Phần v. tính và chọn thiết bị

+ Máy rửa chai.

+ Máy chiết chai.

+ Máy dập nút.

+ Máy thanh trùng .

+Máy dán nhãn.

6. Các thiết bị phụ khác :

+ Nồi đun nớc nóng.

+ Bơm.

Việc tính, chọn các thiết bị trong phân xởng phụ thuộc

vào nhiều yếu tố: năng suất, hiệu quả kinh tế. . .

v.1.Thiết bị trong khâu chuẩn bị nguyên liệu :



1. Cân nguyên liệu :

Chọn cân loại

Kích thớc



:1000 kg.

:1000 ì 800 ì 1200.



Trọng lợng của cân : 225 kg.

2. Máy nghiền malt :

Lợng malt sử dụng trong một mẻ là : 1393 Kg

Máy nghiền malt là máy nghiền trục. Hai đôi trục.

Thời gian nghiền một mẻ là 2h.

. Lợng malt cần nghiền trong một giờ của máy là :

1393

= 696,5 kg.

2

Do hệ số sử dụng của mỗi máy là 0,75 nên năng suất thực

tế của 1 máy là :

696,5

= 928,6 kg

0,75

Chọn máy nghiền nh sau:

Năng

suất



Ký hiệu



Kích thớc



Kích thớc



trục(mm)



máy(mm)



- 42 -



Kg/h

1200



Đờng



Chiều



kính



dài



250



800



COKAM( đứ

c)



d



r



1700



1040



c



1450



Số



Công



đôi



suất



trục



kw



2



1,82



3. Máy nghiền gạo :

Lợng gạo cần thiết trong một mẻ : 576,8 kg.

Thời gian nghiền 1h, lợng gạo cần nghiền trong một giờ :

576,8

= 576,8 kg.

1

Chọn máy nghiền gạo là máy nghiền búa.

Năng

suất

(Kg/h)

1000



Vận tóc

góc

2950

vòng/phút



Kích thớc máy

(mm)

Dài



Rộng



cao



1380



690



640



sàng

s (m2)



Công

suất

(Kw)



0,2



13



G= 241 kg.

Ký hiệu DM 440 U

4.Thiết bị vận chuyển :

Nguyên liệu cần vận chuyển là bột malt và bột gạo có

kích thớc nhỏ nên ta chọn thiết bị vận chuyển là vít tải.

Năng suất của vít tải phụ thuộc vào lợng nguyên liệu sử dụng

trong một ngày. Ta sử dụng một vít tải vận chuyển malt và

gạo.

Lợng gạo trong một mẻ sản xuất là : 576,8 kg.

Lợng malt trong một ngày sản xuất là : 1393 kg.

Giả thiết vít tải mỗi mẻ hoạt động 0,5 h . Hiệu suất thực

của vít tải là 70%, vậy năng suất thực của các vít tải là :

Vít tải vận chuyển malt :



- 43 -



1393

= 3980 Kg/h.

0,5.0,7

Vậy chọn vít tải có công suất : 5500 kg/h.

D = 200 m

Bớc vít



: 160



Vận tốc góc



: 75 vòng/phút.



Trọng lợng 1 m : 45 kg

Công suất



: 1,1 kW



Kí hiệu: YII 2-4

v.2.Thiết bị trong khâu đờng hoá nguyên liệu :



1. Nồi hồ hoá :

Khối lợng riêng của dịch bột là 1,08 kg/lít.Vậy tổng thể tích

hỗn hợp là :

3807

= 3525lít.

1,08

Hệ số sử dụng của nồi nấu là 75%. Vậy thể tích của nồi nấu

là :

3525

= 4700 lít.

0,75

Chọn nồi nấu cháo là nồi hai vỏ, đáy, đỉnh nón đợc chế tạo

bằng thép không rỉ:



Chọn



D2

1

D2

1

V=

H + bh1 =

(0.6D + .0.2.D ) = 0,166 D3

4

3

4

3

H = 0,6 D

( Chiều cao phần trụ ).

h1 = 0,2 D



( Chiều cao phần



đáy ).

h2 = 0,15 D



( Chiều cao phần đỉnh ).



(trong đó b là diện tích đáy, b = D2/4) :

V = 4700 lít = 4,7 m3.

D = 2,11 m.

Chọn nồi nấu cháo có : D = 2,2 m ; H = 1,32 m ; h 1 = 0,44 m ;

h2 = 0,33 m.

- 44 -



Phần vỏ ngoài có độ dày 0,1 m, vậy đờng kính ngoài của

thùng là :

Dn = 2,2 + 0,1 ì 2 = 2,4 m.

Chọn cánh khuấy có đặc tính kỹ thuật nh sau :

+ Đờng kính cánh khuấy : 1600 mm.

+ Tốc độ khuấy



: 40 vòng/phút.



+ áp suất hơi đa và nồi



: 2,5 kg/cm2.



Chọn bề mặt truyền nhiệt: 0,8 m2/m3dịch

F = 0,8. 3,525 = 2,82 m2

Diện tích bề mặt truyền nhiệt = 2,82 m2

2. Nồi đờng hoá :

Thể tích của khối dịch ( khối lợng riêng là 1,08 kg/l ) là :

11820

= 10950 lít.

1,08

Hệ số sử dụng của nồi là 80%. Thể tích nồi là :

1095

= 13687,5 lít.

0,8

Tơng tự nh tính cho nồi hồ hoá ta có :

Chọn nồi đờng hoá là nồi hai vỏ, đợc chế tạo bằng thép

không rỉ, đáy nón,đỉnh nón:

V=



D2

1

D2

1

H + bh1 =

(0.6D + .0,2.D ) = 0,1666

4

3

4

3



D3

Chọn



H = 0,6 D ( Chiều cao phần trụ ).

h1 = 0,2 D



( Chiều cao phần đáy ).



h2 = 0,15 D



( Chiều cao phần đỉnh ).



D = 2,96 m.

Chọn nồi đờng hoá có : D = 3 m ; H = 1,8 m ; h 1 = 0,6 m

; h2 = 0,45m.

Phần vỏ bên ngoài có độ dày 0,1 m. Vậy đờng kính

ngoài của nồi là :

Dn = 3 + 2 ì 0,1 = 3,2 m.

- 45 -



Chọn cánh khuấy có đặc tính kỹ thuật sau :

+ Tốc độ khuấy



: 30 v/ph.



+ Đờng kính cánh khuấy



: 2200 mm.



+ áp suất hơi



: 2,5 kg/cm2.



Diện tích bề mặt truyền nhiệt phải đảm bảo tỷ lệ

giữa diện tích bề mặt truyền nhiệt trên một đơn vị thể

tích dịch là 0,8 m2/ 1 m3. Vậy bề mặt truyền nhiệt là:

10,95.0,8 = 8,76 m2.

3. Thùng lọc :

Để quá trình lọc xảy ra bình thờng thì chiều cao lớp

bã chỉ đợc phép nằm trong khoảng 0,3 ữ 0,5 m. (để đợc

dịch trong ).

Lợng bã trong một mẻ nấu là : 3939,6 Kg .

Chọn chiều cao của lớp lọc là 0,45 m. Diện tích đáy

thùng lọc là :

3939,6

= 8,75m2.

0,45

Đờng kính đáy thùng lọc tính theo công thức :

D=



4S

4.8,75

=

= 3,3m



3,14



Đờng kính ngoài là 3,3+2. 0,1 = 3,5 m

Lợng dịch sau khi đờng hoá là 11580 lit. Hệ số sử dụng là

0,8

V=



11,58

= 14,6 m3.

0,8



Chiều cao của thùng là :

H=



14,6

= 1,7 m.

8,59



Chọn thùng lọc có chiều cao 0,45 + 1,7 = 2,15 m, thân trụ,

đáy phẳng. Cánh khuấy có tốc độ 6 v/ph.



- 46 -



4. Nồi đun sôi dịch đờng với hoa houblon :



Lợng dịch trớc khi đun hoa trong một mẻ nấu là : W + Z =

12280,4 kg.

Thể tích của dịch trớc đun hoa là :

12280,4

= 11785,4 lít.

1,042

Lấy hệ số đổ đầy nồi là 75%, vậy thể tích của nồi là :

11785,4

= 15714 lít.

0,75

Chọn nồi nấu hoa có buồng đốt trong, đợc chế tạo bằng

thép không rỉ, đáy nón , đỉnh nón :

D2

1

D2

1

=

V=

H + bh1

(D + .0,2.D ) = 0,266 D3

4

3

4

3

Chọn

H=D



( Chiều cao phần trụ ).



h1 = 0,2 D



( Chiều cao phần đáy ).



h2 = 0,15 D



( Chiều cao phần đỉnh ).



Thay số V =15714 lit

D 2,8 m.

Chọn nồi nấu hoa có : D = 2,8 m ; H = 2,8 m ; h 1 = 0,56

m ; h2 = 0,42m.

Phần vỏ bên ngoài có độ dày 0,1 m. Vậy đờng kính

ngoài của thùng là:

Dn = 2,8 + 2 ì 0,1 = 3m.

+ Gia nhiệt ống tuần hoàn trung tâm.

+ áp suất hơi làm việc



: 2,5 kg/cm2.



Tính bề mặt truyền nhiệt, chọn 1 m2/ m3 dịch

F= 11,7854. 1 =11,785 m2

Diện tích bề mặt truyền nhiệt: 11,785 m2



- 47 -



v.3.Thiết bị trong khâu xử lý dịch đờng sau nấu hoa:



1. Thùng lắng xoáy :

Thùng lắng xoáy trong thực tế là một khối hình trụ rỗng

với độ dốc đáy nhỏ ( khoảng 2% ). Thùng có đáy bằng, đỉnh

nón , đợc làm bằng inox. Đờng bơm dịch vào nằm ở độ cao

1/4 chiều cao khối dịch kể từ đáy để đảm bảo tạo dòng

xoáy tối u cũng nh hạn chế sự hoà tan oxy vào trong dịch.

Lợng dịch đi vào thùng lắng xoáy là : 1178,5. (1- 0,06)=

11078,28 lít (cho 1 mẻ 10000 l ).

Hệ số sử dụng của thùng lắng là 83%.



Vậy thể tích



của thùng là :

11078,28

= 13347,3 lít = 13,3473 m3.

0,83

Thể tích của thùng lắng đợc tính theo công thức :

D2

D2

V=

H=

.1,2.D = . D3. 0,3

4

4

Chọn

H = 1,2 D ( H là chiều cao phần trụ, D là đờng kính ).

h = 0,15 D ( h là chiều cao phần đỉnh ).

Ta tìm đợc



D = 2,42 m. Chọn D= 2,5 m



Đờng kính ngoài là 2,5 + 2. 0,1 = 2,7 m

H = 3 m.

h = 0,38 m.

2. Thiết bị làm lạnh nhanh :

Dịch đờng đợc làm lạnh nhanh bằng máy làm lạnh trao

đổi nhiệt kiểu tấm bản. Vật liệu chế tạo thờng là các tấm

thép hợp kim Cr - Ni mỏng.Thiết bị gồm các tấm kim loại

mỏng xếp với nhau mà giữa chúng là dịch đờng và tác nhân

làm lạnh đi xen kẽ nhau. Để đạt đợc sự trao đổi nhiệt tốt

nhất cần phải đảm bảo :

+ Độ dày của tấm hợp kim phải đủ mỏng: 0,8 mm



- 48 -



+ Các tấm hợp kim có cấu tạo sao cho sinh đợc dòng

chảy rối.

+ Các nếp gấp giữa các tấm bản phải nhỏ.

Lợng dịch đờng trớc khi lên men trong một mẻ là:

10961,5 lít.

Tổn thất trong quá trình làm lạnh nhanh là 0,5%. Lợng

dịch đờng trớc khi đa vào làm lạnh nhanh là :

10961,5

= 11538,4

(1 0,05)

10961,5

= 11538,4 lit

(1 0,05)

Thời gian làm lạnh nhanh là 2 h, hiệu suất của thiết bị

là 85%. Năng suất của máy lạnh nhanh là :

11538,4

= 6,787 m3

0,85.2

Chọn máy làm lạnh có năng suất 6000 l/h

L=2180 mm

B= 2200 mm

H= 1620 mm

Trọng lợng : 600 kg



Các thiết bị ở phân xởng nấu

ST

T

1

2

3

4



Tên thiết bị

Cân

Máy

malt

Máy



Kích thớc (m)



Năng



nghiền



suất

1000 Kg

1200



nghiền



Kg/h

1000



gạo

Nồi



Kg/h

nấu



5



cháo(m)

Nồi đờng hoá



6



Thùng lọc



D = 2,2 ; H

=1,32

D = 3,0 ; H =1,8

D = 3,3 ; H =

2,2

- 49 -



Số lợng

1

1

1

1

1

1



7

8

9

1

9



D = 2,8 ; H =



Nồi nấu hoa

Thùng



lắng



xoáy

Lạnh nhanh

Nồi nớc nóng



1



2,8

D = 2,5 ; H =3,0

800*800



1

6000 l/h



1



D = 3,0 ; H=3,6



1



V.4. Tính toán thiết bị trong phân xởng lên men



Để tính toán thiết bị cho phân xởng lên men ta phải tính

với số liệu chung vì lợng bia đa đi lên men là nh nhau.

1. Chọn thiết bị lên men chính

Chọn thùng lên men hình trụ, đáy côn, bên ngoài có khoang

lạnh để điều chỉnh nhiệt độ, thiết bị làm bằng thép

không rỉ, có trang bị hệ thống van, nhiệt kế, kính quan sát.

Gọi Vh là thể tích hữu ích của thùng lên men (m3)

D là đờng kính trong của thiết bị (m)

h1: chiều cao phần nón (m)



h4



h2: chiều cao phần trụ chứa dịch (m)



h3



h3: chiều cao phần trụ không chứa dịch (m)

h4: chiều cao phần nắp (m)



h2



100



: góc đáy côn, thờng chọn = 600



D



Chọn h2/D = 1,5 do thể tích dịch đờng

Vd < 50m3



h1



Vd= Vtrụ+Vcôn, Chọn Vtrống = 25%Vd,



h4= 0,1. D



vậy Vd = D2h2/4 + D2h1/12

= D3 1,5/4 + D3 3 /24

= 0,47. D3.

Mỗi ngày cả 4 mẻ đều đợc đa vào một tank lên men

- 50 -



800



Chọn tank lên men có thể chứa đủ 4 mẻ. Thể tích dịch đờng

của 4 mẻ là:

Vd= 43846 Lít = 43,846 m3

Qui chuẩn



suy ra D = 3,1 m.



D=3,2 m

h2 = 1,5. D = 4,8 m

h1 = 0,866. D = 2,73 m



Ngoài ra, phần đỉnh thiết bị ( hình trụ ) có thể tích 25%

thể tích hữu ích

Suy ra Vtrống = 0,25 Vd = 0,25ì 43,846 = 11 m3

Thể tích thực của thùng lên men là:

V=Vd+ Vtrống= 43,846 +11 = 54,846 m3 = 55 m3

Chiều cao phần trụ trống:

h3= 4. Vtrống /D2 = 1,45 m

Phần nắp thiết bị hình chỏm cầu có chiều cao h 4, ta chọn

h4= 0,1D

Suy ra h4= 0,32 m.

Quy chuẩn các kích thớc:

D= 3200 mm.

h1= 2800 mm, h2= 4800 mm

h3= 1450 mm, h4= 320 mm

Chiều cao thùng lên men :

Ht=h1+ h2+ h3+ h4= 2,8+4,8+1,45+0,32=9,37 m =

9370 mm.

Chọn chiều dày thùng là 10mm.

Chọn lớp bảo ôn dày 100mm

Khoảng cách từ đáy thiết bị đến sàn nhà chọn bằng 800mm

Suy ra chiều cao toàn bộ thiết bị là

H = Ht + 0,8 = 10170 mm

Tính số thùng lên men

Số ngày lên men chính là: chọn 5 ngày

Số ngày lên men phụ là : chọn 10 ngày

Một ngày nghỉ để sửa chữa và vệ sinh



- 51 -



Vậy tổng thời gian lên men và vệ sinh thùng là

T= Tc+Tp+1 = 16

Số lợng tank lên men là số tank dùng 1 ngày x số ngày làm

việc 1 tank = 16

2. Chọn thiết bị gây men giống.

Cấu tạo của các thùng nhân giống tơng tự nh thùng lên men

chính.Việc tính toán cho thiết bị gây men giống cấp 1 và

cấp 2 dựa trên nguyên tắc tính cho thiết bị lên men chính

đã tính ở trên .

Nguyên tắc chọn : thể tích hữu ích của thùng gây giống cấp

2 bằng 1/10 thể tích dịch lên men của một thùng lên men

chính, thể tích hữu ích của thùng gây giống cấp 1 bằng

1/10 thể tích hữu ích của thùng gây men giống cấp 2

Chọn thùng hình trụ, đáy thép, làm bằng thép không rỉ, có

trang bị hệ thống sục khí, van, nhiệt kế, kính quan sát.

+Thùng lên men cấp 2

Gọi V2 là thể tích hữu ích của thùng lên men

cấp hai (m3)

V2 =43,846:10 = 4,3846 m3

D là đờng kính trong của thiết bị (m)

h1: chiều cao phần nón (m)

h2: chiều cao phần trụ chứa dịch (m)

h3: chiều cao phần trụ không chứa dịch (m)

h4: chiều cao phần nắp (m)



h3



: góc đáy côn, thờng chọn = 60 C

0



V2 = D2h2/4 + D2h1/12

Chọn h2= D, có h1= 0,866 . D

D



Suy ra:



h2



V2 = 1,29D3/4 = 4,3846

D = 1,64 m

h1



- 52 -