Đồ án Thiết kế nhà máy bia hơi năng suất 20 triệu lít/năm

không chứa kim loại nặng. C: Chỉ tiêu vi sinh: + Vi khuẩn yếm khí: < 100 tế bào/ ml. + Vi khuẩn ecoli không có. + Nấm men: < 100 tế bào/ ml. + Nấm mốc: < 5 tế bào/ ml. + Không có vi trùng, trực khuẩn, không chứa kim loại nặng như Pb, As... d: Bao bì và thời gian bảo hành sản phẩm: - Bia hơi đóng vào các bock bảo quản ở nhiệt độ 200C có thể bảo quản trong thời gian 24h. Nếu ở nhiệt độ thấp có thể bảo quản lâu hơn. PHầN iii: Tính cân bằng sản phẩm. I: tính nguyên liệu chính. I. 1. Tính tổng lượng nguyên liệu cần thiết để sản xuất 100 lít bia thành phẩm. Với tỉ lệ Malt: Gạo =70%: 30%. Nồng độ đường: 10%. a.Tính lượng bia và dịch qua từng giai đoạn: a.1: - Quá trình chiết bock tổn thất 1,5% => Lượng bia đưa vào trước khi chiết là: ( lit ). a.2: - Quá trình bão hoà CO2 tổn thất 6,5% => Lượng bia đem đi bão hoà CO2 là: ( lit ). a.3: - Quá trình lọc bia tổn hao 1% => Lượng bia đưa vào trước khi lọc là: ( lit ). a.4: -Quá trình lên men chính + phụ tổn thất 4% => Lượng dịch đưa vào trước khi lọc là: ( lit ). a.5: - Quá trình lắng trong và làm lạnh tổn hao 3% => Lượng dịch trước làm lạnh là: ( lit ). a.6: - Khi làm lạnh thể tích dịch đường co vào 4% => Thể tích ở 100oC trước khi lên men : ( lit ). ở 20oC, dịch đường 10oC có d=1,039 kg/l (Sổ tay hoá côngI, Tr.65, bảng I-86) =>Khối lượng dịch đường sau đun hoa ở 20oC là: 115( kg ). Vậy khối lượng chất chiết có trong dịch đường là: 115 = 11,499 11,5 ( kg ). a.7: -Quá trình lọc dịchvà nấu tổn thất chung 15%: Do vậy lượng chất chiết cần thiết là: 11.5 1: (1-1,5%) = 11.675 ( kg ). - Quá trình đun hoa houblon có một lượng chất hoà tan kết tủa nhưng đồng thời được bổ xung một lượng chất hoà tan từ hoa. Vì thế coi như lượng chất hoà tan trước và sau quá trình nâú không đổi. Vậy tổng lượng chất khô hòa tan cần có để được 100 lít bia là: 11.675 ( kg ) => Lượng chất khô lấy từ malt là: 11.675 ( kg ) => Lượng chất khô lấy từ gạo : 11.675( kg ) b. Tính lượng nguyên liệu chính: b.1: Khối lượng Malt: Malt có : w =7%. Tổn thất nghiền: 0,5%. Hệ số hoà tan: 78%. Gọi khối lương Malt cần dùng là M. => Lượng chất chiết thu được từ M(kg) là: ( kg ) b.2: Khối lượng gạo. Gạo có : w = 14%. Tổn thất nghiền : 0,5 %. Hệ số hoà tan : 86%. Lại có: => Gạo = Vậy lượng chất chiết thu được từ gạo là: => Tổng lượng chất chiết là: ( Kg ). => ( Kg ). *Lượng Malt cần dùng là: 11,26 ( Kg ). *Lượng gạo cần dùng là: ( Kg ). Vậy: Tổng khối lượng nguyên liệu cần dùng để sản xuất ra 100 lit bia là: ( Kg ). I.2. Tính tổng hoa houblon. - Lượng hoa houblon cần dùng dao động trong giới hạn rộng phụ thuộc vào loại hoa,độ đắng của hoa. - Đối với hoa cánh người ta sử dụng 2g/l bia hơi. Vậy 100 lít bia hơi cần: - Ta có thể sử dụng cao hoa và hoa viên với tỉ lệ 50% . * 1g hoa viên tương ứng với 1,3g hoa cánh => Lượng hoa viên cần sử dụng là: *1g cao hoa tương ứng với 6g hoa cánh => Lượng cao hoa cần sử dụng là: I.3. Tính lượng men giống - Dùng chủng nấm men Saccharomyces Carbergensis a, Nấm men nhân giống từ phòng thí nghiệm. - Nấm men được nhân giống từ ống thạch nghiêng qua quá trình gây men từ nhỏ đến. - Tỉ lệ nuôi cấy 10% so với dịch đường. =>Lượng nấm men cần nuôi cấy để đưa vào lên men là: b, Men tái sinh. Trong thực tế sản xuất từ 100 lít dịch đường ta thu được 2 lít sữa men . Vậy 107,358 lít dịch đường ta sẽ được . => Vậy lượng men cần thiêt để sản xuất ra 100 lít bia là: Lượng men sữa khi đem xử lý tổn hao 20%. =>Lượng men sữa lấy ra đem đi xử lý là: Vậy lượng men dư thừa là: II. Tính các nguyên liệu phụ dùng trong sản xuất. II.1. Chế phẩm enzim: Termamyl 120(l). - Trong thực tế người ta dùng chế phẩm enzim termamy 120 l để dịch hoá các nguyên liệu thay thế, chiếm 0,1% so với tổng lượng nguyên liệu thay thế . => Lượng chế phẩm enzim cần dùng là: II.2. Một số sản phẩm khác. 1: Lượng Điatomit. Trong thực tế người ta sử dụng 0.07 (kg/100 lit). 2: Lượng oxy. Lượng oxy cần dùng là 6 mg/l dịch đường. Vậy lượng ôxy cần thiết để sản xuất ra 100 l bia là: Vậy lượng không khí vô trùng đưa vào sẽ là: 3: Lượng nước vệ sinh thiết bị lên men. - Trước khi lên men thùng phải được rửa sạch bằng nước vô trùng. Ta coi lượng nước vệ sinh bằng 5% thể tích của thiết bị. Mà lượng dịch đưa vào chỉ chiếm 75% thể tích của thiết bị nên lượng nước càn dùng là: 4: Lượng chất sát trùng KMnO4, NaOH chiếm tỷ lệ 2,5 - 3 g/100g nước. Cloramin B. Như vậy coi dHO=1 thì cần 2,5- 3g/100 ml nước. Vậy để có 100 ml nước sát trùng cần có 2,5-3 g chất sát trùng. 4030 ml nước sát trùng cần có x g =>x=100,75 g chất sát trùng. 5: Lựợng nguyên tố vi lượng dùng để cho vào để làm môi trường nhân giống: VD: KH2PO4:2 g/l dịch đường làm môi trường. MgSO4.7 H2O: 1 g/l dịch đường làm môi trường. III: Tính lượng bã malt và gạo. *) Bã Malt: -Lượng chất khô không hoà tan là: 22%. -Tổn thất nghiền: 0,5%. -w=7%. => Lượng bã khô là: => Lượng bã ẩm cần có W=80% nên: *) Bã Gạo: - Lượng chất khô không hoà tan trong gạo là: 14%. - Tổn thất nghiền: 0,5%. - W=14%. => Lượng bã khô là: => Lượng bã ẩm là: Tổng lượng bã ẩm là: => Lượng nước có trong bã là: IV. Tính lượng nước nấu và rửa bã: IV. 1: Trong nồi hồ hoá: - Lượng Malt lót dùng 7% so với lượng nguyên liệu thay thế. - Tổn thất trong quá trình nghiền 0,5%. - Tỷ lệ Gạo : Nước =1 : 5. => Lượng gạo sau khi nghiền là: . Lượng Malt lót: Vậy khối lượng nguyên liệu đưa vào nồi hồ hoá: => Lượng nước cho vào nồi hồ hoá: Lượng nước có sẵn trong nguyên liệu: Tổng lượng nước có trong nồi hồ hoá: Lượng nước và bột có trong nồi: - Khi đun cháo nước bay hơi 5% so với lượng dịch => Lượng dịch còn lại trong quá trình hồ hóa: IV. 2: Trong nồi đường hoá: -Tổn thất nghiền: 0,5 -Tỷ lệ Malt : Nước = 1: 5 => Lượng Malt sau khi nghiền là: - Lượng nguyên liệu đưa vào nồi đường hoá: - Lượng nước cho vào nồi đường hoá: - Lượng nước có sẵn trong nguyên liệu là: - Tổng lượng nước có trong nồi Malt: - Tổng lượng nước và bột có trong nồi Malt: *) Tổng lượng dịch có trong nồi đường hoá khi chuyển nồi hồ hóa sang: Trong quá trình đường hoá lượng dịch bay hơi 4%. Vậy : +) Lượng dịch trong nồi đường hoá là: +) Lượng chất khô trong Malt: +) Lượng chất khô có trong gạo: Vậy VHO= IV. 3: Tính lượng sau khi đun hoa: - Khi đun hoa ta coi lượng chất khô hoà tan vào bằng lượng chất khô mất đi, bỏ qua lượng nước do houblon đem vào. - Thể tích dịch đường kết thúc nấu hoa đưa vào lắng xoáy là: 115.29(lít) ` => Khối lượng dịch đường (nồng độ đường 10%) là: - Khối lượng nước có trong dịch kết thúc quá trình nấu hoa: = - Trong quá trình nấu hoa lượng nước bay hơi 10% so với khối lượng dịch => Lượng nước cần thiết trong quá trình nấu hoa: = => IV. 4: Tính lượng bã hoa: - Ta giả thiết cao hoa hoà tan hết vào dịch đường, lượng chất không hoà tan trong hoa viên, chất không hoà tan của hoa houblon là 60% bã có W=85%. Vậy khối lượng bã là: IV. 5: Tính lượng cặn thô: ( W=80% ). Cứ 100 kg nguyên liệu có khoảng 1,76 kg cặn lắng. 16,08 kg nguyên liệu có khoảng kg cặn lắng. => IV. 6: Tính lượng CO2: Theo phương trình lên men sau: C12H22O11 + H2O = 4C2H5OH +4CO2 Lượng dịch trước khi lên men là: 107.36 (lít) có d=1.039 (kg/l). => Khối lượng của dịch là: Lượng chất chiết trong dịch lên men là: Coi toàn bộ lượng đường lên men là maltoza hiệu suất 55%. => Lượng CO2 thu được là: Cứ 342 g C12H22O11 thì thu được 176 g CO2. 11,16 g C12H22O11 thì thu được g CO2 (H=55%). => - Lượng CO2 hoà tan trong bia 2g/l. =>CO2 đã hoà tan là: - Lượng CO2 thoát ra là: . Hiệu suất thu hồi CO2 thường chỉ đạt 70%. => Lượng CO2 thu hồi được là: ở 20oC, P=1atm thì d=1,832 kg/m3 => = Lượng bia phải đạt 3,5 g/l => Lượng CO2 còn lại cần bão hoà thêm: =>= Lập kế hoạch sản xuất. - Nhà máy được thiết kế với năng suất 20 triệu l/năm. Một năm giả thiết nhà máy sản xuất 300 ngày ( Trừ ngày nghỉ và ngày bảo dưỡng thiết bị ra ). - Một năm gồm 12 tháng ( 4 quý ), mỗi quý làm 75 ngày. Do nhu cầu tiêu dùng bia mà ta bố trí ngày sản xuất sao cho phù hợp tránh hiện tượng thừa hoặc thiếu bia tiêu dùng. Bảng kế hoạch sản xuất nhà máy: Bia hơi Quý I II III IV % năng suất 20% 30% 30% 20% năng suất (triệu lít) 4 6 6 4 Theo bảng trên thì quý II và III có năng suất cao do vậy: Sản lượng của các tháng trong quý này là: Mỗi tháng ta sản xuất 25 ngày. Vậy một ngày ta sản xuất được là: Một ngày ta nấu 4 mẻ => Sản lượng của mỗi mẻ là: Tính số bock sử dụng: - Dùng bock có V=25(lit), mỗi mẻ sản xuất 20000 (lit). Vậy số bock cần sử dụng là: . Số bock dùng trong cả năm là: . Bảng tổng hợp cân bằng sản phẩm: stt danh mục đv Cho100l 20.000lít cho 1 mẻ 80.000 lít cho1ngày 20.106 lít cả năm 1 malt kg 11.26 2252 9008 252.103 2 Gạo kg 4.825 965 3860 965.103 3 hoa viên kg 0.077 15.4 61.6 15.4.103 4 cao hoa kg 0.0167 3.34 13.36 3.34.103 5 H2Onồihồhoá l 25.68 5136 20544 5136.103 6 H2Ođường hoá l 54.315 10863 43452 10863.103 7 Nước rửa bã l 55.048 11009.6 44038.4 11009.6.103 8 dịch nóng l 115,290 23058 92232 23058.103 9 dịch lạnh l 107.36 21477 85908 2147.2.103 10 men giống l 10.736 2147.2 8588,8 2147.2.103 11 men sữa l 1.0736 214.72 858.88 214.72.103 12 bia non l 103.064 20612.8 82451.2 20612.8.103 13 bia đã lọc l 102.033 20406.6 80000 20000.103 14 bột trợ lọc kg 0.07 14 56 14.103 15 bột maltvàgạo ẩm kg 14.35 2870 11480 2870.103 16 bã hoa kg 0.307 61.4 245.6 61.40.103 17 cặn lắng kg 1.415 283 1132 283.103 18 men sữa dư l 0.825 170.4 681.6 170.4.103 19 Co2 thoát ra m3 1.14 228 912 228.103 20 CO2 bổ xung m3 0.084 16.8 67.2 16.8.103 PHầN Vi: Tính và chọn thiết bị: 1. Thiết bị trong khâu vận chuyển nguyên liệu: Lượng nguyên liệu sản xuất trong một mẻ: Malt: 2252 ( kg ). Gạo: 965 ( kg ). 1. a: Chọn cân nguyên liệu: - Nguyên liệu được cân theo từng mẻ, từng loại riêng biệt, nên ta chọn như sau: - Trên thực tế Malt và Gạo được chứa trong các bao tải riêng biệt có khối lượng thường là 50 kg, do đó khi sử dụng nguyên liệu ta sẽ cân và tính theo đầu bao. - Ta chọn cân có mã cân lớn nhất la 1000 kg với sai số ± 0.5 kg. - Đối với việc cân hoa houblon ta sử dụng mã cân 10 kg là loại cân đồng hồ. 1. b: máy nghiền malt: - Lượng malt cao nhất trong một mẻ là: 2252 (kg). - Thời gian nghiền mỗi mẻ mất 2 h. - Năng suất thực tế = 70% năng suất lý thuyết. Vậy năng suất lý thuyết của nhà máy trong 1 h sẽ là: Chọn máy nghiền có năng suất là: 2000 (kg/h). Số lượng: 1 chiếc. Công suất: 7.5 kw. Số đôi trục: 2 đôi. 1. c: Máy nghiền gạo: - Lượng gạo dùng tối đa cho một mẻ: 965 (kg). - Thời gian tối đa cần dùng nghiền một mẻ: 2 h. - Năng suất thực tế trong 1 h = 70% năng suất lý thuyết => Năng suất của máy nghiền gạo là: Vậy chọn máynghiền gạo có: - Năng suất 700 kg/h. - Vận tốc búa 60 vòng/s. - Công suất động cơ 6 kw. - Số lượng 1 chiếc. 1. d: Vận chuyển nguyên liệu: Thiết bị vận chuyển nguyên liệu ở đây là một hệ thống máy tời. - Lượng malt dùng trong một mẻ lớn hơn so với lượng gạo nên ta tính năng suất của máy tời theo khối lượng malt. - Lượng malt cần vận chuyển lên sàn nấu trong 1 mẻ là:2252 kg. - Thời gian để vận chuyển lên mất 0.5 h. Vậy năng suất của máy tời sẽ là: Năng suất thực tế =0,7 năng suất lý thuyết. Năng suất lý thuyết là: Chọn máy tời có năng suất 7000 kg/h. Số lượng 1 chiếc. 2. Thiết bị trong phân xưởng nấu. 2. 1: Nồi hồ hóa. - Lượng gạo dùng cho một mẻ là: 965 kg. - Tổn thất nghiền 0.5%. => Lượng gạo cho vào nồi là: . Lượng malt lót chiếm 7% so với lượng gạo: . => Tổng lượng gạo và malt lót cho vào nồi hồ hoá là: Tổng lượng nước cho vào nồi hồ hoá là: tỷ lệ nước : gạo = 5:1 Vậy tổng lượng nước và gạo có trong nồi hồ hoá là: Vậy thể tích thực tế mà nồi hồ hoá có là: Mặt khác: => Thể tích nồi hồ hoá cần có là: Ta chọn nồi hồ hoá là thiết bị nồi 2 vỏ, thân hình trụ, đường kính D, đáy và nắp chỏm cầu có chiều cao h1, h2, thùng được chế tạo bằng thép không gỉ. Chọn H=1.2D; h2=0.2D; h1= 0.15D; r=D Thay số vào ta có: => => Qui chuẩn: Vậy đường kính ngoài nồi nấu là: ta có: Gọi H1 là chiều cao 2 phần vỏ ngoài: Ta chọn nồi có cánh khuấy tốc độ 35 vòng/phút, Số lượng nồi: 1. Diện tích bề mặt truyền nhiệt là: 0.5 m2/m3 dịch. Vậy diện tích truyền nhiệt đối với thiết bị là: 2. 2: Nồi đường hoá. - Khối lượng malt cho vào nồi đường hoá trong 1 mẻ là: - Lượng nước cho vào nồi đường hoá chiếm tỷ lệ nước : malt = 5:1 => Lượng nước là: => Tổng lượng nước và malt cho vào nồi đường hoá là: - Lượng cháo bơm vào nồi malt, do trong quá trình đun cháo bay hơi 4%. => Lượng cháo sẽ là: - Vậy tổng lượng dịch có trong nồi malt là: Ta có: Khối lượng riêng của dịch là: 1.08 kg/l. Vậy tổng thể tích của hỗn hợp dịch là: Hệ số sử dụng nồi 80% => Vậy thể tích nồi là: Chọn nồi đường hoá là nồi 2 vỏ , thân hình trụ , đáy và đỉnh hình chỏm cầu, chế tạo bằng thép không gỉ. Mặt khác: Thay số vào ta có: => => Ta có: Lại có: => Đường kính ngoài nồi nấu: Gọi H1 là chiều cao 2 phần vỏ Tốc độ của cánh khuấy 30 vòng/ phút, Số lượng nồi: 1 Diện tích bề mặt truyền nhiệt là: 0.5 m2/m3 dịch Vậy diện tích truyền nhiệt của nồi là: 2. 3: Thiết bị lọc dịch đường. Dùng thùng lọc đáy bằng: - Trong quá trình lọc thì chiều cao lớp bã chỉ được phép nằm trong khoảng 0.30.6m thì mới đảm bảo để dịch trong - Mặt khác cứ 1 kg nguyên liệu cho 1.75 kg bã chứa ẩm. Vậy lượng bã cần phải lọc là: Ta chọn chiều cao của lớp lọc bã =0.5 m => Diện tích đáy thùng lọc sẽ là: Trong quá trình đường hoá dịch bay hơi 4%. => Lượng dịch đem đi lọc là: => Chiều cao của khối dịch là: Ta có: => - Chọn thùng lọc là thùng hình trụ làm bằng thép không gỉ, đáy bằng chỏm cầu: - Chiều cao đỉnh chỏm cầu h= Số lượng nồi: 1. 2. 4: Nồi nấu hoa. - Lượng dịch đường sau đun hoa ( trước khi lắng xoáy ) là: 115.029 l để có được 100 l bia thành phẩm. x l dịch đường để có được 20 000 l bia (1 mẻ) => - Lượng nước bay hơi trong quá trình nấu là 10%. Do vậy lượng dịch trong thùng trước khi đun hoa sẽ là: Hệ số đổ đầy 0.75 => Vậy thể tích nồi nấu hoa sẽ là: - Ta có thiết bị là nồi 2 vỏ, thân hình trụ, đường kính D, đáy và nắp chỏm cầu, làm bằng thép không gỉ. - Thể tích của nồi đun hoa: Chọn Thay số vào ta có: => => Chọn bề dày thép: Vậy đường kính ngoài của nồi là: Gọi H1 là chiều cao phần 2 vỏ: Diện tích bề mặt truyền nhiệt của nồi: Số lượng nồi là: 1. 2. 5: Thùng lắng xoáy. Lượng dịch đi vào thùng lắng xoáy bằng lượng dịch ra khỏi nồi nấu hoa: 115.290 l để sản xuất 100 l bia thành phẩm Vậy để sản xuất 20 000 l bia cần: Hệ số sử dụng nồi là 90%. Vậy thể tích thùng lắng là: Thể tích thùng lắng được tính theo công thức: Ta có: => Ta có: Chọn bề dày thùng là 50 mm. Vậy đường kính ngoài là: Số lượng thùng: 1. 2. 6: Thiết bị làm lạnh nhanh. Lượng dịch đường cần đem đi làm lạnh trong 1 mẻ Lượng dịch sau khi làm lạnh trong một mẻ là: 107.385 l tạo ra 100 l bia x l tạo ra 20 000 l bia => x= Vậy lượng dịch trước khi làm lạnh nhanh là: (tổn hao 4%) Thời gian làm lạnh 2h/ 1 mẻ Số ngăn truyền nhiệt 2 ngăn Năng suất của máy làm lạnh nhanh là: Chọn máy có năng suất 12m3/h. Số máy là: 1. 2. 7: Thiết bị đun nước nóng. - Một mẻ nấu lượng nước rửa bã cần dùng là: 11009.6 (l). - Giả sử lượng nước cần vệ sinh thiết bị trong phân xưởng là: Thùng lọc: 300lít. Nồi đường hoá: 300 lít. Nồi nấu hoa: 300 lít. Nồi hồ hoá: 300 lít. - Vì vậy cần đun một lượng nước nóng là: - Hệ số sử dụng nồi là:85%. Vậy thể tích nồi là: - Chọn nồi đun nóng nước là nồi 2 vỏ thân hình trụ, đường kính là D, chiều cao H, đáy và nắp chỏm cầu có chiều cao h1, h2. Thùng được chế tạo bằng thép không gỉ (*) Ta có: Thay số vào ( * ) ta có: => => Nồi 2 vỏ, => Tính bề mặt truyền nhiệt: Diện tích truyền nhiệt = 0.5m2/m3 dịch => Số lượng nồi: 1. 3. Tính toán thiết bị phân xưởng lên men. 3. 1: Thiết bị lên men chính: - Chọn thiết bị lên men chính là: thiết bị hình trụ, đáy oôn, nắp chỏm cầu,bên ngoài có khoang lạnh để điều chỉmh nhiệt độ ( thùng có 3 khoang lạnh ). D: đường kính ( m ) làm bằng thép không gỉ có trang bị hệ thống sục khí, van, nhiệt kế, kính quan sát. h1: chiều cao phần nón ( m ). h2: chiều cao phần trụ chứa dịch đường . h3: chiều cao phần trụ không chứa dịch đường. h4: chiều cao phần nắp ( m ). : đáy côn, chọn . Một tank lên men chứa 4 mẻ nấu. Lượng dịch đi vào thiết bị: Ta có: D: đường kính trong Thể tích phần chứa dịch : Thay vào ta có: => Thể tích thực của thùng là: Chiều cao phần đỉnh: Vậy chiều cao của thùng sẽ là: Tính số thùng lên men: - Lên men chính : 6 ngày. - Lên men phụ : 10 ngày. Thời gian vệ sinh thiết bị là 1 ngày. Số thùng lên men: V: thể tích dịch lên men 1 ngày. Vt: thể tích dịch lên men 1 thùng. 1: số thùng dự trữ. T: số ngày 1 chu kỳ lên men. M: số thùng lên men. 3. 2: Thiết bị gây men giống: 3. 2. 1: Thiết bị gây men giống cấp II: - Ta chọn thể tích thực của thùng gây giống cấp II bằng thể tích dịch của 1 thùng lên men chính. - Chiều cao phần chính trụ chứa dịch đường là H: H=D. - Chiều cao của phần đáy là h2; h2 =0.2D. - chiều cao của phần trụ không chứa dịch là h1. - chiều cao cuẩ phần nắp là h3; h3=0.15. Chiều cao phần hình trụ không chứa dịch: Chọn Chiều cao nắp Chiều cao thùng lên giống: Số lượng 1 chiếc, . 3. 2. 2: Thùng nhân giống cấp I. Chọn thùng nhân giống cấp I có thân hình trụ đáy côn, làm bằng thép không gỉ, V=1/5 Vthùng nhân giống cấp 2 Các thông số: H=D h2=0.2D (h2 là chiều cao của đáy) h3=0.15D (h3 là chiều cao phần nắp) Chiều cao phần hình trụ không chứa dịch: Chọn h1=340 (mm) Chiều cao của thùng nhân giống là: Số lượng 1 chiếc 3. 2. 3: Thiết bị rửa men sữa: - Sau khi lên men chính sữa men thu được cho vào các thùng rửa men. Thực tế thì 1000 lít dịch đường thu được 20 lít men sữa. - Lượng dịch cho vào trước khi lên men trong 1 mẻ là: - Lượng men sữa thu được trong 1 mẻ là: - Lượng men sữa thu được trong 1 ngày là: - Thiết bị có thể tích bằng hai lần thể tích của lượng men sữa thu được là: - Cấu tạo của thiết bị rửa men sữa làm bằng thép không gỉ, thân hình trụ, đáy và nắp chỏm cầu, phía dưới đáy có đường dẫn lạnh vào thùng và đường dẫn hồi lưu lại: Lại có: H = D h = 0.15 x D r = 0.5 x D V= 1.01 x D3 H = D = 1500(mm) h = 0.15 x D = 225(mm) r = 0.5 x D = 0.5 x 1500 = 750(mm) Số lượng là: 2 nồi. 3. 2. 4: Thiết bị bão hoà CO2. - Chọn thiết bị là thân hình trụ, đáy và nắp chỏm cầu có áo lạnh, vật liệu chế tạo inoxchịu được áp lực cao. Thùng bão hoà CO2 đồng thời là thùng chứa bia sau bão hoà. - Lượng bia bão hoà CO2 trong 1 ngày: - Chọn số thùng chứa bia là 4 thùng. - Thể tích mỗi thùng là: - Hệ số đổ đầy thiết bị là: 85%. Vậy thể tích của thùng là: Lại có: Với: => => Qui chuẩn: 3. 2. 5: Máy lọc bia. - Lọc bia bằng máy lọc tấm bản có dùng bột trợ lọc điatomit. - Lượng bia lọc tối đa trong 1 ngày: - Mỗi ngày làm việc 2 ca, mỗi ca làm việc 3h, hệ số sử dụng 0.7. - Vậy năng suất máy lọc cần thiết là: Chọn máy lọc có năng suất 20 ( m3/h ). 3. 2. 6: Máy rửa bock. * Số lượng bock cần rửa mỗi ngày: - Lượng bia chiết bock cao nhất trong 1 ngày là 81626.4 lít, mỗi bock chứa 25 lít. - Vậy số bock cần sử dụng là: . - Mỗi ngày làm việc 2 ca, mỗi ca 5 h, hệ số sử dụng máy là 0.8. Vậy năng suất máy cần dùng là: Vậy chọn máy rửa có năng suất 408 (bock/h). 3. 2. 7: Máy chiết bock. - Lượng bia cần chiết trong 1 ngày 80 000 lít - Máy chiết 1 ngày làm việc 2 ca, mỗi ca 2 mẻ, mỗi ca 4 h, hệ số sử dụng máy 0.8. - Vậy năng suất của máy chiết bock: - Vậy chọn máy có năng suât 13 ( m3/h ) - Số máy cần dùng 1 chiếc, công suát 0.8 kw 3. 2. 8: Tính hệ thống bơm. Bơm lọc - Ta tính bơm cho quá trình từ nồi nấu sang thùng lắng xoáy làm chuẩn để tính công suất bơm cho toàn dây truyền. - Thể tích dịch đường đem đi lắng xoáy trong 1 mẻ là: - Thời gian bơm dịch trong 30 phút: - Hệ số sử dụng bơm là 80%. - Vậy năng suất của bơm là: - Sử dụng bơm có năng suất 58( m3/h ), công suất bơm 7 kw Cả dây truyền ta chọn 13 bơm. Bảng tổng kết các thiết bị STT Tên thiết bị Kích thước(mm) Năng suất Số lượng 1 Cân 1000 x 800 x 1200 1000(kg),10(kg) 01 2 Máy nghiền malt 1800x 1500 x2000 2000 kg/h 01 3 Máy nghiền gạo 1500x1500 x 1200 700 kg/h 01 4 Nồi hồ hóa D=2000, H=2400 7.6 m3 01 5 Nồi đường hoá D=2800, H=3400 21.87m3 01 6 Nồi nước nóng D=2400, H=3720 14.36 m3 01 7 Thùng lọc dịch đường D=3800, H=2100 22.4m3 01 8 Nồi nấu hoa D=3000, H=4500 31 m3 01 9 Thùng lắng xoáy D=3000, H=5000 26 m3 01 10 Máy làm lạnh nhanh 1500 x 800 x 1000 12 m3/h 01 11 Thùng lên men D=4000, H=12000 107.36 m3 15 12 Thùng nhân giống cấp I D=1280, H=2100 1.7 m3 01 13 Thùng nhân giống cấp II D=2200, H=3578 8.6 m3 01 14 Thùng rửa men D=1500, H=1500 3.4 m3 01 15 Máy lọc bia 3500 x1200 x1200 20 m3/h 01 16 Thùng bão hoà CO2 D=3000, H=3600 26 m3 04 17 Máy rửa bock 3500x3000 x 2000 408 bock/h 01 18 Máy chiết bock 3500 x2000 x2000 13 m3/h 01 19 Bơm D=400, H=500 58 m3/h 13 20 Máy tời 1500 x 1200 x 200 7000 kg/h 01 PHầN V Tính hơi -lạnh-nước- điện cho toàn bộ nhà máy. I. tính hơi. A: Nồi nước nóng: 1: Lượng nhiệt để đun nồi nước từ 250C lên 750C. a: Nhiệt lượng cung cấp để đun nước trong nồi. Trong đó: G1: là lượng nước cần đun trong một mẻ( kg ). G1 = 12209.6 ( kg ) ( phần tính và chon thiết bị ). C1: là tỉ nhiệt của hơi nước ;C1= 1 kcal/kg0C. t1: là nhiệt độ ban đầu của nước : t1=250C. t2: là nhiệt độ sau của nước : t2=400C. b: Lượng nhiệt để đun nóng thiết bị là: Trong đó: Gtbi: là khối lượng của thiết bị ( kg ). Ctbi: là tỉ nhiệt của thép( kcal/kg0C ): C=0.119( kcal/kg0C ). ttbi là nhiệt độ của thiết bị( 0C ); ttbi=250C. tmt là nhiệt độ của môi trường( 0C ) tmt=400C. Trong đó : a: Là khối lượng thép ( kg ). s: là bề dày của thép ( m ). R’: là bán kính ngoài của thiết bị ( m ). h’: là chiều cao chỏm có tính bề dày của thiết bị( m ). D : là đường kính của thiết bị ( m ). D = 2,4 ( m ) ( phần tính thiết bị ). H = 2.88( m ). h= 0.36( m ). chọn s = 0.005( m ). R = 1.2 ( m ). R’ = 1.2+0.005 = 1.205( m ). h’ = 0.36+0.005 = 0.365( m ). C: Nhiệt lượng toả ra môi trường xung quanh: - Nhiệt lượng cung cấp cho quá trình này chính là nhiệt lượng tổn thất ra môi trường. Trong đó: F: là diện tích toả nhiệt ( m2 ). : là hệ số toả nhiệt ( kcal/m2h0C ). T: thời gian đun nóng nước( 0C ). Trong đó: ttbi : lànhiệt độ của thiết bị( 0C ). ttbi = 75( 0C ). tmt: nhiệt độ của môi trường( 0C ). tmax: là nhiệt độ cao nhất trong năm. ttb: là nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất. Vậy tổng lượng nhiệt cung cấp cho quá trinh đun nước nóng là: Lượng hơi cung cấp cho quá trình đun nước nóng là: Trong đó Q: Lượng nhiệt cần thiết để đun hoa( kcal ). i: Là nhiệt hàm của hơi nước ở p = 2.5 kg/cm2. i’: Là nhiệt hàm của nước ngưng ở p = 2.5 kg/cm2. Theo bảng I.251-sổ tay hoá công I ta có: i = 649.2 ( kcal/kg ) i’ = 127.2( kcal/kg ) Thay số vào ta có: 2. Để giữ ở nhiệt độ 750C trong thời gian 120 phút thì: - Nhiệt lượng cung cấp cho quá trình này là nhiệt lượng tổn hao ra môi trường xung quanh: Trong đó F: là diện tích toả nhiệt (m2) : là hệ số toả nhiệt (kcal/m2h0C) Trong đó: ttbilànhiệt độ của thiết bị( 0C ) : ttbi=750C. tmtnhiệt độ của môi trường( 0C ) tmax: là nhiệt độ cao nhất trong năm. ttb: là nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất. - Lượng hơi cung cấp cho quá trình này là: Trong đó Q: Lượng nhiệt cần thiết để đun hoa( kcal ). i: Là nhiệt hàm của hơi nước ở p=2.5 kg/cm2. i’: Là nhiệt hàm của nước ngưng ở p=2.5 kg/cm2. Theo bảng I.251-sổ tay hoá công I ta có: i =649.2 ( kcal/kg ). i’=127.2( kcal/kg ). Thay số vào ta có: Vậy tổng lượng nhiệt cung cấp cho nồi nước nóng là: (Kcal) B: nồi hồ hoá. 1: Lượng nhiệt để đun nồi nước từ 250C lên 400C. a: Nhiệt lượng cung cấp để đun nước trong nồi. Trong đó: G1: là lượng nước cần đun trong một mẻ( kg ). G1 = 5138.625 ( kg ) ( phần tính và chon thiết bị ) C1: là tỉ nhiệt của hơi nước ;C1= 1 kcal/kg0C t1: là nhiệt độ ban đầu của nước : t1=250C. t2: là nhiệt độ sau của nước : t2=400C. b: Lượng nhiệt để đun nóng thiết bị là: Trong đó: Gtbi: là khối lượng của thiết bị ( kg ). Ctbi: là tỉ nhiệt của thép( kcal/kg0C ): C=0.119( kcal/kg0C ) ttbilànhiệt độ của thiết bị( 0C ); ttbi =