Đồ án Thiết kế nhà máy sản xuất bia lên men bằng phương pháp cổ điển với năng suất 28 triệu lít/năm

t). 4.3.17. Lượng bia sau chiết rót và thanh trùng (V16) : V16 = (lít). 4.3.18. Tính lượng hoa houblon cần dùng : Thể tích của dịch đường đã tính ở mục (4.3.6): 602,13 (lít). Vậy lượng hoa cần dùng: mhoa = 602,133 = 1.806,39 (g). Do 1 gam hoa viên có thể thay thế cho 3 gam hoa nguyên cánh. Vậy lượng hoa viên cần dùng là: mhoa viên = (g) ≈ 0,602 (kg). 4.3.19. Lượng chế phẩm enzyme cần dùng : Lượng chế phẩm enzym sử dụng bằng 0,1% so với lượng nguyên liệu đem đi nấu. Lượng nguyên liệu sau khi nghiền của gạo đã tính ở mục 4.3.3 là 44,33 kg. Lượng chế phẩm enzym cần dùng là : (kg). 4.3.20. Lượng bã nguyên liệu : Lượng nguyên liệu sau khi nghiền: mnl = m3malt + m3gạo = 54,19 + 44,33 = 98,52 (kg). Thông thường cứ 100 kg nguyên liệu ban đầu, sau khi nấu và lọc thu được khoảng 130 kg bã ướt có độ ẩm 75%. [8, trang 76] Vậy lượng bã ướt thu hồi được: mbã ướt = (kg). 4.3.21. Lượng cặn lắng sau lắng trong và làm lạnh : Thường cứ 100 kg nguyên liệu người ta thu được khoảng 2,5 kg cặn lắng với độ ẩm 80%. [8, trang 76]. mcặn = (kg). mcặn ướt = (kg). 4.3.21. Lượng men giống đặc cần dùng: Cứ 100 lít dịch lên men thì cần 0,6 lít men giống đặc có độ ẩm 85¸88%. [8, trang 59]. Vậy lượng men giống cần dùng là: mmen =(lít). 4.3.22. Lượng CO2 thu được : Chọn độ lên men thực là 58% Vậy lượng chất khô hoà tan đã lên men là: (kg) Phần lớn các chất lên men được trong dịch lên men là disacarit. Nên quá trình lên men được biểu diễn bởi phương trình: C12H22O11 + H2O ® 2 C6H12O6 342 2C6H12O6 ® 4C2H5OH + 4CO2 + Q 176 Lượng CO2 sinh ra: (kg) Hàm lượng CO2 trong bia chiếm 0,4%, do đó hàm lượng CO2 trong bia là: (kg) Vậy lượng CO2 tự do thu hồi được: 20,67 – 1,83 = 18,84 (kg) 4.3.23. Lượng men thu hồi : Thường cứ 100 lít dịch lên men thì thu được 2 lít sữa men có độ ẩm 85%, trong đó chỉ có 0,8 lít dùng làm men giống, còn lại sử dụng mục đích khác. [8, trang 59]. Lượng sữa men thu hồi được: (lít). Lượng sữa men dùng làm giống: (lít). Lượng sữa men dùng làm việc khác: 9,72 – 3,89 = 5,83 (lít). 4.4. Tính cân bằng sản phẩm cho một ngày : Theo mục (4.3.17), cứ 100 kg nguyên liệu ban đầu sản xuất được 457,62 lít bia thành phẩm. Như vậy, với năng suất 28 triệu lít/năm thì lượng nguyên liệu dùng cho một năm là: (kg). Lượng nguyên liệu cần cho một ngày là: (kg). 4.4.1. Lượng nguyên liệu ban đầu : Malt: (kg). Gạo: (kg). 4.4.2. Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch : Malt: (kg). Gạo: (kg). 4.4.3. Lượng nguyên liệu sau khi nghiền : Malt: (kg). Gạo: (kg). 4.4.4. Lượng dịch đường đun sôi : (lít). 4.4.5. Lượng dịch đường sau khi houblon hoá ở 1000C : (lít). 4.4.6. Thể tích dịch đường sau lắng trong : (lit). 4.4.7. Lượng dịch lên men: (lít). 4.4.8. Lượng bia non sau khi lên men chính: (lít). 4.4.9. Lượng bia sau lên men phụ : (lít). 4.4.10. Lượng bia sau lọc : (lít). 4.4.11. Lượng bia thành phẩm : (lít). 4.4.12. Lượng hoa cần dùng : Lượng hoa viên: (kg). 4.4.13. Lượng chế phẩm enzym cần dùng : (kg). 4.4.14. Lượng bã nguyên liệu : (kg). 4.4.15. Lượng men giống : (lít). 4.4.16. Lượng men thu hồi : (lít). 4.4.17. Lượng CO2 thu hồi : (kg). 4.5. Chi phí bao bì : 4.5.1. Lượng vỏ chai : Nhà máy dùng chai có dung tích 450 ml để chứa bia. Lượng vỏ chai cần dùng trong một ngày là:=204.679 (chai) Trong quá trình chiết rót có nhiều nguyên nhân làm cho chai bị hư hỏng. Do đó thực tế phải tính thêm phần hao hụt. Chu kỳ quay vòng chai là 30 ngày và lượng chai hao hụt là 5%/chu kỳ. Lượng chai cần sử dụng trong một chu kỳ là: 204.679 30 = 6.140.370 (chai). Lượng chai cần bổ sung trong một năm là: (chai). Lượng chai cần cho một năm: 6.140.370 + 3.684.222 = 9.824.592 (chai). 4.5.2. Số lượng nhãn : Nhà máy sử dụng 1 nhãn/1 chai với lượng hao hụt nhãn là 2%/năm. Lượng nhãn cần sử dụng trong một năm: = 63.466.667 (nhãn). Vậy lượng nhãn là 63.466.667 (nhãn). 4.5.3. Lượng nắp đậy : Nhà máy sử dụng 1 nắp/1 chai với lượng hao hụt nắp là 2%/năm. Lượng nắp cần sử dụng cho một năm là: = 63.466.667 (nắp). Vậy lượng nắp là 63.466.667 (nắp). 4.5.4. Két đựng chai : Nhà máy sử dụng loại két 20 chai/két. Lượng két cần trong một chu kỳ là: = 307.019 (két). Lượng két hao hụt là 2 %, do đó lượng két cần bổ sung trong một năm là: 307.019 0,02 12 = 73.685 (két). Số két cần cung cấp cho một năm: 307.019 + 73.685 = 380.704 (két) Lượng két là 380.704 (két). Bảng 4.3: Bảng tổng kết tính câng bằng vật chất STT Tính nguyên liệu, bán thành phẩm, thành phẩm, phế liệu Tính cho 100 kg Tính cho 1 mẻ Tính cho 1 ngày Tính cho 1 năm 1 Nguyên liệu ban đầu (kg) Malt 55 1.229,94 11.069,86 3.365.237,44 Gạo 45 1.006,35 9.057,16 2.753.376,64 2 Nguyên liệu sau làm sạch (kg) Malt 54,46 1.217,91 10.961,18 3.332.198,72 Gạo 44,55 999,62 8.966,59 2.734.963,36 3 Nguyên liệu sau khi nghiền (kg) Malt 54,19 1.211,87 10.906,83 3.315.676,32 Gạo 44,33 991,37 8.922,31 2.712.382,24 4 Thể tích dịch đường đun sôi (lít) 602,13 13.465,65 121.190,83 36.842.012,32 5 Thể tích dịch đường sau houblon hoá ở 1000C (lít) 538,51 12.042,89 108.386,02 32.949.350,08 6 Thể tích dịch sau lắng trong (lít) 510,13 11.408,22 102.673,97 31.212.886,88 7 Thể tích dịch lên men (lít) 486,22 10.873,51 97.861,6 29.749.926,4 8 Thể tích bia sau lên men chính (lít) 478,93 10.710,48 96.394,34 29.303.879,36 9 Thể tích bia sau lên men phụ (lít) 476,54 10.657,03 95.913,3 29.157.643,2 10 Thể tích bia sau lọc (lít) 471,77 10.550,36 94.953,24 28.865.784,96 11 Thể tích bia thành phẩm (lít) 457, 26 10.233,92 92.105,27 28.000.002,08 12 Lượng bã nguyên liệu (kg) 128,08 2.864,3 25.778,69 7.836.721,76 13 Lượng hoa viên (kg) 0,602 13,46 121,16 36.832,64 14 Lượng chế phẩm enzym 0,04 2,68 8,05 2.447,2 15 Lượng CO2 thu hồi (kg) 18,84 421,33 3.791,93 115.498,72 16 Thể tích men giống (lít) 2,92 65,30 587,71 178.663,84 17 Thể tích men thu hồi (lít) 9,73 217,6 1.958,36 595.341,44 18 Lượng chai (cái) 6.140.370 9.824.592 19 Lượng nhãn (cái) 63.466.667 20 Lượng nắp (cái) 63.466.667 21 Lượng két (cái) 380.704 CHƯƠNG V : THIẾT BỊ 5.1. Phân xưởng nấu : 5.1.1. Tính xilô chứa nguyên liệu : Xilô có dạng hình trụ, đáy hình nón cụt và có góc nghiêng α = 60o, được làm bằng thép, chọn hệ số chứa đầy φ = 0,85. Thể tích xilô: V = VT + VN = Trong đó: V : Thể tích xilô VT : Thể tích phần hình trụ: . VN : Thể tích phần hình nón: D h h2 h1 a H d Hình 5.1.Xilô chứa nguyên liệu m : khối lượng nguyên liệu cần bảo quản, (kg) ρ : khối lượng riêng của nguyên liệu, (kg/m3) Với: d là đường kính ống tháo liệu Mà: Chọn: h2 = 3D và Suy ra: (1) 1.Tính xilô chứa malt : Dự tính malt nhập mỗi tháng một lần đủ để sản xuất trong 1 tháng và được bảo quản trong 4 xilô. Theo bảng 4.3, lượng malt cần dùng trong 1 ngày là: 11.069,86 (kg). Vậy lượng malt bảo quản của 1 xilô trong 1 tháng: (kg). Khối lượng riêng của malt:ρ = 550 (kg/m3). [8, trang 32] Thể tích thực của xilô: (m3). Từ (1) ta có:= 153,91 (m3). Suy ra: - Đường kính phần hình trụ : D = 3,9 (m). - Đường kính ống tháo liệu : d = 0,39 (m). - Chọn chiều cao ống tháo liệu : h = 0,3 (m). - Chiều cao phần hình trụ : h2 = 11,7 (m). - Chiều cao chóp : h1 = 3,04 (m). Vậy chiều cao của xilô chứa: H = h1 + h2 + h = 3,04 + 11,7 + 0,3= 15,22(m). Số lượng: 4 xilô. 2. Tính xilô chứa gạo : Theo bảng 4.3, lượng gạo cần dùng trong 1 ngày là: 9.057,16 (kg). Dự tính gạo nhập mỗi tháng một lần vào nhà máy đủ sản xuất cho một tháng và được bảo quản trong xilô khoảng 1 tháng trong 2 xilô. Lượng gạo cần bảo quản trong 1 xilô là : (kg). Khối lượng riêng của gạo: ρ = 1.100 (kg/m3). [9, trang 139] Thể tích thực của xilô: (m3). Từ (1) ta có: =125,93 (m3). Suy ra:- Đường kính phần hình trụ : D = 3,65 (m). - Đường kính ống tháo liệu : d = 0,37 (m). - Chọn chiều cao ống tháo liệu : h = 0,3 (m). - Chiều cao phần hình trụ : h2 = 10,95 (m). - Chiều cao chóp : h1 = 2,84 (m). Vậy chiều cao của xilô chứa: H = h1 + h2 + h = 2,84 + 10,95 + 0,3 = 14,27 (m). Số lượng: 2 xilô. 5.1.2. Máy làm sạch nguyên liệu : Sử dụng 1 máy làm sạch dùng chung cho 2 loại nguyên liệu. Theo bảng 4.3, tổng lượng nguyên liệu phải làm sạch trong 1 mẻ là: 1.229,94 + 1.006,35 = 2.236,29 (kg) = 2,24 (tấn). Theo công nghệ, thời gian nấu một mẻ là 160 phút. Nên chọn thời gian làm sạch tối đa là 90 phút Vậy năng suất tối thiểu của máy làm sạch: Ntb = = 1,49 (tấn/h) Chọn máy làm sạch STC - 40 với các thông số kỹ thuật sau: [11, trang 30] - Năng suất: N = 6 - 7 (tấn/h). - Kích thước : 15001.1003760 (mm). - Công suất điện : 4,6 (kW). Chọn thời gian làm sạch một mẻ là 90 phút. Số thiết bị: . Vậy chọn 1 thiết bị. 5.1.3. Máy nghiền nguyên liệu : 1. Máy nghiền malt : Theo bảng 4.3, lượng malt cần nghiền trong một mẻ là: 1.217,91 (kg). Theo công nghệ, thời gian nấu 1 mẻ là:160 phút. Do đó, chọn thời gian nghiền tối đa là 2 giờ. Vậy năng suất tối thiểu của máy nghiền malt là: (kg/h). Chọn máy nghiền búa ф-1M với các thông số kỹ thuật sau: [11, trang 87] - Năng suất (N) : 2000 (kg/h). - Công suất động cơ : 23 (kW). - Kích thước : (1.7002.2002.620) mm. Số lượng thiết bị: . Vậy chọn 1 thiết bị. 2. Máy nghiền gạo : Theo bảng 4.3, lượng gạo cần nghiền trong một mẻ là: 999,62 kg. Tương tự như nghiền malt, chọn thời gian nghiền tối đa là 2 giờ. Vậy năng suất tối thiểu của máy nghiền gạo là: (kg/h) = 0,50 (tấn/h). Chọn máy nghiền búa mã hiệu TN – 1 (DKY-M) với các thông số kỹ thuật sau: - Năng suất : 0,6¸1 tấn/h [11, trang 87] - Công suất động cơ : 14 (10) kW. - Kích thước của máy : (2.4002.1502.770) mm Số lượng thiết bị: . Vậy chọn 1 thiết bị. 5.1.4. Tính bunke : Bunke có thể tích đủ để chứa lượng nguyên liệu sản xuất 1 mẻ, dạng hình trụ, đáy hình nón có góc nghiêng = 60o, được chế tạo bằng thép, hệ số chứa đầy . D h h2 h1 a H d Hình 5.2.Bunke chứa nguyên liệu Thể tích bunke chứa là: V = VT + VN = Trong đó: V : là thể tích bunke, m3 VT : là thể tích phần hình trụ VN : là thể tích phần hình nón m : là khối lượng nguyên liệu cần xử lý : là khối lượng riêng của nguyên liệu, kg/m3 - Thể tích phần hình nón cụt: Với: d là đường kính ống tháo liệu D là đường kính bunke h1 là chiều cao phần hình nón cụt. - Thể tích phần hình trụ: Với: h2 là chiều cao phần hình trụ, h là chiều cao ống tháo liệu. Mà: Chọn: , m và m. Suy ra: 5.1.4.1. Bunke chứa malt : Theo bảng 4.3, lượng malt cần chứa 1 mẻ là: 1.217,91 (kg). Khối lượng riêng của malt: 550 (kg/m3). [8, trang 32] Vậy thể tích của bunke chứa malt là: Do đó: = 2,61 (m3) Suy ra: - Đường kính bunke chứa malt : D = 2,09(m) - Ðường kính ống tháo liệu : d = 0,2 (m) - Chiều cao ống tháo liệu : h = 0,3 (m) - Chiều cao thân bunke : h2 = 2,72 (m) - Chiều cao phần đáy chóp : h1 = 0,94 (m). Chiều cao toàn bộ bunke: H = h2 + h1 + h = 2,72 + 0,94 + 0,3 = 3,96 (m). Số lượng bunke: 2 cái : + 1 bunke để chứa malt trước khi nghiền + 1 bunke để chứa malt sau khi nghiền. 5.1.4.2. Bunke chứa gạo : Theo bảng 4.3, lượng gạo cần chứa cho 1 mẻ là: 999,62 (kg). Khối lượng riêng của gạo: kg/m3. [9, tr 139] Vậy thể tích của bunke chứa gạo là: (m3). Do đó: = 1,07 (m3). Suy ra: - Ðường kính bunke chứa gạo là : D = 0,95 (m) - Ðường kính ống tháo liệu : d = 0,2 (m) - Chiều cao ống tháo liệu : h = 0,3 (m) - Chiều cao thân bunke : h2 = 1,24 (m) - Chiều cao chóp : h1 = 0,56 (m). Chiều cao toàn bộ bunke: H = h2 + h1 + h = 1,24 + 0,56 + 0,3 = 2,1 (m). Số lượng bunke 2 cái : + 1 bunke để chứa gạo trước khi nghiền + 1 bunke để chứa gạo sau khi nghiền. 5.1.5. Cân nguyên liệu : Chọn cân điện tử Hopper Scale. Khối lượng mỗi lần cân tối đa là 100 kg. [ 15, 20/05/2010] Số lượng 2 cân : + 1 cân dùng để cân malt. + 1 cân dùng để cân gạo. 5.1.6. Tính cơ cấu vận chuyển: Quá trình vận chuyển từ vị trí nhập liệu đến thiết bị nấu trong nhà máy đi theo sơ đồ sau : Nguyên liệu → gàu tải → vít tải → xilo → vít tải → gàu tải → máy làm sạch → gàu tải → bunke → tự chảy →máy nghiền → gàu tải → bunke → tự chảy → thiết bị nấu. 5.1.6.1. Gàu tải vận chuyển nguyên liệu: Gàu tải để vận chuyển bao gồm gàu tải vận chuyển hạt lên xilo và vận chuyển nguyên liệu sau khi nghiền và làm sạch lên bunke. 1. Gàu tải vận chuyển nguyên liệu lên bunke : Theo bảng 4.3, lượng nguyên liệu lớn nhất vận chuyển của 1 mẻ là: 1.217,91 (kg). Để tiện lợi cho việc gia công thì chọn một loại gàu tải để vận chuyển các loại nguyên liệu. Thời gian tải nguyên liệu sau làm sạch của một mẻ là 90 phút và thời gian tải bột của một mẻ là 120 phút. Do đó chọn thời gian tải nguyên liệu lớn nhất của gàu trong 1 mẻ là: 90 phút. Vậy năng suất cần thiết của gàu tải là: (kg/h) = 0,81 (tấn/h). Chọn gàu tải vận chuyển hạt loại I theo các thông số kĩ thuật sau: - Năng suất : Q = 3,5 tấn/h [2, trang 110] - Chiều rộng tấm băng : 125mm - Chiều rộng gàu : 110 mm - Chiều cao gàu : 132 mm - Tấm với gàu : 110 mm - Chiều cao nâng của gàu : 15 m - Gàu làm bằng thép lá có chiều dày : 0,7 mm - Chiều cao nâng của gàu : 15 m. Vậy chọn: 3 gàu tải: + 1 gàu tải vận chuyển malt và gạo lên bunke chứa + 2 gàu tải vận chuyển bột malt và bột gạo lên bunke chứa. 2. Gàu tải vận chuyển hạt lên xilo : Gàu tải lên xilô vận chuyển lượng nguyên liệu trong 1 tháng là 523.302,52 kg. Thời gian vận chuyển lớn nhất là 6 giờ = 3600 phút Vậy năng suất cần thiết của gàu tải vận chuyển hạt : (kg/h) = 87,22 (tấn/h). Chọn gàu tải loại I như trên với: - Năng suất : Q = 100 tấn/h [16, 21/05/2010] - Chiều rộng tấm băng : 400mm - Chiều rộng gàu : 350 mm - Chiều cao gàu : 400 mm - Tấm với gàu : 350 mm - Chiều cao nâng của gàu : 17 m - Gàu làm bằng thép lá có chiều dày : 0,7 mm Số lượng gàu tải: . Vậy chọn: 1 gàu tải. 5.1.6.2. Vít tải vận chuyển: 1. Vít tải vận chuyển nguyên liệu từ xilo đến máy làm sạch : Chiều dài vận chuyển của vít tải: 18 m. Lượng nguyên liệu cần tải: 1.229,94 + 1.006,35 = 2.236,29 (kg/mẻ). Chọn thời gian vận chuyển là 90 phút = 1,5h. Nên năng suất của vít tải là: Q = (kg/h). Chọn đường kính của vít: D = 300 mm. Số vòng quay của trục trong 1 phút: n = (vòng/phút) [2, tr 119] Trong đó: D là đường kính ngoài của cánh vít, D = 300 mm ρ là khối lượng thể tích của vật liệu, ρ = 1 tấn/m3 S là bước vít, S = 0,9 × 300 = 0,27 m là hệ số đầy, đối với dạng hạt là 0,4. Nên: ( vòng/phút). Công suất cần thiết trên trục vít: N = , kW. Trong đó: Q là năng suất vít tải, kg/s L là chiều dài của vít tải, (m) k là hệ số xét đến sự mất mát trong ổ trục, k = 0,7÷0,8, chọn k = 0,75 là hệ số trở lực, đối với dạng hạt là 1,5 1,1 là hệ số trở lực xuất hiện khi vật liệu đi qua các gối trục trung gian = 0,16 (kW). Công suất động cơ điện được xác định theo công thức sau: Nđc = , (kW). Với η là hiệu suất bộ phận dẫn động, chọn η= 0,8. Do đó: Nđc = (kW). Số lượng: 1 thiết bị. 2. Vít tải vận chuyển nguyên liệu từ gàu tải nhập liệu đến các xilo : Chiều dài vận chuyển của vít tải: 11 m. Vít tải vận chuyển lượng nguyên liệu là 523.302,52 kg. Thời gian vận chuyển lớn nhất là 6 giờ. Nên năng suất của vít tải là: Q = (kg/h). Chọn đường kính của vít: D = 300 mm. Số vòng quay của trục trong 1 phút: n = (vòng/phút) [2, tr 119] Trong đó: D là đường kính ngoài của cánh vít, D = 300 mm ρ là khối lượng thể tích của vật liệu, ρ = 1 tấn/m3 S là bước vít, S = 0,9 × 300 = 0,27 m là hệ số đầy, đối với dạng hạt là 0,4. Nên: ( vòng/phút). Công suất cần thiết trên trục vít: N = , kW. Trong đó: Q là năng suất vít tải, kg/s L là chiều dài của vít tải, (m) k là hệ số xét đến sự mất mát trong ổ trục, k = 0,7÷0,8, chọn k = 0,75 là hệ số trở lực, đối với dạng hạt là 1,5 1,1 là hệ số trở lực xuất hiện khi vật liệu đi qua các gối trục trung gian = 8,56(kW). Công suất động cơ điện được xác định theo công thức sau: Nđc = , (kW). Với η là hiệu suất bộ phận dẫn động, chọn η= 0,8. Do đó: Nđc = (kW). Số lượng: 2 thiết bị. 5.1.7 Nồi nấu nguyên liệu: Nồi nấu nguyên liệu là nồi 2 vỏ, có dạng hình cầu, được chế tạo bằng thép không gỉ, bên trong có cánh khuấy dạng mỏ neo nằm ở sát đáy thiết bị. 1: ống thoát hơi 2: cửa nạp liệu 3: ống nạp hơi 4: áo hơi 5: ống tháo nước ngưng 6: cửa tháo cháo 7: cánh khuấy 8: thành nồi 9: quan sát Hình 5.3. Nồi nấu Chọn Thể tích phần nắp nồi: Vnắp Thể tích hình cầu: Vcầu= Thể tích nồi nấu: Vnồi= Vcầu-Vnắp= (1) 1. Nồi nấu gạo: Theo bảng (4.3), lượng gạo cần nấu một mẻ: 991,37 Kg. Lượng malt lót bằng 10% so với lượng gạo của một mẻ nấu mmalt lót nồi= 991,37 10%= 99,14 (Kg) Thể tích malt lót chiếm: VM = (m3) Thể tích gạo chiếm: VG = (m3) Theo công nghệ ở mục (3.2.3.3) tỷ lệ malt : nước = 1kg : 4 lít. tỷ lệ gạo : nước = 1kg : 4,5 lít. Thể tích của nưóc nấu: Vnước = 991,37 4,5 + 99,14 4 = 4.857,73 (lít) ≈ 4,86 (m3) Tổng thể tích nguyên liệu cần nấu một mẻ: VNG = VM + VG + Vnước = 0,18 + 0,90 +4,86 = 5,94 (m3 ) Vì nồi gạo trải qua quá trình đun sôi nên dịch cháo dễ phụt lên ống thoát hơi. Do đó, ta chọn hệ số chứa đầy Vậy thể tích thực của nồi: VT = Theo (1) ta có : Vnồi = Chiều cao nắp : h = (m ) Cánh khuấy làm bằng thép không gỉ. Chọn cánh khuấy mỏ neo có đường kính : Số vòng quay của cánh khuấy : 0,6 v/s [3, trang 625] Công suất động cơ điện : 10 Kw Ống thoát hơi : chọn tiết diện ống thoát hơi bằng 1/40 diện tích bề mặt bốc hơi lớn nhất. Đường kính ống thoát hơi : Dth = (mm) 2. Nồi nấu malt: Nồi có thể tích đủ chứa lượng cháo malt và lượng dịch từ nồi gạo chuyển sang. Theo bảng (4.3), lượng malt nấu một mẻ là: 1.211,87 Kg Lượng malt chuyển vào nồi malt là: 1.211,87 – 99,14 = 1.112,73 (Kg) Thể tích malt chiếm: Thể tích của nước nấu phần malt: Vnước = 1.112,73 4 = 4.450,92 (lít) ≈ 4,45 (m3) Thể tích hỗn hợp trong nồi gạo chiếm: VNG = 5,94(m3) Tổng thể tích nguyên liệu chứa trong một mẻ: VNM = VM + Vnước + VG = 2,02 + 4,45 + 5,94 = 12,41 (m3) Chọn hệ số chứa đầy của thiết bị: =0,75 Vậy thể tích thực của nồi: VT Theo (1) ta có: Vnồi Chiều cao nắp: Chọn cánh khuấy mỏ neo có đường kính: D’ + Số vòng quay của cánh khuấy: 0,5 (v/s) [3, trang 625] + Công suất động cơ điện: 12 Kw Ống thoát hơi: chọn tiết diện ống thoát hơi bằng 1/40 diện tích bề mặt bốc hơi lớn nhất. Đường kính ống thoát hơi: =510 (mm) 5.1.8. Nồi houblon hoá: Cấu tạo nồi houblon hóa giống như nồi nấu nguyên liệu. Theo bảng (4.3) thể tích dịch đường đun sôi một mẻ là: 13.465,65 (lít) ≈ 13,47(m3) Chọn hệ số chứa đầy Thể tích thực của nồi là: Theo (1) ta có: Vnồi = Chiều cao nắp: Chọn cánh khuấy mái chèo có đường kính: + Số vòng quay cánh khuấy: 0,5 (v/s) [3, trang 623] + Công suất động cơ điện:15 Kw Cánh khuấy làm bằng thép không gỉ. Ống thoát hơi: chọn tiết diện ống thoát hơi bằng 1/40 diện tích bề mặt bốc hơi lớn nhất. Đường kính ống thoát hơi: = 528 (mm) 5.1.9. Nồi nấu nước nóng: Nồi nấu nước nóng có cấu tạo tương tự nồi nấu nguyên liệu, chỉ khác là không có cánh khuấy. Nồi có thể tích đủ chứa lượng nước cần dùng để nấu và rửa bã cho một mẻ. Theo (5.1.8) thì thể tích nước nấu một mẻ: Vnước nấu = 4,86 + 4,45 = 9,31 (m3) Thể tích nước rửa bã chọn bằng 1/3 thể tích nước nấu. Vrửa bã = Vnước nấu Vậy lượng nước cần dùng cho một mẻ nấu kể cả nước rửa bã là: V = 9,31 + 3,10 = 12,41 (m3) Chọn hệ số chứa đầy Thể tích thực của nồi: Theo (1) ta có: Vnồi đường kính thiết bị: D = 3,17 m chiều cao nắp: Ống thoát hơi: chọn tiết diện ống thoát hơi bằng 1/40 diện tích bề mặt bốc hơi lớn nhất. Đường kính ống thoát hơi: = 500 (mm) ¯ Các thông số khác của các loại nồi: - Nắp nồi làm bằng thép không gỉ dày: 4mm - Đáy hai vỏ: + vỏ trong dày: 4mm + vỏ ngoài dày: 5mm + khe hở giữa hai lớp vỏ: 50mm - Chiều dày lớp bảo ôn: 50mm - Cửa tiếp liệu có kích thước: (500x400) mm - Ống dẫn nước vào: + đường kính: 50mm + chiều dày: 2mm - Ống dẫn hơi đốt vào và nước ngưng ra: + đường kính: 40mm + chiều dày: 4mm + ống dẫn hơi đốt vào có lắp bảo ôn dày: 30mm - Chiều dày ống thoát hơi: 2mm 5.1.10. Thiết bị lọc khung bản : Thể tích dịch đường cần đi lọc trong 1 ngày bằng thể tích khối cháo trong nồi malt: 12,41 m3 (mục 5.1.7). Chọn thiết bị lọc: với các thông số kĩ thuật sau: - Năng suất : 9 m3/h [12, trang 109] - Diện tích bề mặt lọc : 19,5 m2 - Số lượng bản lọc : 60 cái - Kích thước bản : 565575 mm - Áp suất làm việc : 2,5 kg/cm2 - Công suất động cơ điện : 4,5 kW - Kích thước thiết bị : (2.5001.0801.470) mm - Khối lượng : 1.470 kg. Yêu cầu thời gian lọc và rửa bã không vượt quá thời gian nấu. Mà thời gian nấu trung bình là 160 phút nên chọn thời gian lọc và rửa bã là 120 phút. Số lượng thiết bị: . Vậy chọn 1 thiết bị. 5.1.11. Thùng chứa bã nguyên liệu : Chọn thùng chứa bã nguyên liệu có dạng hình trụ, đáy chóp nón. Theo bảng 4.3, lượng bã thải ra sau khi lọc 1 mẻ là: 2.864,3 kg. D h1 h2 d h3 α H Hình 5.4.Thùng chứa bã nguyên liệu Chọn khối lượng riêng của bã ướt là: r =1.000 kg/m3. Thể tích bã nguyên liệu: Vb = (m3). Chọn hệ số chứa đầy của thùng là: j = 0,75. Vậy thể tích thực của thùng là: Vt = (m3). Chọn đường kính thùng: D = 2 m. Chọn góc đáy nón: a = 45o. Chọn đường kính ống tháo dịch: d = 0,30 m Chọn chiều cao ống tháo dịch: h3 = 0,20 m. Chiều cao đáy nón: h2 = (m). Thể tích đáy: (m3). Thể tích phần trụ: VT = Vt – VD = 3,81 – 1,06 = 2,75 (m3). Chiều cao phần hình trụ của thùng: h1 = (m). Vậy chiều cao toàn bộ của thùng: H = h1 + h2 + h3 = 0,88 + 0,85 + 0,20 = 1,93 (m). Số lượng: 1 thiết bị. 5.1.12. Thiết bị lắng Whirlpool : Thể tích dịch đường đưa vào thiết bị lắng trong bằng thể tích dịch đường sau khi houblon hoá của một mẻ. Theo bảng 4.3, thể tích dịch đường đưa vào thiết bị lắng trong là: 12.042,89 lít = 12,04 m3. Chọn hệ số chứa đầy của thiết bị: j = 0,80. 5 3 4 2 1 D h2 h1 8 7 6 α H ho 1- Ống thoát hơi 2- Cửa quan sát 3- Ống dẫn dịch đường vào 4- Ống báo mức dịch đường 5- Cửa vệ sinh 6- Van xả cặn 7- Ống tháo dịch đường 8- Ống nước vệ sinh Thể tích thiết bị là: VT = m3. Chọn: h2 = 1,3D. Hình 5.5. Thiết bị lắng Whirlpool hiết bị lắng Wh lpoo l Ta có: VT = Suy ra: - Đường kính thiết bị: (m). - Chiều cao thân thiết bị: h2 = 1,3D = 1,32,45= 3,19 (m). - Đường kính ống thoát hơi: (m). - Chiều cao nắp: Chọn góc nghiêng nắp thùng là: α = 15o. h1 = = (m) Vậy tổng chiều cao thùng lắng: HT = h1 + h2 = 0,28 + 3,19 = 3,47 (m). - Chọn chiều cao vị trí đặt ống dẫn dịch đường vào (kể từ đáy thiết bị): ho = (m). - Chọn ống dẫn dịch đường vào có đường kính: do= 35 mm, bề dày ống 3 mm. Tacó: (m). [3, trang 369] Trong đó: w: là tốc độ trung bình của chất lỏng trong ống từ 10 ¸14 m/s. Chọn: w = 12 m/s. V: là lưu lượng thể tích, m3/s. Suy ra: V = (m3) = 36 (m3/h). Thời gian dịch vào: T = (h) = 20,07 (phút). Số lượng thiết bị: 1 thiết bị. 5.1.13. Thiết bị làm lạnh : Lượng dịch đường đem đi làm lạnh của 1 mẻ bằng lượng dịch đường sau khi lắng trong trong 1 mẻ, theo bảng 4.3: Vd = 11.408,22 lít » 11,41 m3. Theo yêu cầu công nghệ ở mục (3.2.6), thời gian làm lạnh không quá 1 giờ. Chọn: 50 phút. Vậy năng suất cần làm việc của thiết bị là: (m3/h). Chọn thiết bị làm lạnh bản mỏng nhãn hiệu BO1-Y5 với các thông số kĩ thuật sau: [12, trang 158] - Năng suất : 5.000 lít/h = 5 m3/h - Nhiệt độ ban đầu của glycol : -150C - Nhiệt độ làm lạnh sản phẩm : 8oC - Số lượng bản : 85 bản - Kích thước bản : (8002251,2) mm - Bề mặt làm việc của các bản : 12,1 m2 - Vận tốc của sản phẩm : 0,4 m/s - Vận tốc của chất tải lạnh : 0,4 m/s - Kích thước thiết bị : (1.8707001.400) mm - Khối lượng : 430 kg. Số lượng thiết bị: . Vậy chọn: 3 thiết bị. Thời gian làm lạnh: (phút). 5.1.14. Tính và chọn các loại bơm cho phân xưởng nấu 1. Bơm dịch cháo từ nồi nấu gạo sang nồi nấu malt : Theo phần công nghệ ở mục (3.2.3), thời gian bơm bằng thời gian hội cháo là 10 phút. Thể tích dịch cháo trong nồi gạo (mục 5.1.7): V = 5,939 (m3). Năng suất cần làm việc của bơm: Ntb = (m3/h). Chọn bơm ly tâm nhãn hiệu BЦH-40 với các thông số kỹ thuật sau: - Năng suất : 40 m3/h [12, trang 372] - Áp suất làm việc : 0,2 MPa - Tốc độ quay : 2.910 vòng/phút - Công suất động cơ : 5,5 kW - Chiều cao bơm lên : 8 m - Kích thước : (1.385510907) mm - Khối lượng : 210 kg. Số lượng thiết bị: . Vậy chọn: 1 bơm. 2. Bơm dịch đường hoá đi lọc : Thể tích dịch đường cần bơm đi lọc bằng thể tích dịch đường trong nồi malt, theo mục (5.1.7), ta có: V = 12,41 m3. Chọn thời gian bơm 1 mẻ dịch đi lọc là: 20 phút. Năng suất cần làm việc của bơm: Ntb = (m3/h). Chọn bơm ly tâm nhãn hiệu BЦH-40 với các thông số kỹ thuật sau: - Năng suất : 40 m3/h [12, trang 372] - Áp suất làm việc : 0,2 MPa - Tốc độ quay : 2.910 vòng/phút - Công suất động cơ : 5,5 kW - Chiều cao bơm lên : 8 m - Kích thước : (1.385510907) mm - Khối lượng : 210 kg. Số lượng thiết bị: . Vậy