Đồ án Thiết kế nhà máy bia 40 triệu lít/ năm

m3). Hệ số đổ đầy của nồi chọn bằng 75%. Vậy thể tích thực của nồi: Vt = ` = 55,5 (m3) Chọn nồi được chế tạo bằng vật liệu inox, thân hình trụ, đường kính D, chiều cao H, đáy và nắp dạng chỏm cầu có chiều cao h1 và h2, có bộ phận gia nhiệt trung tâm. Đun nóng bằng hơi nước bão hòa áp suất 4 bar. Phần thân trụ đáy nồi được bảo ôn cách nhiệt. H = 0,6D; h1 = 0,2D ; h2 = 0,15D Thể tích nồi tính theo công thức: Vt = Vtrụ + Vđáy + Vđỉnh = x H + x (h12 + 0,75D2) + h2 = + (0,2D)3 + + = 0,593D3 Do đó: Vt = 0,593D3 = 55,5 (m3) Suy ra: D = 4,54 » 4,6 (m) * Thông số kỹ thuật của nồi: + Thân trụ: Đường kính thân: D = 4,6 (m). Bề dày thân: d = 3 (mm) Chiều cao thân: H = 0,6D = 0,6 x 4,54 » 2,8 (m) + Nắp nồi: Chiều cao: h2 = 0,15 x 4,54 » 0,7 (m) Bề dày nắp: d = 3 (mm) + Đáy nồi: Chiều cao đáy: h1 = 0,2 x 4,54 » 0,9 (mm) Bề dày đáy: d = 5 (mm) Đường kính ngoài của nồi : Dn = D + 0,1 x 2 = 4,6 + 0,2 = 4,8 (m). + Chiều cao thiết bị: Hthiết bị = H + h1 + h2 = 2,8 + 0,7+ 0,9 = 4,4 (m) + Gọi H1 là chiều cao phần 2 vỏ: H1 = 0,8H = 0,8 x 2,8 = 2,24 (m) + Diện tích bề mặt truyền nhiệt F lấy bằng 0,8m2/m3 dịch. Vậy có: F = 0,8 x 41,6259 = 33,3 (m2) + Thiết bị gia nhiệt trung tâm: kết cấu dạng ống chùm, 2 đầu là 2 mặt sàng, thân dạng trụ bao bọc lấy trùm ống. Chọn ống truyền nhiệt có đường kính d=40(mm). Chiều cao ống chùm là 1 (m). Diện tích truyền nhiệt các ống trong: F1 = n x hô x p x d = n x 1 x p x 0,04 = 33,3 (m2). Vậy ta có số ống truyền nhiệt: n = 265,1 (ống). Quy chuẩn: Số ống được bố trí trên mặt sàng là 265 ống. Số ống bố trí trên đường xuyên tâm của hình lục giác là 15, số hình lục giác là 7. Đường kính chùm ống: Dc = t (b - 1) + 4d Trong đó t : khoảng cách giữa hai tâm ống , t= (1,2 ÷1,5)d Chọn t = 1,5d = 0,06 (m) b: Số ống bố trí trên đường xuyên tâm của hình lục giác. Vậy: Dc = 0,06 x (15 – 1) + 4 x 0,04 = 1 (m) Bộ gia nhiệt trung tâm bên trong nồi dạng ống chùm đảm bảo tốc độ gia nhiệt nhanh, vệ sinh dễ dàng. Có thể đun sôi ở áp suất đến 1 bar đảm bảo cho kiểu sôi hoa áp suất thấp Nón sôi hoa dạng cánh quạt làm tăng bề mặt dịch. + Bảo ôn: Bảo ôn phần thân nồi và đáy nồi dày 100 mm, ngoài lớp bảo ôn bọc inox trắng dày 2mm. + Các bộ phận khác: 1 quả cầu vệ sinh 1 đèn chiếu sáng. 1 nhiệt kế điện 5. Thùng lắng xoáy: * Yêu cầu chung: Làm việc ở chế độ làm việc không có áp lực. Đảm bảo lắng tách toàn bộ cặn. Tất cả các bộ phận đều dược chế tạo bằng vật liệu inox. * Nhiệm vụ: Lắng toàn bộ cặn bá hoa đảm bảo dịch trong. * Tính toán kết cấu thùng: Thùng được chế tạo bằng vật liệu inox, thân dạng hình trụ, nắp dạng côn, đáy dạng phẳng. Thùng được đặt nghiêng 1 – 2o về phía có bầu xả cặn. Lượng dịch đường đem đi làm lạnh và tách cặn của 1 mẻ nấu: 37,4633 (m3) Hệ số đổ đầy là 80%. Vậy thể tích thực của thùng: = 46,829 (m3) Chọn đường kính thân trụ của thùng là D, chiều cao H = 0,6D, nắp thùng chiều cao h2 = 0,15D. Thể tích thùng tính theo công thức: Vt = Vtrụ + Vđỉnh = x H + h2 = 0,51 x = 46,829 (m3) Suy ra: D = 4,51 (m) Chọn D = 4,6 (m) * Thông số kỹ thuật của thùng: + Thân trụ: Đường kính thân: D = 4,6 (m). Chiều cao: H = 0,6D = 0,6 x 4,51 » 2,8 (m) Bề dày: d = 5 (mm) + Nắp thùng: Bề dày: d = 3 (mm) Chiều cao: h2 = 0,15D = 0,15 x 4,51 » 0,7 (m) + Đáy thùng: đáy thùng là đáy phẳng Bề dày: d = 6 (mm) Đường kính D = 4,6 (m) Chiều cao thiết bị là: Hthiết bị = H + h2 = 2,8 + 0,7 = 3,5 (m) + Các bộ phận khác: Ống thải ẩm: đường kính 80mm, phía trên có nắp chống bụi và mưa. 1 quả cầu vệ sinh 1 đèn chiếu sáng. 6. Các thiết bị phụ: * Bơm:Bơm cho các nồi nấu gồm 6 bơm ly tâm. Chọn bơm cho từng chức năng: - Bơm cháo và dịch đường hóa công suất 75m3/h, Pđm = 7,5kW - Bơm dịch lọc công suất 20m3/h, Pđm = 3 kW - Bơm dịch đường houblon hóa đi lắng xoáy công suất 50m3/h, = 5,5kW - Bơm dịch đường sau lắng xoáy đi lạnh nhanh công suất 20m3/h, Pđm=3kW * Các thiết bị phụ khác: + Van: Van chặn các loại, van điều khiển các loại, van một chiều, van điều khiển bằng khí, van xả nước ngưng, van lấy mẫu... + Đường ống: Đường ống inox: Dùng làm đường ống dịch, dẫn CIP, dẫn nước. Đường ống thép áp lực: dùng để dẫn hơi và thu hồi nước ngưng. + Ngoài ra còn có cút T, đồng hồ đo nhiệt độ, đồng hồ đo áp suất, các loại rơle... 7. Hệ thống điều khiển trung tâm cho nhà nấu: * Tủ điều khiển nhà nấu: Bao gồm tất cả các nút điều khiển cho các bơm, cho các động cơ cánh khuấy, các van điều khiển, các van điện tử và các bộ chỉ thị nhiệt độ. Tủ có chứa tất cả các rơ le bảo vệ, các linh kiện an toàn và rơ le cho tất cả các động cơ, các khởi động từ, dây... cho nhà nấu. * Các thiết bị kiểm tra và điều khiển: Cho các thiết bị nhà nấu, bao gồm: + Điều khiển nhiệt độ cho các nồi nấu (nồi nấu gạo, nồi đường hóa, nồi houblon hóa): gồm 3 cặp nhiệt trở với 3 bộ điều khiển nhiệt độ digital với bộ chỉ thị hiện số cho điều khiển nhiệt độ nồi nấu gạo, nấu malt và nồi houblon hóa. + Thiết bị chống sôi trào cho các nồi nấu gạo, nấu malt và nồi houblon hóa gồm các công tắc điện và 3 đầu đo (cho 3 nồi). + Thiết bị cho quá trình lọc bã: gồm 2 điều khiển mức cho bơm lọc, các công tắc điện giới hạn cho các mức điều chỉnh các dao gạt bã... 8. Hệ thống CIP nhà nấu bia: * Yêu cầu chung: Gồm các thiết bị được chế tạo bằng thép không rỉ, không bị hóa chất ăn mòn. Hệ thống gồm có 5 thùng: + Thùng thu hồi NaOH 2%. + Thùng chứa NaOH nóng 2%. + Thùng chứa zaven. + Thùng chứa HNO3 0,1%. + Thùng chứa nước nóng. * Tính toán kết cấu thùng: Ta tính CIP vệ sinh cho một mẻ nấu. Mà một ngày nấu 6 mẻ nên chu kỳ làm việc của hệ thống CIP là 6 lần một ngày. Mỗi mẻ nấu vệ sinh với chất lỏng CIP bằng 5% thể tích dùng nấu. Vì thùng nấu hoa là lớn nhất nên ta tính thể tích mỗi thùng CIP theo thể tích thùng nấu hoa. Hệ số sử dụng thùng là 90%, vậy thể tích mỗi thùng là: Vt = = 3,08 (m3) Chọn cấu tạo của thùng: thân trụ cao H = D, đáy chỏm cầu h = 0,15D, nắp bằng, có các van cấp dịch, van hồi dịch, cửa đưa hóa chất vào. Thể tích thùng được tính theo công thức: V = x H + (h2 + 0,75D2) = 0,846D3 -> D = = 1,524 (m) H = D = 1,6 (m) ; h = 0,15D = 0,15 x 1,524 » 0,3 (m) Đặt thùng cách sàn 0,5 (m). Vậy Ht = 0,5 + 1,6 + 0,3 = 2,4 (m) Tính toán bề mặt truyền nhiệt chi CIP nóng: cứ 1 m3 dịch cần 0,5m2 bề mặt truyền nhiệt. Diện tích bề mặt truyền nhiệt F: F = 3,08 x 0,5 = 1,54 (m2) Chọn phương thức truyền nhiệt: dùng phương thức ống ruột gà, đặt trực tiếp trong nồi nấu để tăng bề mặt truyền nhiệt. * Bơm cho hệ thống CIP: Dùng bơm di động, số lượng 2 chiếc, thời gian bơm là 10 phút = 1/6 giờ bơm lần lượt từng dung dịch vệ sinh vào thùng sau thời gian ngâm thì bơm về thùng hồi CIP. Năng suất bơm: N = = = 23,1 (m3/h) Chọn bơm đầy CIP và bơm CIP hồi công suất chung 25m3/h, Pđm =3kW. 9. Hệ thống nước nóng và nước lạnh 1oC: a. Thiết bị gia nhiệt nước nóng: Sau mỗi mẻ nấu ta cần vệ sinh bằng nước nóng, mỗi nồi cần khoảng 300 l ít, 5 nồi cần 5 x 300 = 1500 lít. Lượng nước dùng trong quá trình hồ hóa, đường hóa và rửa bã trong một mẻ là 45285,52 lít. Vậy lượng nước cần dùng cho phân xưởng nấu trong một mẻ là: 1500 + 45285,52 = 46785,52 lít » 46,785 (m3) Hệ số sử dụng thùng là 80%, vậy thể tích thực của thùng là: Vt = = 58,48 (m3) Dựa vào thể tích thực của thùng, ta chọn thùng đun nước nóng là thiết bị hai vỏ, thân hình trụ, đường kính D, chiều cao H, nắp hình chỏm cầu có chiều cao h1. Vật liệu chế tạo thùng là thép không rỉ, đun nóng bằng nơi nước bão hòa áp suất 4bar, tốc độ gia nhiệt > 1oC/phút. Chọn thùng hai vỏ đáy hình chỏm cầu, nắp hình nón, H = 1,2D, đáy h1 = 0,2D; nắp h2 = 0,15D. Vt = x H + x (h1 + 0,75D2) + h2 = 1,064D3 Do đó: Vt » 1,064D3 = 58,48 (m3) Suy ra: D » 3,802 (m) Chọn D = 3,9 (m) Vậy thùng đun nước nóng có kích thước như sau: D = 3,9 (m) Bề dày d = 5 (mm) H = 1,2 x 3,802 » 4,6 (m) h1 = 0,2 x 3,802 » 0,7 (m) h2 = 0,15 x 3,802 » 0,6 (m) Phần vỏ dày 100 (mm). Vậy đường kính ngoài của thùng là: Dn = D + 0,1 x 2 = 3,9 + 0,1 x 2 = 4,1 (m) Gọi H1 là chiều cao phần 2 vỏ. Ta có: H1 = 0,8H = 3,802 x 0,8 » 3,1 (m) Chiều cao của thiết bị là: Hthiết bị = H + h1 + h2 = 4,6 + 0,7 + 0,6 = 5,9 (m) Cứ 1 m3 dịch cần 0,5m2 bề mặt truyền nhiệt. Diện tích bề mặt truyền nhiệt F là: F = 58,48 x 0,5 = 29,24 (m2) Chọn phương thức truyền nhiệt: dùng phương thức ống ruột gà, đặt trực tiếp trong nồi nấu để tăng bề mặt truyền nhiệt. * Chọn thùng nước lạnh cũng có kích thước như thùng nước nóng: D = 3,9 (m) Bề dày d = 5 (mm) H = 1,2 x D = 4,6 (m) h1 = 0,2 x D = 0,7 (m) h2 = 0,15 x D = 0,6 (m) Dn = 4,1 (m) Hthiết bị = 5,9 (m). b. Thiết bị lạnh nhanh: Chọn thiết bị lạnh nhanh một cấp kiểu tấm bản, dùng tác nhân lạnh là nướ 2oC để hạ nhiệt độ dịch đường từ 80÷90oC xuống khoảng 12 ÷14oC, nhiệt độ tích hợp cho quá trình lên men chính. Lượng dịch đường cần làm lạnh nhanh một mẻ là: 35962(lít)»35,96 (m3) Thời gian làm lạnh nhanh: là 1giờ Hệ số sử dụng thiết bị: 0,8 Vậy năng suất thực của máy là: N = 35,96 : (0,8 x 1) » 44,95 (m3/h) Vậy chọn thiết bị lạnh nhanh do hãng Eresson (8) - Việt Nam sản xuất có đặc tính kỹ thuật như sau: - Năng suất: 45 m3/h - Nhiệt độ vào của dịch: 80 ÷90oC - Nhiệt độ ra của dịch: 12 ÷14oC - Nhiệt độ vào của nước: 70 ÷80oC - Kích thước của máy: 2500 x 700 x 1500 Số lượng: 01 chiếc. c. Thiết bị sục khí vô trùng: Sục khí vô trùng vào dịch đường đã houblon hóa và thiết bị nhân giống nấm men. Thiết bị sục khí vô trùng gồm có các bộ phận: - Lọc vô trùng không khí sử dụng than hoạt tính. - Bộ phận sục khí vào dịch đường. - Một số phụ kiện kèm theo: van một chiều, van giảm áp... III. TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ CHO PHÂN XƯỞNG LÊN MEN 1. Thiết bị lên men: * Yêu cầu chung: - Toàn bộ các phần của tank được chế tạo bằng inox. - Tank làm việc ở chế độ áp suất < 1,1 bar, áp suất thử bền là 2,2 bar. - Áp suất thử của áo tank 6 bar. - Toàn bộ các mối hàn bên trong của tank được mài phẳng, đánh bóng đảm bảo độ bóng 2B. * Nhiệm vụ: Tiến hành các quá trình lên men chính là lên men phụ (thuỷ phân đường thành rượu, CO2, nước và một số chất khác). * Tính toán kết cấu tank: Tank được thiết kế theo mẫu chuẩn của CHLB Đức. Toàn bộ tank được chế tạo bằng inox 2B (riêng phần vần khăn đỡ tiếp xúc với sàn bê tông bằng thép CT3 dày 12mm). Thân dạng trụ, đáy dưới dạng hình nón góc côn ở đáy là 60o, đáy trên dạm bom bê (elip - nắp tank). Toàn bộ tank được bọc bảo ôn cách nhiệt bằng polyrethane foam dày 150mm (riêng đáy tank bảo ôn dày 135mm), phía ngoài lớp cách nhiệt bọc inox bóng dày 0,5mm (riêng phần đáy tank bọc tôn inox dày 2mm), phía đáy tank có cửa vệ sinh, phía đỉnh tank có hệ thống quả cầu CIP vệ sinh. Thể tích hữu ích của thiết bị bằng lượng dịch đường chứa trong thiết bị, ta chọn lượng dịch đường cho cả ngày sản xuất là: 174,688 (m3). Vậy: Vhi = 174,688 (m3). Thể tích phần trống của thiết bị chiếm 20% tổng thể tích có thể chứa của tank: Vtr = 0,20Vht = 0,20 x 174,688 = 26,2032 (m3) Ta có: + Đường kính thân trụ: D Vht = h2 + h1 = 2D + 0,866D = 1,7966D3 -> D = = 4,598 (m) Chọn D = 4,6 (m) + Chiều cao phần đáy côn góc 60o : h1 h1 = ½ x D x tg60o = 0,886D = 0,866 x 4,6 » 4 (m) + Chiều cao phần trụ chứa dịch: h2 h2 = 2D = 2 x 4,6 = 9,2 (m) + Chiều cao phần trụ không chứa dịch: h3 Vtr = h3 -> h3 = = = 1,57(m) » 1,6(m) + Chiều cao phần nắp: h4 h4 = 0,1D = 0,1 x 4,6 = 0,46 (m) » 0,5(m) Thể tích thực của thùng men: Vt = Vhi + Vtr Vnắp = Vhi + Vtr + (h42 + 0,75D) Vt = 174,688 + 26,203 + 3,88 = 204,77 (m3) Thùng lên men đặt cách mặt sàn 0,8m, chiều cao thùng được tính từ mặt sàn: Ht = 0,8 + h1 + h2 + h3 + h4 = 0,8 + 4 + 9,2 + 1,6 + 0,5 = 16,1 (m) * Thông số kỹ thuật tank: + Thân trụ: Đường kính : D = 4,6 (m) Chiều cao : Hthân trụ = h2 + h3 = 9,2 + 1,6 = 10,8 (m) Chiều dày thân: d = 5 (mm) Xung quanh thân trụ có 2 khoang áo nhiệt (14 vòng xoắn trao đổi nhiệt ở khoang dưới và 12 vòng xoắn trao đổi nhiệt ở khoang trên). Đường kính ngoài: Dn = 4,6 + 0,15 x 2 = 4,9 (m) + Đáy dưới tank: Dạng hình tròn, độ côn ở đỉnh là 60o. Đường kính đáy nón: D = 4,6 (m) Chiều cao: h1 = 4 (m) Chiều dày : d = 5 (mm) Xung quanh đáy có 1 khoang áo nhiệt (5 vòng xoắn trao đổi nhiệt) + Đáy trên tank (nắp tank) Dạng hình bom bê (elip) Đường kính: D = 4,6 (m) Chiều cao: h4 = 0,5 (m) Chiều dày: d = 5 (mm) Phía đỉnh của nắp có cụm CIP vệ sinh (quả cầu vệ sinh, van chân không, van một chiều, zắc co). - Áo nhiệt lạnh (áo glycol): Đảm bảo hạ nhiệt độ Dt = 15oC trong 24 giờ. Tank có 3 khoang áo lạnh, 1 khong ở đáy, 2 khoang ở thân tank, ở mỗi khoang đều có đầu vào và ra, glycol vào ở trên, ra ở dưới mỗi khoang. Các khoang xung quanh thân trụ có 14 vòng/khoang ở khoang thân dưới và 12 vòng/khoang ở khoang thân trên. Khoang áo lạnh đáy tank có 5 vòng áo lạnh kết cấu phù hợp đáy tank. Tôn inox dùng cho áo nhiệt dày 2mm. + Bảo ôn: Bảo ôn toàn bộ tank, riêng phần chỏm đỉnh tank và phần cửa vệ sinh không bảo ôn. Vật liệu bảo ôn: Polyurethane foam. Chiều dày cách nhiệt: 150mm (riêng đáy tank bảo ôn dày 135 mm) Phía ngoài lớp cách nhiệt bọc tôn inox bóng (phần thân tank và nắp tank bọc tôn inox 0,5mm, phần đáy tank bọc tôn inox dày 2mm). + Bộ phận gá đỡ tank: Toàn bộ tank được đặt trên sàn bê tông (nhờ vành đỡ tank ở phía dưới phần thân trụ). Vành đỡ tank được chế tạo bằng inox dày 5mm, riêng phần vành khăn đỡ tiếp xúc với sàn bê tông bằng thép CT3 dày 12mm, ngoài ra còn có các gân tăng cứng (bằng inox dày 5mm). + Các bộ phận khác: Ở giữa thân tank có chỗ lắp các đầu đo nhiệt độ Pt100, có đường xả nước đọng ở phía trên đỉnh tank (nằm bên trong lớp bảo ôn). Ngoài ra còn có van lấy mẫu, van an toàn, đồng hồ áp lực, van đáy tank, van đường CIP tank, van chân không, van một chiều, quả cầu vệ sinh, các đường ống glycol vào và glycol ra... * Tính số tank lên men: Lượng dịch nấu trong 1 ngày thì được cho vào 1 tank lên men. Chọn thời gian lên men chính là 6 ngày. Thời gian lên men phụ là 15 ngày. Thời gian để lọc dịch đường và vệ sinh tank là 1 ngày. Tổng thời gian lên men và vệ sinh là: 22 ngày. Số lượng tank lên men sẽ là 22 tank cộng thêm tank dự trữ, tổng cộng sẽ là 23 tank lên men. 2. Thiết bị gây men giống: Lượng men giống dùng cho một mẻ nấu là: 17,47 m3. Chọn thiết bị gây men giống cấp 2 có thể tích bằng 1/10 thể tích cần lên men của 1 thùng lên men chính. Thiết bị men giống cấp 1 có thể tích bằng 1/3 thể tích thiết bị gây men giống cấp 2. a. Thiết bị gây men giống cấp 2: Thể tích hữu ích của thiết bị: V2 = h2 + h1 » 0,322pD3 = 17,47m3 Chọn: h2 = D h1 = x D x tg60o » 0,866D Ta có: Vậy D = = 2,58(m) » 2,6 (m) Chọn D = 2,6 (m) h1 = 0,866 x 2,6 =2,238(m) » 2,3(m) h2 = 2,6 (m) Thể tích phần không chứa dịch (25% thể tích hữu ích): Vtrống = 0,25 x V2 = 4,3675 (m3) Thể tích thực của thiết bị: Vthực = V2 + Vtrống = 17,47 + 4,3675 » 21,83 (m3) h3 = x Vtrống » x 4,3675 = 0,823(m) » 0,9(m) h4 = 0,1D = 0,26(m) » 0,3(m) Chiều cao thiết bị: H1 = h1 + h2 + h3 + h4 = 6,1 (m) Chọn khoảng cách từ đáy thiết bị đến sàn nhà là 0,5 (m). Chiều cao toàn bộ thiết bị là: H = H1 + 0,5 = 6,6 (m) Đường kính ngoài: Dn = 2,6 + 0,1 x 2 = 2,8 (m) Yêu cầu chung: Làm việc ở chế độ không có áp lực. Tiến hành nhân giống trong điều kiện hiếu khí. Có bộ phận sục khí và cánh khuấy. - Diện tích truyền nhiệt: 0,5 x 17,47 = 8,735m2. Tốc độ gia nhiệt cho khối dịch: 1oC/phút. - Toàn bộ thiết bị đều được chế tạo bằng vật liệu inox. Phần thân trụ và đáy tank được bảo ôn lớp cách nhiệt dày 100 (mm) (cách nhiệt bằng bông thuỷ tinh), ngoài lớp bảo ôn là lớp tôn inox 2 (mm) bao bọc. b. Thiết bị gây men giống cấp 1: Thể tích hữu ích của thiết bị: Vt = 1/3 x V2 » 5,823 (m3) Chọn: h2 = D h1 = ½ x D x tg60oC » 0,866D Ta có: Vt = h2 + h1 » 0,322pD3 Vậy D = = 1,79(m) » 1,8(m) h1 = 0,866 x 1,79 » 1,6 (m) h2 = 1,8 (m) Thể tích phần không chứa dịch (25% thể tích hữu ích): Vtrống = 0,25 x Vt = 1,455 (m3) Thể tích thực của thiết bị: Vthực = Vt + Vtrống = 5,823 + 1,455 » 7,278 (m3) h3 = x Vtrống » 0,6 (m) h4 = 0,1D » 0,2 (m) Chiều cao thiết bị: H1 = h1 + h2 + h3 + h4 = 4,2 (m) Chọn khoảng cách từ đáy thiết bị đến sàn nhà là 0,5 (m). Chiều cao toàn bộ thiết bị là: H = H1 + 0,5 = 4,7 (m) Đường kính ngoài: Dn = 1,8 + 0,1 x 2 = 2 (m) * Yêu cầu chung: - Làm việc ở chế độ không có áp lực. - Tiến hành nhân giống trong điều kiện hiếu khí. - Có bộ phận khuấy và sục khí. - Diện tích truyền nhiệt 0,5 x 5,823 = 2,91m2. Tốc độ gia nhiệt cho khối dịch: 10C/phút. - Toàn bộ thiết bị đều được chế tạo bằng vật liệu inox. Phần thân trụ và đáy tank được bảo ôn lớp cách nhiệt dày 100 (mm) (cách nhiệt bằng bông thuỷ tinh), ngoài lớp bảo ôn là lớp tôn inox 2 (mm) bao bọc. c. Thiết bị rửa men: Cứ 100 lít bia non thu 2 lít sữa men. Vậy lượng sữa men thu hồi là: = 3394 (l) = 3,394 (m3) Thiết bị rửa men cần thể tích gấp đôi thể tích men thu hồi. Vậy thể tích hữu ích của thiết bị rửa men là: Vt = 2 x 3,394 = 6,698 (m3) Chọn: h2 = 1,2D h1 = ½ x D x tg60o » 0,866D Ta có: Vt = h2 + h1 » 0,372pD3 Vậy D = = 1,798(m) »1,8(m) h1 = 0,866 x 1,798 » 1,6 (m) h2 = 1,2 x 1,798 = 2,2 (m) Thể tích phần không chứa dịch (25% thể tích hữu ích): Vtrống = 0,25 x Vt = 1,674 (m3) Thể tích thực của thiết bị: Vthực = Vr + Vtrống = 6,698 + 1,674 = 8,372 (m3) h3 = x Vtrống » 0,7 (m) h4 = 0,1D » 0,2 (m) Chiều cao thiết bị: H1 = h1 + h2 + h3 + h4 = 4,7 (m) Chọn khoảng cách từ đáy thiết bị đến sàn nhà là 0,5 (m). Chiều cao toàn bộ thiết bị là: H = H1 + 0,5 = 5,2 (m) d. Thiết bị hoạt hóa men: Chọn thiết bị hoạt hóa men là thiết bị thân trụ, đường kính D< đáy côn góc côn ở đáy là 60o, nắp cầu nhô lên h4 = 0,1D. Phần trụ trống không chứa dịch có chiều cao h3, phần trụ chứa dịch có chiều cao h2 = 1,2D, phần đáy côn có chiều cao h1 = 0,866D. Thể tích hữu ích của thiết bị là: Vhi = (h2 + ) = (1,2D + = 1,169D3 Lấy thể tích phần trống của thiết bị bằng ¼ thể tích hữu ích của thiết bị, a có: Vtr = h3 = 0,25 Vhi Suy ra: h3 = 0,372D Tổng thể tích của thiết bị là: V = 1,462D3. Thiết bị phải chứa được lượng dịch bằng 1/100 thể tích dịch lên men ứng với 1 tank lên men: 0,01 x 174,688 = 1,7468 (m3) Ta có: 1,169D3 = 1,7468 (m3). Suy ra: D » 1,14 (m) Quy chuẩn: D = 1,2 m; h1 = 1(m); h2 = 1,4(m) ; h3=0,5(m); h4 = 0,2 (m) Thể tích thực của thiết bị là: V = 1,462D3 = 1,462 x 1,13 = 1,946 (m3) Chiều cao thực của thiết bị: Ht = 0,5 + 1 + 1,4 + 0,5 + 0,2 = 3,6 (m) Thiết bị có vỏ áo lạnh và cách nhiệt dày 100mm, đường kính ngoài của thiết bị là: Dn = 1,4m. 3. Máy lọc khung bản: Lượng bia lọc tối đa trong 1 ngày: 167,45 (m3) » 167 (m3). Giả sử máy lọc làm việc 2ca/ngày, 6h/ca, hệ số l sử dụng là 80%. Năng suất tối thiểu của máy là: = 17,44 (m3/h) Chọn máy lọc khung bản do hãng Eresson – do Việt Nam sản xuất có các thông số sau: Năng suất: 20m3/h Kích thước khung: 1800 x 1800 x 80 (mm) Kích thước bản: 1800 x 1800 x 15 (mm) Số khung bản: 20 ÷ 80 Bề mặt lọc: 30m2. Số lượng: 1 chiếc. 4. Thiết bị tàng trữ bia bão hòa CO2: Sử dụng 4 thùng để tàng trữ bia, bão hòa CO2 và ổn định bia sau lọc. Vậy thể tích bia cần chứa trong 1 thùng: = 41,44 (m3) Hệ số đổ đầy là 85%. Vậy thể tích hữu ích của thiết bị: Vc = = 48,75 (m3) Chọn: h2 = 1,2D h1 = ½ x D x tg60o = 0,866D Ta có: Vc = h2 + h1 » 0,372pD3 Vậy D = » 3,5 (m) h2 = 1,2D = 1,2 x 3,5 » 4,2 (m) h1 = h4 = 0,1 x D » 0,4 (m) Thể tích phần không chứa dịch (25% thể tích hữu ích): Vtrống = 0,25 x Vc = 0,25 x 48,75 = 12,18 (m3) Thể tích thực của thiết bị: Vthực = Vc + Vtrống = 48,75 + 12,18 = 60,93 (m3) h3 = x Vtrống » 1,3 (m) Chiều cao thiết bị: H1 = h1 + h2 + h3 + h4 = 6,3 (m) Chọn khoảng cách từ đáy thiết bị đến sàn nhà là 0,5 (m). Chiều cao toàn bộ thiết bị là: H = H1 + 0,5 = 7,1 (m) IV. TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ CHO PHÂN XƯỞNG HOÀN THIỆN Lượng bia cần chiết chai tối đa trong 1 ngày 164948 lít, sử dụng chai 500 ml. Vậy số chai cần dùng là: 164948/0,5 = 329896 chai. Mỗi ngày máy làm việc 16 giờ, hệ số sử dụng máy là 0,8. Vậy năng suất của máy là: 329896/(16 x 0,8) » 25773 (chai/h) 1. Máy rửa chai: Chọn máy rửa chai có thông số kỹ thuật: Năng suất : 30000 chai/h Kích thước : 6500 x 3440 x 2800 (mm) Thể tích bể chứa kiềm : 15m3 Đường kính van xối kiềm : 45mm Chu kỳ một vòng : 14 phút. Thời gian nghỉ : 2 phút Số bơm : 3 chiếc Năng suất bơm : 10m3/h Công suất động cơ : 7kW Số lượng : 1 chiếc 2. Máy chiết chai: Chọn máy chiết chai của hãng Krones - Cộng hòa Liên bang Đức sản xuất có đặc tính như sau: Năng suất : 30000 chai/h Kích thước : 3500 x 2000 x 3200 (mm) Công suất động cơ : 5kW Ký hiệu : M6-NGA Số lượng : 1 chiếc 3. Máy dập nút: Chọn máy dập nút do hãng Krones - Cộng hòa Liên bang Đức sản xuất có đặc tính như sau: Năng suất : 30000 chai/h Số nút cùng dập : 8 Áp suất không khí : 2,5 (at) Áp suất đóng nút : 4 (at) Kích thước : 3000 x 1400 x 4600 (mm) Công suất động cơ : 1,7 (kW) Số lượng : 1 chiếc 4. Máy thanh trùng: Chọn thiết bị thanh trùng là hầm thanh trùng (tunel) có thông số kỹ thuật: Năng suất : 30000 chai/h Kích thước : 18000 x 2700 x 2200 (mm) Công suất lắp đặt : 4,1kW Sử dụng điện áp 3 pha : 400V, 50 Hz Áp suất khí nén : 6 – 7 bar, 150 l/ph Hơi : 3 – 4 bar, 6 – 8 m3/h Tiếng ồn : < 70db Thông số hoạt động: + Tốc độ băng tải chính : 0,339,/ph + Nhiệt độ đầu vào : 4oC + Nhiệt độ nước cấp : 18oC + Nhiệt độ nước đầu ra : 25 – 36oC + Chu kỳ chai vào ra khỏi máy: 62 phút. Chu kỳ hoạt động: 60 phút. Trong đó thời gian gia nhiệt 27 phút, giữ nhiệt 10 phút, hạ nhiệt 23 phút. Hầm thanh trùng có 8 khoang, mỗi khoang phun nước nóng ở một nhiệt độ khác nhau. Gia nhiệt 4 -> 19oC bằng nước 28oC Gia nhiệt 19 -> 33oC bằng nước 42oC Gia nhiệt 33 -> 47oC bằng nước 48oC Gia nhiệt 47 -> 64oC bằng nước 64oC Gia nhiệt 64oC bằng nước 68oC Hạ nhiệt 59 -> 49oC bằng nước 40oC Hạ nhiệt 49 -> 36oC bằng nước 32oC Số lượng: 1 chiếc 5. Máy dán nhãn: Chọn máy dán nhãn do hãng Kresson – CHLB Đức sản xuất có đặc tính như sau: Năng suất : 30000 chai/h Kích thước : 3560 x 1200 x 1500 (mm) Ký hiệu : Y12 Tốc độ quay : 20 (vòng/phút) Tốc độ dán : 500 (chai/phút) Chọn máy bắn chữ có thiết bị cảm biến, điều khiển tự động. 6. Máy rửa két: Chọn máy rửa két có thông số kỹ thuật: Năng suất : 1000 két/h Kích thước máy: 4000 x 700 x 1500 (mm) 7. Máy xếp két: Một két chứa được 20 chai, máy xếp két cần đạt năng suất: = 1288 (két/h) Chọn máy xếp két có thông số kỹ thuật: Năng suất : 1500 két/h Kích thước máy : 1500 x 1000 x 2500 (mm) BẢNG TÓM TẮT THIẾT BỊ TT Tên thiết bị Kích thước thiết bị Đơn vị Số lượng Thiết bị nhà nấu Gầu tải gạo 500 x 1500 mm 2 Gầu tải malt 500 x 2000 mm 2 Máy nghiền malt 1500 x 1000 x 1000 mm 1 Máy nghiền gạo 1290 x 1000 x 1170 mm 1 Máy lọc khung bản 1800 x 1800 x 80 mm 1 Thiết bị lạnh nhanh 2500 x 700 x 1500 mm 1 Nồi nấu cháo Dn=3,3 Htb=3,1 m 1 Nồi đường hóa Dn=4,5 Htb=4,2 m 1 9 Nồi lọc bã Dn=5,1 Htb=3,4 m 1 10 Nồi nấu hoa Dn=4,8 Htb=4,4 m 1 11 Thùng lắng xoáy Dn=4,6 Htb= 3,5 m 1 12 CIP Dn=1,6 Htb=2,4 m 5 13 Thùng nước nóng, lạnh Dn=4,1 Htb=5,9 m 2 Phân xưởng lên men m 1 Thiết bị lên men Dn=4,9 Htb=16,1 m 23 2 Thiết bị gây men giống cấp 2 Dn=2,8 Htb=6,6 m 1 3 Thiết bị gây men giống cấp 1 Dn=2 Htb=4,7 m 1 4 Thiết bị rửa men Dn=1,8 Htb=5,2 m 1 5 Thiết bị hoạt hóa men D=1,4 Htb=3,6 m 1 6 Thiết bị tàng trữ bia và bão hòa CO2 Dn=3,7 Htb=7,1 m 4 7 CIP lạnh Dn=2,4 Htb=4,5 m 3 Phân xưởng hoàn thiện 1 Máy rửa chai 6500 x 3440 x 2800 mm 1 2 Máy chiết chai 3500 x 2000 x 3200 mm 1 3 Máy dập nút 3000 x 1400 x 4600 mm 1 4 Máy thanh trùng 18000 x 2700 x 2200 mm 1 5 Máy dãn nhãn 35600 x 1200 x 1500 mm 1 6 Máy rửa két 4000 x 700 x 1500 mm 1 7 Máy xếp két 1500 x 1000 x 2500 mm 1 PHẦN V: TÍNH XÂY DỰNG I. TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH. 1. Khu vực sản xuất. a. Nhà sản xuất chính. Nhà sản xuất chính bao gồm 3 khu: khu nghiền nguyên liệu, khu nấu và khu điều khiển nấu. Hai khu nấu và nghiền được ngăn cách nhau bởi một bức tường. Các phần được bố trí trong nhà sản xuất chính: STT Tên thiết bị Kích thước (mm) Số lượng 1 Máy nghiền malt 1500 x 1000 x 1000 1 2 Máy nghiền gạo 1290 x 1000 x 1170 1 3 Gầu tải 500 x 2000 4 4 Nồi hồ hoá D = 3300, H = 3100 1 5 Nồi đường hoá D = 4500, H = 4200 1 6 Thùng lọc bã D = 5100, H = 3400 1 7 Nồi đun hoa D = 4800, H = 4400 1 8 Thùng lắng xoáy D = 4600, H = 3500 1 9 Máy lạnh nhanh 2000 x 700 x1500 1 10 Máy sục khí 500 x 1000 x 1000 1 11 Thiết bị đun nước nóng D = 4100, H = 5900 2 12 CIP nấu D =1600, H = 2400 5 13 Thùng gây men cấp I D =2000, H = 4700 1 14 Thùng gây men cấp II D = 2800, H = 6600 1 15 Thùng rửa men cặn D = 1800, H = 5200 1 16 CIP lên men D = 2400, H = 3000 3 17 Phòng KCS 6 x 6 1 Chiều dài: 36(m) Chiều rộng: 24(m) Chiều cao: 7,2(m) Diện tích: S = 36 × 24 = 864 (m2). Th