Đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy đường hiện đại

Thông tin tài liệu

Đồ án tốt nhiệp -1- Thiết kế nhà máy đường đại MỞ ĐẦU Đường nhu cầu cần thiết đời sống hàng ngày người, cịn ngun liệu quan trọng ngành sản suất bánh kẹo, nước giải khát, dược phẩm… Theo số liệu thống kê Bộ Nông nghiệp Phát triển Nơng thơn, nhu cầu đường nước hàng năm vào khoảng 1,3 triệu đến 1,4 triệu đường/năm, tổng sản lượng đường cung cấp 37 Nhà máy đường khắp nước đạt khoảng 970.000 Do đó, hàng năm Việt Nam phải nhập trung bình khoảng 300.000 đến 400.000 đường/năm Như vậy, nhu cầu sản phẩm ngành đường Việt Nam to lớn Đối với nước có sản lượng sản xuất xuất đường đứng đầu giới Brazil, Ấn Độ, Úc, Thái Lan…hiện bước vào giai đoạn thực cắt giảm hỗ trợ xuất cho ngành đường, giá đường tinh luyện nước dự báo tương lai gần có nhiều điều chỉnh Đối với nước khối EU, ngành đường khơng cịn trợ cấp cách bước giảm bỏ trợ giá cho việc trồng củ cải đường, diện tích trồng củ cải đường Châu Âu dự kiến giảm Như vậy, ngành đường giới tiến tới có sân chơi chung áp dụng luật chơi, tồn phát triển theo qui luật kinh tế Thêm vào đó, số nước Brazil, Colombia, Mỹ… nghiên cứu chương trình lượng sử dụng nhiên liệu ethanol sản xuất từ nước mía mật rỉ Việc sử dụng nước mía vào sản xuất ethnol để bổ sung nhiên liệu tiếp tục có tác động lớn đến quan hệ cung - cầu đường giới Do vậy, dự báo giá đường giới tiếp tục tăng ngành đường có nhiều thuận lợi tương lai [20] Với xu hướng vậy, việc xây dựng nhà máy đường đại có suất cao để đáp ứng nhu cầu thị trường điều cần thiết Hiện nay, nước ta có hai nhà máy sản xuất đường tinh luyện (nhà máy đường Biên Hoà Khánh Hội) từ nguyên liệu đường thô, nhà máy sản suất đường thô chưa đáp ứng nhu cầu nguyên liệu cho nhà máy Vì vậy, đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Minh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Đồ án tốt nhiệp -2- Thiết kế nhà máy đường đại này, em thực đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô đại suất 2150 mía/ngày theo phương pháp khuếch tán” GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Minh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Đồ án tốt nhiệp -3- Thiết kế nhà máy đường đại CHƯƠNG I: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT Quảng Nam tỉnh thuộc vùng duyên hải Nam Trung Bộ, vùng đất lưu giữ nhiều dấu tích văn hố Chămpa Đây tỉnh đà phát triển, đất rộng người đơng Hiện địa bàn tỉnh chưa có nhà máy đường xây dựng Qua khảo sát, huyện Thăng Bình thuộc tỉnh Quảng Nam có đầy đủ điều kiện để xây dựng nhà máy đường đại 1.1 Đặc điểm thiên nhiên Nhà máy đặt địa bàn xã Bình Q, xã có diện tích rộng, phẳng thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy đường Hơn nữa, Bình Quý nằm quốc lộ 14B, cách quốc lộ 1A khoảng 5km nên giao thơng thuận lợi, địa bàn cịn có hệ thống kênh dẫn nước từ hồ Phú Ninh sông chảy qua nên nguồn cung cấp nước cho nhà máy đảm bảo Khí hậu: nằm vùng khí hậu nhiệt đới, có hai mùa mùa mưa mùa khơ.Nhiệt độ trung bình năm 25,4 0C Độ ẩm trung bình năm đạt 84%, lượng mưa trung bình 2000 – 2500 mm thuận lợi cho mía phát triển 1.2 Vùng nguyên liệu Trên địa bàn huyện, đại đa số sản xuất nơng nghiệp, thích hợp cho loại trồng nhiệt đới sinh trưởng phát triển, thuận lợi cho việc trồng mía Cách vài năm, nhà máy đường xây dựng Quế Sơn nên vùng lân cận trở thành vùng cung cấp nguyên liệu mía cho nhà máy Sau nhà máy giải thể, hầu hết hộ nông dân chuyển qua trồng lúa Vì xây dựng nhà máy Bình Quý việc quy hoạch vùng nguyên liệu dễ dàng Bên cạnh đó, huyện lân cận Phú Ninh, Quế Sơn, Hiệp Đức, Duy Xuyên, Điện Bàn… nguồn cung cấp nguyên liệu cho nhà máy Như vậy, với vùng nguyên liệu rộng lớn đảm bảo cho nhà máy hoạt động với suất 2150 mía/ngày 1.3 Hợp tác hố Nhà máy sản xuất đường thô nguồn cung cấp nguyên liệu cho nhà máy sản xuất đường tinh luyện nhà máy đường Biên Hoà, Khánh Hội…Sự liên GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Minh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Đồ án tốt nhiệp -4- Thiết kế nhà máy đường đại kết với nhà máy giúp cho sản phẩm tiêu thụ nhanh hơn, đảm bảo cho trình sản xuất liên tục Ngoài ra, địa bàn tỉnh Quảng Nam cịn có nhiều sở sản xuất bánh kẹo thủ công nhỏ sử dụng đường thô làm nguyên liệu, đồng thời phận dân cư đông huyện miền núi, vúng sâu vùng xa đối tượng tiêu dùng sản phẩm Để đạt hiệu kinh tế hầu hết phế liệu sử dụng triệt để Bã mía vừa chất đốt phục vụ cho nhà máy, bùn lọc từ mật chè bán cho sở sản xuất phân vi sinh Điện Bàn, mật rỉ nấu đường bán cho nhà máy sản xuất cồn khô tron khu công nghiệp Điện Nam – Điện Ngọc 1.4 Nguồn cung cấp điện Nguồn cung cấp điện cho nhà máy lấy chủ yếu từ tuabin cùa nhà máy hoạt động, hiệu điện sử dụng 220/380 V Ngồi nhà máy cịn sử dụng nguồn điện lấy từ điện lưới quốc gia 500 KV ngang qua địa bàn hạ xuống 200/380 V để sử dụng khởi động máy máy khơng hoạt động sử dụng để sinh hoạt, chiếu sáng Để đảm bảo cho nhà máy sản xuất liên tục lắp thêm máy phát điện dự phòng 1.5 Nguồn cung cấp Để thuận tiện cho trình sản xuất, hầu hết nhà máy sản xuất đường sử dụng nguồn riêng để phục vụ cho công đoạn sản xuất: bốc hơi, nấu đường, sấy…Trong trình sản xuất để tiết kiệm hơi, ta dùng thứ thiết bị trước làm đốt cho thiết bị sau 1.6 Nhiên liệu Trong nhà máy, lò nơi sử dụng nguyên liệu nhiều Bã mía tận dụng làm đốt cho nồi Trong thời kì đầu vụ, bã mía khơng đủ người ta sử dụng ngun liệ khác dầu FO, củi đốt Cịn để bơi trơn cho thiết bị khác ta dùng dầu bôi trơn Dầu FO, dầu bôi trơn, xăng dầu cho phương tiện vận chuyển đặt mua công ty xăng dầu địa phương gần nhà máy GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Minh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Đồ án tốt nhiệp -5- Thiết kế nhà máy đường đại 1.7 Nguồn cung cấp nước vấn đề xử lý nước Nước nhà máy sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau: cung cấp cho lị hơi, nước khuếch tán, rửa bã, làm nguội máy móc, sinh hoạt…Tuỳ vào mục đích sử dụng mà ta phải xử lý theo tiêu khác hoá học, lý học, sinh học định Nguồn nước cung cấp cho nhà máy lấy từ trạm nước hồ Phú Ninh sông nên phải xử lý trước đưa vào sử dụng 1.8 Thoát nước Để đảm bảo phát triển bền vững nhà máy vấn đề nước thải phải quan tâm triệt để Nước thải nhà máy có chứa nhiều chất hữu cơ, môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, gây ô nhiễm môi trường ảnh hưởng tới sức khoẻ công nhân vùng dân cư lân cận Do đó, nước thải sau sản xuất cần tập trung xử lí đạt yêu cầu trước đổ sông 1.9 Giao thông vận tải Hệ thống giao thông vận tải yếu tố đảm bảo phát triển nhà máy Nhà máy nằm quốc lộ 14B, cách quốc lộ 1A khoảng 5km hướng Đông, cộng với hệ thống giao thông nông thôn vùng tốt lợi lớn nhà máy, giảm chi phí vận chuyển lưu thơng dễ dàng 2.10 Nguồn cung cấp nhân cơng Huyện Thăng Bình có phần lớn dân cư sống nghệ nơng, nguồn lao động dồi cung cấp cho nhà máy, tiết kiệm chi phí đầu tư xây dựng nhà sinh hoạt Trình độ văn hố hầu hết tốt nghiệp THCS, THPT nên đào tạo nhanh chóng nắm bắt cơng nghệ làm việc tốt Bên cạnh đó, phận công nhân làm việc nhà máy đường Quế Sơn nên tiết kiệm chi phí đào tạo Đội ngũ cán kỹ sư trương đại học, cao đẳng tỉnh cung cấp: Đại học Đà Nẵng, đại học Quảng Nam, đại học Phan Chu Trinh, cao đẳng Công nghệ, cao đẳng Lương thực – Thực phẩm…có trình độ khoa học kỹ thuật tốt đáp ứng nhu cầu nhà máy GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Minh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Đồ án tốt nhiệp -6- Thiết kế nhà máy đường đại  Tóm lại: Qua phân tích điều kiện trên, việc xây dựng nhà máy sản xuất đường thô đại với suất 2150 mía/ngày hợp lý, đáp ứng nhu cầu thị trường, giải công ăn việc làm cho người dân đồng thời góp phần kích thích phát triển huyện Thăng Bình nói riêng tỉnh Quảng Nam nói chung GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Minh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Đồ án tốt nhiệp -7- Thiết kế nhà máy đường đại CHƯƠNG II: TỔNG QUAN 2.1 Nguyên liệu mía 2.1.1 Giới thiệu mía Cây mía có nguồn gốc từ Ấn Độ, xuất từ loại lau sậy hoang dại trở thành công nghiệp quan trọng giới Mía trồng nhiều châu Mỹ châu Á, châu Âu trồng mía Các nước trồng nhiều mía như: Cuba, Brazil, Ấn Độ, Mehico, Trung Quốc… [3 – Tr9] Hình 2.1 Cây mía Trên giới, mía củ cải đường hai loại nguyên liệu quan trọng ngành công nghiệp sản xuất đường Còn nước ta, đặc điểm khí hậu nên mía nguyên liệu để sản xuất đường ăn Mía đường trồng có nhiều ưu điểm có giá trị kinh tế cao 2.1.2 Tính chất thành phần chủ yếu mía nước mía 2.1.2.1 Thành phần hố học mía nước mía GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Minh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Đồ án tốt nhiệp -8- Thiết kế nhà máy đường đại Mía nguyên liệu để sản xuất đường, q trình gia cơng điều kiện kỹ thuật vào đặc tính mía Đặc biệt tính chất thành phần hố học nước mía Do cần nắm vững trước tiên tính chất thành phần hố học mía Thành phần hố học mía phụ thuộc vào giống mía, đất đai, khí hậu, mức độ chín… * Thành phần hố học mía: - Thành phần nước: 70-75% - Thành phần đường: 9-15% - Thành phần xơ: 10-16% - Đường khử: 0,01-2% - Chất không đường: 1-3% * Thành phần nước mía - Chất hịa tan: 100 - Phần đường: 75-92 + Sacaroza : 70-88 + Glucoza: 2-4 + Fructoza: 2-4 - Các loại muối: 3-7,5 + Muối axit vô cơ: 1,5-4,5 + Muối axit hữu cơ: 1-3 - Axit hữu tự do: 0,5-2,5 - Chất không đường hữu khác: + Anbumin: 0,5-0,6 + Tinh bột : 0,001-0,05 + Chất keo: 0,3-0,6 + Chất béo (sáp mía): 0,05-0,15 + Chất không đường chưa xác định: 3-5 Lúc mía chín phần đường sacaroza cao nhất, lượng đường khử giảm xuống 1% [2 - 4] GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Minh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Đồ án tốt nhiệp -9- Thiết kế nhà máy đường đại 2.1.2.2 Tính chất lý hố sacaroza Sacaroza thành phần quan trọng mía, sản phẩm cơng nghiệp sản suất đường Do đó, ta sâu vào tìm hiểu tính chất lý học hố học sacaroza  Tính chất vật lý + Tinh thể sacaroza thuộc hệ đơn tà, suốt, không màu, tỉ trọng 1,5878 g/ml, nhiệt độ nóng chảy 186 – 188 0C + Khối lượng phân tử 342,3 đvC + Độ hịa tan: Sacaroza dẽ hồ tan nước, không tan dung môi hữu Độ hòa tan tăng theo chiều tăng nhiệt độ Độ hồ tan sacaroza cịn phụ thuộc vào chất khơng đường có dung dịch đường + Độ ngọt: Nếu lấy độ đường sacaroza 100 để so sánh thì: lactose (16) < maltose (32) < glucoza (74) < sacaroza (100) < fructoza (173) + Độ nhớt: Độ nhớt dung dịch đường sacaroza tăng theo chiều tăng nồng độ giảm theo chiều tăng nhiệt độ + Nhiệt dung riêng: Nhiệt dung riêng trung bình sacaroza từ 22 0C tới 510C 0,3019 kJ/kg.độ + Độ quay cực: Dung dịch sacaroza có tính quay phải, độ quay cực riêng sacaroza phụ thuộc vào nồng độ nhiệt độ Trị số độ quay cực trung bình sacaroza +66,50  Tính chất hố học + Tác dụng axit: Dưới tác dụng axit, sacaroza bị thuỷ phân thành glucoza fructoza theo phản ứng: C12H22O11 + H2O H+ C6H12O6 + C6H12O6 sacaroza glucoza fructoza + 66,50 + 52,50 - 93,00 Hỗn hợp đường thu có góc quay ngược với góc quay cực đường sacaroza nên gọi hỗn hợp đường nghịch đảo Đường sacaroza bị chuyển hoá làm giảm sản lượng đường, giảm hiệu suất thu hồi đường Đó GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Minh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Đồ án tốt nhiệp - 10 - Thiết kế nhà máy đường đại tổn thất đường quan trọng sản suất đường, cần cố gắng tránh giảm thiểu + Tác dụng với chất kiềm: Phân tử sacaroza khơng có nhóm hidroxyt glucozit nên khơng có tính khử Trong mơi trường kiềm, sacaroza coi axit yếu, tác dụng với vơi tạo thành sacarat, phản ứng phụ thuộc vào nồng độ dung dịch, lượng kiềm lượng sacaroza Ở pH từ đến đun nóng thời gian dài, sacaroza bị phân huỷ thành hợp chất có màu vàng màu nâu Trong môi trường kiềm nhiệt độ cao, đường bị phân huỷ tạo axit chất màu, tốc độ phân huỷ tăng theo độ pH + Tác dụng nhiệt độ: Dưới tác dụng nhiệt độ cao (160-180 0C), sacaroza nước tạo thành caramen sản phẩm có màu caramenlan, caramenlen, caramenlin + Tác dụng emzim: Dưới tác dụng enzyme invectaza, sacaroza chuyển hố thành glucoza fructoza Sau tác dụng phức hệ enzim, glucoza fructoza chuyển hoá thành ancol CO2 2.2 Cơ sở lý thuyết trình sản xuất đường 2.2.1 Quá trình lấy nước mía khỏi mía Để lấy nước mía khỏi mía, cơng nghiệp đường người ta sử dụng hai phương pháp phương pháp ép phương pháp khuếch tán Phương pháp ép sử dụng phổ biến từ trăm năm Nguyên lý chung phương pháp xé ép dập mía nhằm phá vỡ tế bào để lấy nước mía Ép mía cơng đoạn trình sản xuất đường, chia làm giai đoạn nhỏ sau: vận chuyển cấp mía vào máy ép, xử lý mía trước ép, ép dập ép kiệt Phương pháp khuếch tán đời sau phương pháp ép, nhiên lại có nhiều ưu điểm, đặc biệt hiệu suất lấy nước mía cao Nguyên lý phương pháp dựa vào tượng khuếch tán có nghĩa hai dung dịch có nồng độ khác tập trung lại sát bên cách màng mỏng, tự trao đổi với GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Minh SVTH: Nguyễn Ngọc Công .. .Đồ án tốt nhiệp -2- Thiết kế nhà máy đường đại này, em thực đề tài ? ?Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô đại suất 2150 mía/ngày theo phương pháp khuếch tán” GVHD: TS Trương... đường tinh luyện nhà máy đường Biên Hoà, Khánh Hội…Sự liên GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Minh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Đồ án tốt nhiệp -4- Thiết kế nhà máy đường đại kết với nhà máy giúp cho sản... địa phương gần nhà máy GVHD: TS Trương Thị Minh Hạnh Minh SVTH: Nguyễn Ngọc Công Đồ án tốt nhiệp -5- Thiết kế nhà máy đường đại 1.7 Nguồn cung cấp nước vấn đề xử lý nước Nước nhà máy sử dụng cho

Ngày đăng: 30/10/2012, 11:39

Xem thêm: Đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy đường hiện đại, Đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy đường hiện đại