Đồ án Thiết kế và xây dựng các nhà máy bia

t chiết thu từ M kg malt là: M x 0,995 x 0,93 x 0,76 = 0,703 M kg -Gạo cần dùng có độ ẩm 14% hiệu suất chất 85% và tổn thất trong quá trình nghiền là 0,5%. M x x 0,995 x 0,85 x 0,86 = 0,391 M kg Tổn lượng chất chiết là: 0,703M + 0,391M = 121 Lượng gạo cần dùng là: 110,6 x = 59,5 kg 3. Tính lượng bã malt và gạo Độ ẩm của bã 80% -Khối lượng bã malt là: ( W =7%, Hệ số hoà tan 76%) 110,6 x 0,93 x 0,24 x * Khối lượng bã gạo là: (W = 14% và hệ số hoà tan là 85%) 59,5 x 0,86 x 0,15 x * Tổng lượng bã là: 123,43 + 38,4 = 161,83 kg * lượng nước trong bã là 161,83 x0,8 = 129, 47 kg 4. Tính lượng nước dùng cho nấu và rửa bã: Quá trình hồ hoá tỷ lệ nguyên liệu : nước = 1:5 Lượng malt lót cho vào nồi hồ hoá bằng 10% so với lượng gạo. Lượng malt lót cần bổ xung vào nồi hồ hoá là: 59,5 x 0,1 = 5,95kg Lượng gạo đưa vào nồi hồ hoá là ( tổn thất 5% do nghiền) 59,5 x 0,995 = 59,2kg Vậy tổng lượng bột cho vào nồi hồ hoá là 59,2 + 5,95 = 65,15kg Lượng nước cần cho vào nồi hồ hoá là: 65,1 x5 = 325,5 kg Lượng nước có sẵn trong nguyên liệu ở nồi hồ hoá là: 5,95 x 0,07 + 59,5 x 0,14 = 8,74kg Tổng lượng nguyên liệu và nước có trong nồi hồ hoá là: 65,1 + 325,5 = 390,6 kg Khi đun Lượng nước bay hơi là 0,5% ;lượng dịch cháo sau hồ hoá là: 390,6 x ( 1- 0,05) = 371 kg Quá trình đường hoá Tỷ lệ malt : nc : 1:5 ( 110,6 x 0,995 –5,95) x5 = 520,5kg Lượng nước có sắn trong nguyên liệu ở nồi đường hoá là ( 110,6 x0,995 – 5,95) x0,07 = 7,3kg * Tổng lượng dịch trong nồi đường hoá sau khi chuyển dịch cháo sang là: 371 + ( 110,6 x 0,995 – 5,95)x6 = 995,6kg Lượng dịch trong nồi đường hoá sau khi đun ( lượng dịch bay hơi 3%) là: 995,6 x( 1-0,03) =965,7kg. Lượng nước trong dịch trước lọc là: 965,7 – 121 = 844,7 kg Lượng dịch sau khi đun hoa là 1152,8 lit và tương đương khối lượng là: 1152,8x1,041= 1200kg Vậy lượng nước có trong dịch sau khi đun hoa là: 1200x10,5% = 1074 kg Vì khi nấu hoa lượng nước bay hơi 10% nên lượng nước cần thiết trong dịch đường trước nấu hoa là: 1074 + x 1,1 = 1181,4kg Lượng nước rửa bã là: Ta có: Vnước trước lọc+ Vnước rửa bã= Vnước trong bã+ Vnước trong dung dịch đun hoa 844,7 + V nước rửa bã = 129,47 + 1181,4 đVậy lượng nước rửa bã là: 129,47+1181,4 –844,7 =466,2 kg Tổng lượng nước cho vào nồi nấu và đường hoá là: 325,5 + 520,5 = 846 kg 5. Tính lượng men giống Lượng men giống nuôi cấy tiếp vào trước khi lên men chính ( 10% so với lượng dịch lên men) là: 1073,5 x 0,1 = 107,35 l Lượng men sữa tiếp vào trước khi lên men chính ( 1% so với lượng dịch đưa vào lên men) là: 107,35 x 0,01 = 10,735 lít 6. Tính các nguyên liệu khác Lượng hoa Houblon ( 2g/ 1bia hơi) 2x1000 = 2000g = 2kg Lượng chế phẩm Enym, ta sử dụng Termamyl 120L tỷ lệ 0,1% so vớilượng nguyên liệu thay thế. 59,5x 0,001 = 59,5g 7. Các sản phẩm phụ: Bã hoa: Lượng chất không hoà tan trong hoa là 60%, bã có độ ẩm 85% Lượng bã hoa sẽ là: Lượng sữa men thu hồi Thực tế cứ 1000 lít dịch đường đưa vào lên men thu được 15,3 lít sữa men có độ ẩm 85%. Vậy lượng men sạch thu được là: 1073,5 x 15,3x 10-3 = 16,4 lít Lượng CO2 Ta có lượng dịch lên men là: 1073,5 x 1,041 = 1117,5 kg Lượng chất trong dịch lên men là: 1117,5 x 0,105 = 1117,34 kg Theo phương trình: C12H22O11+H2O = 4C2H5OH + 4CO2 Coi toàn bộ lượng đường lên men là maltoza, hiệu suất lên men 50 á 60% ( 55%). Như vậy cứ 342g maltoza tạo thành 176g CO2 Ta có lượng CO2 được tạo ra: 117,34 x0.55 x Lượng CO2 hoà tan trong bia là ( 2á8g CO2/ 1lit bia non) 1030,6 x2 = 2061,2g = 2,1g Lượng CO2 thoát ra là 33,2 –2,1 = 31,1kg ở 200C 1atm thì 1m3 cân năng 1,832 kg, hiệu suất thu hồi là 60%. Suy ra thể tích CO2 bay ra là: Lượng CO2cần bão hoà thêm ( ở 200C) là: 3,5 x 1015,2 – 1030,6 x2 = 1492 = 1,5kg Thể tích CO2 cần bão hoà thêm ( ở 200C) là: II. tính cân bằng nguyên liệu cho bia chai 1. Lượng bia và dịch đường qua các giai đoạn Tổn thất trong quá trình chiết chai là 3%. Lượng bia trước khi chiết chai là: lít Tổn thất trong quá trình bão hoà CO2 là 0,5%. Lượng bia trước khi lọc là: lít Tổn thất trong quá trình lọc bia là 1%. Lượng bia sau khi lọc là: Tổn thất trong quá trình lên men chính và phụ là 5%. Lượng dịch đường trước khi đưa vào lên men là: Tổn thất trong quá trình lắng trong và lạnh nhanh là 3%. Lượng dịch đưa vào quá trình lắng là: Khi làm lạnh thể tích dịch đường co 4% thể tích. Vậy thể tích dịch đường ở 1000C trước khi lắng và làm lạnh là: Lượng dịch đường 120Bx ở 200C có khối lượng riêng D = 1,048. Khối lượng dịch đường sau đun hoa ở 200C là: 1135,7x1,048 = 1190,2kg Trong quá trình đun hoa coi lượng chất khô hoà tan của hoa bằng lượng chất khô mất đi. Lượng chất chiết có trong dịch đường 12% đó là: 1190,2 x 0,12 = 142,8 kg 2. Tính nguyên liệu Gọi lượng Malt cần dùng là M Malt có độ ẩm 7%, hệ số hoà tan 76%. Tổn thất trong quá trình nghiền là 0,5% + Lượng chất chiết thu được từ M kg Malt là: M x 0.995 x 0,76 = 0,703M kg + Lượng gạo cần dùng là ( Độ ẩm 14%, hiệu suất chiết 85% và tổn thất trong quá trình nghiền gạo là 0,5%) M x M kg + Tổng lượng chất chiết là: 0,703M + 0,391 M = 142,8 Lượng Malt cần dùng là: Lượng gạo cần dùng là: 3. Tính lượng bã malt và gạo Độ ẩm của bã 80% Khối lượng bẫ malt là: (W = 7% và hệ số hoà tan là 76%) Vậy khối lượng bã malt là: 130,5 x 0,93 x 0,24 x Khối lượng bã gạo là (W = 14% và hệ số hoà tan là 85%) Vậy khối lượng bã gạo là 70,27 x 0,86 x 0,15 x Tổng lượng bã là: 145,6+ 45,4 =191 kg Lượng nước trong bã là: 191 x0,8 =152,8 4. Tính lượng nước dùng cho nấu và rửa bã: Quá trình hồ hoá tỷ lệ ( bột gao + 10% malt lót) ; nước = 1:5 Lượng gạo đưa vào nồi hồ hoá là: 70,27 x 0,995 =69,9 Kg Lượng malt lót cần bổ xung vào nồi hồ hoá là: 69,9 x 0,1 = 6,99 kg Vậy tổng lượng bột cho vào nồi hồ hoá là: 69,9 x 6,99 = 76,9kg Lượng nước cần cho vào nồi hồ há là: 76,9 x5 = 384,5kg Lượng nước có sẵn trong nguyên liệu ở nồi hồ hoá là: 69,9 x0,14+ 6,99 x 0,07 =10,3 kg Lượng nguyên liệu và nước trong nồi hồ hoá là: ( 69,9 + 6,99) x 6 = 461,3kg Khi đun lượng nước bay hơi là 5%. Lượng dịch cháo sau khi đun là: 461,3 x ( 1-0,05) = 438,2 kg Quá trình đường hoá tỷ lệ malt: nước 1: 4 Lượng nước cho vào nồi đường hoá là: ( 130,5 x 0,995 – 6,99) x 4 = 491,4kg Lượng nước có sẵn trong nguyên liệu ở nồi đường hoá là: ( 130,5 x 0,995 – 6,99) x 0,07 = 8,6 kg Tổng lượng dịch trong nồi đường hoá sau khi chuyển dịch cháo sang là: 438,2+ ( 130,5 x 0,995 – 6,99) x5 = 1052,5kg Lượng dịch trong nồi đường hoá sau khi đun ( lượng dịch bay hơi là 3%) là: 1052,5 x( 1-0,03) = 1020,9kg Lượng nước trong dịch trước khi lọc là: 1020,9 – 142,8 = 878,1kg Lượng nước trong dịch sau khi đun hoa ( dịch đường 12oS) là: 1190,2 x (1-0,12) = 1047,4 kg Khi nấu hoa lượng nước bay hơi 10% nên lượng nước cần thiết trong dịch đường trước khi nấu hoa là: 1047,4+ 1047,4 x 0,1 = 1152,14kg Lượng nước rửa bã là: Ta có V nước rửa bã= V nước trong bã+ V nước trong dịch đun hoa -V nước trước lọc Vậy lượng nước rửa bã là: 153,17 + 1152,14 – 878,1 = 427,21kg Tổng lượng nước cho vào hai nồi nấu và đường hoá là: 434,63 + 491,4 = 875,9kg 5. Lượng men giống - Lượng men giống nuôi cấy tiếp vào trước khi lên men chính (10% so với lượng dịch đưa vào lên men) là. 1101,6 x 0,1 = 110,17 lít - Lượng men sữa tiếp vào trước khi lên men chính (1% so với lượng dịch đưa vào lên men) là 1101,66 x 0,01 = 11 lít 6. Tính các nguyên liệu khác - Lượng hoa Hoabloa (2g/1bia) 2 x 1000 = 2000g = 2Kg Lượng chế phẩm Enzim, ta sử dụng Termanul 120l tỷ lệ 0,1% so với số lượng nguyên liệu thay thế. 70,27 x 0,001 = 70,27g 7. Các sản phẩm phụ - Bã hoa: Lượng chất không hoà tan trong hoa là 60% , bã hoa có độ ẩm 85%, lượng bã hoa sẽ là: - Lượng sữa men thu hồi Thực tế cứ 1000l dịch đường đưa vào lên men thì thu được 15,3l sữa men có độ ẩm 85%. Vậy lượng men sạch thu được 1101,66 x 15,3.10-3 = 16,851 - Lượng CO2 Theo phương trình lên men: C12H22O11 + 4H2O = 4C2H5OH + 4 CO2 Như vậy cứ 342g maltoza tạo thành 176g CO2 và coi toàn bộ lượng đường lên men là maltoza Ta có lượng dịch trước lên men (dịch 12oS có d = 1,048) là 1101,66 x 1,048 x 0,12 = 138,5 Kg Coi hiệu suất lên men là 55% thì lượng CO2 thu được là 138,5 x 0,55 x Lượng CO2 hoà tan trong bia là 2g CO2 (lít) 1046,6 x 2 = 2093,2g =2,1Kg Lượng CO2 thoát ra là 39-2,1 = 36,9 Kg ở 20oC và 1 at thì 1m3 CO2 nặng 1,832 Kg Vậy thể tích CO2 bay ra là m3 Hiệu suất thu hồi CO2 là 60% nên thể tích CO2 theo được là 20 x 0,6 = 12m3 Lượng CO2 cần bão hoà thêm để đạt 3,5g/l bia sau bão hoà là 3,5 x 1030,93 – 1046,6 x 2 = 1515,1g = 1,52 Kg Thể tích CO2 cần bão hoà thêm (ở 20oC) là m3 III. Tính nguyên liệu phụ dùng cho sản xuất - Bột trợ lọc: dung diatomit với tỷ lệ 0,07Kg/100l hoa - Lượng oxy: cần dùng sung O2/lít dịch đường. Lượng O2 cần là: 1164,95 x 8 = 9319mg O2 Vậy lượng không khí vô trùng cần thiết là 9319 x mg kỹ thuật = 46,6Kg Kế hoạch sản xuất Nhà máy được thiết kế với năng suất 10Tr l/năm. Sản xuất 50% bia hơi. Mỗi năm chia làm 4 quý, mỗi quý nhà máy chỉ hoạt động 75 ngày ( quý II, III). Tuỳ theo điều kiện cụ thể ta có thể giảm hoặc tăng số ngày sản xuất , còn lại là thời gian sửa chữa bảo dưỡng thiết bị máy móc. Kế hoạch sản xuất được chia cho các quý như sau Quý I II II IV Năng suất 1quý (l) 2.106 3.106 3.106 2.106 Năng suất 1 ngày (l) 26.000 40.000 40.000 26.000 Số mẻ /ngày 3 4 4 3 Năng suất mẻ (l) 8666 10.000 10.000 8.666 Bảng tóm tắt cân bằng sản phẩm bia hơi Hạng mục Đơn vị Cho 1 mẻ1000 l Cho 1 năm 10.000 l Nguyên liệu chính Malt Gạo Kg Kg 110,6 59,5 1106 595 Các nguyên liệu khác Chế phẩm Enym Hoa Hublon Men giống nuôi cấy Men sữa g Kg l l 59,5 2 107,35 10,35 595 20 1073,5 103,5 Sản phẩm trung gian Dịch nóng Dịch lạnh Bia non Bia đã lọc l l l l 1152,8 1073,5 1030,6 1020,3 11528 10735 10306 10203 Bia thành phẩm l 1000 10000 Sản phẩm phụ phế liệu Bã malt và gạo Bã hoa Sữa men CO2 thu được CO2 bổ sung Kg Kg l m3 m3 161,8 8 16,4 10,1 0,82 1618 80 164 101 8,2 Lượng nước công nghệ Nước dùng cho nấu Nước rửa bã l l 846 466,2 8460 4662  Bảng tóm tắt cân bằng sản phẩm bia chai (120S) Hạng mục Đơn vị Cho 1000 l bia Cho 1 mẻ 10000 l Nguyên liệu chính Malt Gạo Kg Kg Kg 130,5 70,27 1305 702,7 Các nguyên liệu khác Chế phẩm Enym Hoa Hublon Men giống nuôi cấy Men sữa g Kg l l 70,27 2 110,2 11,0 702,7 20 1102 110 Sản phẩm trung gian Dịch nóng Dịch lạnh Bia non Bia đã lọc l l l l 1183,1 1101,7 1046,6 1036,1 11831 11017 10466 10361 Bia thành phẩm l 1000 10000 Sản phẩm phụ phế liệu Bã malt và gạo Bã hoa Sữa men CO2 thu hôi CO2 bổ sung Kg Kg l m3 m3 191 8 16,85 12 0,83 1914 80 168,5 120 8,3 Lượng nước công nghệ Nước dùng cho nấu Nước rửa bã l l 875,9 427,2 8759 4272 Phần V. Tính và chọn thiết bị Nhà máy sản xuất cả bia hơi và bia chai nhưng sản xuất bia chai cần lượng nguyên liệu nhiều hơn nên ta tính toán dựa trên CBSP bia chai và tháng có sản lượng bia cao nhất, I.Thiết bị trong khâu chuẩn bị nguyên liệu 1,Định lượng nguyên liệu Nguyên liệu được cấu tạo theo từng mẻ, thời gian cân 1 mẻ là 30 phút: Chọn cân Hải Phòng có mã cân lớn nhất là 500 kg, sai số -Sai số cho phép ±05. -Kích thước: 1.200x1000x1400 2, Máy nghiền malt 1 ngày là 5220 kg Lượng malt sử dụng trong thời gian nghiền trong 1h là 1350. Do hệ số sử dụng mỗi máy là 0,7 nên năng suất của máy cần Ta chọn máy nghiền malt có thông số sau: Năng suất: 2000kg/h Đường kính trục: 250mm Chiều dài trục: 800mm Số đôi trục: Kích thước máy 1800 x 1600 x 2000mm Máy nghiền gạo: Lượng gạo cần nghiền 1 ngày là: 2810,8. Một ngày nghiền 2 ca mỗi ca 2h Vậy lượng gạo cần nghiền là: Ta chọn 1 máy nghiền búa M - 03 của Mkg có các thông số: -Năng suất: 1000kg/h -Buồng nghiền: 350x1200 -Số búa: 72 -Kích thước máy: 1500 x 1800 x 1200 (mm) 4.Thiết bị vận chuyển Nguyên liệu cần vận chuyển là bột malt và bột gạo có kích thước nhỏ nên ta chọ thiết bị vận chuyển là gầu tải. Năng suất gần tải phụ thuộc vào lượng malt sử dụng trong 1 ngày. Lượng malt và gạo cần chuyển trong 1 ngày là: ( 1305 + 702,7) x 4 = 8.030,8kg Giả thiết mỗi ngày gầu tải hoạt động 3 giờ hiệu suất thực hiện của gầu là 70%. Vậy năng suất thực của gầu tải là: /h Ta chọn gầu tải có công suất : 4500kg/h Kích thước rông: 500mm Cao 2000á4000mm Vận tốc kéo 1,2 á 1,4m/s Công suất động cơ: 0,8Kw II/ Thiết bị trong khâu đường hoá nguyên liệu 1.Nồi hồ hoá Ta có tổng khối dịch trong nồi hồ hoá là 461,3kg Khối lượng riêng của dịch bột là 1,08kg/l Vậy thể tích hỗn hợp là: Hệ số sử dụng của nồi là 75%. Vậy thể tích của nồi là: Dựa vào thể tích thực của nồi, ta chọn nồi hồ hoá là thiết bị 2 vỏ thân hình trụ, đường kính D chiều cao là h1,h2. Thùng được chế tạo bằng thép không gỉ. chọn H = 0,6D (chiều cao phần trụ) chọn h1 = 0,2D (chiều cao phần đáy) chọn h2 = 0,15D (chiều cao phần đỉnh) Chọn nồi cháo có D = 2200, H = 1320mm, h1= 440mm, h2= 330mm Phần vỏ có độ dày 100mm. Vậy D ngoài = 2200 + 100 x 2 = 2400mm chọn cách khuấy có đường kính 2000mm Tốc độ khuấy: 30c/phút Bề mặt truyền nhiệt phải đảm bảo tỷ giữa diện tích bề mặt truyền nhiệt trên một dơ vị thể tích dịch là 0,5m3.1m3 Vậy bề mặt truyền nhiệt là F = 0,5 x 4,27 = 2,14m2 2. Nồi đường hoá. Ta có tổng khối dịch trong nồi đường hoá là 10.525kg thể tích khối dịch là: Hệ số sử dụng của nồi là 0,8 thể tích nồi là: Dựa vào thể tích thực của nồi ta chọn nồi đường hoá là thiết bị 2 cơ được chế tạo bằng thép không gỉ, thân hình trụ có đường kính là D, chiều cạnh đáy và đỉnh chỏm cầu có chiều cao là h1, h2. chọn H = 0,6D, h1 = 0,2D , h2 = 0,15D Tương tự như nồi hồ hoá ta được H = 1680mm, h1 = 560mm, h2 = 420mm Dn = 2800+ 200=3000mm Chọn cách khuấy có d= 26000mm Tốc độ khuấy: 30c/phút F = 9,745 x 0,5 = 4,9m2 3. Thùng lọc Khi lọc thì từ 1kg nguyên liệu cho từ 1,6 á 1,8 lít bã Vậy lượng bã lọc sẽ là ( 1305 + 702,7) x 0,995 x 1,8 = 3595,8l =3,6 m3 Để quá trình lọc được tốt thì chiều cao lớp bã khoản 0,4 á 0,6m ( ta chọn 0,45m) Diện tích thùng lọc sẽ là Theo CT: Lượng dịch sau khi đường hoá là 10,209kg. Hệ số sử dụng nồi là 0,7. Vậy thể tích thùng lọc là Chiều cao của thùng là Chọn thiết bị có thân hình trụ, náp dạng cân đáy phẳng có lắp hệ thống gạt bã truyền động từ phía dưới có lớp bảo ôn dầy 100mm. Đặc tính kỹ thuật của thùng. Dn= 3400 mm, H = 1830mm Chiều cao phần đỉnh h2 = 0,15D = 480mm 4. Nồi hoá Theo phần tính cân bằng sản phẩm thể tích dịch trước đun hoa là 11357l hệ số để đầy nồi là 705. Vậy thể tích nồi là Dựa vào thể tích thực của nồi ta chọn nồi nấu hoa là thiết bị hai vỏ, thân hình trụ, đường kính D, chiều cao H, đáy và nắp hình chỏm cầu có chiều cao h1, h2. Thùng được chế tạo bằng thép không gỉ bên trong có nắp cánh khuấy Ta chọn H = D ( chiều cao phần trụ) Ta chọn h1 = 0,2D ( chiều cao phần đáy) Ta chọn h2 = 0,15D ( chiều cao phần đỉnh) Thể tích nồi được xác định theo công thức Nồi nấu hoa có kích thứơc: Da= 2600+2x100 = 2800mm H = 2650 mm, h1 = 520mm, h2 = 390mm F = 0,5 x11,3 = 5,68m2 Chọn cách khuấy có đường kính 2.400mm tốc độ 30c/ phút 5.Thiết bị đun nước nóng Sau mỗi mẻ nấu ta cần vệ sinh bằng nước nóng, mỗi nồi cần 200l, 4 nồi cần 800l Lượng nước dùng trong rửa bã là 4662l ( bia hơi) Lượng nước cần cho phân xưởng nấu là 4662+800=5462l Hệ số sử dụng của nồi 0,8 nên ta chọn thùng có thể tích Dựa vào thể tích thực của nồi ta chọn nồi là thiết bị 2 vỏ, thân hình trụ, đường kính D, chiều cao H, đáy và nắp chỏm cầu có chiều cao h1, h2 thùng được chế tạo bằng thép không gỉ. Chọn H = 1,2D, h1 = 0,2D , h2= 0,15 D Tương tự như nồi đun hoa ta được: V = 1,033. D3 = 6,9 m3 suy ra D = 1,9m Vậy nồi đun nước nóng có kích thứoc sau D = 1900mm, H = 2280mm, h1 380mm, h2 = 280mm F = 0,5 x 5,46 = 2,8m2 6, Thùng lắng xoáy Thùng lắng xoáy trong thực tế là1 khối hình trụ rống với độ dốc đáy nhỏ ( khoảng 2%). Thùng có đáy bằng, đỉnh nón, đường kính D, chiều cao H = 1,2 D, chiều cao đỉnh h = 0,15D, được làm bằng inox. Đường bơm dịch vào nằm ở độ cao 1/4 chiều cao khối dịch kể từ đáy để đảm bảo dòng xoáy tối ưu. Lượng dịch đi vào thùng lắng xoáy là 11831l Hệ số sử dụng của thùng lắng xoáy là 70% Vậy thể tích thùng là Thể tích của thùng được tính theo công thức Ta tính được D = 358m Chọn nồi thùng lắng có thông số sau: D= 2600mm, h= 3900mm, H = 3120m 7.Thiết bị lạnh nhanh Dịch đường được làm lạnh nhanh bằng máy lạnh trao đổi nhiệt kiểu tấm bản, vật liệu chế tạo thường là các tấm thép lợp kim Cr- Ni mỏng xép lại với nhau mà giữa chúng là dịch đường và tác nhân lanh đi xen kẽ nhau. Lượng dịch đường đưa đi lạnh nhanh là 11130l Thời gian làm lạnh là 1h, hiệu suất thiết ibị là 85%. Vậy năng suất của máy lạnh nhanh là: Chọn máy lạnh 2 cấp có năng suất 15.000l/h Kích thức máy 2500 x 700 x 1500 ( mm) III. Thiết bị trong phân xưởng lên men 1.Chọn thiết bị lên men chính Chọn thùng lên men hình trụ, đáy cân, bên ngoài có khoang lạnh để điều chỉnh nhiệt độ, thiết bị làm bằng thépk0 gỉ có trang bị hệ thống sục khí, van nhiệt kế, kính quan sát chọn thùng lên men có thể chứa đủ 4 mẻ. Dung tích dịch đường 4 mẻ náu là 11070 x 4 = 44280 Gọi Vn: Là thể tích của thùng lên men D: đường kính trong của thiết bị H: Chiều cao phần trụ chứa dịch ( H=1,5D) h1: Chiều cao phần nón h2: Chiều cao phần trụ không chứa dịch h3: Chiều cao phần nắp không chứa dịch( chọn h3 = 0,15D) X: Góc đáy cân ( chọn a = 600) ị 44,3 = 1,4D3 ị D = 3,2m = 3200mm H = 1,5D = 4800mm, h1= 0,866D = 2800mm Ngoài ta phần đỉnh thiết bị có V trống = 25% Vd ị V trống = 0,25 x 44,3 = 1107 m3 Chiều cao phần trụ không chứa dịch: = 1,38m Chiều cao phần nắp h3 = 0,15 x 3200 = 480mm Vậy chiều cao thùng lên men: Ht= H + h1 + h2 + h3=4800+2800+1380+480 = 9460mm Chiều dày thùng là 5mm Chiều lớp bảo ôn dày 100mm Khoảng cách từ đáy thiết bị đến sàn nhà chọn bằng 800mm Vậy chiều cao toàn bộ thiết bị là H = 9460 + 800 = 10260 mm Tính số thùng lên men Số ngày lên men chính là: 5 ngày Số ngày lên men phụ là: 10 ngày Một ngày để nghỉ sửa chữa và vệ sinh Vậy tổng thời gian lên men lvà vệ sinh thùng là 16 ngày trong số tank lên men là số tank dùng trong 1 ngày x số ngày làm việc 1 tank = 16 tank Chọn thiết bị gây men giống Nguyên tắc chọn: Thể tích hữu ích của thùng gây giống cấp 2 bằng 1/10 thể tích dịch lên ,em của một thùng lên men chính thể tích hqũ ích của thùng gây men giống cấp 1 bằng 1/5 thể tích hữu ích của thùng gây men giống cấp 2 Chọn thùng hình trụ, đáy cầu, đỉnh cần, làm bằng thép không gỉ có trang bị hệ thống sục khí, van, nhiệt kế, kính quan sát 2.1.Thùng lên men cấp 2 Gọi V2 thể tích hữu ích thùng kên men cấp 2: Gọi D là điều kiện trong củ thiết bị H chiều cao phần trụ ( chọn H = 1,5D) h1 chiều cao phần đỉnh ( chọn h1 = 0,15D) h2 chiều cao phần đáy ( chọn h2 = 0,15D) Bỏ qua phần thể tích đáy ta có thể tích của thùng được xác định theo công thức: h1= h2 = 240mm Khoảng cách từ đáy thiết bị đến sàn nhà chọn bằng 800mm Vậy chiều cao thiết bị nhân giống cấp 2 là: H = 2400+240x2+800=3680mm Số lượng thùng: 1 2.2.Thiết bị gây men giống cấp 1 Tương tự như thiết bị nhân giống cấp 2 ta có: V1 = 1,178. D3 ịD = 0,9mm ịH = 1350mm, h1= h2 = 135mm Tổng chiều cao thiết bị H = 1350 + 135 x 2 + 800 = 2420mm Số lượng thiết bị: 1 3.Thiết bị rửa sữa men Theo Phần tính cân bằng sản phẩm lượng men sữa tiếp vào khi lên men chính là: 11,02 x 4 = 44,1lít Nước rửa sữa men phải có thể tích gấp 2 lần thể tích mưn sữa cần rửa bằng 44,1 x 2 = 88,2 lít Chọn 2 thùng có hệ số sử dụng là 0,8. Vậy thể tích thùng cần Chọn thùng có cấu tạo hình trụ, chiều cao H = 1,2 D, có đáy đỉnh cầu h= 0,15D toàn chế tạo bằng thép không gỉ H = 1,14m h1=h2=0,14m 4.Máy lọc bia Lượng bia lọc 1 ngày: 10630 x4 = 12520 lít Mỗi ngày lọc 2 ca, mỗi ca 3h, hệ số sử dụng 0,7 Do vậy năng suất 12m3/h có các thông số sau: Kích thước bản: 800 x800 ( mm) Số khung bản: 80 Bề mặt lọc: 50m2 Kích thứoc máy 4500 x 1450 x 1350 mm 5. Thiết bị tàng trữ và bão hoà CO2 Thiết bị bão hoà CO2 là thung hình trụ có đáy và nắp hình chỏm cầu, làm bằng thép không gỉ, có thể chịu được áp suất cao ( >6at) bên ngoài có bố trí áp kế ống thủng. Tính toán thiết bị bị dựa vào lượng bia cầu chứa trong 1 ngày. ở đây chọn số lượng là 6 thùng. Vậy mỗi thùng cần chứa: 6980 lít Hệ số đổ đầy của thiết bị là 0,85. Do vậy thể tích thực của thùng là: chọn H = 1,2D h1=h2 = 0,15 Chiều cao từ đáy thiết bị xuống sang là 500mm. Do vậy tổng chiều cao thiết bị là: 2460+600+500= 3560mm IV.Thiết bị phân xưởng hoàn thiện 1.Máy rửa bock: Số lượng bock cần rửa 1 ngày là 800 chiếc Máy rửa bock mỗi ngày làm việc 2 ca, mỗi ca 4h, hệ số sử dụng của máy là 70%. Năng suất của máy rửa bock phải đặt Ta chọn máy rửa bock có đặc tính sau: - Năng suất: 150 bọk/h -Nhiệt độ nước nóng: 50 á550C - áp lực nước nóng: 0,4 at - áp lực nước nguội: 0,4 at -Lưu lượng nước nóng: 6m3/h -Lưu lượng nước nguội: 2m3/h -Kích thước máy: 1500 x 22000 x 2100 2. Máy chiết bock Lượng bia chiết trong một ngà: 4 x 10420l = 41650l -Bia được chiết vào chai có dung tích 0,5 k Số chai cần chiết 1 ngày: 80000 chai Máy chiết chai mỗi ngày làm 2 ca, mỗi ca làm 5 h, hệ số sử dụng máy 75%. Vậy năng suất máy chiết cần: Chọn máy chiết chai có đặc tính sau: -Năng suất 12000 chai/h -Số vòi chiết:36 vòi -Lượng không khí 45m3 -áp suất thùng chứa 0,5I 1,2kg.m3 -áp suất trong xi lanh 2I 2,5kg.m3 Công suất động cơ: 2kw - Trong lượng máy: 500kg Kích thước máy: 1800 x2000 x2200 ( mm) 4.Máy rửa chai Dựa trên cơ sở của máy chiết chai ta chọn rửa chai có đạc tính sau -Năng suất: 12000chai/h -Dung tích chai: 0,5l -Chu kỳ 1 vòng: 13phút - Chu kỳ nghỉ: 3 phút -Dung tích bể chứa kiềm: 8m3 -Điều kiện van rối kiềm: 35mm -Số lượng bơm:2 chiếc -Công suất bơm: 10 m3/h -Công suất động cơ: 7kw -Kích thước máy: 6500 x 3440 x 2800(mm) 5.Máy dập nút Năng suất của máy dập nút phụ thuộc vào năng suất của máy chiết chai. Ta chọn máy dập nút theo đặc tính của máy chiết chai -Năng suất: 12000 nút/h -Số ống đóng cùng 1 lúc: 10 ống -áp suất không khí: 2,5 at -Kích thước máy: 2000 x1000 x 2500 ( mm) -Công suất máy: 2,5 kw 6.Máy thanh trùng Ta chọn máy thành trung theo máy chiết chai - Năng suất: 12000 chai/h -Dung tích chai:0,5l -Thể tích bể chứa nước 750C: 3m3 -Thể tích bể chứa nước 650C: 3m3 -Thể tích bể chứa nước 350C: 35m3 7. Máy dãn nhãn Ta chọn máy dán nhãn theo máy chiết chai: - Năng suất: 12000 chai/h -Số vòng quay: 15c/phút -Tốc độ bé nhất của băng truyền: 0,28 m/s -Công suất mô tơ: 0,8 kw -Kích thước msyd: 8560 x 700 x 1500 (mm) 8. Máy bơm Dùng bơm lượng tâm có đặc tính - Năng suất: 10á25m3/h -Đường kính ống hút, đẩy: 40mm - Công suất: 39km/h -áp lực đáy: 5kg/m3 -Số lượng bơm cần dùng: phân xưởng nấu: 4 chiếc Phân xưởng lên men: 5 chiếc Phân xưởng hoàn thiện: 4 chiếc V. Hệ thống CIP Bộ phận CIP gồm 4 thùng Thùng 1: chứa nước nóng Thùng 2: chứa NAOH Thùng 3: chứa nước javen Thùng 4: chứa HNo3 Thể tích mỗi thùng là 3 m3,hệ số đổ đầy là 85% Vậy cấu tạo thiết bị gồm: thân hình trụ, đáy và nắp chỏm cầu, có nắp các van ra, vào ống thuye. chọn H= D: chiều cao phần trụ h1 = 0,15 D: chiều cao phần đáy h2 = 0,15 D: chiều cao phần đỉnh Bảng tổng hợp thiết bị STT Tên thiết bị SL Kích thước (mm) Năng suất 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Cân Gầu tải Máy nghiền malt Máy nghiền gạo Nồi hồ hoá Nồi đường hoá Nồi lọc Nồi đun hoa Nồi nước nóng Thùng lắng xoáy Máy lạnh nhanh Thùng lên men Thùng gây men cấp1 Thùng gây men cấp2 Máy lọc bia Thùng rửa sữa men Bão hoà CO2 Máy rửa bock Máy chiết bock Máy chiết chai Máy rửa chai Máy dập nút Máy thanh trùng Mãy dãn nhãn Bơm Thùng CIP 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 16 1 1 1 2 6 1 1 1 1 1 1 1 13 4 1200 x 1000 x 1400 2000 x 1500 x 2500 1100 x 2000 x 3800 1100 x 1100 x 1100 D = 2300, H = 2190 D = 3000, H = 2850 D = 3400, H = 2650 D = 2650, H = 3570 D = 2100, H = 2660 D = 2600, H = 3510 2500 x 700 x 1500 D = 3400, H = 9460 D = 900, H = 1620 D = 1600, H = 2880 4500x 1450 x 1350 D = 950, H = 1260 D = 2050, H = 3560 1500 x 2200 x 2100 4150 x 1600 x 3850 1800 x 2000 x 2200 6500 x 3440 x 2800 2000 x 1000 x 2500 6500 x 2500 x 2200 8560 x 700 x 1500 D = 1500; H = 1840 4500kg/h 2000kg/h 1000kg/h 6m3 12,1m3 14,6m3 16,3m3 6,9m3 17m3 13m3/h 55,3m3 0,9m3 4,431m3 12m3/h 0,83m3 8,2m3 143c/h 6m3/h 12000c/h 12000c/h 12000c/h 12000c/h 3,35 m3 Phần VI. Tính điện hơi nước A. Tính hơi cho nhà máy Hơi cho nhà máy được dùng cho các nồi sau: Hồ hoá, đường hoá, nấu hoa, nước nóng I. Nhiệt lượng cho nấu 1. Lượng nhiệt cung cấp cho nồi hồ hoá. Nhà máy dùng hơi đốt bão hoà có P = 2,5kg/m2, nhiệt độ 138,20C khối lượng dịch cháo trong nồi hồ hoá là 4613kg. Độ ẩm của khối dịch cháo là Tỷ nhiệt của hỗn hợp cháo là: Ch: tỷ nhiệt của hỗn hợp Kcal/kgoC C1 = 0,34 Kcal/kgoC C2 = 1 Kcal/kgoC Khi nấu thì nhiệt