Tính năng lượng tiêu hao trong sản xuất đậu hũ

TÍNH NĂNG LƯNG GVHD: ThS. Lại Quốc Đạt
CHƯƠNG 5
Chương 5: Tính đònh mức tiêu hao
Chương 5: Tính đònh mức tiêu hao


năng lượng
năng lượng


5.1. Cấp nước:
Bảng 5.1: Lượng nước cần sử dụng cho 100 kg nguyên liệu
Quá trình Nhiệt độ nước (
o
C) Lượng nước sử dụng (kg)
Ngâm – Rửa 25 400
Nghiền ướt 25 400
Lọc 85 115.025
Bổ sung tác nhân đông tụ 10 1.863
Vệ sinh thiết bò 25 2.5 m
3
/thiết bò
5.2. Tính hơi cho 100 kg nguyên liệu:
Lượng nước hút vào sau quá trình ngâm:
2.2*100-100=120kg
Lượng nước thêm vào trong quá trình nghiền:
100*4=400kg
Nhiệt dung riêng của sữa đậu nành thô:
c
sđnt
=(m

đn
c
đn
+m
n
c
n
)/(m
đn
+m
n
)=(100*2.15+520*4.18)/(100+520)= 3.853kJ/kgK
Lượng nhiệt cung cấp để gia nhiệt sữa đậu nành thô từ 25
o
C lên 115
o
C:
Q=G
sđnt
*c
sđnt
*(t
2
-t
1
)/0.95=(100+520)*3.853*(115-25)=215*10
3
kJ
Lượng hơi cần thiết để gia nhiệt sữa đậu nành thô từ 25
o

C lên 115
o
C:
G
h
=Q/λ=215*10
3
/2038=105.5kg
(Sử dụng hơi 175
o
C, áp suất 8kg/cm
2
, có nhiệt hóa hơi λ=2038kJ/kg)
Lượng nhiệt cung cấp đđể gia nhiệt nước cần thêm vào trong quá trình lọc từ 25
o
C lên 85
o
C
(tận dụng nước làm nguội sau quá trình làm nguội có nhiệt độ 60
o
C):
Q=G
n
*c
n
*(t
2
-t
1
)/0.95=134.091*4.18*(85-25)=34*10

3
kJ
(Khối lượng nước cần thêm vào quá trình lọc là 134.091kg)
Lượng hơi cần thiết để gia nhiệt nước cần cho quá trình lọc từ 25
o
C lên 85
o
C:
Thiết kế phân xưởng sản xuất đậu hủ Trang 59
TÍNH NĂNG LƯNG GVHD: ThS. Lại Quốc Đạt
CHƯƠNG 5
G
h
=Q/λ=34*10
3
/2038=16.7kg
Lượng nhiệt cung cấp đđể gia nhiệt sữa đậu nành từ 85
o
C lên 150
o
C trong quá trình tiệt trùng:
Q=G
sđn
*c
sđn
*(t
2
-t
1
)/0.95=446.054*1.05*(150-85)/0.95=32*10

3
kJ
(khối lượng sữa đậu nành cần tiệt trùng là 446.054 kg, nhiệt dung riêng của sữa đậu nành là
1.05kg/l)
Lượng hơi cần thiết để gia nhiệt sữa đậu nành từ 85
o
C lên 150
o
C trong quá trình tiệt trùng:
G
h
=Q/λ=32*10
3
/2038=15.8kg
Lượng nhiệt cung cấp để gia nhiệt sữa đậu nành từ 10
o
C lên 85
o
C trong quá trình đông tụ:
Q=G
sđn
*c
sđn
*(t
2
-t
1
)/0.95=438.049*1.05*(85-10)/0.95=37*10
3
kJ

(khối lượng sữa đậu nành cần đông tụ là 438.049kg)
Lượng nước 60
o
C cần thiết để gia nhiệt sữa đậu nành từ 10
o
C lên 85
o
C trong quá trình đông
tụ (tận dụng nước làm nguội sau quá trình làm nguội có nhiệt độ 60
o
C):
G
n
=Q/(c
n
*t)=37*10
3
/(4.18*25)= 355kg
Lượng hơi cần thiết để gia nhiệt nước từ 60
o
C lên 85
o
C cho quá trình đông tụ:
G
h
=Q/λ=37*10
3
/2038=18.2kg
Bảng 5.2: Tóm tắt cho 100 kg nguyên liệu
Công đoạn Nhiệt lượng cung cấp (*10

3
KJ) Lượng hơi sử dụng (kg)
Gia nhiệt 215 105.5
Lọc 34 16.7
Tiệt trùng 32 15.8
Đông tụ 37 18.2
5.3. Tính lạnh:
Nhiệt lượng cần lấy đi để làm nguội sữa đậu nành thô từ 115
o
C xuống 85
o
C:
Q=G
sđnt
*c
sđnt
*(t
1
-t
2
) =(100+520)*3.853*(115-85)=72*10
3
kJ
Lượng nước cần thiết để làm nguội sữa đậu nành thô từ 115
o
C xuống 85
o
C, nhiệt độ nước
tăng từ 25
o

C lên 60
o
C:
G
h
=Q/(c
n
*t)=72*10
3
/(4.18*35)=490kg
Nhiệt lượng cần lấy đi để làm nguội đậu hủ từ 85
o
C xuống 30
o
C:
Q=G
đh
*c
đh
*(t
1
-t
2
)=438.049*1.05*(85-30)=26*10
3
kJ
(Khối lượng đậu hủ sau quá trình đông tụ là 438.049 kg)
Thiết kế phân xưởng sản xuất đậu hủ Trang 60
TÍNH NĂNG LƯNG GVHD: ThS. Lại Quốc Đạt
CHƯƠNG 5

Lượng nước cần thiết để làm nguội sữa đậu nành thô từ 115
o
C xuống 85
o
C, nhiệt độ nước
tăng từ 25
o
C lên 60
o
C:
G
h
=Q/(c
n
*t)=26*10
3
/(4.18*35)=178kg
Bảng 5.3: Tóm tắt cho 100 kg nguyên liệu
Công đoạn Nhiệt lượng lấy đi (*10
3
KJ) Lượng nước sử dụng (kg)
Làm nguội 72 490
Đông tụ 266 178
Lượng hơi cần dùng cho 1 mẻ sản xuất:
(105.5+16.7+15.8+18.2)*1250/100=1952.5kg ~ 1953kg
 Năng suất nồi hơi: 1953/4.5= 434 kg/h
Chọn nồi hơi mã hiệu LD0.5/8K của CÔNG TY CỔ PHẦN CƠ NHIỆT VIỆT NAM, năng
suất 500kg/h, áp suất làm việc 8kg/cm
2
, nhiệt độ hơi bão hòa 175

o
C.
Lượng nước cần dùng cho 1 mẻ sản xuất:
(400+400+115.025+1.863+490+178)*1250/100+2500*19=68*10
3
kg~68m
3
(19 là số thiết bò có trong phân xưởng)
Lượng nước cần dùng cho 1 ngày sản xuất: 68*4=272m
3
Chọn bể chứa nước có thể tích là 300m
3
(đủ dùng cho 1 ngày sản xuất) với kích thước
15*8*2.5m.
5.4. Tính điện:
Bảng 5.4: Công suất điện của các thiết bò chính trong nhà máy
Thiết bò Công suất (kW) Số lượng Tổng công suất (kW)
Ngâm 1.5 4 6
Nghiền 11.25 2 22.5
Gia nhiệt – làm nguội 2.2 2 4.4
Lọc 45 1 45
Bài khí 8 1 8
Tiệt trùng UHT 25 1 25
Rót hộp 2 3 6
Thiết kế phân xưởng sản xuất đậu hủ Trang 61
TÍNH NĂNG LƯNG GVHD: ThS. Lại Quốc Đạt
CHƯƠNG 5
Đông tụ 25 1 25
Tổng công suất thiết bò 141.9
Chọn tổng công suất khác bằng 10% tổng công suất thiết bò, tổng công suất tiêu thụ của

phân xưởng là:
P = 110%*141.9 = 156.09 kW
Đối với các thiết bò chọn cosϕ'=0.55  tanϕ'=1.82
Dung lượng cần bù để cosϕ=0.95  tanϕ=0.33
Q
bù
=P*(tanϕ'-tanϕ)=156.09(1.82-0.33)= 233 kW
Công suất biểu kiến của nhà máy:
S=P/cosϕ=156.09/0.95=165kW
Chọn biến áp ROBOT có công suất tối đa 250kW.
Thiết kế phân xưởng sản xuất đậu hủ Trang 62