Đồ án Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men với năng suất 32 triệu lít/năm

i H = 14,04; số lượng: 3 cái): Qđc = 7,0367 04,115500 × × = 0,24 (kW). 5.2. Công đoạn chuẩn bị dịch lên men 5.2.1. Tính và chọn thiết bị thơm hoá Theo (Bảng 4.4), lượng ngô đi nấu 1 mẻ là 1529,20(kg). Lượng ngô cho vào nồi thơm hóa trong một mẻ chiếm 50% là: 100 5020,1529 × = 764,60 (kg). Tượng tự, lượng bột malt cho vào nồi thơm hoá trong một mẻ chiếm 30% sẽ là: 100 3040,1638 × = 491,52 (kg). Thể tích ngô chiếm chỗ: 750 60,764 = 1,02 (m3). Thể tích malt chiếm chỗ: 550 52,491 = 0,89 (m3). Thể tích nước cho vào hoà trộn: 764,60×5 + 491,52×4 = 5789,08 (lít) = 5,8 (m3). Thể tích cần thơm hoá: 1,02 + 0,89+ 5,8 = 7,71 (m3). Chọn hệ số chứa đầy: φ = 0,8 Thể tích của nồi: Vnồi = 8,0 71,7 = 9,64 (m3). Chọn thiết bị thơm hoá có dạng hình cầu, nắp đậy kín. Thiết bị làm bằng thép không gỉ, chịu áp lực. h: Chiều cao nắp D: Đường kính nồi ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -41- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT Chọn: h = 6 D Thể tích nắp nồi: Vnắp= 81648 8 32 33 2 DDhDh ×=××=⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −× πππ (*). Thể tích cầu: Vcầu= 33 683 4 DD ×=×× ππ Thể tích nồi: Vnồi= vcầu- Vnắp= 162 25 3D××π = 9,64(m3). ⇒D= 3 14,325 16264,9 × × = 2,71 (m). Chiều cao của nắp: h= 6 D = 6 71,2 = 0,45 (m). Các thông số kỹ thuật khác: ™ Tính chiều dày vỏ thiết bị: Do nồi thơm hoá nấu ở áp suất cao nên phải sử dụng thiết bị chịu áp lực. Ở 1300C tương ứng với áp suất 2,75at hoặc 26,97x104 N/m2 [11, tr 311]. Chiều dày vỏ thiết bị được tính theo công thức: S = [ ] P PDt −×× × ϕδ2 + C (m) [12, tr 360]. Trong đó: Dt- Đường kính trong, m φ - Hệ số bền của thành trụ theo phương dọc: φ = 0,9. P - Áp suất của thiết bị (N/m2). [ ]δ - Ứng suất cho phép. [ ]δ = [ ]kδ = k bn δ ×η η là hệ số hiệu chỉnh: η = 0,75. nb là hệ số an toàn cho giới hạn bền: nb = 3,6. δk là giới hạn bền: δk = 368x106 N/m2. C là hệ số bổ sung do ăn mòn, bào mòn và dung sai về chiều dày. D h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -42- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT C = C1 + C2 + C3 Với: C1 = 0; C2 = 1mm; C3 = 0,8 mm. C = 0 + 1 + 0,8 = 1,8mm Vậy chiều dày vỏ thiết bị là: S = 4 6 4 1097,2675,0 6,3 103682 1097,2671,2 ×−××× ×× + 1,8 ×10-3 = 6,58 ×10-3 (m) = 6,58 (mm). Chọn chiều dày vỏ ngoài : 2 mm. Khe hở giữa hai vỏ : 50 mm. ™ Cánh khuấy dạng mỏ neo làm bằng thép không gỉ, có đường kính: D’ = 3 4 ×D = 3 4 × 2,80 = 2,10 (m). ™ Công suất động cơ: 9,4 KW; Số vòng quay: 30 vòng/phút [11, tr 622]. Chọn 1 thiết bị. 5.2.2. Tính và chọn thiết bị đường hoá Theo (Bảng 4.4), lượng ngô đi nấu 1 mẻ là 1529,20(kg). Lượng ngô cho vào nồi thơm hóa trong một mẻ chiếm 50% là: 100 5020,1529 × = 764,60 (kg). Lượng bột malt cho vào nồi thơm hoá trong một mẻ chiếm 70% sẽ là: 100 7040,1638 × = 1146,88 (kg). Thể tích ngô chiếm chỗ: 750 60,764 = 1,02 (m3). Thể tích malt chiếm chỗ: 550 88,1146 = 2,09 (m3). Thể tích nước cho vào hoà trộn: 764,60×5 + 1146,88×4 = 8410,52 (lít) = 8,41 (m3). Thể tích cần thơm hoá: 1,02 + 2,09+ 8,41 = 11,52 (m3). Khi hội cháo ta chuyển toàn bộ dung dịch từ nồi thơm hoá sang nồi đường hoá. Thể tích dịch thơm hóa chuyển sang hội cháo : 7,71 m3. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -43- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT Chọn hệ số chứa đầy :φ= 0,8. Thể tích của nồi đường hoá : Vnồi= 8,0 71,752,11 + = 24,04 (m3). Chọn thiết bị đường hoá giống thiết bị thơm hoá nhưng có ống thoát hơi. h- Chiều cao nắp thiết bị D- Đường kính của nồi Chọn: h = 4 D Thể tích nắp nồi: Vnắp= 192 5 3 5 32 4 32 33 22 DDhhhhDh ××=××=⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −×=⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −× ππππ (*). Thể tích cầu: Vcầu= 33 683 4 DD ×=×× ππ Thể tích nồi: Vnồi= vcầu- Vnắp= 64 9 3D××π = 24,04 (m3). ⇒D= 3 14,39 6404,24 × × = 3,79 (m). Chiều cao của nắp: h= 4 D = 4 79,3 = 0,95 (m). Các thông số kỹ thuật khác : ™ Cánh khuấy dạng mỏ neo làm bằng thép không gỉ, có đường kính: D’ = 3 4 ×D = 3 4 × 3,69 = 2,77 (m). ™ Công suất động cơ: 9,4 KW; Số vòng quay: 30 vòng/phút [11, tr 622]. Chọn 1 thiết bị. ™ Ống thoát hơi: tiết diện ống thoát hơi bằng 1/50 diện tích bốc hơi lớn nhất. Dth = D 1 50 × = 3,79 1 50 × = 0,54 (m). Chọn 1 thiết bị. 5.2.3. Nồi nấu nước nóng Thể tích nước cần đun nóng cho một mẻ gồm thể tích nước nấu malt, ngô và thể tích nước rửa bã. Dh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -44- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT Theo 5.2.1 thể tích nước nấu ở nồi thơm hoá là 5,8 (m3). Theo 5.2.2 nước dùng nấu ở nồi đường hoá là 8,41 (m3). Theo bảng 4.4 ta có lượng nước dùng để nấu xirô trong 1 mẻ là: 267,53(lít) ≈ 0,3 (m3). Vậy thể tích nước dùng để nấu nguyên liệu là: 5,8 + 8,41 + 0,3 = 14,24 (m3). Thể tích nước rửa bã chọn bằng 1/3 thể tích nước nấu nguyên liệu: 3 24,14 = 4,75 (m3). Vậy thể tích nước cần đun nóng là: 14,24 + 4,75 = 18,99 (m3). Chọn hệ số chứa đầy: φ = 0,8. Thể tích nồi: Vnồi = 8,0 99,18 = 23,74 (m3). Chọn nồi nấu nước nóng có dạng giống nồi đường hóa nhưng không có cánh khuấy. Tương tự ta có: Vnồi = 3 3 14,39 6474,23 64 9 × ×=⇒×× DDπ = 3,77 (m). Chiều cao nắp: h= 4 D = 4 77,3 = 0,94 (m). Ống thoát hơi: tiết diện ống thoát hơi bằng 1/50 diện tích bốc hơi lớn nhất. Dth = D 1 50 × = 3,77 1 50 × = 0,53 (m). Chọn 1 nồi. 5.2.4. Nồi nấu xirô Theo (Bảng 4.4), Lượng dịch cần nấu xirô cho 1 mẻ sẽ là: 55,1 84,487 + 267,56 = 582,30 (lít). Trong đó: 1,55 (kg/lít) là khối lượng riêng của đường [11, tr 63]. Chọn hệ số chứa đầy: φ = 0,8. Thể tích nồi: Vnồi = 8,01000 30,582 × = 0,73 (m 3). Chọn nồi nấu xirô có hình dạng giống nồi thơm hóa. Tương tự ta cũng có: Vnồi = 3 3 14,39 6473,0 64 9 × ×=⇒×× DDπ = 1,65 (m). ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -45- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT Chiều cao nắp: h= 4 D = 4 65,1 = 0,41 (m). ™ Ống thoát hơi: tiết diện ống thoát hơi bằng 1/50 diện tích bốc hơi lớn nhất. Dth = D 1 50 × = 1,65 1 50 × = 0,23 (m). ™ Cánh khuấy dạng mỏ neo làm bằng thép không gỉ, có đường kính: D’= 3 4 ×D= 3 4 × 1,65=1,24(m). Công suất động cơ: 9,4 KW. Số vòng quay: 30 vòng/phút [11, tr 622]. Chọn 1 nồi. 5.2.5. Thiết bị lọc khung bản dùng lọc bã Theo 5.2.2 thể tích dung dịch đưa đi lọc trong một mẻ là: 7,71 + 11,52 = 19,23 (m3). Chọn thời gian lọc một mẻ là: 2,5 (giờ). Năng suất tối thiểu cần có của thiết bị: 5,2 23,19 = 7,69 (m3/h). Chọn thiết bị lọc khung bản: B9 - BΦC 423 - 53 - 00 - 00 [13, tr 109]. Năng suất : 9 m3/h Diện tích bề mặt lọc : 19,5 m2 Số lượng bản : 60 cái Kích thước bản : 565 ×575 mm Áp suất làm việc : 2,5 kg/cm2 Công suất động cơ : 4,5 KW Kích thước thiết bị : 2500 ×1080 ×1470 mm Khối lượng : 1470 kg Số lượng: 9 69,7 = 0,85 → Chọn 1 thiết bị. 5.2.6. Thiết bị lọc khung bản dùng lọc xirô Theo (Bảng 4.4), lượng xirô cần lọc trong 1 mẻ là: 537,38 (lít) Thời gian lọc của một mẻ là: 20 (phút). ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -46- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT Năng suất tối thiểu cần có của thiết bị: 60 201000 38,537 ×× = 1,61 (m 3/h). Chọn máy lọc khung bản: B9 - BΦC 423 - 53 - 00 - 00 [13, tr 109]. Năng suất : 3 m3/h Diện tích bề mặt lọc : 6 m2 Số lượng bản : 45 cái Kích thước bản : 365 ×375 mm Áp suất làm việc : 2,5 kg/cm2 Công suất động cơ : 2,8 KW Kích thước thiết bị : 1700 ×780 ×1255 mm Khối lượng : 1470 kg Số lượng: 3 61,1 = 0,54 → Chọn 1 thiết bị. 5.2.7. Thùng chứa bã Theo (Bảng 4.4), lượng bã thải của 1mẻ: 3383 (kg) bã ướt. Khối lượng riêng của bã: 1000 kg/m3. Thể tích của bã ướt: Vbã = 1000 3383 = 3,383 (m3). Chọn hệ số chứa đầy: φ = 0,9. Thể tích của thùng chứa: Vthùng = 9,0 383,3 = 3,76 (m3). Chọn thùng chứa bã có dạng hình hộp, chiều cao của thùng là 2(m). Vthùng = 2a2 → a = 2 76,3 = 1,88 (m). Kích thước thùng: Dài 1,88 (m); rộng 1,88 (m); cao 2 (m). Số lượng: 1 thùng. a a ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -47- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT 5.2.8. Thiết bị phối chế dịch lên men Chọn thiết bị có thân hình trụ, đáy hình nón, có cánh khuấy và có hình dạng như bunke chứa. Theo bảng 4.4 ta có lượng dịch phối chế trong 1 mẻ là: 24989,89 (lít). Chia lượng dịch này vào trong 2 thiết bị phối chế giống nhau. Lượng dịch cần chứa vào mỗi thiết bị sẽ là: 2 89,24989 = 12494,95 (lít). Chọn hệ số chứa đầy: φ = 0,8. Vtb 1 thiết bị = 8,01000 95,12494 × = 15,62 (m 3). Theo (1) ở 5.1.3 ta có: D = 3 62,0 62,15 = 2,93 (m). → HT = 2 D = 2 93,2 = 1,47 (m). → HD = 32 (D - d) = 3 2 (2,93 - 0,2) = 2,36 (m). Chiều cao của thiết bị: H = HT + HD + h = 1,47+ 2,36 + 0,2 = 4,03 (m). + Chọn cánh khuấy dạng mái chèo thanh đặt chéo có đường kính: D’ = 2 3 ×D = 2 3 × 2,93 = 1,95 (m). + Công suất động cơ: 3 KW; Số vòng quay: 30 vòng/phút [11, tr 622]. Đặc tính kỹ thuật: D = 2,93(m); H = 4,03 (m); d =0,2 (m). Chọn 2 thiết bị. 5.2.9. Thiết bị thanh trùng và làm nguội Lượng dịch sau khi phối chế trong một mẻ: 24864,93(lít). Thời gian thanh trùng và làm nguội: 60 (phút). Năng suất cần có của thiết bị: 60 90 93,24864 × = 16576,62 (lít/giờ). D H h d 60 0 HT HD ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -48- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT Chọn thiết bị loại: YПL-Y5 [13, tr 159]. Năng suất : 5000 lít/giờ Nhiệt độ đầu của sản phẩm : 450C Nhiệt độ thanh trùng : 650C Nhiệt độ chất tải nhiệt : 900C Nhiệt độ của nước làm lạnh : 00C Nhiệt độ ra của sản phẩm : 300C Chi phí hơi : 107 kg/h Công suất : 4,5 KW Số bản thanh trùng : 25 Số bản làm nguội : 25 Bề mặt làm nguội : 6 m2 Vận tốc của sản phẩm : 0,43 m/s Vận tốc của nước muối : 0,43 m/s Vận tốc của nước nóng : 0,43 m/s Áp suất làm việc : 2 kg/cm2 Kích thước thiết bị : 1970 ×700 ×1525 mm Khối lượng : 800 kg Số lượng: 5000 62,16576 = 3,32 → Chọn 4 thiết bị. 5.3. Công đoạn lên men. 5.3.1. Thiết bị lên men. Chọn thiết bị lên men có thể tích đủ chứa lượng dịch lên men của 1/2 mẻ nấu. Theo (Bảng 4.4), thể tích dịch lên men của 1 mẻ là: 24616,13(lít). Thể tích vi sinh vật giống của một mẻ: 738,52 (lít). Chọn hệ số chứa đầy: φ = 0,8. Thể tích của thiết bị: Vtb = 8,02 74,062,24 × + = 15,85 (m3). Thiết bị lên men có dạng thân trụ, nắp chỏm cầu, đáy côn, góc đáy 600. Thiết bị làm bằng thép không gỉ. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -49- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT D H h HT HD d 600 Chọn: HT = 4D 3 ; h = D 4 ; d = 0,1 (m). VC = h 6 π × ( 2 23D h 4 + ) = D 24 π ×( 2 23D D 4 16 + ) = 313 D 384 π VT = 2D 4 π ×HT = 3D 3 π HD = D - d 2 × tg600 = 3 2 (D - d) VD = D 1 H 4 × × (D2 + D.d + d2) = 3 24 π × (D3 - d3) Vtb = VC + VD + VT = 313 D 384 π + 3 24 π × (D3 - d3) 3D 3 π+ Vtb ≈ 1,38D3 → D = tb3 V 1,38 (3) → D = 3 38,1 85,15 = 2,26 (m). → HT = 4D3 = 3 26,24× = 3,01 (m). → h = D 4 = 4 26,2 = 0,57 (m). → HD = 32 (D − d) = 3 2 (2,26 − 0,1) = 1,87 (m). Chiều cao của thiết bị: H = HT + HD + h = 3,01 + 1,87 + 0,57 = 5,45 (m). Đặc tính kỹ thuật: D =2,26 (m); H = 5,45 (m); d = 0,1 (m). Số lượng thùng lên men: n = T m X× × Trong đó: n - Số thùng lên men, cái. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -50- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT T- Chu kỳ lên men, ngày (T = 24 15 ) m - Số mẻ nấu trong ngày, m = 5 X - Số thùng để chứa 1 mẻ, X = 2 Ta có: n = 25 24 15 ×× = 6,25 Chọn 8 thùng, trong đó có 1 thùng để dự trữ. 5.3.2. Thiết bị nuôi cấy giống vi sinh vật Chọn thiết bị nuôi cấy giống vi sinh vật có dạng thân hình trụ, đáy côn, nắp chỏm cầu, góc ở đáy bằng 600. Chọn hệ số chứa đầy: φ = 0,5 Chọn: d = 0,05 (m); h = D 5 ; HT = 3D 2 . VC = h 6 π × ( 2 23D h 4 + ) = = D 30 π ×( 2 23D D 4 25 + ) = 379 D 3000 π VT = 2D 4 π ×HT = 2D 3D 4 2 π × = 33 D 8 π HD = D - d 2 × tg600 = 3 2 (D - d) VD = DH12 π × × (D2 + D.d + d2) = 3 24 π × (D3 - d3) Vtb = VC + VD + VT = 379 D 3000 π + 3 24 π × (D3 - d3) + 33 D 8 π Vtb ≈ 1,49D3 → D = tb3 V 1,49 (4) 5.3.2.1. Thiết bị nuôi cấy nấm men. Theo (Bảng 4.4), lượng nấm men cần cho 1 ngày là: 2769,44 (lít). Quá trình nuôi cấy nấm men gồm 2 giai đoạn: – Giai đoạn phòng thí nghiệm: nuôi đến 10 lít. D h HT HD H 600 d ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -51- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT – Giai đoạn sản xuất: gồm 3 cấp. Cấp 1: 10 lít → 70 lít Cấp 2: 70 lít → 400 lít Cấp 3: 400 lít → 2769,44 lít •  Thùng nuôi cấp 1: Vcấp 1 = 70 0,5 = 140 (lít) = 0,14 (m3). Theo (4) ta có: D = 3 0,14 1,49 = 0,45 (m). → HT = 3D2 = 3 0,45 2 × = 0,68 (m). → h = D 5 = 0,45 5 = 0,09 (m). → HD = 32 (D - d) = 3 2 (0,45 - 0,05) = 0,35 (m). Chiều cao của thiết bị: H = HT + h + HD = 0,68 + 0,09 + 0,35 = 1,12 (m). Đặc tính kỹ thuật: D = 0,45 (m); H = 1,12 (m); d = 0,05 (m). Số lượng: 2 thùng. • Thùng nuôi cấp 2: Vcấp 2 = 400 0,5 = 800 (lít) = 0,8 (m3). Theo (4) ta có: D = 3 0,8 1,49 = 0,81 (m). → HT = 3D2 = 3 0,81 2 × = 1,22 (m). → h = D 5 = 0,81 5 = 0,16 (m). → HD = 32 (D - d) = 3 2 (0,81 - 0,05) = 0,66 (m). Chiều cao của thiết bị: H = HT + h + HD = 1,22 + 0,16 + 0,66 = 2,04 (m). Đặc tính kỹ thuật: D = 0,81 (m); H = 2,04 (m); d = 0,05 (m). ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -52- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT Số lượng: 2 thùng. • Thùng nuôi cấp 3: Vcấp 3 = 5,0 44,2769 = 5538,88 (lít) = 5,54 (m3). Theo (4) ta có: D = 3 49,1 54,5 = 1,55 (m). → HT = 3D2 = 2 55,13× = 2,32(m). → h = D 5 = 5 55,1 = 0,31(m). → HD = 32 (D - d) = 3 2 (1,55 - 0,05) = 1,30 (m). Chiều cao của thiết bị: H = HT + h + HD = 2,32 + 0,31 + 1,30 = 3,93 (m). Đặc tính kỹ thuật: D = 1,55 (m); H = 3,93 (m); d = 0,05 (m). Số lượng: 2 thùng. 5.3.2.2. Thiết bị nuôi cấy vi khuẩn Theo (Bảng 4.4), lượng vi khuẩn cần cho 1 ngày là: 923,15 (lít). Quá trình nuôi cấy vi khuẩn gồm 2 giai đoạn: – Giai đoạn phòng thí nghiệm: nuôi đến 10 lít. – Giai đoạn sản xuất: gồm 3cấp. Cấp 1: 10 lít → 50 lít Cấp 2: 50 lít → 250 lít Cấp 3 : 250 → 923,15 lít • Thùng nuôi cấp 1: Vcấp 1 = 5,0 50 = 100 (lít) = 0,1 (m3). Theo (4) ta có: D = 3 49,1 1,0 = 0,41(m). ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -53- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT → HT = 3D2 = 2 41,03× = 0,61 (m). → h = D 5 = 5 41,0 = 0,08 (m). → HD = 32 (D - d) = 3 2 (0,41 - 0,05) = 0,31 (m). Chiều cao của thiết bị: H = HT + h + HD = 0,61 + 0,08 + 0,31 = 1(m). Đặc tính kỹ thuật: D = 0,41 (m); H = 1 (m); d = 0,05 (m) Số lượng: 2 thùng. • Thùng nuôi cấp 2: Vcấp 2 = 5,0 250 = 500 (lít) = 0,5 (m3). Theo (4) ta có: D = 3 49,1 5,0 = 0,69 (m). → HT = 3D2 = 2 69,03× = 1,035 (m). → h = D 5 = 5 69,0 = 0,14 (m). → HD = 32 (D - d) = 3 2 (0,69 - 0,05) = 0,55 (m). Chiều cao của thiết bị: H = HT + h + HD = 1,035 + 0,14 + 0,55 = 1,725 (m). Đặc tính kỹ thuật: D = 0,69 (m); H = 1,725 (m); d = 0,05 (m). Số lượng: 2 thùng. • Thùng cấp 3: Vcấp 2 = 5,0 15,923 =1846,3 (lít) = 1,85 (m3). Theo (4) ta có: D = 3 49,1 85,1 = 1,07 (m). → HT = 3D2 = 2 07,13× = 1,61 (m). → h = D 5 = 5 07,1 = 0,214 (m). ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -54- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT → HD = 32 (D - d) = 3 2 (1,07 - 0,05) = 0,88 (m). Chiều cao của thiết bị: H = HT + h + HD = 1,61 + 0,214 + 0,55 = 2,704 (m). Đặc tính kỹ thuật: D = 1,07 (m); H = 2,704 (m); d = 0,05 (m). Số lượng: 2 thùng. 5.3.3. Thiết bị làm lạnh nước giải khát lên men Theo (Bảng 4.4), lượng sản phẩm cần làm lạnh trong một mẻ là: 24369,95 (lít). Chọn thời gian làm lạnh: 2 (giờ). Năng suất tối thiểu cần có của thiết bị: 2 95,24369 = 12184,98 (lít/giờ). Chọn thiết bị: BO1 -Y5 .[14-158]. Năng suất : 5000 lít/giờ Nhiệt độ đầu của sản phẩm : 300C Nhiệt độ sau khi làm lạnh : 10C Nhiệt độ ban đầu của chất tải lạnh : -150C Lượng nước muối cần cung cấp : 10 m3/h Số lượng bản : 85 cái Kích thước bản : 800 ×225 ×2,5 mm Bề mặt làm việc của bản : 12,1 m3 Vận tốc của sản phẩm : 0,4 m/s Vận tốc của nước muối : 0,4 m/s Kích thước thiết bị : 1870 ×700 ×1400 mm Khối lượng : 430 kg Số lượng: 5000 98,12184 = 2,44 → Chọn 3 thiết bị. 5.3.4. Thiết bị lọc khung bản dùng lọc sản phẩm Theo (Bảng 4.4), thể tích sản phảm cần lọc trong 1 mẻ là: 24369,95 (lít). Chọn thiết bị lọc khung bản loại: B9 - BΦC 423 - 53 - 00 - 00 [13, tr 109]. Đặc tính kỹ thuật giống như máy lọc bã ở mục 5.2.5. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -55- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT Số thiết bị: 9 37,24 = 2,71. Số lượng: Chọn 3 thiết bị. ™  Thùng trộn chất trợ lọc diatomit: Chọn thùng chất trợ lọc diatomit có hình dạng giống như bunke chứa (để dễ tháo và vệ sinh). Dùng 1/4 thể tích sản phẩm lên men để trộn với chất trợ lọc diatomit. Thể tích chất trợ lọc của một mẻ cho vào thùng để lọc: 45 77,121849 × =6092,49(lít) = 6,09 (m 3). Chọn hệ số chứa đầy: µ=0,75. Thể tích thùng chứa: 75,0 09,6 = 8,12 (m3). Chọn D = 1,5m; d = 0,2m. Theo (1) ở 5.1.2 ta có: D = 3 62,0 12,8 = 2,36(m). → HT = D2 = 2 36,2 = 1,18 (m). → HD = 32 (D - d) = 3 2 (2,36 - 0,2) = 2,16 (m). Chiều cao của thiết bị: H = HT + HD + h = 1,18 + 2,16 + 0,2 = 3,54 (m). + Chọn cánh khuấy dạng mái chèo thanh đặt chéo có đường kính: D’ = 2 D 3 × = 36,2 3 2 × = 1,57 (m). + Công suất động cơ: 3 KW; Số vòng quay: 30 vòng/phút [11, tr 622]. Số lượng: 1 thùng. 5.3.5. Thiết bị ổn định sau khi lọc Theo (Bảng 4.4), lượng nước giải khát sau lọc của 1mẻ sẽ là: 24126,41 (lít). Chọn hệ số chứa đầy: φ = 0,9. Thể tích thùng: Vtb = 9,0 13,24 = 26,81 (m3). Thiết bị làm bằng thép không gỉ, hình dạng tương tự thiết bị lên men. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -56- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT D 600 h HT H d H Chọn: d = 0,1m; h = D 5 ; HT = 3D 2 . Theo (3) ở 5.3.1 ta có: D = 3 38,1 81,26 = 2,69(m). → HT = 3D2 = 2 69,23× = 4,03(m). → h = D 5 = 5 69,2 = 0,54 (m). → HD = 32 (D - d) = = 3 2 (2,69 - 0,1) = 2,24 (m). Chiều cao của thiết bị:H = HT + h + HD = 2,69 + 0,54 + 2,24 =6,81(m). Đặc tính kỹ thuật: D = 2,69 (m); H = 6,77 (m); d = 0,1m Số lượng: 5 thiết bị (căn cứ vào thời gian ổn định khoảng 10 h). 5.4. Công đoạn hoàn thiện sản phẩm Theo (Bảng 4.4), lượng nước giải khát chiết rót trong 1 ngày: 119237,94 (lít). Nước giải khát được rót vào chai 0,33 lít. Số chai chiết rót trong 1 ngày là: 33,0 94,119237 = 361327,10(chai/ngày). Thời gian nghĩ đổi ca 20 phút/ca. Năng suất dây chuyền chiết rót: 23 10,361327 = 15709,87 (chai/giờ). Chọn 1 dây chuyền chiết rót có năng suất 18000 chai/giờ. 5.4.1. Máy rửa chai Chọn máy nhãn hiệu : AME-6 : [13, tr 174] Năng suất : 18000 chai/giờ Số mâm : 240 Số chai trong một mâm : 75 Số bơm : 4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -57- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT Công suất : 30 KW Kích thước : 7460 ×3840 ×2650 mm Khối lượng : 13500 kg Số lượng : 1 5.4.2. Máy rót Chọn máy nhãn hiệu: 10M : [13, tr 189]. Năng suất : 18000 chai/giờ Số lượng vòi rót : 16 Công suất động cơ : 1 KW Kích thước máy : 1000 ×1125 ×2000 mm Khối lượng : 1300 kg Số lượng : 1 5.4.3. Máy đóng nắp Chọn máy nhãn hiệu: У-6A : [13, tr 204]. Năng suất : 18000 chai/giờ Số mâm đóng : 6 Công suất động cơ : 1,1 KW Kích thước : 900 ×700 ×2150 mm Số lượng : 1 5.4.4. Máy thanh trùng Chọn máy thanh trùng: ATLANTICO : [13, tr 204]. Năng suất : 18000 chai/giờ Công suất động cơ : 2,2 KW Kích thước máy : 8620 ×2700 ×2600 mm Khối lượng : 9400 kg Vận tốc chai trong máy : 6-10 m/h Số lượng chai trong máy : 41800 chai Số lượng : 1 máy. 5.4.5. Máy dán nhãn Chọn loại máy nhãn hiệu: B3M : [13, tr 234]. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -58- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT Năng suất : 18000 chai/giờ Công suất động cơ : 0,8 KW Độ chân không : 550 Kpa Số thùng quay chân không : 1 Kích thước cho phép của nhãn : Dài: 50-140 mm : Rộng: 50-140 mm Kích thước thiết bị : 3280 ×1100 ×1286 mm Số lượng : 1 máy. 5.4.6. Băng tải chai và băng tải két • Băng tải chai: Chọn băng tải chai loại: Π2,3 : [13, tr 386]. Năng suất : 18000 chai/giờ Tốc độ băng chuyền : 0,41 m/s Công suất động cơ : 2,2 KW Kích thước : 17355 ×640 ×700 mm Khối lượng : 1430 kg Số lượng: Chọn 1 băng tải. • Băng tải két: Chọn băng tải két loại: Π1 : [13, tr 386]. Năng suất : 600 két/giờ Tốc độ băng chuyền : 0,11 m/s Công suất động cơ : 1,1 KW Kích thước : 14352 ×584 ×700 mm Số lượng: Chọn 1 băng tải. 5.4.7. Máy rửa két Theo mục 4.8.4, lượng két cần dùng trong 1 ngày là: 30 55,304579 = 10152,65(két). Lượng két cần rửa trong một giờ là: 24 65,10152 = 423,03 (két). Lấy 424 (két). ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -59- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT Chọn máy rửa két nhãn hiệu: б2-AAЯ : [13, tr 256]. Năng suất : 600 két/giờ Tốc độ băng chuyền : 0,48 m/s Công suất động cơ : 0,6 KW Kích thước : 4400 ×1083 ×1175 mm Khối lượng : 645 kg Số lượng: 1 máy. 5.4.8. Máy bốc chai cho vào và ra khỏi két • Máy bốc chai cho vào két: Chọn máy nhãn hiệu: BУЛ-II : [13, tr 254]. Năng suất : 18000 chai/giờ Công suất động cơ : 0,5 KW Kích thước : 3460 ×1857 ×1705 mm Khối lượng : 982 kg Số lượng : 1 máy. • Máy bốc chai ra khỏi két: Năng suất :18000 chai/giờ Công suất động cơ : 0,5 KW Kích thước : 5250 × 1400 ×2080 mm Khối lượng : 1010 kg Số lượng : 1 máy. 5.5. Tính và chọn bơm 5.5.1. Bơm dịch đi hội cháo Theo mục 5.2.1 lượng dịch cần bơm sang hội cháo trong 1 mẻ là: 7,97 (m3). Thời gian bơm: 10 (phút). Năng suất tối thiểu cần có của bơm: 60 10 97,7 × = 47,82 (m3/h). Chọn bơm ly tâm nhãn hiệu: BЦH-40 : [13, tr 372]. Năng suất : 40 m3/h Áp lực : 0,2 Mpa ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -60- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT Tốc độ : 2910 vòng/phút Công suất động cơ : 5,5 KW Đường kính ống hút, đẩy : 75/48 mm Kích thước : 1385 ×510 ×907 mm Khối lượng : 210 kg Số lượng: 40 82,47 = 1,19 → Chọn 2 bơm. 5.5.2. Bơm dịch đường đi lọc và nước nóng đi rửa bã Theo 5.2.2 lượng dịch cần bơm đi lọc trong 1 mẻ là: 11,87 (m3). Lượng nước nóng cần bơm đi rửa bã: 7,34 (m3). Chọn bơm có năng suất tương ứng với thiết bị lọc. Chọn loại bơm ly tâm nhãn hiệu: BЦH-10 : [13, tr 372]. Năng suất : 10 m3/h Áp lực : 0,2 Mpa Tốc độ : 2860 vòng/phút Công suất động cơ : 2,2 KW Đường kính ống hút, đẩy : 48/32 mm Kích thước : 1055 ×410 ×738 mm Khối lượng : 103 kg Số lượng: 1 bơm để bơm dịch đi lọc và 1 bơm để bơm nước nóng đi rửa bã. 5.5.3. Bơm xirô đường qua thiết bị lọc Theo (Bảng 4.4), thể tích xirô cần đưa đi lọc là: 2686,88 (lít/ngày). Chọn loại bơm ly tâm nhãn hiệu: H-HM3 : [13, tr 372]. Năng suất : 3 m3/h Áp lực : 0,1 Mpa Tốc độ : 1420 vòng/phút Công suất động cơ : 1,7 KW Đường kính ống hút, đẩy : 35/35 mm Kích thước : 1280 ×340 ×665 mm Khối lượng : 100 kg Số lượng : 1 bơm. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -61- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT 5.5.4. Bơm dịch đường từ nồi đường hóa đi phối chế Theo bảng 4.4 lượng dịch bơm vào phối chế trong 1 mẻ là: 24989,90 (lít). Chọn thời gian bơm 40 phút. Năng suất bơm: 60 40 25 × = 37,5 (m3/h). Chọn bơm ly tâm nhãn hiệu: BЦH-40. [13, tr 372]. Năng suất : 40 m3/h Áp lực : 0,2 Mpa Tốc độ : 2910 vòng/phút Công suất động cơ : 5,5 KW