(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế nhà máy sản xuất đường RS với năng suất 5740 tấn mía ngày

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG RS VỚI
NĂNG SUẤT 5740 TẤN MÍA/NGÀY.

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Công Thịnh
Số thẻ sinh viên: 107150182
Lớp: 15H2B

Đà Nẵng – Năm 2019


TÓM TẮT
Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất đường RS với năng suất 5740 tấn mía/ngày, bao
gồm 1 bản thuyết minh và 5 bản vẽ.
Về bản thuyết minh được trình bày nội dung trong 10 chương chính: lập luận
kinh tế kỹ thuật để chọn được địa điểm đặt nhà máy phù hợp, tổng quan về nguyên
liệu và sản phẩm, chọn và thuyết minh quy trình cơng nghệ, tính cân bằng vật chất, cân
bằng nhiệt cùng với tính chọn các thiết bị chủ yếu. Sau đó là tính xây dựng cho nhà
máy và tính hơi nước, kiểm tra sản xuất và cuối cùng là an toàn lao động trong sản
xuất.
Về các bản vẽ:
Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính: cho thấy được cách bố trí và
khoảng cách giữa các thiết bị. Gồm bản vẽ mặt bằng tầng 1 và bản vẽ mặt bằng tầng 2

Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính: thể hiện gần như hầu hết hình dạng
thiết bị, kết cấu mái che cũng như tường và nền móng xây dựng theo mặt cắt đứng.
Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy: thể hiện cách bố trí phân xưởng sản xuất chính
trong nhà máy cùng với các cơng trình phụ và khu đất mở rộng.
Bản vẽ đường ống hơi-nước: giúp cụ thể hóa cách bố trí các đường ống hơi nước
trong phân xưởng sản xuất gồm các đường: đường hơi sống, đường hơi thứ, đường
nước đã được xử lý, đường nước ngưng và đường nước thải.


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
KHOA: HÓA

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Huỳnh Công Thịnh

Số thẻ sinh viên: 107150182

Lớp: 15H2B
Khoa: Hóa
Ngành: Cơng nghệ thực phẩm
1. Tên đề tài đồ án: Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS với năng suất 5740 tấn
mía/ngày.
2. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Thành phần cây mía (tính % theo chất khơ của mía)
Sacaroza
12,72
Xơ

11,12
Chất Khơng đường
Nước
GP bã

3,34
tự tính
75,92

Độ ẩm bã
48,25
Nước thẩm thấu: tự chọn từ 22 đến 25%
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn
- Mở đầu.
- Lập luận kinh tế kỹ thuật.
- Tổng quan.
- Chọn và thuyết minh dây chuyền cơng nghệ.
- Tính cân bằng vật chất.
- Tính cân bằng nhiệt.
- Tính và chọn thiết bị các thiết bị chủ yếu.
- Tính xây dựng.
- Tính hơi – nước.
- Kiểm tra sản xuất.
- An tồn lao động, vệ sinh xí nghiệp, phòng cháy và chữa cháy.
- Kết luận.
- Tài liệu tham khảo.
4. Các bản vẽ và đồ thị
- Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính.
- Bản vẽ các mặt cắt phân xưởng sản xuất chính.

(A0)
(A0)


- Bản vẽ đường ống hơi – nước.

(A0)

- Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy.
(A0)
5. Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 26-08-2019
7. Ngày hồn thành đồ án: 02-12-2019
Trưởng Bộ mơn Công nghệ thực phẩm

PGS.TS. Đặng Minh Nhật

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019
Người hướng dẫn

PGS.TS. TrươngThị Minh Hạnh


LỜI CẢM ƠN
Sau hơn 3 tháng làm đồ án tốt nghiệp, đến nay tơi đã hồn thành đề tài được
giao: “Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS với năng suất 5740 tấn ngun
liệu/năm”. Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc nhất đến quý Thầy Cô trong khoa Hóa
nói chung và Thầy Cơ trong bộ mơn Cơng Nghệ Thực Phẩm nói riêng đã ln tận tình
truyền đạt vốn kiến thức quý báu và giúp đỡ cho tôi trong suốt thời gian học tập tại
trường. Và đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Cô Trương Thị Minh Hạnh.

Mặc dù công việc rất bận nhưng Cô vẫn luôn dành thời gian và tâm huyết để hướng
dẫn tận tình cho tơi, cung cấp cho tơi nhiều kiến thức quý báu, góp ý và sửa chữa
những lỗi sai để tơi có thể hồn thành đồ án một cách tốt nhất.
Tôi cũng chân thành cảm ơn quý Thầy Cô trong Hội đồng Bảo vệ Tốt Nghiệp đã
dành thời gian để đọc và nhận xét cho đồ án tốt nghiệp của Tôi.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

i


LỜI CAM ĐOAN
Tôi tên là Huỳnh Công Thịnh, tôi xin cam đoan về nội dung đề tài này được
chính tơi thực hiện và hoàn thành dưới sự hướng dẫn của cơ Trương Thị Minh Hạnh.
Nội dung được trình bày theo đúng quy định. Các tài liệu tham khảo được trích dẫn rõ
ràng và từ nguồn chính xác.
Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm với những cam đoan trên.
Sinh viên thực hiện

Huỳnh Công Thịnh

ii


MỤC LỤC
Tóm Tắt.....................................................................................................................
Nhiệm vụ đồ án .........................................................................................................
Lời cảm ơn ............................................................ Error! Bookmark not defined.
Lời cam đoan ........................................................ Error! Bookmark not defined.
Mục lục ................................................................................................................. iii
Danh sách bảng, hình vẽ ...................................................................................... iix

Danh sách các kí hiệu, chữ viết tắt ....................... Error! Bookmark not defined.
Mở đầu .................................................................. Error! Bookmark not defined.
Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ, KỸ THUẬT . Error! Bookmark not defined.
1.1. Đặc điểm thiên nhiên và vị trí xây dựng ........ Error! Bookmark not defined.
1.2. Nguồn cung cấp nguyên liệu ........................... Error! Bookmark not defined.
1.3. Giao thông vận tải ............................................ Error! Bookmark not defined.
1.4. Nguồn cung cấp nước ...................................... Error! Bookmark not defined.
1.5. Xử lí nước thải .................................................. Error! Bookmark not defined.
1.6. Nguồn cung cấp điện........................................ Error! Bookmark not defined.
1.7. Nguồn cung cấp hơi ......................................... Error! Bookmark not defined.
1.8. Nguồn cung cấp nhiên liệu .............................. Error! Bookmark not defined.
1.9. Nguồn nhân lực ................................................ Error! Bookmark not defined.
1.10. Thị trường tiêu thụ sản phẩm....................... Error! Bookmark not defined.
1.11. Hợp tác hóa..................................................... Error! Bookmark not defined.
Chương 2: TỔNG QUAN....................................... Error! Bookmark not defined.
2.1. Tổng quan về nguyên liệu mía .................... Error! Bookmark not defined.
2.1.1. Vài nét về cây mía ...................................... Error! Bookmark not defined.
2.1.2. Thành phần hóa học của cây mía ................ Error! Bookmark not defined.
2.2. Cơ sở lý thuyết của quá trình làm sạch nước míaError! Bookmark not
defined.
2.3. Động học của quá trình kết tinh đường ..... Error! Bookmark not defined.
2.5. Tình hình sản xuất đường trên thế giới ..... Error! Bookmark not defined.
iii


2.6. Tình hình sản xuất đường tại Việt Nam .... Error! Bookmark not defined.
Chương 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ .. Error!
Bookmark not defined.
3.1. Chọn quy trình sản xuất ............................. Error! Bookmark not defined.
3.1.1. Công đoạn lấy nước mía ............................. Error! Bookmark not defined.

3.1.2. Cơng đoạn làm sạch nước mía.................... Error! Bookmark not defined.
3.1.3. Cơng đoạn nấu đường ................................. Error! Bookmark not defined.
3.2. Quy trình cơng nghệ và thuyết minh dây chuyền công nghệ ...........Error!
Bookmark not defined.
3.2.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ ........................... Error! Bookmark not defined.
3.2.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ ........... Error! Bookmark not defined.
Chương 4: CÂN BẰNG VẬT CHẤT.................... Error! Bookmark not defined.
4.1. Ép mía ........................................................... Error! Bookmark not defined.
4.1.1. Thành phần mía .......................................... Error! Bookmark not defined.
4.1.2. Bã mía ......................................................... Error! Bookmark not defined.
4.1.3. Nước thẩm thấu .......................................... Error! Bookmark not defined.
4.1.4. Nước mía hỗn hợp (NMHH) ...................... Error! Bookmark not defined.
4.2. Cơng đoạn làm sạch..................................... Error! Bookmark not defined.
4.2.1. Tính lượng lưu huỳnh và SO2 ..................... Error! Bookmark not defined.
4.2.2. Tính vơi và sữa vơi ..................................... Error! Bookmark not defined.
4.2.3. Gia vôi sơ bộ (GVSB) ................................ Error! Bookmark not defined.
4.2.4. Thông SO2 lần 1 ......................................... Error! Bookmark not defined.
4.2.5. Nước mía trung hịa .................................... Error! Bookmark not defined.
4.2.6. Nước bùn .................................................... Error! Bookmark not defined.
4.2.7. Nước lắng trong .......................................... Error! Bookmark not defined.
4.2.8. Bùn lọc ........................................................ Error! Bookmark not defined.
4.2.9. Nước rửa bùn .............................................. Error! Bookmark not defined.
4.2.10. Nước lọc trong .......................................... Error! Bookmark not defined.
4.2.11. Nước mía trong ......................................... Error! Bookmark not defined.
iv


4.3. Bốc hơi và làm sạch mật chè ....................... Error! Bookmark not defined.
4.3.1. Lượng nước bốc hơi.................................... Error! Bookmark not defined.
4.3.2. Mật chè thô ................................................. Error! Bookmark not defined.

4.3.3. Thông SO2 lần 2 .......................................... Error! Bookmark not defined.
4.3.4. Lọc kiểm tra ................................................ Error! Bookmark not defined.
4.3.5. Mật chè tinh ................................................ Error! Bookmark not defined.
4.3.6. Hiệu suất làm sạch mật chè ........................ Error! Bookmark not defined.
4.4. Nấu đường ........................................................ Error! Bookmark not defined.
4.4.1. Khối lượng đường thành phẩm và mật rỉ.... Error! Bookmark not defined.
4.4.2. Tính đường non C ....................................... Error! Bookmark not defined.
4.4.3. Tính đường non B ....................................... Error! Bookmark not defined.
4.4.4. Tính cho nấu non A .................................... Error! Bookmark not defined.
4.4.5. Khối lượng các thành phẩm tính theo năng suất nhà máy .................. Error!
Bookmark not defined.
Chương 5: CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG ............ Error! Bookmark not defined.
5.1. Cân bằng nhiệt lượng cho hệ nhiều nồi ......... Error! Bookmark not defined.
5.1.1. Khối lượng nước bốc hơi của q trình cơ đặcError!

Bookmark

not

defined.
5.1.2. Nồng độ chất khô trong các hiệu ................ Error! Bookmark not defined.
5.1.3. Xác định áp suất và nhiệt độ ở các hiệu ..... Error! Bookmark not defined.
5.1.4. Xác định tổn thất nhiệt độ trong quá trình bốc hơiError! Bookmark not
defined.
5.1.5. Nhiệt độ sôi của dung dịch trong các hiệu bốc hơiError! Bookmark not
defined.
5.1.6. Hiệu số nhiệt độ hữu ích của các hiệu (ti) Error! Bookmark not defined.
5.2. Cân bằng nhiệt cho hệ thống đun nóng ......... Error! Bookmark not defined.
5.3. Cân bằng nhiệt cho hệ nấu đường.................. Error! Bookmark not defined.
5.3.1. Nấu non A ................................................... Error! Bookmark not defined.

5.3.2. Nấu non B ................................................... Error! Bookmark not defined.
v


5.3.3. Nấu non C ................................................... Error! Bookmark not defined.
5.3.4. Nấu giống B, C ........................................... Error! Bookmark not defined.
5.4. Cân bằng nhiệt cho hệ cô đặc ......................... Error! Bookmark not defined.
5.4.1. Tính lượng hơi nước bốc hơi ...................... Error! Bookmark not defined.
5.4.2. Lượng hơi dùng cho hệ cô đặc ................... Error! Bookmark not defined.
5.5. Nhiệt dùng cho các yêu cầu khác ................... Error! Bookmark not defined.
5.5.1. Nhiệt dùng cho hồi dung ............................ Error! Bookmark not defined.
5.5.2. Nhiệt dùng cho gia nhiệt các loại mật, giốngError!
defined.

Bookmark

not

5.5.3. Nhiệt dùng cho li tâm ................................ Error! Bookmark not defined.
5.5.4. Nhiệt dùng cho sấy đường thành phẩm ...... Error! Bookmark not defined.
Chương 6: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ .............. Error! Bookmark not defined.
6.1. Chọn bộ máy ép ............................................... Error! Bookmark not defined.
6.1.1. Tính tốc độ trục ép ...................................... Error! Bookmark not defined.
6.1.2. Kiểm tra lại hệ máy ép................................ Error! Bookmark not defined.
6.2. Băng tải mía ..................................................... Error! Bookmark not defined.
6.3. Máy Băm mía ................................................... Error! Bookmark not defined.
6.3.1. Máy băm 1 .................................................. Error! Bookmark not defined.
6.3.2. Máy băm 2 .................................................. Error! Bookmark not defined.
6.4. Máy đánh tơi .................................................... Error! Bookmark not defined.
6.5. Cân định lượng ................................................ Error! Bookmark not defined.

6.6. Thiết bị gia vôi sơ bộ ....................................... Error! Bookmark not defined.
6.7. Thiết bị gia nhiệt .............................................. Error! Bookmark not defined.
6.8. Thiết bị thông SO2 lần 1 và gia vơi trung hồError!
defined.

Bookmark

not

6.8.1 Bộ phận sunfit hố ....................................... Error! Bookmark not defined.
6.8.2. Đoạn giữa thiết bị ....................................... Error! Bookmark not defined.
6.8.3. Thùng trung hòa.......................................... Error! Bookmark not defined.
6.9. Thiết bị lắng ..................................................... Error! Bookmark not defined.
vi


6.10. Thiết bị lọc chân không ................................. Error! Bookmark not defined.
6.11. Thiết bị cô đặc (bốc hơi) ............................... Error! Bookmark not defined.
6.11.1. Nhiệt lượng cung cấp cho buống đốt các hiệuError!
defined.

Bookmark

not

6.11.2. Bề mặt truyền nhiệt các hiệu ................... Error! Bookmark not defined.
6.11.3. Các thông số kĩ thuật ................................ Error! Bookmark not defined.
6.12. Thiết bị thông SO2 lần II ............................... Error! Bookmark not defined.
6.13. Thiết bị lọc kiểm tra....................................... Error! Bookmark not defined.
6.14. Thiết bị nấu đường ........................................ Error! Bookmark not defined.

6.14.1. Hệ số truyền nhiệt ..................................... Error! Bookmark not defined.
6.14.2. Nhiệt lượng cung cấp cho các nồi nấu đườngError!
defined.

Bookmark

not

6.14.3. Bề mặt truyền nhiệt ................................... Error! Bookmark not defined.
6.14.4. Tính số nồi nấu đường .............................. Error! Bookmark not defined.
6.15. Trợ tinh ........................................................... Error! Bookmark not defined.
6.15.1. Tính số lượng thiết bị trợ tinh ................... Error! Bookmark not defined.
6.15.2. Kích thước thiết bị .................................... Error! Bookmark not defined.
6.16. Thiết bị ly tâm ............................................... Error! Bookmark not defined.
6.16.1. Máy ly tâm đường A, B ............................ Error! Bookmark not defined.
6.16.2. Máy ly tâm đường C ................................ Error! Bookmark not defined.
6.17. Máy sấy đường ............................................... Error! Bookmark not defined.
Chương 7: TÍNH XÂY DỰNG .............................. Error! Bookmark not defined.
7.1. Tính nhân lực lao động .................................... Error! Bookmark not defined.
7.1.1. Chế độ làm việc của nhà máy ..................... Error! Bookmark not defined.
7.1.2. Thời gian làm việc của nhà máy ................. Error! Bookmark not defined.
7.1.3. Phân bố lao động trong nhà máy ................ Error! Bookmark not defined.
7.2. Các cơng trình xây dựng của nhà máy .......... Error! Bookmark not defined.
7.2.1. Phân xưởng sản xuất chính ......................... Error! Bookmark not defined.
7.2.2. Các phân xưởng sản xuất phụ ..................... Error! Bookmark not defined.
vii


7.2.3. Các cơng trình hành chính, nhà phục vụ cơng nhânError! Bookmark not
defined.

7.2.4. Các cơng trình kho bãi ................................ Error! Bookmark not defined.
7.2.5. Các cơng trình xử lý và chứa nước:............ Error! Bookmark not defined.
7.3. Tính khu đất xây dựng nhà máy .................... Error! Bookmark not defined.
7.3.1. Diện tích khu đất......................................... Error! Bookmark not defined.
7.3.2. Tính hệ số sử dụng của nhà máy ................ Error! Bookmark not defined.
Chương 8: TÍNH HƠI NƯỚC ............................... Error! Bookmark not defined.
8.1. Tính hơi ............................................................ Error! Bookmark not defined.
8.1.1. Cân bằng chất đốt cho lò hơi ...................... Error! Bookmark not defined.
8.1.2. Tính nhiên liệu phụ trợ lúc khơng đủ bã hay khởi động lị .................Error!
Bookmark not defined.
8.2. Tính nước ......................................................... Error! Bookmark not defined.
8.2.1. Nước lắng trong ......................................... Error! Bookmark not defined.
8.2.2. Nước ngưng tụ ............................................ Error! Bookmark not defined.
8.2.3. Nước lọc trong ............................................ Error! Bookmark not defined.
8.2.4. Nước ở tháp ngưng tụ ................................. Error! Bookmark not defined.
8.2.5. Nước thải của nhà máy ............................... Error! Bookmark not defined.
Chương 9: KIỂM TRA SẢN XUẤT ..................... Error! Bookmark not defined.
9.1. Kiểm tra sản xuất ............................................ Error! Bookmark not defined.
9.2. Cách xác định một số chỉ tiêu ......................... Error! Bookmark not defined.
9.2.1. Xác định bằng cảm quan theo kinh nghiệm.Error!
defined.

Bookmark

not

9.2.2. Phân tích trong phịng thí nghiệm .............. Error! Bookmark not defined.
Chương 10: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH CƠNG NGHIỆP .... Error!
Bookmark not defined.
10.1. An tồn lao động ........................................... Error! Bookmark not defined.

10.1.1. Những nguyên nhân gây ra ...................... Error! Bookmark not defined.
10.1.2. Biện pháp khắc phục ............................... Error! Bookmark not defined.
viii


10.1.3. Những an toàn cụ thể trong nhà máy ........ Error! Bookmark not defined.
10.2. Vệ sinh xí nghiệp ............................................ Error! Bookmark not defined.
KẾT LUẬN ........................................................................................................105
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................
PHỤC LỤC ..............................................................................................................

ix


DANH SÁCH BẢNG, HÌNH VẼ

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1 Các chỉ tiêu cảm quan ........................................................................... 10
Bảng 2.2 Các chỉ tiêu lý hóa ................................................................................. 10
Bảng 4.1. Bảng Ap, Bx của nguyên liệu, bán thành phẩm và thành phẩm .......... 41
Bảng 4.2 Bảng nguyên liệu nấu non C ................................................................. 42
Bảng 4.3 Bảng nguyên liệu nấu non B ................................................................. 44
Bảng 4.4 Bảng nguyên liệu nấu non A ................................................................. 45
Bảng 4.5 Kết quả tính khối lượng thành phẩm và bán thành phẩm tính theo năng
suất nhà máy ......................................................................................................... 46
Bảng 4.6 Bảng tổng kết cân bằng vật chất sản xuất đường RS ............................ 47
Bảng 5.1 Bảng áp suất hơi và nhiệt độ tương ứng của các hiệu........................... 49
Bảng 5.2 Tổn thất do tăng nhiệt độ sôi ở các hiệu ............................................... 50
Bảng 5.3 Tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh ................................................... 50
Bảng 5.4 Chế độ nhiệt của hệ thống bốc hơi ........................................................ 51

Bảng 5.5 Cân bằng nhiệt cho hệ đun nóng ........................................................... 52
Bảng 5.6 Nguyên liệu nấu non A ......................................................................... 53
Bảng 5.7 Kết quả tính tốn các thơng số nấu non A ............................................ 54
Bảng 5.8 Nguyên liệu nấu non B.......................................................................... 55
Bảng 5.9 Kết quả tính tốn thơng số nấu non B ................................................... 56
Bảng 5.10 Ngun liệu nấu non C........................................................................ 57
Bảng 5.11 Kết quả tính tốn thông số nấu non C ................................................. 57
Bảng 5.12 Nguyên liệu nấu giống B, C ................................................................ 58
Bảng 5.13 Kết quả tính tốn các thơng số nấu giống B, C ................................... 59
Bảng 5.14 Tổng kết nhiệt trong quá trình nấu ...................................................... 59
Bảng 5.15 Tính tốn và tra bảng các thơng số của quá trình bốc hơi .................. 61
Bảng 5.16 Nhiệt dùng cho gia nhiệt ..................................................................... 63
Bảng 5.17 Tổng hợp lượng hơi dùng cho nhà máy .............................................. 65
Bảng 6.1. Bề mặt truyền nhiệt của thiết bị gia nhiệt ............................................ 70
x


Bảng 6.2 Kết quả tính tốn diện tích truyền nhiệt nồi bốc hơi .............................75
Bảng 6.3. Thông số kĩ thuật thiết bị lọc ống ZX ..................................................77
Bảng 6.4. Kết quả tính nhiệt nồi nấu ....................................................................78
Bảng 6.5. Diện tích bề mặt truyền nhiệt của các nồi nấu .....................................79
Bảng 6.6. Kết quả tính tốn thiết bị nấu ...............................................................81
Bảng 6.7 Kết quả tính tốn thiết bị trợ tinh ..........................................................82
Bảng 6.8. Thông số kỹ thuật thiết bị ly tâm XG-2000AT ....................................83
Bảng 6.9. Thông số kỹ thuật thiết bị ly tâm..........................................................84
Bảng 6.10. Bảng tổng kết kích thước của các thiết bị chính ................................ 85
Bảng 7.1. Thời gian sản xuất của nhà máy theo lịch ............................................86
Bảng 7.2 Phân bố lao động trực tiếp .....................................................................87
Bảng 7.3 Phân bố lao động gián tiếp ....................................................................88
Bảng 7.4 Bảng tổng kết xây dựng.........................................................................94

Bảng 8.1 Sự phân bố nước lắng trong ..................................................................97
Bảng 8.2 Sự phân bố nước ngưng ........................................................................98
Bảng 8.3 Sự phân bố nước lọc trong ....................................................................98
Bảng 8.4 Nước thải của nhà máy đường ..............................................................99
Bảng 9.1 Trình tự kiểm tra sản xuất ...................................................................100
DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 2.1 Thành phần hóa học của cây mía .............................................................6
Hình 2.2 Đồ thị q bão hịa của sacaroza ..............................................................9
Hình 3.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất đường RS .....................................16
Hình 3.2 Máy băm mía điều khiển bằng mơtơ điện .............................................17
Hình 3.3 Máy đánh tơi kiểu búa lắc......................................................................17
Hình 3.4 Máy ép kiểu đinh thẳng .........................................................................18
Hình 3.5 Sơ đồ thẩm thấu kép ..............................................................................18
Hình 3.6 Thiết bị gia nhiệt dạng ống chùm ..........................................................20
Hình 3.7 Thiết bị trung hịa đường ống kiểu đứng ...............................................21
Hình 3.8 Thiết bị lắng liên tục tốc độ chậm .........................................................22
Hình 3.9 Thiết bị lọc chân khơng liên tục ............................................................23
xi


Hình 3.10 Thiết bị cơ đặc dạng ống chùm kiểu thẳng đứng................................. 24
Hình 3.12 Nồi nấu đường chân khơng tập hợp ống ............................................. 26
Hình 3.13 Thiết bị trợ tinh dạng xoắn ruột gà ...................................................... 27
Hình 3.14 Thiết bị trợ tinh loại loại đĩa khuyết .................................................... 27
Hình 3.15 Thiết bị ly tâm gián đoạn ..................................................................... 28
Hình 3.16 Thiết bị ly tâm liên tục......................................................................... 28
Hình 3.17 Thiết bị sấy thùng quay ....................................................................... 29
Hình 4.1 Cơng thức nhân chéo nấu giống C ........................................................ 42
Hình 4.2 Cơng thức nhân chéo nấu non C ............................................................ 42
Hình 4.3 Cơng thức nhân chéo nấu giống B ........................................................ 43

Hình 4.4 Cơng thức nhân chéo nấu non B ............................................................ 43
Hình 6.1 Thiết bị cân định lượng tự động ............................................................ 68
Hình 6.2 Hình minh họa thiết bị gia vơi sơ bộ ..................................................... 69
Hình 6.3 Thiết bị gia nhiệt ống chùm ................................................................. 71
Hình 6.4 Minh họa thiết bị sunfit - trung hịa ....................................................... 71
Hình 6.5 Thiết bị lắng ........................................................................................... 73
Hình 6.6 Thiết bị lọc chân khơng thùng quay ...................................................... 74
Hình 6.7 Minh họa nồi bốc hơi............................................................................. 76
Hình 6.8 Thiết bịlọc ống ....................................................................................... 77
Hình 6.9 Nồi nấu .................................................................................................. 79
Hình 6.10 Minh họa kích thước thiết bị trợ tinh................................................... 82
Hình 6.11 Thiết bị trợ tinh .................................................................................... 82
Hình 6.12 Thiết bị ly tâm...................................................................................... 83
Hình 6.13 Thiết bị ly tâm...................................................................................... 84
Hình 6.14 Máy sấy thùng quay ............................................................................. 84

xii


DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

1. Danh sách các kí hiệu:

Tên kí hiệu

Kí hiệu

Khối lượng riêng (tấn/m3)

ρ

2. Danh sách các chữ viết tắt:

Tên chữ viết tắt

Chữ viết tắt

Nước mía hỗn hợp

NMHH

Khối lượng

KL

Gia vơi sơ bộ

GVSB

Mật chè

MC

Độ tinh khiết

ĐTK

Thơng số kỹ thuật

TSKT

Nhiệt dung riêng

NDR

xiii



Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS với năng suất 5740 tấn mía/ngày

MỞ ĐẦU

Đường là một chất dinh dưỡng quan trọng với cơ thể con người, nó cung cấp
năng lượng cho cơ thể nên dường như không thể thiếu trong thức ăn hằng ngày của
con người. Đồng thời, đường còn là nguyên liệu cho các ngành chế biến thực phẩm
khác như: sản xuất bánh kẹo, các sản phẩm từ sữa, đồ hộp, nước giải khát... Nước ta
thuộc khu vực nhiệt đới gió mùa nên có những yếu tố điều kiện thuận lợi cho sự phát
triển của cây mía. Cây mía được trồng khắp cả nước từ bắc tới nam, là nguồn nguyên
liệu dồi dào cho sản xuất đường đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong và ngoài nước. Theo
hiệp hội mía đường việt nam (VSSA), tính đến quí I năm 2019 cả nước có 36 nhà máy
đang hoạt động. Các nhà máy đã ép được hơn 9 triệu tấn mía, sản xuất được hơn
873.000 tấn đường [1].
Tuy nhiên ngành mía đường Việt Nam cũng đang gánh chịu một áp lực rất lớn là
cạnh tranh về giá cả. Đường do nước ta sản xuất ra có giá cao hơn so với các nước bạn
(Thái Lan, Philippines, Trung Quốc...). Mà nguyên nhân một phần do kỹ thuật canh
tác, các chính sách chưa hợp lý, dây chuyền công nghệ, thiết bị lạc hậu. Hơn nữa, vào
ngày 1/1/2020 thì theo cam kết ATIGA thì Việt Nam phải xóa bỏ hạng ngạch thuế
quan nhập khẩu đường từ ASEAN [2]. Điều này sẽ khiến cho tình hình cạnh tranh giá
cả càng trở nên khốc liệt hơn. Trước tình hình này, việc xây dựng một nhà máy đường

mới, áp dụng cơng nghệ hiện đại, dự tính hợp lý về vùng trồng mía nguyên liệu sẽ giải
quyết được vấn đề về số lượng cũng như chất lượng, giảm giá thành và tăng khả năng
cạnh tranh.
Với mục tiêu giải quyết vùng nguyên liệu, tạo công ăn việc làm cho người dân
trồng mía, góp phần phát triển nền kinh tế nước nhà và hòa nhập cạnh tranh với các
sản phẩm trong và ngồi nước. Vì vậy, trong đồ án tốt nghiệp này, em đã được nhận đề
tài “Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS hiện đại với năng suất 5740 tấn
mía/ngày”

SVTH: Huỳnh Cơng Thịnh

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

Trang 1


Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS với năng suất 5740 tấn mía/ngày

Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ, KỸ THUẬT

Đối với việc thiết kế một nhà máy, điều kiện tiên quyết ban đầu là chọn được địa
điểm để xây dựng nhà máy, vì nó quyết định sự sống cịn của nhà máy. Đặc biệt đối
với nhà máy sản xuất đường thì tìm được địa điểm phù hợp là rất quan trọng. Nhận
thấy Quảng Nam là một vùng kinh tế mới giàu nguồn nhân lực địa phương, nguồn
nhân lực rất trẻ năng động tiếp thu nhanh. Đồng thời nơi đây có vị trí thuận lợi cho
giao thơng và nối liền hai nền kinh tế đang phát triển mạnh tại miền trung là Quảng
Ngãi và Đà Nẵng. Vì vậy, tơi chọn đặt nhà máy ở Quảng Nam, cụ thể là huyện Duy
Xuyên.
1.1. Đặc điểm thiên nhiên và vị trí xây dựng
Nằm về phía Bắc tỉnh Quảng Nam, Duy xun có vị trí địa lý rất thuận lợi cho

việc giao lưu và phát triển. Huyện Duy xuyên nằm trên quốc lộ 1A, là nơi có tuyến
đường sắt Bắc Nam chạy qua, cách thành phố Đà Nẵng khoảng 30 km về phía Đơng
Nam, cách thành phố Tam Kỳ khoảng 50 km về phía Đơng Bắc. Phía Đơng giáp với
thành phố Hội An với ranh giới chung là sơng thu bồn, phía Tây và phía Bắc giáp
huyện Nơng Sơn, phía Nam giáp với huyện Quế Sơn.
Về đặc điểm tự nhiên, địa hình của Duy Xuyên khá đa dạng khi vừa có cả đồng
bằng, biển và núi. Địa hình nhìn chung thấp dần từ Tây Bắc xuống Đơng Nam với diện
tích tự nhiên tồn huyện là 297,85 km2. Khí hậu thuộc khí hậu nhiệt đới gió mùa với
nhiệt độ trung bình trong năm là 25,60C, độ ẩm trung bình của khơng khí đạt 84%.
Hướng gió chính là Tây Nam
Việc xây dựng nhà máy phải phù hợp với hướng gió, bộ phận bụi khói, lị hơi,
nhà vệ sinh cần bố trí theo hướng gió chính [3].
1.2. Nguồn cung cấp ngun liệu
Duy xun có điều kiện khí hậu nhiệt đới phù hợp cho việc canh tác mía. Đất
được phù sa bồi đắp màu mỡ ở hạ lưu các con sông Thu Bồn, Vu Gia; là vùng đất cực
kì thuận lợi để trồng và phát triển cây mía.
Các Huyện Duy Xuyên, Quế Sơn, Thăng Bình từng được biết đến là vùng trồng
bạt ngàn Mía. Trước đây, đã từng có một nhà máy đường được xây dựng ở Quế Sơn.
Nên người dân nơi đây có rất nhiều kinh nghiệm về việc trồng mía.
Mía sẽ được thu mua ở các vùng nguyên liệu chính ở các xã của Huyện Duy
Xuyên và các Huyện lận cận như Thăng Bình, Quế Sơn, Nông Sơn. Việc đảm bảo

SVTH: Huỳnh Công Thịnh

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

Trang 2


Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS với năng suất 5740 tấn mía/ngày

nguồn cung ứng nguyên liệu là điều kiện tiên quyết để đảm bảo nhà máy đi vào hoạt
động, duy trì và phát triển sản xuất [4].
1.3. Giao thơng vận tải
Nhà máy có vị trí khá thuận lợi, nằm trên Quốc lộ 1A, cũng là nơi có tuyến
đường sắt Bắc Nam chạy qua.
Cầu Cửa Đại bắc qua sông Thu Bồn, nối thành phố Hội An với huyện Duy
Xuyên, trên tuyến đường ven biển tỉnh Quảng Nam đã đi vào hoạt động.
Đây là điều kiện rất thuận lợi để vận chuyển nguồn nguyên liệu, nhiên liệu, sản
phẩm, máy móc thiết bị cả đường bộ và đường thủy.
1.4. Nguồn cung cấp nước
Tùy vào mục đích sử dụng mà nước cung cấp cho nhà máy phải đạt các chỉ tiêu
hóa lý vi sinh nhất định, các chỉ số này sẽ được giám sát chặt chẽ bởi phịng ban có
thẩm quyền.
Hệ thống sơng ngịi mạnh, nhà máy được tọa lạc tại nơi có hai con sơng lớn là
Thu Bồn và Vu Gia. Nước sẽ được hệ thống bơm bơm vào các bể lắng loại cặn bẩn và
rác. Sau đó sẽ chuyển vào các bể lọc để xử lý nước. Hiện tại đã có bơm áp lực cao nên
ta khơng cần xây đài nước thay vào đó ta xây bể chứa chứa lượng nước đủ cho nhà
máy hoạt động trong 5h, hết thì sẽ tự động bơm vào bể chứa. Ngoài ra ta cịn có khu
xử lý mềm nước loại bỏ các cation Ca2+, Mg2+,… và các anion giúp khử màu, khử mùi
và các chất lơ lửng.
1.5. Xử lí nước thải
Ngày nay khi các ngành cơng nghiệp ngày càng phát triển thì kéo theo đó là vấn
đề về mơi trường ngày càng nhức nhối. Vì vậy nhà máy phải có trách nhiệm xử lý triệt
để nhất các loại nước thải trước khi thải ra ngồi mơi trường. Nước thải cần phải tập
trung lại và xử lý trước khi thải ra sông theo đường ống riêng.
Hệ thống thoát nước và xử lý nước thải cũng được thiết kế khá hoàn chỉnh và
phải được nhà máy chú trọng. Nước thải từ nhà máy sẽ được chuyển vào cống đi vào
khu xử lý nước thải. Đầu tiên chúng sẽ được loại bỏ đi các phần rác thô, phần nước sau
khi lọc rác sẽ đưa vào khu xử lý gồm:

- Bể trung hịa có nhiệm vụ ổn định pH của dịng nước thải.
- Bể yếm khí giúp phân giải các hợp chất hữu cơ có trong nước thải.
- Bể lắng trong bể này có các song chắn nghiêng khoảng 600 giúp trợ lắng loại
một phần bùn còn sót.
- Bể trung gian tại đây có q trình sục khí để tạo tiền mơi trường hiếu khí cho
nước thải trước khi đưa vào bể hiếu khí.
SVTH: Huỳnh Cơng Thịnh

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

Trang 3


Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS với năng suất 5740 tấn mía/ngày

- Bể hiếu khí nhờ vi sinh vật hiếu khí tiếp tục phân giải các hợp chất cịn sót lại.
- Bể khử trùng tại đây nước sẽ được khử trùng diệt khuẩn trước khi đưa ra ngồi
mơi trường.
Các loại rác thải cần phải phân loại và xử lý định kỳ hoặc bàn giao cho khu xử lý
rác thải. Rác thải nhà máy hầu như là chất hữu cơ nên việc xử lý tại nhà máy cũng rất
quan trọng để đảm bảo an tồn và khơng gây ơ nhiễm cho môi trường xung quanh.
1.6. Nguồn cung cấp điện
Sử dụng từ hệ thống tự phát điện của nhà máy.
1.7. Nguồn cung cấp hơi
Hơi được sử dụng chủ yếu trong q trình sản xuất sẽ được cung cấp từ lị hơi
riêng của nhà máy. Trong quá trình sản xuất để tiết kiệm hơi ta lấy hơi thứ từ các thiết
bị bốc hơi cung cấp cho các thiết bị kế tiếp, gia nhiệt, nấu đường, cô đặc, sấy.v.v
1.8. Nguồn cung cấp nhiên liệu
Trong nhà máy lò hơi là nơi cần nhiên liệu nhiều nhất. Nhằm giảm bớt vốn đầu
tư, tăng hiệu suất tổng thu hồi nhà máy dùng bã mía làm nhiên liệu đốt lị hơi. Thời kì

khơng có bã mía dùng nhiên liệu khác như dầu FO, củi đốt. Còn để bôi trơn cho các
thiết bị khác ta dùng dầu bôi trơn. Dầu FO, dầu bôi trơn, xăng dầu cho các phương tiện
vận chuyển được đặt mua tại các công ty xăng dầu địa phương gần nhà máy.
1.9. Nguồn nhân lực
Đội ngũ kĩ sư sẽ được tuyển chọn từ trường các kĩ sư của ngành Công Nghệ
Thực Phẩm-Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, từ trường Cao Đẳng Lương Thực –
Thực Phẩm, lực lượng nòng cốt sẽ được đào tạo chun sâu hơn và có thể áp dụng
chính sách thu hút nhân tài với những đãi ngộ để thu hút nhân lực và được lấy từ các
trường Đại học khác của TP Đà Nẵng và Đại học Quảng Nam. Đội ngũ công nhân phổ
thông sẽ giúp giải quyết vấn đề việc làm cho người dân nơi đây và các tỉnh lân cận.
1.10. Thị trường tiêu thụ sản phẩm
Nhà máy sản xuất đường sẽ giải quyết được nhu cầu tiêu thụ và sử dụng đường
làm nguyên liệu cho các ngành sản xuất khác như bánh kẹo, các loại bánh truyền
thống, nước giải khát…cũng như nhu cầu tiêu thụ hàng ngày của người dân trong vùng
và vùng lân cận
Duy Xuyên có vị trí thuận lợi, giáp với 3 thành phố lớn là Đà Nẵng, Tam kỳ, Hội
An. Đây sẽ là những thị trường chính với sức tiêu thụ lớn.
1.11. Hợp tác hóa
Nhà máy được xây dựng ở Huyện Duy Xuyên nên rất thuận tiện cho việc liên kết
với các nhà máy bánh kẹo và nhà máy nước giải khát ở khu công nghiệp Điện Nam SVTH: Huỳnh Công Thịnh

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

Trang 4


Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS với năng suất 5740 tấn mía/ngày

Điện Ngọc. Ngồi ra để tận dụng một số sản phẩm phụ và phế phẩm thì có thể liên kết
với một số nhà máy khác như nhà máy cồn, phân bón, thức ăn gia súc... Cụ thể có thể

liên kết với nhà máy cồn nằm ở Huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam và các cơ sở sản
xuất phân vi sinh, thức ăn gia súc ở trong địa bàn tỉnh Quảng Nam.
Việc liên hợp hóa này sẽ giúp nâng cao hiệu quả kinh tế, nâng cao hiệu quả sử
dụng nguyên liệu, hạ giá thành sản phẩm [5].
Kết luận: Qua thăm dò và nghiên cứu các đặc điểm tự nhiên cũng như cơ sở hạ tầng,
nguồn nhân lực… cho ta thấy việc xây dựng nhà máy đường tại Huyện Duy Xuyên,
tỉnh Quảng Nam là hoàn toàn khả thi. Qua đó tạo cơng ăn việc làm cho cơng nhân giải
quyết vấn đề lao động dư thừa, nâng cao đời sống nhân dân, đồng thời góp phần phát
triển kinh tế khu vực miền trung nói riêng cũng như cả nước nói chung.

SVTH: Huỳnh Công Thịnh

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

Trang 5


Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS với năng suất 5740 tấn mía/ngày

Chương 2: TỔNG QUAN

2.1. Tổng quan về nguyên liệu mía
2.1.1. Vài nét về cây mía
Cây mía thuộc họ Hịa Thảo có tên khoa học là Saccharum ssp. Chúng có thân to
mập, chia đốt, chứa nhiều đường, cao từ 2 - 5 m.
Cây mía là một nguyên liệu quan trọng của ngành cơng nghiệp chế biến đường,
mía được trồng ở nhiều quốc gia trong khu vực khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới. Ở
nước ta, mía là nguyên liệu duy nhất để chế biến đường ăn.
2.1.2. Thành phần hóa học của cây mía
Thành phần hóa học của mía thay đổi tùy theo điều kiện đất đai, phương pháp

canh tác, loại, giống mía ... Nhưng nhìn chung thì cây mía có thành phần hóa học
chính như sơ đồ sau:

Hình 2.1 Thành phần hóa học của cây mía [6]
2.1.2.1. Đường sacaroza
Đây là thành phần quan trọng nhất của cây mía, là sản phẩm của cơng nghiệp sản
xuất đường, có cơng thức cấu tạo là C12H22O11.Nó là một disacarit cấu tạo từ hai
đường đơn là: α,d-glucoza và β,d-fructoza.
- Tính chất lý học
SVTH: Huỳnh Công Thịnh

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

Trang 6


Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS với năng suất 5740 tấn mía/ngày

+ Tinh thể sacaroza thuộc hệ đơn tà, trong suốt, không màu, tỉ trọng 1,5878 g/ml,
nhiệt độ nóng chảy 186 - 188oC.
+ Độ hịa tan: Đường dễ hồ tan trong nước, khơng tan trong các dung mơi hữu cơ.
Độ hòa tan tăng theo chiều tăng của nhiệt độ. Ngồi ra, độ hồ tan cịn phụ thuộc vào
các chất khơng đường có trong dung dịch đường.
+ Độ nhớt của dung dịch đường tăng theo chiều tăng nồng độ và giảm theo chiều
tăng nhiệt độ.
+ Nhiệt dung riêng trung bình của sacaroza từ 22 - 51oC là 0,3019 kJ/kg.oC.
+ Dung dịch sacaroza có tính quay cực phải, độ quay cực riêng của sacaroza rất ít
phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ. Trị số độ quay cực trung bình của sacaroza là
+66,5o.
- Tính chất hóa học

+ Tác dụng của axit: Dưới tác dụng của axit, sacaroza bị thuỷ phân thành glucoza
và fructoza theo phản ứng:
H+ H
C12H22O11 + H2O
C6H12O6 + C6H12O6
+
sacaroza
glucoza
fructoza
+66,5o
+52,5o
-93,0o
Hỗn hợp đường thu được có góc quay ngược với góc quay cực của đường
sacaroza nên gọi là hỗn hợp đường nghịch đảo (chuyển hóa).
+ Tác dụng với chất kiềm: Phân tử sacaroza khơng có nhóm hidroxyt glucozit
nên khơng có tính khử. Trong mơi trường kiềm, sacaroza có thể coi như một axit yếu,
vì vậy nó tác dụng với vơi tạo thành sacarat, phản ứng này phụ thuộc vào nồng độ
dung dịch, lượng kiềm và lượng sacaroza.
Ở môi trường kiềm lỗng và dung dịch đường lạnh, hầu như khơng có tác dụng.
Ở pH từ 8 đến 9 và đun nóng trong một thời gian dài, sacaroza bị phân huỷ thành các
hợp chất có màu vàng và màu nâu. Ở nhiệt độ cao, đường bị phân huỷ tạo ra các axit
và các chất màu, tốc độ phân huỷ tăng theo độ pH. Sự phân hủy và tạo thành các sản
phẩm có màu là do ở nhiệt độ cao sacaroza mất nước tạo thành các sản phẩm có màu
như caramenlan, caramenlen, caramenlin.
+ Tác dụng của emzyme: Dưới tác dụng của enzyme invectaza, sacaroza sẽ
chuyển hố thành glucoza và fructoza. Sau đó dưới tác dụng của phức hệ enzim,
glucoza và fructoza sẽ chuyển hố thành ancol và CO2 [6].
2.1.2.2. Chất khơng đường
Trong ngành đường, người ta gọi tất cả những chất có trong nước mía trừ
sacaroza là những chất khơng đường kể cả glucoza, fructoza và rafinoza. Chúng được

SVTH: Huỳnh Công Thịnh

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

Trang 7