Luận văn: Thiết kế phân xưởng sản xuất màng mỏng PVC năng xuất 4100 tấn/năm chương 6

Chương 6: Cân Bằng Vật Chất Và Chọn Thiết Bò
Chương 6 :
CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ
CHỌN THIẾT BỊ
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 6
Chương 6: Cân Bằng Vật Chất Và Chọn Thiết Bò
Trong tất cả qúa trình sản xuất,khi nhập nguyên liệu ta luôn tính toán đến việc tổn
thất nguyên liệu trong dây chuyền sản xuất để đảm bảo năng suất của sản phẩm làm
ra. Khi tính cân bằng vật chất ta tuân thủ qui tắc sau:
Tổng khối lượng chất vào = tổng khối lượng chất ra + tổng khối lượng tổn hao
Do vấn đề máy cán mỗi khi gia nhiệt lên thì tốn nhiều điện,thời gian …Nên ta chọn số
giờ làm việc mỗi ngày là 24h và số ca làm việc mỗi ngày là 3 ca (1 ca = 8h).
Số ngày làm việc trong một năm của nhà máy là.
Nlv = 365 – (N1 + N2 +N3) trong đó
Nlv :Số ngày làm việc trong năm
N1: số ngày nghỉ hàng tuần 46 ngày
N2 :số ngày nghỉ lễ trong năm 9 ngày
N3 :số ngày nghỉ để bảo trì, sữa chữa máy móc 10 ngày
Nlv = 365 – (46 + 9 + 10) = 300 ngày .
6.1.Cân bằng vật chất.
6.1.1.Năng xuất sản phẩm cho một ngày
Tổng năng suất của nhà máy là 4100tấn/1 năm .Ta chọn màng mỏng có đặc tính như
sau :
• Dày 0.1mm
• Khổ 1.37
• Một cuộn sản phẩm dài 1000m ± 100m.nặng 80-100kg
• Tỷ trọng 0.199g/m
2
• Năng suất tính cho một năm :
Nn = 23000m
2

* 0.199g/m
2
*3*300 = 4100tấn
• Năng suất tính cho 1 ngày
Nng = Nn /Nlv = 4100/300 = 13.67 tấn /ngày.
• Năng suất cho 1 giờ
N
1h
= Nng/24h = 13.67/24 = 569.58kg/1h
• Năng suất cho 1 ca
N
1ca
= N
1h
* 8h = 569.58*8 =4.57tấn/ca
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 6
Chương 6: Cân Bằng Vật Chất Và Chọn Thiết Bò
6.1.2 Sơ đồ qui trình công nghệ
6.1.3. Dữ liệu tính toán :
• Năng suất sản xuất là 4100 tấn/năm
Gọi A là nguyên liệu PVC và phụ gia được cân cho vào máy trộn
a% là hao hụt trong quá trình trộn do nguyên liệu bám vào thành máy trộn cho a
= 0.1%
B là nguyên liệu từ máy trộn cho vào máy nấu
C là nguyên liệu từ máy nấu chuyển sang máy nghiền
D là nguyên liệu từ máy nghiền chuyển sang máy lọc
D1 là phế ở máy lọc
d là hao hụt trong quá trình lọc thay lướilọc cho d = 0.5%
E là nguyên liệu từ máy lọc chuyển sang máy cán
E1 là phế liệu khi cán

e là tỉ lệ phế phẩm sau khi cán cho e=0.4%
F là màng từ máy cán đem đi quấn cuộn
F1 là biên liệu trong quá trình tách biên chia cuộn cho F1 = 0.1%
f là hao hụt trong quá trình tách biên chia cuộn cho f = 0.5%
G là bán thành phẩm
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 6
Nguyên liệu
Trộn
Nấu
Nghiền
Lọc
Cán
a =0.1%
A
5
B
5
C
5
D
5
E
5
F
5
Bán thành phẩm
G
5
Cắt biên,Quấn cuộn
G

5
D1,d=0.5%
5
E1,e =0.4%
5
phế
5
F1,f = 0.5%
5
Chương 6: Cân Bằng Vật Chất Và Chọn Thiết Bò
X là phế liệu tái chế được
X là phế liệu bán đi
x là hao hụt trong quá trình phế tái sinh cho x = 1%
B = (1- a%)*A (6.1)
D1=D*d = 4157.94*0.5% =
E1 = E*e = 4137.15*0.4% =
D =(1-d%)*C +F1%*F (6.2)
E =(1- d%)*D (6.3)
F = (1- e%)*E (6.4)
G =(1- f%)*F (6.5)
Từ 6.5 ta tính được F = G/(1-f%) = 4100/(100 -0.5)*100 = 4120.60tấn
Từ 6.4 ta tính được E = F/(1-e%) = 4137.15 tấn
Từ 6.3 ta tính được D = E/(1-d%) = 4157.94 tấn
Từ 6.2 ta tính được C = D/(1-d%) + 0.1*4120.60= 4178.83 + 41.20 = 4182.95tấn
Từ sơ đồ trên ta suy ra B = C =4182.95 tấn
Từ 6.1 ta tính được A = B/(1-a%) = 4187.14tấn
Phế liệu tái sinh được X = 0.5*4157.94 + 0.4*4137.15 + 0.5*4120.60 = 57.94tấn
Phế liệu bán X1 = (1-x)*X = (1-1%)*57.94 = 57.36tấn.
Hiệu suất của sản xuất là H = G / A*100% = 4100 / 4187.14*100 = 97.92%
Vậy tổng khối lượng nguyên liệu cần dùng trong 1 năm là 4187.14 tấn

6.1.4.Sơ đồ qui trình công nghệ in hoa
6.1.5 Dữ liệu tính toán :
Từ sản lượng sản xuất màng mỏng với năng suất 4100 tấn/năm, phụ thuộc vào nhu
cầu khách hàng,thiết bò . Vì vậy lượng màng mỏng được chuyển qua công đoạn in hoa
với sản lượng 960 tấn/năm
Gọi L là bán thành phẩm chuyển qua máy in
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 6
Bán thành phẩm
In
Cắt biên ,quấn cuộn
Sản
phẩm
L
5
M
5
N
5
M1,m = 2.5%
Chương 6: Cân Bằng Vật Chất Và Chọn Thiết Bò
M là màng được in song
M1 là phế liệu trong quá trình cắt biên,quấn cuộn
m là hao hụt trong quá trình cắt biên chia cuộn cho m = 2.5%
Dựa vào sơ đồ trên ta có :
L = M
N = (1-m%)*M
Từ đó ta tính được M = N / (1 –m%) =960 / (1-2.5%) = 984.62tấn
M1 = m%*M = 2.5*984.62 = 24.62 tấn
Hiệu suất của sản xuất là H =N/M *100 = 960/984.62*100 = 97.50 %
Vậy khối lượng bán thành phẩm cần phải đưa vào trước khi in là 984.62 tấn

6.1.6 Đònh mức nguyên liệu cần dùng
Dựa vào thành phần các chất có trong đơn pha chế và các giả thiết về thời gian ta
đònh mức nguyên liệu sử dụng trong 1 năm, 15 ngày, 1 ca sản xuất.
Theo sơ đồ khối của qui trình công nghệ cán màng tổng nguyện liệu dùng trong 1
năm là: 4187.14 tấn
M
PCV
= 56.3%*4187.14 = 2357.36(tấn)
Nguyên liệu PVC cần dự trữ trong 15 ngày được tính như sau
m
pvc
= 4187.14/300 *15*56.3% = 117.87 (tấn)
Nguyên liệu PVC cần dùng cho 1 ca
m
pvc
= 117.87/15*3 = 2.62( tấn)
Theo đơn pha chế ta có kết quả như sau
Bảng đònh mức nguyên liệu sử dụng làm màng mỏng

Nguyên liệu
Tỉ lệ
(%)
Lượng dùng
trong 1 năm(tấn)
Lượng dùng trong
15 ngày (tấn)
Lượng dùng
trong 1 ca (tấn)
PVC 56.3 2357.34 117.87 2.62
DOP 22.5 942.12 47.106 1.05

CaCO
3
18.54 776.30 38.80 0.86
EPOXY 1.20 50.25 2.51 0.06
GD109 1.20 50.25 2.51 0.06
ACIDSTEARED 0.05 2.09 0.10 0.002
METABLEN 0.05 2.09 0.10 0.002
TiO
2
0.16 6.70 0.33 0.007
Tổng
100 4187.14 209.33 4.66
Bảng nguyên liệu đònh mức dùng in hoa
Khối lượng màng bán thành phẩm trước khi đưa vào in hoa là 984.62tấn/năm
Theo thực tế để in 1 tấn màng cần 30kg mực sau khi pha dung môi(20kg mực in thì +
10kg dung môi).Vậy để in 984.62 tấn màng trong 1 năm cần 29.54tấn mực sau khi
pha.
Suy ra lượng mực in cần dùng trong 30 ngày là :29.54*1000*30/300 =2954kg
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 6
Chương 6: Cân Bằng Vật Chất Và Chọn Thiết Bò
Mực in dùng trong 1 năm :1181.6*300/30=11816tấn/năm
Dựa vào đơn pha chế mực in và kết quả vừa tính ta có
Bảng dònh mức nguyên liệu sử dụng .
Nguyên liệu
Tỉ lệ
(%)
Lượng dùng trong
1 năm(tấn)
Lượng dùng trong
30 ngày (kg)

Lượng dùng
trong 1ngày (kg)
Mực in
40 11816 1181.6 39.39
MEK
25 7385 738.5 24.6
Toluene
15 4431 443.1 14.77
Ethylaceta
20 5908 590.8 19.69
Tổng cộng
100 29540 2954 98.45
6.2.Tính toán và chọn thiết bò cho các khâu.
6.2.1.Tính nhiệt cho thiết bò
Sau khi tính số lượng và các nguyên liệu xong ta tiến hành chọn máy,thiết bò được
chọn phải đáp ứng các yêu cầu sau
• Công suất phải phù hợp với năng xuất thiết kế và N thực tế > N tính toán
• Số lượng vừa đủ
• Giá trò kinh tế phù hợp.
Theo thiết kế phân xưởng sản xuất màng PVC này ta chọn nguyên 1 hệ thống máy
cán hiệu SHINE KON –Đài Loan chế tạo.Tốc độ tối đa 120m/phút
Hệ thống máy cán là 1 dây chuyền hoạt động liên tục từ khâu chuẩn bò,cán nguyên
liệu đến ra sản phẩm hoàn chỉnh và được điều khiển bằng hệ thống PLC.
6.2.2. Cân bột :
Cân xác đònh bằng cảm biến tải trọng năng suất cân 125kg/mẻ
6.2.3. Máy trộn cao tốc
Từ phần tính toán ở trên ta có khối lượng cần trộn là 4187.14 tấn/năm tức là
13.96tấn/ngày.Chọn số mẻ trong một ngày là: 117 mẻ/ngày
Suy ra thời gian cần cho một mẻ 5-10 phút
Hệ thống máy trộn gồm 02 máy luân phiên

Chiều cao 965mm, đường kính 900mm.
Công suất :70 KW
Cửa tháo liệu điều khiển bằng xy lanh khí nén
Cánh khuấy gắn trong thùng trộn:Có 2 dạng cánh khuấy
Cánh khuấy chân vòt ở đáy thùng quay theo chiều kim đồng hồ có nhiệm vụ đẩy bột
lên trên.
Cánh khuấy dạng mái chèo có tac dụng tao lực trộn.
• Các thông số kỹ thuật:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 6