứa vô trùng (STT) 20000 l/h 2 1300 8 Máy rót vô trùng 1120 l/h 3 9000 9 Bồn chứa chờ cô đặc 20000 l/h 2 1300 10 Thiết bị cô đặc 600 kg/h 1 3000 11 Bồn chứa vô trùng (SĐ) 20000 lít 2 1300 12 Thùng cấy Lactoza 800 lít 2 2100 13 Thiết bị rót hộp 380 lon/p 1 2000 14 Thiết bị gép mí 1 600 15 Một số thiết bị phụ khác 400 TỔNG 36550 Bảng 7.2. Chi phí cho thiết bị phụ trợ STT Tên thiết bị Đặc tính Thành tiền (106 VNĐ) 1 Máy phát điện 375KVA 1200 2 Nồi hơi 3500 kg/h 900 3 Máy nén khí 300 4 Máy biến áp 400 KVA 800 5 Công cụ 300 TỔNG 3500 Bảng 7.3. Chi phí cho các phương tiện vận chuyển và 1 số thiết bị khác stt Tên máy móc, thiết bị Thông số kỹ thuật Số lượng Đơn giá (TĐ) Thành tiền (TĐ) 1 Xe nâng 1 tấn 3 50 150 2 Xe tải 3.5 tấn 2 200 400 3 CP thiết bị phòng thí nghiệm 600 600 4 CP thiết bị văn phòng 400 400 5 Hệ thống cứu hỏa 250 250 6 CP hệ thống xử lý nước thải 10000 10000 7 CP cho hệ thống CIP 1500 1500 TỔNG 13300 * TĐ : triệu đồng. Tổng vốn đầu tư cho trang thiết bị là: T = (36550 + 3500 + 13300) * 106 = 53350 * 106 (VNĐ) 7.1.2. Dự trù vốn xây dựng. Bảng 7.4. dự trù vốn xây dựng cho các kho và nhà xưởng. STT Tên công trình Đơn giá/m2 (TĐ) Diện tích Thành tiền (TĐ) 1 Phân xưởng sản xuất chính 3 1800 5400 2 Kho nguyên liệu 2 864 1728 3 Kho thành phẩm 2 1440 2880 4 PX máy lạnh 2 144 288 5 PX cơ khí 2 253 506 6 PX lò hơi 2 81 162 7 Kho nhiên liệu 2 24 48 8 Kho hóa chất 2 54 108 9 Nhà hành chính 2.2 288 633.6 10 Nhà ăn, hội trường 2.2 288 633.6 TỔNG 11307.2 Bảng 7.5. Chi phí cho xây dựng. STT Chi phí Thành tiền (TĐ) 1 CP thiết kế và thẩm định nhà xưởng 600 2 CP lập hồ sơ mời thầu 50 3 CP giám sát thi công 200 4 CP bảo hiểm công trình 500 5 CP khác 500 TỔNG 1850 Chi phí thuê đất: Tổng diện tích nhà máy: 15400 m2. Đơn giá thuê/1m2 trong 1 năm (đồng): 1600. Số năm thanh toán 1 lần: 5. Thành tiền thanh toán là: 24640000 đồng/năm. Chi phí san lấp mặt bằng: 100 TĐ. Chi phí cho công trình chính là: V1 = 11307.2 *106 (VNĐ). Chi phí cho đường xá, giao thông: V2 = 20% V1 = 2261.44* 106 (VNĐ). Chi phí cho các công trình khác: V3 = 10% V1 = 1130.72 * 106 (VNĐ). Tổng vốn đầu tư cho xây dựng là: V = 16649.36 * 106 (VNĐ). Vậy tổng vốn đầu tư cố định ban đầu: Vcố định = T + V. Vcố định = 53350 * 106 + 16649.36 * 106 = 69.999.360.000 (VNĐ). 7.1.3. Vốn dự phòng Nguồn vốn dự phòng, là nguồn vốn nhằm mục đích phòng khi có sự biến động về giá cả, hoặc những hạng mục phát sinh thêm ngoài kế hoạch. Dự tính vốn dự phòng bằng 5% tổng vốn đầu tư cố định ban đầu. Vdự phòng = 3499.968 * 106 (VNĐ). Như vậy tổng vốn đầu tư ban đầu là: 73499.328 * 106 (VNĐ). 7.2. Dự tính doanh thu Nhà máy sản xuất 2 sản phẩm sữa đặc có đường và sữa tiệt trùng, với năng suất dự kiến là: Sữa tiệt trùng: 12000 tấn/năm. Sữa đặc có đường: 150.000.000 hộp/năm. Với giá bán theo thị trường chung cho các sản phẩm cùng loại. Bảng 7.6. Dự tính doanh thu. STT Các sản phẩm Số lượng (hộp/năm) Gía bán (VNĐ) Thành tiền (VNĐ) 1 Sữa tiệt trùng 64725000 2800 174.7575*109 2 Sữa cô đặc 60.000.000 8500 510 * 109 Như vậy, doanh thu một năm của nhà máy dự kiến là: 684.757.500.000 (VNĐ). 7.3. Chi phí 7.3.1. Chi phí nguyên vật liệu Bảng 7.7. Chi phí nguyên vật liệu. stt Tên nguyên liệu Đơn vị tính Số lượng sử dùng/năm Đơn giá (VNĐ) Thành tiền A Nguyên liệu chính kg 1 Sữa bột gầy kg 6205464 45000 279245880000 2 Whey bột kg 81486 43000 3503898000 3 Dầu bơ kg 2529792 53000 134078976000 4 Đường kg 10983576 8500 93360396000 5 Chất ổn định kg 8220 75000 616500000 6 Vitamin kg 2412 55000 132660000 B Nguyên liệu phụ 1 Thùng carton cái 1362122 2500 3405305000 2 Hộp giấy 200 ml hộp 65710660 500 32855330000 3 Hương kg 8442 200000 1688400000 4 Băng, keo gián cái 20000 1500 30000000 5 Dầu FO lít 742368 9000 6681312000 6 Nhãn mác cái 60000000 100 6000000000 7 Điện kw 483228.22 2000 966456000 8 Nước m3 209760 1000 209760000 9 Hộp sắt hộp 60000000 1000 60000000000 10 Chi phí cho các nguyên liệu khác 200000000 11 Ống hút kg 3000 15000 45000000 12 Strip cuộn 2000 420000 840000000 TỔNG 62385987000 7.3.2. Chi lương Dự tính tổng số cán bộ công nhân viên trong nhà máy khoảng 130 người, căn cứ vào mức lương trung bình ngành và hoạt động sản xuất kinh doanh của nhà máy, dự kiến mức lương bình quân là: 2400.000 đ/người/tháng. Như vậy tổng số tiến chi trả lương sẽ là: 312.000.000 (VNĐ). Chi phí cho bảo hiểm xã hội: 312 * 106 * 0.19 = 59.28 * 106 (VNĐ). Tổng chi phí lương: 371.28 * 106 (VNĐ). 7.3.3. Khấu hao Khấu hao nhà xưởng lấy bằng 5% tổng vốn đầu tư vào xây dựng, khấu hao thiết bị bằng 10% tổng vốn đầu tư vào thiết bị. Khấu hao thiết bị là: 53350 * 106 * 10% = 5335 * 106 (VNĐ). Khấu hao thiết bị: 16649.36 * 106 * 5% = 832.468 * 106 (VNĐ). - Tổng khấu hao: 6167.468 * 106 (VNĐ). 7.3.4. Chi phí dịch vụ Trong nhà máy thực phẩm thường thì chi phí cho các dịch vụ quản lý, viễn thông, tiếp khách, họp, ... chiếm khoảng 10% tổng quỹ lương. Như vậy, chi phí cho dịch vụ là: 371.28 * 106 * 10% = 37.128 * 106 (VNĐ). 7.3.5. Chi phí khác Chi phí này chủ yếu là chi phí cho bán hàng, maketting, bộ máy quản lý.... Dự tính chi phí này bằng 50% quỹ lương: 371.28 * 106 * 50% = 185.64 * 106 (VNĐ). Bảng 7.8. Tổng chi phí STT Tên chi phí Thành tiền (VNĐ) 1 Chi phí nguyên vật liệu 623859873000 2 Chi lương 371280000 3 Khấu hao 6167468000 4 Chi phí dịch vụ 37128000 5 Chi phí khác 185640000 6 Chi phí thuê đất 24640000 TỔNG 630646029000 7.4. Dự kiến kết quả kinh doanh 7.4.1. Lợi nhuận trước thuế Lợi nhuận trước thuế = tổng doanh thu – tổng chi phí. LTT = 684.757.500.000 – 630646029000 = 53111471000 (VNĐ). Thuế suất thu nhập phải nạp là: 28%. Vậy thuế phải nạp là: 53111471000 * 28% = 15151211880 (VNĐ). 7.4.2. Lợi nhuận sau thuế 53111471000 - 15151211880 = 37960250120 (VNĐ). 7.4.3. Hiệu suất sinh lời R = Lợi nhuận sau thuế/Tổng vốn đầu tư. R = 37960250120 / 73499.328 * 106 = 49%. 7.4.4. Thời gian hoàn vốn T = Vốn đầu tư / Lợi nhuận hàng năm. T = 1/0.49 = 2.1 Như vậy nếu nhà máy kinh doanh hiệu quả thì khoảng 2 năm 1 tháng là nhà máy thu hồi được vốn đầu tư. Phần 8: AN TOÀN XÂY DỰNG 8.1. An toàn lao động Trong sản xuất, vấn đề đảm bảo an toàn lao động luôn được ưu tiên hàng đầu. Đảm bảo tốt an toàn lao động không chỉ đảm bảo tốt sức khỏe của người lao động mà còn là yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ của máy móc, thiết bị. Đáp ứng vấn đề năng suất lao động của nhà máy. Vì vậy cần quan tâm đúng mức, phổ biến rộng rãi để công nhân có thể hiểu hết được tầm quan trọng của nó. Nhà máy cần đưa ra nội quy, và các biện pháp chặt chẽ để thực hiện có hiệu quả vấn đề này. 8.1.1. Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến tai nạn lao động - Tổ chức lao động và liên hệ giữa các bộ phận không được chặt chẽ. - Các thiết bị bảo hộ lao động còn thiếu hoặc không đảm bảo an toàn. - Ý thức chấp hành kỷ luật của công nhân chưa cao. - Vận hành máy móc, thiết bị không đúng quy trình kỹ thuật. - Trình độ lành nghề và nắm vững kỹ thuật của công nhân còn yếu. - Các thiết bị máy móc chưa được trang bị tốt hoặc chưa hợp lý. 8.1.2. Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động - Công tác tổ chức quản lý nhà máy: có nội quy, quy chế làm việc đầy đủ cho từng bộ phận, phân xưởng sản xuất. Máy móc thiết bị phải có bảng hướng dẫn vận hành và sử dụng cụ thể. - Bố trí lắp đặt thiết bị phù hợp với quá trình sản xuất. Các loại thiết bị có động cơ như: gàu tải, máy nghiền phải được che chắn cẩn thận. - Các đường ống hơi nhiệt phải có lớp bảo ôn, có áp kế. - Phải kiểm tra lại các bộ phận của máy trước khi vận hành, xem có hư hỏng gì không, nếu có thì phải xử lý kịp thời. - Kho xăng, dầu, nguyên liệu phải đặt xa nguồn nhiệt. Trong kho phải đảm bảo đầy đủ nguồn nước và thiết bị chữa cháy khi cần thiết. Ngăn chặn người không phận sự vào kho và nghiêm cấm hút thuốc lá trong kho. - Người công nhân vận hành máy móc phải thực hiện đúng phận sự của mình, phải chịu hoàn toàn trách nhiệm khi vận hành máy móc sai quy trính. - Cán bộ, công nhân viên phải thường xuyên học tập và thực hành công tác phòng chống cháy nổ. 8.1.3. Những yêu cầu cụ thể về an toàn lao động 8.1.3.1. Đảm bảo ánh sáng khi làm việc Các phòng, các phân xưởng phải có đủ ánh sáng, và thích hợp với từng công việc. Bố trí hệ thống đèn chiếu sáng đảm bảo không bị lấp bóng, lóa mắt. Cửa phải bố trí phù hợp tận dụng ánh sáng tự nhiên. 8.1.3.2. Thông gió Trong quá trình sản xuất, các thiết bị sinh ra nhiều nhiệt thừa làm tăng nhiệt độ trong phân xưởng. Nước ta lại có khí hậu nóng ẩm gây khó chịu cho công nhân khi làm việc. Vì vậy phải bố trí thiết bị thông gió cho hợp lý, phân xưởng sản xuất phải có cửa mái, cửa sổ tạo điều kiện lưu thông khí tốt. Đối với phân xưởng có nhiều thiết bị dùng nhiệt cần bố trí thêm quạt gió để đảm bảo thông thoáng làm nhiệt thoát ra nhanh. Các thiết bị to không đặt ở cửa sổ, cửa ra vào vì nó hạn chế gió tự nhiên. 8.1.3.3. An toàn về điện Đảm bảo an toàn lao động cho công nhân cần phải có những biện pháp phòng ngừa tối đa. Đối với những máy móc dung điện cần nối thêm dây dẫn từ thiết bị xuống đất (dây mát) để tránh hiện tượng rò điện ra thiết bị và khi thiết bị bì rò điện thì dây này có tác dụng dẫn điện xuống đất làm trung hòa điện. Thông thường điện bị rò do dây dẫn, vì thế dây điện trong nhà máy phải là loại có bọc cách điện tốt. Đối với từng thiết bị chọn ra loại dây dẫn phù hợp. - Hệ thống điều khiển phải được tập trung vào bảng điện, có hệ thống chuông điện và hệ thống đèn màu báo động. - Trạm biến áp, máy phát điện phải có biển báo, bố trí xa nơi sản xuất. - Các thiết bị điện phải được che chắn cẩn thận. - Trang bị bảo hộ lao động đầy đủ cho công nhân cơ điện. - Nhà cao tầng trong nhà máy phải có cột chống sét (cột thu lôi). Công nhân nhà máy phải được hướng dẫn nội quy an toàn lao động về điện, nắm bắt được nơi bố trí cầu dao, công tắc, được hướng dẫn cách sơ cứu người bị tai nạn về điện. 8.1.3.4. An toàn khi sử dụng thiết bị - Thiết bị máy móc phải được sử dụng đúng chức năng, đúng công suất. - Mỗi loại thiết bị phải có hồ sơ rõ ràng, sau mỗi ca làm việc phải có sự bàn giao máy móc nêu rõ tình trạng để ca sau xử lý. - Thường xuyên theo dõi chế độ làm việc của máy móc, thiết bị. - Thường xuyên vệ sinh, sát trùng cho máy móc, thiết bị. 8.1.3.5. An toàn về hơi Do nhiệt độ của hơi khá cao, nếu xảy ra sự cố dễ gây ra bỏng đối với công nhân đang làm việc. Vì vậy đối với thiết bị dùng hơi phải đầy đủ dụng cụ kiểm tra nhiệt độ, áp suất của thiết bị. Tất cả các thiết bị dùng hơi phải có van an toàn và van an toàn phải được đặt cách mặt đất 1 – 1.5m. Đường ống dẫn hơi phải được bọc kỹ, tránh hiện tượng rò rỉ hoặc tổn thất nhiệt. Van đóng mở phải thường xuyên được kiểm tra, đồng hồ áp suất, nhiệt độ phải được kiểm tra định kỳ. Công nhân trong phân xưởng sản xuất và đặc biệt là công nhân trong phân xưởng nồi hơi phải được trang bị đầy đủ kiến thức, khi sử dụng hơi và cách sơ cứu người khi bị bỏng hơi. 8.1.3.6. Phòng chống cháy nổ - Nguyên nhân xảy ra cháy nổ do tiếp xúc với lửa, do tác động của tia lửa điện, do cạn nước lò hơi, các ống hơi bị co giãn, cong lại gây nổ. - Để phòng cháy nổ phải tuyệt đối tuân theo các quy định về thao tác thiết bị đã được hướng dẫn. - Không hút thuốc lá tại kho nguyên liệu, xăng dầu, gara ôtô.... - Có bể nước chữa cháy và đầy đủ thiết bị chữa cháy. 8.2. Vệ sinh công nghiệp Vệ sinh công nghiệp có ý nghĩa cực kỳ quan trọng đối với nhà máy sữa. Nếu vệ sinh trong nhà máy không được đảm bảo sẽ tạo điều kiện cho vi khuẩn gây bệnh phát triển, làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, sức khỏe của công nhân và người tiêu dùng. 8.2.1. Vệ sinh cá nhân của công nhân Việc này yêu cầu rất cao, đặc biệt là với những công nhân làm việc tại phân xưởng sản xuất chính. - Công nhân phải mặc quần áo sạch sẽ. Khi vào sản xuất phải mặc đồng phục của nhà máy, đội mũ, đeo khẩu trang, đi ủng, mang găng tay. - Không được ăn uống trong khu vực sản xuất của nhà máy. - Thực hiện khám sức khỏe với công nhân 6 tháng 1 lần, không để người bệnh vào khu vực sản xuất. 8.2.2. Vệ sinh máy móc, thiết bị - Máy móc thiết bị trước khi được bàn giao cho ca sau phải được vệ sinh sạch sẽ. 8.2.3. Vệ sinh xí nghiệp - Trong các phân xưởng sản xuất sau mỗi mẻ, mỗi ca đều phải tiến hành vệ sinh khu vực làm việc. - Thường xuyên kiểm tra việc vệ sinh trong và ngoài phân xưởng. 8.2.4. Xử lý nước thải Nước thải chứa nhiều chất hữu cơ nên vi sinh vật phát triển gây ô nhiễm cho môi trường sống của con người. Vì vậy vấn đề xử lý nước thải rất quan trọng đối với mỗi nhà máy. Hiện nay có rất nhiều phương pháp xử lý nước thải và mỗi phương pháp đểu có ưu điểm riêng. KẾT LUẬN Ba tháng cho một đồ án tốt nghiệp là khoảng thời gian không dài, càng không thể là dài đối với một đề tài thực nghiệm. Nhưng dưới sự hướng dẫn tận tình của cô giáo TS. Nguyễn Thị Tươi cùng các thầy cô giáo trong khoa công nghệ chế biến và bảo quản thực phẩm và ý kiến đóng góp của bạn bè cùng với sự nỗ lực của bản thân, đồ án tốt nghiệp kỹ sư với đề tài: “Thiết kế nhà máy chế biến sữa với hai dây chuyền sản xuất chính: Sữa tiệt trùng với công suất 20 tấn/ca. Sữa cô đặc có đường với công suất 100.000 hộp sản phẩm/ca.” đã được hoàn thành đúng thời gian qui định. Bản đồ án về cơ bản đã đưa ra được: Những điều kiện cần thiết để xây dựng 1 nhà máy chế biến sữa. Phân tích được các yếu tố cần thiết mà một nhà máy chế biến sữa cần phải tính đến: Về kinh tế - kỹ thuật, công nghệ, con người, dự tính doanh thu và thời gian hoàn vốn.... Lựa chọn được quy trình công nghệ gọn nhẹ và sát với thực tế. Với thời gian không nhiều và do thiếu sự va chạm với thực tiễn sản xuất và công nghệ, bản đồ án chắc không tránh khỏi thiếu sót. Tuy nhiên, quá trình thực hiện đồ án đã giúp tôi thu lượm được rất nhiều kiến thức bổ ích về chuyên môn, bước đầu được tiếp xúc va chạm với thực tiễn ngành hơn, cũng như học hỏi được phong cách làm việc của thầy cô giáo. Điều này sẽ là hành trang quý báu giúp ích cho em trên chặng đường sự nghiệp sau này. Hải Phòng, ngày 25 tháng 6 năm 2009 Sinh viên thực hiện Ngô Thị Thúy TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất – Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật. 2. Nguyễn Văn Thoa, Lưu Duẩn, Lê Văn Hoàng – Thiết bị thực phẩm – Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật 1987. 3. TS. Nguyễn Xuân Phương – Kỹ thuật lạnh thực phẩm – Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật Hà Nội. 4. Báo lao động. 5. Gíao trình kỹ thuật điện – Nhà xuất bản Xây Dựng. 6. htt:/www.google.com.vn. 7. TS. Lâm Xuân Thanh – Gíao trình công nghệ các sản phẩm sữa – Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật Hà Nội. 8. Lê Thị Liên Thanh, Lê Văn Hoàng – Công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm sữa – Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật. 9. Bài giảng môn “công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm sữa”. MỤC LỤC MỞ ĐẦU . 1 Phần 1. LẬP LUẬN KINH TẾ .... 3 1.1. Gía trị dinh dưỡng của sữa ... 3 1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa .... 4 1.3. Thực trạng chăn nuôi bò sữa 7 1.4. Các chỉ tiêu đã khảo sát ... 10 Phần 2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 14 2.1. Nguyên liệu chính 14 2.2. Sơ đồ quy trình công nghệ ... 17 2.3. Thuyết minh quy trình công nghệ 20 2.3.1. Yêu cầu về nguyên liệu sản xuất .. 20 2.3.2. Những công đoạn chung trong quy trình sản xuất ... 24 2.3.3. Những công đoạn riêng ... 25 2.3.3.1. Sữa tiệt trùng 25 2.3.3.2. Sữa đặc có đường 27 Phần 3. TÍNH SẢN XUẤT . 29 3.1. Kế hoạch sản xuất 29 3.2. Chi phí nguyên vật liệu cho dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng 30 3.3. Chi phí nguyên vật liệu cho dây chuyền sản xuất sữa đặc có đường 33 Phần 4. TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ 36 4.1. Chọn máy và thiết bị .. 36 4.2. Thiết bị chung cho 2 dây chuyền 36 4.3. Thiết bị dùng cho dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng 43 4.4. Thiết bị dùng cho dây chuyền sản xuất sữa đặc có đường . 46 Phần 5. TÍNH TỔ CHỨC VÀ TÍNH XÂY DỰNG 50 5.1. Tính tổ chức . 50 5.2. Tính xây dựng 52 5.3. Tính hệ số xây dựng và hệ số sử dụng .. 60 Phần 6. TÍNH HƠI – LẠNH – ĐIỆN – NƯỚC ... 61 6.1. Tính hơi . 61 6.2. Tính lạnh ... 68 6.3. Tính điện ... 71 6.4. Tính nước .. 83 Phần 7. TÍNH KINH TẾ .. 87 7.1. Vốn cố định 87 7.2. Tính doanh thu .. 90 7.3. Tính chi phí 90 7.4. Dự kiến kết quả kinh doanh ... 92 Phần 8. AN TOÀN XÂY DỰNG . 94 KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO