Quy trình chế biến

Chương 5: TÍNH NĂNG LƯNG
1. Tính hơi và chọn nồi hơi
1.1 Quá trình tách vỏ
− Khối lượng đậu cần tách vỏ trong 1 ngày: m
1
= 2265kg/ngày
− Nhiệt độ đậu vào thiết bò tách vỏ: t
11
= 30
o
C
− Nhiệt độ đậu ra thiết bò tách vỏ: t
12
= 90
o
C
− Nhiệt dung riêng đậu: c
1
=1.55 kJ/kg.độ
− Nhiệt lượng cần cung cấp: Q
1
= m
1
.c
1
.(t
11
– t
12
) = 210645 kJ/ ngày
− Lượng hơi 4at cần cung cấp: H

1
= 1,05 . Q
1
/ (0,9r
1
) = 114.18kg/ ngày
Trong đó:
1,05: tổn thất nhiệt ra môi trường ngoài 5%
0,9: lượng hơi ngưng 90%
r
1
= 2141 kJ/kg: ẩn nhiệt hoá hơi của nước ở áp suất 4at
1.2 Quá trình chần
− Khối lượng đậu cần chần trong 1 ngày: 2078.5kg/ ngày
− Lượng nứơc sử dụng để chần đậu:2.5 kg/kg đậu
− Khối lượng nước dùng để chần đậu: m
2
= 2078.5*2.5= 5196.25kg/ ngày
− Nhiệt độ nước đi vào quá trình chần: t
21
= 90
o
C
− Nhiệt độ nước sau chần: t
22
= 60
o
C
− Nhiệt dung riêng của nước trong khoảng nhiệt độ trên: c
2

= 4.18 kJ/kg.độ
− Nhiệt lượng cần cung cấp: Q
2
= m
2
.c
2
.(t
21
– t
22
) = 651609.75kJ/ ngày
− Lượng hơi 4at cần cung cấp: H
2
= 1,05 . Q
2
/ (0,9r
1
) = 355.07 kg/ ngày
Trong đó:
1,05: tổn thất nhiệt ra môi trường ngoài 5%
0,9: lượng hơi ngưng 90%
r
1
= 2141 kJ/kg: ẩn nhiệt hoá hơi của nước ở áp suất 4at
1.3 Quá trình nấu
− Khối lượng sữa cần nấu trong 1 ngày: m
3
= 20750 kg/ ngày
31

− Nhiệt dung riêng của sữa: c
3
=
00.4
100
18.4*)58.6100(55.1*58.6
=
−+
kJ/kgK
− Nhiệt độ sữa trước khi nấu: t
31
= 25
0
C
− Nhiệt độ nấu: t
32
= 90
0
C
− Nhiệt lượng cần cung cấp: Q
3
= m
3
.c
3
.(t
32
– t
31
) = 5395000 kJ/ ngày

− Lượng hơi 4at cần cung cấp: H
3
= 1,05 . Q
3
/ (0,9r
1
) = 2785 kg/ ngày
Trong đó:
1,05: tổn thất nhiệt ra môi trường ngoài 5%
0,9: lượng hơi ngưng 90%
R
3
= 2141 kJ/kg: ẩn nhiệt hoá hơi của nước ở áp suất 4at
1.4 Quá trình tiệt trùng
− Khối lượng sữa cần tiệt trùng UHT trong 1 ngày: m
4
= 25632.5 kg/ ngày
− Nhiệt dung riêng của sữa: c
4
=
00.4
100
18.4*)58.6100(55.1*58.6
=
−+
kJ/kgK
− Đầu tiên sữa được gia nhiệt bằng sữa đã tiệt trùng, nhiệt độ sữa sau khi gia nhiệt: t
41
= 100
0

C
− Nhiệt độ tiệt trùng: t
42
=140
o
C
− Nhiệt lượng cần cung cấp: Q
4
= m
4
.c
4
.(t
42
– t
41
) = 4101200kJ/ ngày
− Lượng hơi 3bar cần cung cấp: H
3
= 1,05 . Q
3
/ (0,9r
1
) = 2234.8 kg/ ngày
Trong đó:
1,05: tổn thất nhiệt ra môi trường ngoài 5%
0,9: lượng hơi ngưng 90%
R
4
= 2141 kJ/kg: ẩn nhiệt hoá hơi của nước ở áp suất 4at

1.5 Chọn nồi hơi
- Tổng lượng hơi sử dụng trong nhà máy trong 1 ngày:
H = H
1
+ H
2
+ H
3
+ H
4
= 5469 kg/ ngày
Lượng hơi sử dụng trung bình trong 1 giờ: H
tb
= H / 8 = 683.6kg/giờ
Chọn hệ số sử dụng đồng thời k = 1,4
⇒ Năng suất hơi tối thiểu của lò hơi = 683.6 *1,4 = 957.08.kg/giờ
- Chọn nồi hơi SB-1500 của SAZ Boiler, số lượng 1 cái.
+ Năng suất bốc hơi: 1500 kg/giờ
32
+ p suất hơi tối đa: 15 at
+ Tiêu hao dầu FO: 96 kg/h (105 lit/giờ)
+ Công suất: 30 kW
+ Kích thước: dài 2700mm, rộng 1500mm, cao 2300mm
+ Khối lượng: 2000kg
2. Tính nước và chọn hệ thống cung cấp nước
Nước trong nhà máy được cung cấp bởi khu công nghiệp.
2.1 Tính nước:
− Nước công nghệ (nước đi vào sản phẩm):gồm nước sử dụng cho quá trình chần,
nghiền ướt và lọc
N

1
= 5096.25+ 9037.5+9037.5= 23271.25 kg/ ngày = 24 m
3
/ngày
− Nước nồi hơi: N
2
= 12 tấn = 12 m
3
/ngày
− Nước vệ sinh nhà máy, thiết bò, nước sinh hoạt và các hoạt động khác:
Chọn N
3
= (N
1
+ N
2
) = 36 m
3
/ngày
− Nước làm nguội sữa tiệt trùng:N
4
+ Lượng sữa cần làm nguội: 25632.5 kg
+ Nhiệt dung riêng sữa : 4 kJ/kgđộ
+ Nhiệt độ sữa trước và sau khi làm nguội với nước: 100
0
C và 35
0
C
+ Nhiệt dung riêng của nước: 4,18 kJ/kgK
+ Nhiệt độ nước trước và sau khi làm nguội sữa: 25

0
C và 50
0
C
Ta có phương trình cân bằng năng lượng:
25632.5*4*(100-35) = m
nướclàmnguội
*4.18*(50-25)
⇒ m
nướclàmnguội
=
)2550(*18,4
)35100(*4*5.25632
−
−
= 63774.64 kg/ngày
⇒ N
4
= 64 m
3
/ngày
Tổng lượng nước cần dùng: N = N
1
+ N
2
+ N
3
+ N
4
= 136 m

3
/ngày
2.2 Chọn bể nước
Chọn thể tích bể nước đủ dùng cho cả ngày sản xuất.
Tổng lượng nước sử dụng trong cả ngày: 136 m
3
Chọn bể nước có kích thước: dài 12m, rộng 8m, cao 2m, thể tích tối đa 192m
3
33
2.3 Chọn đài nước
Đài nước được đặt trên cao để tạo áp lực nước trên đường ống.
Chọn đài nước đủ dùng trong 1 giờ:
Lượng nước dùng trong 1 giờ = 136/ 8 = 17 m
3
Chọn đài nước có sức chứa 25m
3
, đặt ở độ cao 20m.
Kích thước: đường kính 3570mm, chiều cao 3000mm
3. Tính điện
Điện dùng trong nhà máy có hai loại
Điện động lực: điện vận hành thiết bò
Điêïn dân dụng: điên thắp sáng và sinh hoạt
3.1 Điện động lực
Bảng 5.1: Công suất các thiết bò
STT Thiết bò Công
suất
(KW)
Số lượng Tổng công
suất
1 Sàng 3 1 3

2 Tách vỏ 5 1 5
3 Nghiền 45 1 45
4 Lọc 90 1 90
5 Nấu, Phối trộn 2.2 1 2.2
6 Đồng hoá 46.2 1 46.2
7 Tiệt trùng 12 1 12
8 Rót sản phẩm 15 2 30
9 Nồi hơi 30 1 30
10 Tổng 263.4
- Tổng công suất điện của các thiết bò chính: 363.4 kW
- Công suất của hệ thống cấp nước, xử lý nước thải, hệ thống máy – thiết bò lạnh… lấy
bằng 10% tổng công suất thiết bò chính
⇒ Công suất điện động lực của phân xưởng: P
đl
= 1,1 *363.9=400.29 kW
- Công suất tính toán: P
ttđl
= k . P
đl
= 240.174 kW
34
Trong đó, k = 0,6 là hệ số sử dụng không đồng thời.
3.2 Điện dân dụng
- Lấy bằng 10% điện động lực: P
dd
= 0,1 . p
đl
= 36.34 kW
- Công suất tính toán: P
ttdd

= k . P
dd
= 29.07 kW
Trong đó, k = 0,8 là hệ số sử dụng không đồng thời
3.3 Tính lượng điện tiêu thụ hàng năm
♦ Điện động lực:
A
đl
= P
ttđl
. T = 576418 kWh
Trong đó:
P
ttđl
= 240.174 kW
T = T
1
. T
2
.T
3
= 2400giờ
T
1
= 8 giờ làm việc trong ngày
T
2
= 25 : số ngày làm việc trong tháng
T
3

= 12: số tháng làm việc trong năm
♦ Điện dân dụng:
A
dd
= P
ttdd
.T = 83721 kWh
Trong đó:
P
ttdd
= 29.07 kW
T = T
1
. T
2
.T
3
= 3000 giờ
T
1
= 10: số giờ thắp sáng trong ngày
T
2
= 25: số ngày làm việc trong tháng
T
3
= 12: số tháng làm việc trong năm
♦ Tổng lượng điện tiêu thụ của phân xưởng trong 1 năm:
A = 1,05.(A
đl

+ A
dd
) = 693143kWh
Trong đó 1,05 là hệ số tổn thất điện trên mạng hạ áp.
35