Đề tài Thiết kế nhà máy sản xuất rượu vang nho công suất 2 triệu lít/năm

cỏc thành phần: đường, axit, K2S2O5, (NH4)2HPO4, cỏc chất kớch thớch sinh trưởng B1, B6.. vào dịch trước khi thanh trựng và tiến hành lờn men. Đối với dịch nho cần bổ sung lượng đường saccaroza vào trong dịch nho trước khi lờn men ( lượng đường cần lờn men 220 g/l hay 22 % ). Giả sử d dịch nho = 1,12 kg/l V dịch sau khi pha loóng Vdịch sau = 702,3 + 175,6 = 877,9 (lit) Khối lượng dịch sau khi pha loóng m dịch sau = 877,9 x 1,12 = 983,25 (kg) Vậy lượng đường cần bổ sung vào dịch nho 86,44 + x1 = 216,31 + 0,22.x1 X1 = (kg) Lượng axit cần bổ sung vào dịch nho sau khi đó pha loóng ( lượng axit tớnh theo axit tartaric ) cần bổ sung vào dịch sao cho đạt được 6 – 8 (g/l). Chọn lượng axit 7 g/l (~ 7 %) Gọi x2 là lượng axit cần bổ sung 7,2 + X2 = 68,83 + 0,07.X2 X2 = (kg) Bổ sung K2S2O5, theo tài liệu chỳng ta đó biết cứ 2 g K2S2O5 sinh ra 1 g SO2 mà lượng SO2 cần bổ sung là 200 mg/l Vậy lượng SO2 cần bổ sung vào dịch m SO2 = 0,2 x 877,9 = 175,6 (g) Lượng K2S2O5 cần bổ sung vào dịch nho M(K2S2O5) = 175,6 x 2 = 350 (g) = 0,35 (kg) Lượng (NH4)2HPO4 cần bổ sung (lượng thường dựng 0,1 – 0,3 g/l dịch hốm), chọn lượng cho vào dịch 0,2 g/l. m (NH4)2HPO4 = 877,9 x 0,2 = 175,6 (g) = 0,176 (kg) Bổ sung cỏc chất sinh trưởng B1, B6.. Lượng bổ sung cho vào dịch 0,2 – 1 mg/l (chọn lượng cho vào dịch là 0,4 mg/l). M B1, B6 = 0,4 x 2 x 877,9 = 0,702 (g) = 0,7.10-3 (kg) 1.5. Thanh trựng Hao hụt thanh trựng 0,2 % Lượng dịch hao hụt: V hao hụt = 0,2% x 877,9 = 1,76 (lit) Lượng dịch cũn: V cũn = 877,9 – 1,76 = 860,34 (lit) 1.6. Lờn men chớnh Lượng men giống cho vào dịch lờn men chiếm 8 – 10 % so với dịch lờn men (chọn V dịch men bổ sung bằng 9 % ). Lượng dịch men giống cần bổ sung V dịch men = 860,34 x 9% = 77,43 (lit) Vậy tổng thể tớch khối dịch lờn men là V dịch tổng = 860,34 + 77,43 = 937,77 (lit) Lượng rượu tạo thành Tổng lượng đường cú trong dịch lờn men m đường = 86,44 + 166,55 = 252,99 (kg) Tổn thất đường do nấm men sử dụng để tăng sinh khối (tổn thất 5 % ) m đường tổn thất = 252,99 x 5% = 12,65 (kg) Lượng đường cũn lại m đường cũn = 252,99 – 12,65 = 240,34 (kg) Hiệu suất chuyển hoỏ đường thành rượu 95 %, cũn 5 % đường bị chuyển hoỏ thành cỏc sản phẩm phụ và một lượng nhỏ nằm trong vang. Vậy lượng đường thực tế chuyển thành rượu là: m đường đ rượu = 240,34 – 240,34 x 5% = 228,32 (kg) Phương trỡnh cơ bản chuyển hoỏ đường thành rượu C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 180 92 88 228,32 a b Lượng rượu tạo thành a = (kg) Lượng CO2 thoỏt ra ( tạo thành ) b = (kg) Khối lượng riờng của rượu d = 0,8 (kg/l) Vrượu = (lit) V rượu vang non tạo thành Giả sử d đường = 1,5 (kg/l) V vang non = 937,77 + 148,38 – = 919,5 (lit) 1.7. Tỏch bó và ộp thu dịch Sau khi lờn men cả dịch nho lẫn vỏ nho nhằm chiết suất cỏc chất màu và tanin khoảng 6 – 10 ngày thỡ chỳng ta tiến hành tỏch bó. Ban đầu để dịch nho tự chảy và để riờng dịch này, sau đú mới tiến hành ộp để loại bỏ bó. Nước nho sau khi ộp chứa nhiều tanin do đú cần phối trộn hợp lý với dịch đầu, thỡ chỳng ta sẽ được dịch vang non cú cỏc thành phần thớch hợp trước khi tiến hành lờn men phụ. Lượng bó nho thường chiếm 15 – 30 % so với nho ban đầu, chọn lượng bó chiếm 20 %. Vậy tổng lượng bó được tỏch ra từ 100 kg nho là: X7 = 1000 x 20% = 200 (kg) 1.8. Lắng trong và tỏch cặn Hao hụt 2 % chủ yếu là tỏch cặn nấm men và xỏc quả được lắng xuống đỏy sau khi kết thỳc quỏ trỡnh lờn men chớnh Lượng vang non hao hụt V hao = 919,5 x 2% = 18,39 (lit) Lượng vang non cũn lại V cũn = 919,5 – 18,39 = 901,11 (lit) 1.9. Lờn men phụ Vi khuẩn leuconostoc oenos chuyển hoỏ axit malic thành axit lactic và CO2. Đồng thời vi khuẩn này cũng dựng một lượng cơ chất cú trong vang non để sinh trưởng và phỏt triển. Hao hụt trong quỏ trỡnh lờn men phụ chiếm 2 % Lượng vang hao hụt V hao = 901,11 x 2% = 18,02 (lit) Lượng vang cũn lại V cũn = 901,11 – 18,02 = 883,09 (lit) 1.10. Tàng trữ và tỏch cặn lần 2 Coi hao hụt 1 % Lượng rượu vang hao hụt V hao = 883,09 x 1% = 8,83 (lit) Lượng rượu vang cũn lại V cũn = 883,09 – 8,83 = 874,26 (lit) 1.11. Dựng chất trợ lọc và lọc trong rượu vang Hao hụt 1 % Lượng rượu vang hao hụt V hao = 874,25 x 1% = 8,74 (lit) Lượng rượu vang cũn lại V cũn = 874,25 – 8,74 = 865,52 (lit) 1.12. Chiết chai, chiết box và thanh trựng lần cuối Coi hao hụt 1 % Lượng rượu vang hao hụt V hao = 865,52 x 1% = 8,65 (lit) Lượng rượu vang cũn lại V cũn = 865,52 – 8,65 = 856,87 (lit) 1.13. Chất trợ lắng Bentonit cần dựng Bổ sung bentonit 2,0 g/l vào dịch nho trước khi lờn men và bổ sung hàm lượng 1,5 g/l vào vang non ngay sau khi kết thỳc lờn men chớnh. Vậy tổng lượng bentonit bổ sung là: 877,9 x 2,0 + 1,5 x 919,5 = 3135,05 (g) = 3,14 (kg) 1.14. Enzym pectin cần bổ sung Bổ sung enzym pectin hàm lượng 0,2 g/l vào dịch nho trước khi lờn men và bổ sung hàm lượng 0,1 g/l vào vang non ngay sau khi kết thỳc lờn men chớnh. Vậy tổng lượng enzym pectin cần bổ sung là: 0,2 x 877,9 + 0,1 x 919,5 = 267,53 (g) = 0,268 (kg) Bảng 7: Bảng cõn bằng sản phẩm từ 1000 kg nho Stt Nguyờn liệu Số lượng Đơn vị 1 Nho 1000 kg 2 Đường bổ sung 166,5 kg 3 Axit bổ sung 66,27 kg 4 Nước bổ sung 175,6 lit 5 Lượng K2S2O5 0,35 kg 6 Lượng (NH4)2HPO4 0,176 kg 7 Dịch pha chế 877,9 lit 8 Lượng nấm men bổ sung 77,43 lit 9 Lượng B1, B6 0,7.10-3 kg 10 Lượng rượu tạo thành 148,38 lit 11 Vang non tạo thành 919,5 lit 12 Lượng leuconostoc oenos 82,76 lit 13 Lượng vang thành phẩm 856,87 lit 14 Lượng bó 200 kg 15 Lượng bentonit bổ sung 3,14 kg 16 Lượng enzym pectin cần dựng 0,268 kg 2. Tớnh nguyờn liệu dựng cho cả năm 2.1. Lượng nho dựng cho cả năm Từ bảng số liệu ta cú Cứ 1000 kg nho thỡ sản xuất được 856,87 (lit) vang thành phẩm Vậy X1 kg nho thỡ sản xuất được 2.106 (lit) vang thành phẩm X1 = (kg) = 2334,076 (tấn) 2.2. Lượng đường dựng cho cả năm Cứ 1000 kg nho cần bổ sung 166,5 (kg) đường cho lờn men chớnh Vậy 2334076,35 kg nho cần bổ sung X2 (kg) đường cho lờn men chớnh X2 = (kg) = 388,6237 (tấn) 2.3. Lượng axit cần dựng cho cả năm Cứ 1000 kg nho cần bổ sung 66,27 kg axit tartaric cần cho quỏ trỡnh lờn men Vậy 2334076,35 kg nho cần bổ sung X3 (kg) axit tartaric cho lờn men X3 = (kg) = 154,679 (tấn) 2.4. Lượng K2S2O5 cần dựng cho cả năm Cứ 1000 kg nho cần dựng 0,35 kg K2S2O5 cho quỏ trỡnh sunfit hoỏ Vậy 2334076,35 kg nho cần dựng X4 kg K2S2O5 cho quỏ trỡnh sunfit hoỏ X4 = (kg) 2.5. Lượng (NH4)2HPO4 cần dựng cho cả năm Cứ 1000 kg nho cần dựng 0,167 kg (NH4)2HPO4 để bổ sung cho dịch lờn men Vậy Vậy 2334076,35 kg nho cần dựng X5 (NH4)2HPO4 để bổ sung cho dịch lờn men X5 = (kg) 2.6. Lượng B1 và B6 cần dựng cho cả năm Cứ 1000 kg nho cần dựng 0,7.10-3 kg B1 và B6 để bổ sung cho dịch lờn men Vậy 2334076,35 kg nho cần dựng X6 kg B1 và B6 để bổ sung cho dịch lờn men X6 = (kg) 2.7. Lượng bentonit cần dựng cho cả năm Cứ 1000 kg nho cần dựng 3,14 (kg) bentonit cho quỏ trỡnh trợ lắng Vậy 2334076,35 kg nho cần dựng X7 kg bentonit cho quỏ trỡnh trợ lắng X7 = (kg) 2.8. Lượng enzym pectin cần dựng cho cả năm Cứ 1000 kg nho cần dựng 0,268 kg enzym pectin cho quỏ trỡnh xử lý Vậy 2334076,35 kg nho cần dựng X8 kg enzym pectin cho quỏ trỡnh xử lý X8 = (kg) 2.9. Lượng nấm men cần dựng cả năm Cứ 1000 kg nho cần dựng 77,43 lit bổ sung vào dịch lờn men Vậy 2334076,35 kg nho cần dựng X9 lit dịch bổ sung vào dịch lờn men X9 = (m3) Theo dạng chế phẩm khụ thỡ cứ 1 lớt ta bổ sung 4 (g) Vậy 180,73 m3 ta cần dựng Y9 (g) chế phẩm khụ Y9 = (g) = 722,92 (kg) 2.10. Lượng leuconostoc oenos cần dựng cả năm Cứ 1000 kg nho cần dựng 82,76 lit bổ sung vào vang non Vậy 2334076,35 kg nho cần dựng X10 lit dịch bổ sung vào vang non X10 = (m3) Theo dạng lạnh đụng cứ 1 lit bổ sung 4 g Vậy 193,17 m3 ta cần dựng y10 (g) Y10 = (g) = 772,68 (kg) 3. Tớnh vật liệu phụ dựng cho cả năm 3.1. Lượng chai dựng cho cả năm Dựng chai cỡ 0,75 lit màu xanh hoặc màu nõu Cứ 1 chai chứa 0,75 lit vang vậy X1 chai chứa 2.106 lit vang X1 = (chai) Coi hao hụt chai do cọ rửa, va đập, chiết.. là 1 % Lượng chai hao hụt là 2,7.106 x 1% = 2,7.103 (chai) Lượng chai cần mua X = (chai) 3.2. Lượng nỳt chai và màng co cần dựng cho cả năm Mỗi chai cú một bộ nỳt và màng co. Vậy số bộ nỳt và màng co cần dựng cho cả năm là 2727273 (bộ) 3.3. Lượng nhón chai cần dựng cho cả năm Mỗi một chai cú một bộ nhón gồm nhón lớn dỏn ở phớa trước biểu thị sản phẩm, logo cụng ty.., nhón nhỏ phớa sau dựng để ghi chỳ cỏc yếu tố phụ như thành phần, độ cồn, nhà sản xuất.. Vậy số bộ nhón cần dựng cho cả năm là 2727273 (bộ) 3.4. Lượng hồ dỏn dựng cho cả năm Trong sản suất chỳng ta lựa chọn hồ để dỏn nhón chai, mỏc chai. Giả sử 0,5 kg hồ dỏn được 100 chai Vậy X4 kg hồ dón được 2727273 chai X4 = (kg) = 1,364 (tấn) 3.5. Thựng carton dựng cho cả năm Lựa chọn thựng sao cho mỗi thựng chứa được 12 chai Vậy X5 thựng chứa được 2727273 chai X5 = (thựng) 3.6. Lượng băng dớnh cần dựng cho cả năm Sử dụng cuộn băng dớnh cỡ lớn chuyờn dỏn thựng carton Giả sử 1 cuộn băng dớnh dỏn được 50 thựng Vậy X6 cuộn băng dớnh dỏn được 227273 thựng X6 = (cuộn) 3.7. Lượng NaOH và HCl để rửa chai cần dựng cả năm Giả sử 200 g NaOH rắn rửa được 100 chai Vậy X7 g NaOH rắn rửa được 2727273 chai X7 = (kg) Để trung hoà lượng NaOH cú trong chai ta phải dựng dung dịch HCl 10 % Giả sử 200 ml dung dịch HCl 10 % rửa được 100 chai Vậy X8 ml dung dịch HCl 10 % rửa được 227273 chai X8 = (lit) Bảng 8: Số lượng nguyờn liệu và vật liệu phụ dựng cho cả năm Stt Nguyờn liệu Số lượng Đơn vị 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Nho tươi Đường saccaroza Axit tartaric K2S2O5 sunfit hoỏ dịch (NH4)2HPO4 bổ sung nguồn nitơ B1, B6 bổ sung chất tăng trưởng Nấm men Vi khuẩn leuconostoc oenos Chất trợ lắng bentonit Enzym pectin Chai Nỳt và màng co Nhón chai Hồ dỏn Thựng carton Băng dớnh NaOH rửa chai HCl 10% rửa chai 2334076,35 388623,71 154679,24 816,93 389,8 1,63 722,92 772,68 7562,4 625,53 2727273 2727273 2727273 13636,4 227273 4546 5454,55 5454,55 kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg cỏi bộ bộ kg cỏi cuộn lớt lớt 4. Lập kế hoạch sản suất Giả sử một năm nhà mỏy sản suất 300 ngày, những ngày cũn lại là thời gian nghỉ để sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị, mỏy múc và vệ sinh nhà xưởng; ngày nghỉ lễ, tết.. Một năm chia làm 4 quý, mỗi thỏng sản xuất 25 ngày, mỗi ngày sản xuất 4 mẻ ( do mỗi mẻ đi từ khõu chọn lọc cho đến khõu lờn men cần 3 giờ ). Yếu tố quan trọng đúng gúp 60 % vào chất lượng rượu vang đú là nguyờn liệu. Nho tại Ninh Thuận cú 3 vụ thu hoạch chớnh vào cỏc thỏng 3 – 4; 7 – 8 và 12 – 1 ( năm sau ), trong đú thỏng 3 – 4 cho năng suất và chất lượng quả thu hoạch cao nhất. Nờn ta chọn quý I và quý II sản xuất nhiều nhất với 35 % sản lượng, quý III sản xuất 20 % và quý IV sản xuất 10 %. Quý I II III IV Năng suất 35 % 35 % 20 % 10 % Năng suất (lit) 700.000 700.000 400.000 200.000 Số lớt/thỏng 233333,4 233333,4 133333,4 66666,7 Số lớt/ngày 9333,4 9333,4 53333,4 2666,7 Số mẻ/ngày 4 4 3 2 Số lớt/mẻ 2333,4 2333,4 1777,8 1333,4 Bảng túm tắt cõn bằng sản phẩm dựng cho 1 ngày Hạng mục Đơn vị 856,87 lớt vang cần 2333,4 lớt/mẻ cần 9333,4 lớt/ngày cần Nho tươi Đường saccaroza Axit tartaric K2S2O5 sunfit hoỏ dịch kg kg kg kg 1000 166,5 66,27 0,35 2723,2 453,4 180,5 0,95 10892,43 1813,60 721,84 3,18 (NH4)2HPO4 bổ sung B1, B6 bổ sung Nấm men Vi khuẩn leuconostoc oenos kg kg kg kg 0,18 0,7.10-3 0,31 0,33 0,46 2.10-3 0,85 0,90 1,92 7,6.10-3 3,38 3,60 Bentonit Enzym pectin kg kg 3,14 0,27 8,60 0,74 34,2 2,94 Chai Nỳt và màng co Nhón chai Hồ dỏn Thựng carton Băng dớnh NaOH rửa chai HCl rửa chai cỏi bộ bộ kg thựng cỏi lớt lớt 1143 1143 1143 5,80 96,0 12 12 12 3121 3121 3121 15,8 263 32,8 32,8 32,8 12445 12445 12445 63,18 1045,67 130,7 130,7 130,7 Lượng nước bổ sung Lượng bó thải ra lớt kg 175,6 200 479,4 546 1906,18 2178,49 Bảng túm tắt cõn bằng sản phẩm dựng cho từng thỏng, quý và cả năm Hạng mục Đơn vị 233.333,4 lớt/thỏng cần 700.000 lớt/quý cần 2.000.000 lớt/năm cần Nho tươi Đường saccaroza Axit tartaric K2S2O5 sunfit hoỏ dịch kg kg kg kg 272309 45339,5 18046 95,3 816926,7 136018,3 54137,7 285,9 2334076,3 388623,7 154679,2 817 (NH4)2HPO4 bổ sung B1, B6 bổ sung Nấm men Vi khuẩn leuconostoc oenos kg kg kg kg 49,0 0,20 84,5 90,0 147,05 0,57 253,25 269,59 420,1 1,63 723,6 770,25 Bentonit Enzym pectin kg kg 855,1 73,52 2565,15 220,57 7329 630,2 Chai Nỳt và màng co Nhón chai Hồ dỏn Thựng carton Băng dớnh NaOH rửa chai HCl rửa chai cỏi bộ bộ kg thựng cỏi lớt lớt 311250 311250 311250 1580 26142 3268 3268 3268 933748 933748 933748 4738,2 78425 9804 9804 9804 2667850 2667850 2667850 13537,6 224072 28009 28009 28009 Lượng nước bổ sung Lượng bó thải ra lớt kg 478174,5 54461,8 143452,3 163385,3 409863,8 466815,27 Chương 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 1. Tớnh và chọn thiết bị từ khõu thu mua nguyờn liệu → nghiền Sau khi đó phõn tớch về cỏc thành phần đường tổng số, axit tổng, tanin.. thấy đó đạt yờu cầu. Nhà mỏy cử nhõn viờn đi thu mua nho ngay từ sỏng sớm. Mục đớch: vỡ ở thời điểm này nhiệt độ mụi trường khụng khớ thấp, nho trỏnh được sự oxi hoỏ, ớt bị hư hỏng, hương thơm giữ được tốt hơn.. 1.1. Sọt chứa nho Để nho trỏnh bị dập nỏt chỳng ta nờn dựng sọt bằng mõy, tre rộng vành và cú chiều cao thấp để chứa nho. Lựa chọn sọt nho hỡnh chữ nhật cú kớch thước sau: Chiều dài sọt: 600 mm Chiều rộng sọt: 500 mm Chiều cao sọt: 500 mm Mỗi sọt chứa được 60 chựm nho, theo số liệu của tỏc giả Phạm Hữu Nhượng thỡ khối lượng mỗi chựm nho làm rượu vang ở Ninh Thuận giống NH.02 - 04 nặng từ 200 – 250 (g). Như vậy mỗi sọt chứa lượng nho là: m nho/sọt = 0,2 x 60 = 12 (kg) Tiến hành thu mua nho vào sỏng sớm luõn phiờn 2 chuyến và dự phũng số sọt 20 %. Khi đú số sọt thực tế cần là: X sọt = (sọt) 1.2. Băng tải phõn loại Khi nho được chở đến nhà mỏy và được chuyển lờn mỏy vận chuyển băng tải để phõn loại quả, loại bỏ cuống, quả thối, quả hỏng..Trờn thiết bị băng tải chỳng ta bố trớ 6 cụng nhõn đứng đều ở hai bờn để làm nhiệm vụ này. Lựa chọn mỏy vận chuyển băng tải nằm ngang, băng tải được làm bằng sợi gai hay inox cú cỏc thụng số như sau: Chiều rộng băng tải: 500 mm Chiều dài băng tải: 6000 mm Năng suất băng tải: 1 tấn/h Cụng suất của băng tải: 0,32 kW Số lượng cần mua: 2 mỏy vận chuyển băng tải (trong đú cú 1 mỏy dự phũng). 1.3. Cõn nguyờn liệu Lượng nho cần dựng trong 1 ngày là: 10892,43 (kg) Lượng nho cần dựng trong 1 mẻ là: 2723,2 (kg) Lượng đường cần dựng trong 1 ngày là: 1813,6 (kg) Lượng đường cần dựng trong 1 mẻ là: 453,4 (kg) Vậy chọn cõn cú mó cõn 2000 kg ( cú thể dựng cõn quả hoặc cõn điện tử ). Cõn chế phẩm nấm men, chế phẩm vi khuẩn leuconostoc oenos, enzym pectin dựng cõn điện tử cú max = 5 kg. Cõn K2S2O5, (NH4)2HPO4, bentonit.. dựng cõn đĩa cú mó cõn 5 kg. 1.4. Thựng rửa quả 1 m3 quả nho cú khối lượng 800 – 1000 kg (chọn 1000 kg) Bố trớ 4 cụng nhõn rửa quả, quả được đổ vào thựng rửa; sau đú nước bơm tràn thựng, loại bỏ rỏc, cành..rồi vớt nho sang thựng khỏc để rỏo sau đú đưa đi nghiền. Tổng thể tớch thựng chứa cần: V thựng = (m3) Hệ số đổ đầy thựng chọn bằng 0,6 V thực = (m3) Chọn 2 thựng, mỗi thựng cú V thựng = 2,4 m3 Cỏc thụng số của thựng lựa chọn: Chiều dài thựng: 1600 mm Chiều rộng thựng: 1500 mm Chiều cao thựng: 1000 mm Số lượng thựng cần mua là 3 thựng ( 1 thựng dự trữ ) 1.5. Mỏy nghiền Dựng mỏy nghiền cú 2 trục bằng kim loại, phớa dưới 2 trục nghiền này chế tạo một thiết bị sàng rung nhằm mục đớch loại bỏ cuống nho ra khỏi bột nho. Lựa chọn cỏc thụng số của mỏy nghiền Chiều dài mỏy nghiền: 2500 mm Chiều rộng mỏy nghiền: 1000 mm Chiều cao mỏy nghiền: 1500 mm Cụng suất động cơ: P = 6 kW 1.6. Mỏy ộp Chọn mỏy ộp Willmes GmbH của CHLB Đức, đõy là mỏy ộp dựng tỳi khớ để ộp bó nho. Cấu tạo của mỏy là 1 thựng chứa hỡnh trụ đục lỗ, phớa trong cú 1 màng cao su tạo bức tường chắn. Một cỏch định kỳ dịch nho, vỏ, hạt và thịt quả được đổ đầy vào trong thiết bị hỡnh trụ. Màng cao su được bơm đầy với ỏp lực của khối khớ nú sẽ ộp khối nho nghiền, dịch nho chảy xuống và tập trung ở khoang chứa. Duy trỡ lực ộp vài phỳt, sau đú thỏo hơi và quay trục để bó rời ra, tiếp tục bổ sung mẻ khỏc và thao tỏc tuần tự như trờn. Chỳ ý: tốc độ ộp dịch quả nhanh và cao sẽ chiết xuất một lượng lớn thành phần phenolza từ vỏ nho, kết quả tạo rượu vang đắng chỏt. Lựa chọn thụng số của mỏy ộp: Chiều dài của mỏy: 4000 mm Chiều rộng của mỏy: 2500 mm Chiều cao của mỏy: 3600 mm Năng suất của mỏy: 1000 kg/h Cụng suất mỏy: 3 kW 1.7. Thựng pha chế Ta biết 1000 kg nho ộp thu được 877,9 lớt dịch trước khi lờn men Vậy 1 mẻ 2723,2 kg nho thỡ lượng dịch thu được trước khi lờn men là: V dịch = (lớt) Vdịch = 2,39 m3 Chọn hệ số đổ đầy của thựng bằng 0,8 do đú thể tớch của thựng cần V thựng = (m3) V thựng = 3 m3 Chọn thựng thõn trụ, đỏy cụn cú gúc 90o, trong thựng cú cỏc cỏnh khuấy đảo trộn, cỏc cỏnh khuấy này được gắn vào trục giữa và được ỏp sỏt vào đỏy cụn. Chọn cỏc thụng số của thựng: D: là đường kớnh của thựng (mm) H = 0,9.D : là chiều cao của thựng phần trụ (mm) h: chiều cao phần nún cụt (mm) h = .tg 45o= D/2 V thựng được tớnh theo cụng thức như sau: V thựng = V thựng = thay số ta được: D = 1,5 m Chọn cỏc thụng số của thựng pha chế như sau: Đường kớnh: D = 1500 mm Chiều cao phần trụ: H = 1350 mm Chiều cao đỏy cụn: h = 750 mm Cỏc đặc tớnh kỹ thuật của thựng pha chế Năng suất: 500 kg/h Thể tớch: 3 m3 Áp suất: 0,14 MPa Cụng suất động cơ khuấy: 7,5 kW Hệ số chứa đầy: 0,8 Khối lượng: 6200 kg 2. Tớnh toỏn và chọn lựa thiết bị trong phõn xưởng lờn men 2.1. Tớnh toỏn và chọn lựa tank lờn men Ta thấy cứ 1000 kg nho thỡ tạo thể tớch dịch lờn men là 919,5 lớt Vậy 1 ngày dựng 10892,43 kg nho thỡ tạo thể tớch dịch lờn men là V1 lớt V1 = (m3) Thể tớch làm việc của thiết bị V1 (m3) được tớnh theo cụng thức sau: V1 = k.Vcần Chọn hệ số chứa đầy của tank k = 0,75 Vcần = = (m3) Tớnh cỏc kớch thước của tank lờn men (Chiều cao phần nắp h1, chiều cao phần gấp mộp h, chiều cao phần trụ H, chiều cao phần cụn h3) được chọn như sau: H = 2,5.D (đường kớnh trong của tank) h1 = 0,25.D h = 10 = 2.S (S là bề dày của thiết bị) Chọn gúc đỏy cụn của tank α = 90o. h3 = D/2 Vcần = = 2,09.D3 D = 1,854→ Chọn D = 1,86 (m) Lớp vỏ ỏo nhiệt chọn ∆d = 100 mm, trong đú độ dày của đường làm lạnh δ = 20 mm. Thay D vào tớnh toỏn ta được cỏc thụng số sau: h3 = 860/2 = 930 mm h1 = 0,25x1860 = 470 mm H = 2,5x1860 = 4650 mm Vậy thể tớch thực của tank lờn men tớnh cả phần nắp Vthực = Vthựng + Vnắp + Vgấp mộp Vthực = 13,36 + Vthực = 13,36 + 0,43 + 0,05 = 13,84 (m3) Chiều cao của tank lờn men (tank đặt cỏch mặt đất 500 mm) do đú chiều cao thựng tớnh từ sàn nhà là: Hthực = h1 + H + 2.h + h3 + 500 = 6570 Hthực = 6570 (mm) Tớnh số tank lờn men Số lượng tank lờn men được tớnh theo cụng thức sau N = Trong đú: T là chu kỳ lờn men ( chọn thời gian lờn men chớnh 10 ngày, thời gian lờn men phụ 15 ngày ) T = 10 + 15 = 25 (ngày) Mỗi tank lờn men chứa lượng dịch lờn men bằng lượng dịch quả tạo ra trong một ngày do vậy Vt = V Số tank lờn men → N = T + 1 = 26 (tank) Cỏc thụng số của tank lờn men Vthực = 13,84 m3 Hthực = 6570 mm Dt = 1860 mm Dn = 1680 + 2.10 + 2.100 = 2070 mm Gúc cụn α = 90o, đường dẫn khớ và đo ỏp suất cú Φ = 24x2 mm, đường ống dẫn dịch ở đỏy tank cú Φ = 50x2,5 mm. Chọn chất làm lạnh là glycol, ngoài ra tank lờn men cũn nắp thờm một số thiết bị đo nhiệt độ và ỏp suất. 2.2. Tớnh và chọn thựng nhõn men giống cấp II Lượng men giống bổ sung bằng 9% thể tớch dịch lờn men nờn: V2n = 9%xVdlm V2n = 9%x10020 = 901,8 (lit) Do V2n < 5 m3, nờn chọn H = D Chọn thựng nhõn men giống cấp II cú nắp dạng chỏm cầu và đỏy dạng cụn ( gúc đỏy cụn α = 60o ), hệ số đổ đầy thựng 0,75 → V2nt = (lit) Với h1: chiều cao của chỏm cầu h2: chiều cao của đỏy cụn Chọn h1 = 0,1.D h2 = V2nt = V2nt = 0,9xD3 → D = 1,101 (m) Chọn D = 1200 mm Cỏc thụng số của thựng nhõn men giống cấp 2 Chiều cao phần trụ H = 1200 mm Chiều cao phần nắp h1 = 120 mm Chiều cao phần đỏy h2 = 346,4 mm Chọn S ( bề dày thựng ) = 5 mm, lớp ỏo nhiệt ∆d = 50 mm → Đường kớnh ngoài Dn = 1200 + 5.2 + 50.2 = 1310 mm. 2.3. Tớnh và chọn thựng nhõn men giống cấp I Chọn Vn1 = = 300,6 (lit) Hệ số chứa đầy của thựng nhõn men giống cấp I, k = 0,75 Vn1t = (lit) Gúc cụn của thựng nhõn men giống cấp I, α = 60o Tỷ lệ cỏc thụng số H (chiều cao phần trụ) = D h1 (chiều cao phần chỏm) = 0,1.D h2 (chiều cao phần đỏy nún) = Vn1t = Vn1t = 0,9xD3 = 0,40 → D = 0,763 m Chọn D = 800 mm Cỏc thụng số của thựng nhõn men giống cấp I H (chiều cao phần trụ) = 800 mm h1 (chiều cao phần chỏm) = 80 mm h2 (chiều cao phần đỏy nún) = 231 mm Dn (đường kớnh ngoài) = 800 + 2.5 + 2.50 = 910 mm 2.4. Tớnh và chọn thựng nhõn men giống trung gian Thể tớch hữu ớch của thựng bằng 1/5 thể tớch thựng nhõn men giống cấp I, với hệ số đổ đầy k = 0,75; gúc cụn α = 60o. Thể tớch của thựng Vt = (lit) Chọn cỏc tỷ lệ: H (chiều cao phần trụ) = D h1 (chiều cao phần chỏm) = 0,1.D h2 (chiều cao phần đỏy cụn) = Vt = Vt = 0,9.D3 = 0,08 → D = 0,45 m Cỏc thụng số của thựng nhõn men giống trung gian H (chiều cao phần trụ) = 450 mm h1 (chiều cao phần chỏm) = 45 mm h2 (chiều cao phần đỏy nún) = 130 mm Đường kớnh ngoài Dn = 450 + 2.5 + 2.50 = 560 mm 2.5. Tớnh và chọn thựng rửa men và bảo quản men Sau khi lờn men, nấm men cú thể bị nhiễm tạp để dựng lại ta cần xử lý bằng axit H3PO4 0,6% hoặc bằng kiềm nhẹ, do vậy yờu cầu vật liệu làm bằng thộp khụng gỉ, chịu được độ pH dao động từ 3 – 8. Chọn thựng hỡnh trụ (đường kớnh D, chiều cao H), đỏy hỡnh cụn ( gúc cụn α = 90o ), nắp phẳng. Lượng men thu được thường vào khoảng 2% so với dịch lờn men. Lượng men cặn của 1 tank lờn men bằng: 2%x10,02 = 0,2 (m3) Hệ số chứa đầy của thựng k = 0,75 Vthựng = (m3) Chọn cỏc tỷ lệ H (chiều cao phần trụ) = D h1 (chiều cao phần cụn) = Vthựng = Vthựng = 0,92.D3 = 0,27 → D = 0,67 m → chọn D = 680 mm Cỏc thụng số của thựng rửa men và bảo quản men dựng lại: Vthựng = 0,27 m3 H ( chiều cao phần trụ ) = D = 680 mm h1 ( chiều cao phần cụn ) = 340 mm Để đảm bảo chất lượng của nấm men, chỳng em chọn chu kỳ sử dụng là 7 lần, đồng thời luụn phải tiến hành kiểm tra nghiờm ngặt độ nhiễm tạp và hoạt tớnh của giống. 2.6. Tớnh và chọn thựng trữ rượu vang Rượu vang sau khi lờn men phụ được tỏch cặn và chuyển sang thựng tàng trữ để rượu vang lóo hoỏ (cú thể dựng cỏc thựng bằng gỗ). Do điều kiện kinh tế, kỹ thuật chỳng em chọn cỏc thựng bằng Inox cú lớp ỏo nhiệt để làm lạnh. Thựng tàng trữ rượu vang cú thể tớch bằng ẵ thể tớch thựng lờn men Vtàng trữ = (m3) Chọn hệ số chứa đầy của thựng k = 0,75; gúc cụn α = 60o Vthực = (m3) H (chiều cao phần trụ) = 2,5.D h1 (chiều cao phần cụn) = Vthựng = Vtrụ + Vcụn Vthựng = Vthựng = 2,19.D3 = 6,68 → D = 1,45 m Do rượu vang tàng trữ khụng cần CO2 nờn nắp thựng chỉ cần chọn dạng cụn với gúc α lớn. Với h2 (chiều cao phần nắp) = 0,25.D Thể tớch thực của thựng chứa rượu vang Vthực = V trụ + Vcụn + Vnắp Vthực = 6,68 + Vthực = 6,88 (m3) Tớnh toỏn được: H (chiều cao phần trụ) = 3625 mm h1 (chiều cao phần cụn) = 420 mm Đặt thựng chứa rượu vang cỏch sàn nhà 500 mm, vậy chiều cao của thựng tớnh từ sàn nhà là: Hthựng = H + h1 + h2 + 500 Hthựng = 5740 mm Cỏc thụng số của thựng tàng trữ Đường kớnh thựng D = 1450 mm Thể tớch thựng tàng trữ V = 6,88 m3 Chiều cao thựng chứa từ sàn nhà H = 5740 mm Bề dày lớp ỏo nhiệt ∆d = 100 (mm) Đường kớnh ngoài của thựng Dn = 1450 + 2.5 + 2.100 = 1670 mm Chọn tỏc nhõn làm lạnh là glycol và tàng trữ rượu vang 25 ngày. Số lượng thựng chứa rượu vang được tớnh theo cụng thức N2 = Vt = V/2 (V là thể tớch rượu vang sau khi lờn men phụ) T (chu kỳ tàng trữ) = 25 (ngày) N2 = 2.25 + 2 = 52 (thựng) 2.7. Tớnh và chọn nồi đun nước núng Nước núng dựng trong sản xuất rượu vang chủ yếu dựng để vệ sinh thựng, tank lờn men, vệ sinh mỏy ộp, mỏy nghiền.. Tớnh lượng nước dựng trong 1 mẻ nấu Nước vệ sinh mỏy nghiền nho: 50 (lit) Nước vệ sinh mỏy ộp nho: 200 (lit) Nước vệ sinh thựng pha trộn: 100 (lit) Nước vệ sinh tank lờn men: 300 (lit) Nước vệ sinh thựng nhõn men giống cấp I ( 1 ngày cần 50 lớt ) Vậy 1 mẻ cần: 50/4 = 12,5 (lit) Nước vệ sinh thựng nhõn men giống cấp II ( 1 ngày cần 100 lớt ) Vậy 1 mẻ cần: 100/4 = 25 (lit) Nước vệ sinh thựng chứa rượu vang (2 thựng): 200x2 = 400 (lit) Vậy tổng lượng nước núng cần dựng: 1087,5 (lit/mẻ) Hệ số sử dụng của thựng k = 0,8. Nờn thể tớch thực của thựng là: Vt = (lit) Chọn thựng 2 vỏ cú nắp và đỏy dạng chỏm cầu, tỷ lệ cỏc thụng số như sau: H (chiều cao phần trụ) = 1,5.D h1 (chiều cao phần đỏy) = 0,2.D h2 (chiều cao phần nắp) = 0,2.D Vt = Vt = 1,34.D3 = 1,36 → D = 1,0