Phần VI: Tính Hơi - nưước - điện - lạnh

C2: Tỷ nhiệt của nớc ;



C2 =



1



Kcal/kg0C

W : Hàm ẩm của dịch cháo:

Tính lợng ẩm có trong khối dịch : W

Gạo có độ ẩm 14%, malt 7 %.

Vậy độ ẩm của khối dịch là :

W=((1393 x 0,14 + 576,8x 0,07 ) + 9849) / 11818,8= 85,3%.

Thay số ta đợc.

C = 0,904 Kcal/kg0C

Thay số vào công thức ta đợc:

Q1 = 427367,8 Kcal.

Lợng nhiệt để duy trì ở 750C :

Q2 = i x W1.

Trong đó :

i: nhiệt hàm của hơi nớc, i = 640 Kcal/kg

W1: Lợng nớc bay hơi ở 750C (4% so với lợng nớc có

trong nồi hồ hoá) kg.

Lợng nớc có trong nồi là : 576,8.0,07 + 139,3.0,14 +

(576,8+139,3).5= 3816 kg

W1= 3816 . 0,04 = 152 kg.

Thay số vào ta có :

Q2 = 640.152 =97687 kCal.

Lợng nhiệt mất mát trong nồi đờng hoá

Q3 = W2 .i

Với : W= 3816.0,96 + (1393-139,3).(0,14+5) = 10107

kg

i: nhiệt hàm của hơi nớc, i = 640 Kcal/kg

Q3=10107.640. 0,02= 129374 kCal ( trong nồi đờng hoá lợng

nớc bay hơi là 2 %).

Vậy lợng nhiệt cần cung cấp cho nồi nấu cháo và nồi đờng

hoá(cho 1 mẻ nấu).Lấy 5% tổn thất.

Q= Q1+Q2 +Q3+5%( Q1+Q2 +Q3) = 687150,24 k Cal

2. Nồi nấu hoa (tính cho một mẻ nấn).

- 62 -



Lợng dịch đi vào nồi nấu hoa là: 12280,4 kg (phần tính

thiết bị). Trong

Độ ẩm của khối dịch W = 89%

Sau khi lọc xong nhiệt độ khối dịch là khoảng 70 0C.

Vậy Lợng hơi cần để nâng nhiệt từ 700C lên 1020C là:

Q4 = G x C x (t2 - t1).

Trong đó :

G = 12280,4kg

C = 0,93 Kcal/kg0C (phần tính thiết bị)

t2 =700C

t1 = 1020C

Thay số vào ta đợc:

Q4 = 12280,4x 0,93 x (102 -70 ) = 365464,7 Kcal.

Lợng nhiệt để duy trì ở 1020C trong 30 phút:

Q5 = i x W5.

Trong đó :

i =640 Kcal/kg.

W5 : Lợng nớc bay hơi trong quá trình đun hoa là 6%

(so với lợng có trong nối hoa).

Vậy



W5 = 12280,4 x 0,06 = 736,8 kg.



Q5 = 640 x 736,8= 471567 Kcal.

Vậy lợng nhiệt cần cho nồi hoa là :

Q = Q4 + Q5 = 365464,7 + 471567= 837031,7 Kcal

Tổn thất nhiệt trong nồi nấu hoa là :

- Lợng nhiệt đun nóng thiết bị là 2 %.

- Lợng hơi tổn thất ra môi trờng xung quanh 2%.

- Tiêu hao khác là 1%.

Tổng tổn thất là 5 %

Vậy lợng nhiệt phải cấp cho nồi nấu hoa:

Qnh = 837031,7 / 0,95 = 881086 Kcal.

3. Nhiệt để đun nớc nóng (tính cho một mẻ nấn).

Một mẻ nấu cần một lợng nớc nóng là: 11128,4 lít( tính

cho bia hơi vì cần lợng nớc rửa)

- 63 -



Lợng nhiệt để đun nớc từ nhiệt độ 250C đến 750C là:

Q4 = 11128,4 .1.(75-25)= 556420 Kcal (đã tính ở phần trên).

Nhiệt tổn thất lấy 5%

Vậy lợng nhiệt thực tế phải cấp là:

Qnn =



556420

= 585705 Kcal.

0,95



4. Tổng lợng nhiệt cho một mẻ nấu.

Q = Qhd + Qnh + Qnn = 687150,24 + 881086 + 585705 =

2153941,5 Kcal.

2. Tính nhiệt cho thanh trùng.

1. Lợng nhiệt cần để thanh trùng bia chai.

Lợng bia chai cần thanh trùng trong 1 ngày là:

80808 chai, loại chai 0,5 lít.

Nhiệt cần để nâng nhiệt độ từ 20 0C lên 670C, với C =

1 Kcal/kg.0C.

Khối lợng mỗi chai bia là 0,65 kg/chai.

Vậy nhiệt lợng cần thiết là:

Q5 = 80808 x 0,65 x 1 x (67 - 25) = 2206058 Kcal/ngày.

2. Lợng nhiệt dùng để hấp vỏ chai, thanh trùng đờng

ống, thiết bị và rửa thiết bị gây men là khoảng: 100

kg hơi/ giờ.

3. Tính lợng hơi.

Lợng hơi và nhiệt có quan hệ theo công thức sau:

Q

kg hơi.

i

Trong đó:

D=



i: nhiệt hàm của hơi nớc ở áp suất làm việc p =

2,5 kg/cm2, ứng với i = 640 Kcal/kg

: nhiệt hàm của nớc ngng, = 100 Kcal/kg.

Vậy lợng hơi cần dùng cho một mẻ nấu là:

D1 =



2153941,5

= 3989 kg hơi/mẻ.

640 100

- 64 -



Một mẻ nấu thời gian 4 giờ. Vậy lợng hơi cấp cho nồi nấu

trong 1 giờ là:



3989 / 4 = 997,25 kg hơi/h.



Lợng hơi dùng cho thanh trùng bia chai là:

2206058

= 4085 kg hơi/ngày.

640 100

Mỗi ngày thanh trùng 14 giờ.

D2 =



Vậy lợng hơi cấp cho thanh trùng trong 1 giờ.

4085

= 292 kg hơi/h.

14

Vậy tổng lợng hơi cấp trong 1 giờ là:

100 + 997,25 + 291 = 1388,25 kg hơi/h.

Tổn thất hơi khoảng 5% trong quá trình vận chuyển.

Vậy tổng lợng hơi nồi hơi cần cung cấp là:

1388.25

= 1461 kg/h.

0,95

1. Chọn nồi hơi.

Dựa vào lợng hơi cần cung cấp ta chọn nồi hơi có các

đặc điểm sau:

- Năng suất:



2000 kg hơi/h.



- áp suất làm việc:



8 atm.

169,9 0C.



- Nhiệt độ hơi:

- Diện tích bề mặt đốt nóng:



45 m 2.

3 m 3.



- Thể tích chứa nớc:

- Đờng kính ống sinh hơi:



603 mm.



- Đờng kính nồi hơi:



2500 mm.



- Chiều cao nồi hơi:



3850 m.



- Trọng lợng:



4200 kg.



- Hệ số hữu ích:



75%.



- Số lợng nồi cần dùng:



02 nồi.



2. Tính nhiên liệu cho nồi hơi.

ở nớc ta than là nguồn cung cấp chính để làm nhiên

liệu, ở đây ta dùng than Antrxits làm nhiên liệu đốt cho nồi

hơi.

- 65 -



Vì lý do sau: Nhiệt lợng cung cấp từ từ, mua dễ dàng và

giá không đắt.

Lợng nhiên liệu cần dùng đợc tính theo công thức sau:

G=



D.(i h i n )

kg/h.

q.à

Trong đó:

D: Năng suất nồi hơi, D = 2000 kg/h.

ih: Nhiệt hàm của hơi ở áp suất làm việc, i h = 662,3



Kcal/kg.

in: Nhiệt hàm của nớc vào, in = 60 Kcal/kg.

q: Nhiệt lợng riêng của 1 kg nhiên liệu, q = 6500

Kcal/kg.

à: Hệ số hữu ích của nồi, à = 75%.

Thay số vào ta có:

G=



2000.(662,3 60)

= 247 kg/h.

6500.0,75

Hiệu suất đốt cháy là 90%.

Vậy lợng than cần trong thực tế là:



247

0,9



= 274 kg/h.



Lợng than cần dùng trong một ngày là: 274x 24 = 6576

kg/ngày.

Lợng than cần dùng trong một tháng là: 6576x 25 =

164400 kg/tháng.

Lợng than cần dùng trong một năm là: 164400 x 12 =

1972800 kg/năm.

II. Tính lạnh cho nhà máy.



1. Lợng nhiệt cần cho lắng xoáy (tính cho một mẻ).

Lợng nớc để hạ nhiệt độ dịch từ 102 0C xuống 600C nhờ

tác nhân là nớc lạnh vào là 200C, ra là 400C.



- 66 -



Lợng dịch đờng nóng trớc khi vào thùng lắng là:

1096,1.10

1-0,01



=11072lít (tính ở phần CBSP).



Lợng nhiệt để hạ nhiệt độ từ 1020C xuống 900C

Q1 =G x C x (t2 - t1).

Trong đó:

G: khối lợng của dịch đờng 120Bx (có khối lợng riêng là

1,048 kg/l)

G = 11072x 1,048 = 11603,5 kg.

C: tỷ nhiệt của dịch đờng Kcal/kg0C.

C = C 1 x X1 + C2 x X2

C1 = 0,34 Kcal/kg0C tỷ nhiệt của chất khô 120Bx.

X1 = 0,12

C2 = 1 Kcal/kg0C tỷ nhiệt của nớc.

X2 = 0,88

C = 0,921 Kcal/kg0C.



Thay số vào ta đợc:

Vậy



Q = 11603,5 x 0,921 x (102 - 90) = 235110



Kcal/mẻ.

Ta có cân bằng nhiệt lợng mà nớc thu vào:

Qn = Q= Gn x Cn (t2 - t1).





Gn =



Q

Cn .( t2 t1 )



Với: t1 = 200C, t2 = 400C, Cn = 1 Kcal/kg0C

Thay vào ta đợc:



Gn =11755,5 kg/mẻ.



Vậy lợng nhiệt cần cho lắng xoáy cả ngày (4 mẻ) là:

Q1= 235110x 4 = 940440 Kcal/ngày.

Vậy lợng nớc cần để làm lạnh cả ngày là:11755,5 x 4

=47022 lít/ngày.

2. Lợng nhiệt cần cho thiết bị lạnh nhanh (tính cho

một mẻ).

Cấp I: Hạ nhiệt độ từ 900C xuống 400C, nhờ tác nhân lạnh là

nớc vào 200C, nớc ra 300C.

- 67 -



Lợng nhiệt cần cung cấp cho một mẻ là:

Q = G x C x (t1 - t2).

Với: G: khối lợng của dịch đờng, G = 11128,4 x1,048 =

11662,6 kg

C = 0,921 Kcal/kg0C, t1 = 900C, t2 = 400C.





Q = 11662,6 x 0,921 x (90 - 40) = 537062,7



Kcal/mẻ.

Tơng tự nh làm lạnh của quá trình lắng xoáy, ta có lợng

nớc để làm lạnh :



Gn =



537062,7

= 53706,2 kg/mẻ

1.( 30 20)



Vậy lợng nớc cần để làm lạnh cả ngày là:

53706x 4 =214824,8 lít/ngày.

Cấp II: Hạ nhiệt độ dịch đờng từ 400C xuống 120C nhờ tác

nhân lạnh là glycol nhiệt độ vào -150C, nhiệt độ ra 50C.

Nhiệt lạnh cần cung cấp cho một mẻ là:

Q = 11662,6 x 0,921 x (40 - 12) = 322237 kcal/mẻ.

Nhiệt lạnh cần cung cấp cho một ngàylà:

Q= 322237x 4 = 1288948 Kcal/ngày.

Nh vậy lợng nhiệt cần cung cấp cho lạnh nhanh của một tank

lên men.

Q2 =537062,74 + 1288948 = 3437198,8 Kcal/ngày.

3. Lên men chính.

Nhiệt lợng để hạ nhiệt sinh ra trong quá trình lên men,

tính cho một ngày lên men mạnh nhất (lợng chất khô lên men

từ 1,5-2,0%/ngày).

Nhiệt đợc tính theo công thức sau:

Q=Gxq

Trong đó:

G: khối lợng đờng lên men trong 1 ngày mạnh nhất, kg.

q: nhiệt lợng toả ra khi lên men 1 kg đờng, Kcal.

Ta có phơng trình lên men.

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 37,3 Kcal

- 68 -



180g



37,3 Kcal



1000.37,3

= 207,2 Kcal.

180

Lợng dịch đờng đi vào lên men:

Vậy 1 kg đờng toả ra:



10961,5 . 4= 43846 lít.

Dịch đờng có nồng độ 120Bx, có khối lợng riêng d =

1,048 kg/l.

Vậy khối lợng đờng có trong 1 tank lên men là:

43846 x 1,048 x 0,12 = 5514 kg.

Chọn nồng độ cơ chất lên men 2%/ngày, vậy lợng đờng

đợc lên men trong 1 ngày là:

G = 5514x 0,02 = 110,28 kg/ngày.

Thay số vào ta có

Q3 = 110,28 x 207,2 = 22850 Kcal/ngày.

* Tổn thất qua lớp cách nhiệt.

Q4 = f x k x (tn - tt).

Trong đó:

k: hệ số truyền nhiệt qua lớp cách nhiệt,



k = 0,3



Kcal/m2.h.0C.

tn: nhiệt độ bên ngoài tank lên men, tn = 300C.

tt: nhiệt độ bên trong tank lên men, tn = 120C.

f:diện tích xung quanh tank lên men.

f = x D x H = 3,14 x 3,2 x 9,370 = 94 m2.





Q4= 0,3 x 94x (30 -10) = 564 Kcal/h.



Mỗi ngày có 1 tank nên lợng lạnh cần là:

Q4 = 564x 24 x 1 = 13536 Kcal/ngày.

* Tổn hao do làm lạnh nớc rửa men.

Nớc rửa



sữa men là 1096 lít/tank (tính ở phần tính



thiết bị).

Vậy nớc rửa sữa men trong 1 ngày khoảng 1500 lít/ngày.

Lợng nhiệt để làm lạnh nớc từ 250C xuống 40C là:

Q5 = 1500 x 1 x (25 - 4) = 31500 Kcal/ngày.



- 69 -



* Tổn hao lạnh do bảo quản sữa men khoảng 30000

Kcal/ngày.

Vậy lợng nhiệt lạnh cần cho lên men chính là:

Qc = Q3 + Q4 + Q5 + 30000 = 22850+13536+31500 +

30000= 97886 Kcal/ngày.

4. Tính nhiệt lạnh cần thiết để hạ nhiệt độ bia từ

120C xuống 10C .

Lợng bia cần hạ nhiệt độ 43846 lit .

Lợng nhiệt lạnh cần để hạ từ 120C xuống 10C là:

Q6 = G x C x (t2 - t1).

Trong đó:

G: khối lợng của bia non có hàm lợng chất khô khoảng

4,50Bx.

G = 43846 x 1,02 = 44722,9 kg.

C = C1 x X1 + C2 x X2

C = 0,34 x 0,045 + 0,955 x 1 = 0,97 Kcal/kg.0C.

C1,C2: tỷ nhiệt của chất hoà tan và của nớc, Kcal/kg.0C.

X1,X2: hàm lợng chất khô (4,50Bx), và hàm lợng nớc trong

bia.

t2 = 120C, t1 = 10C.

Thay số vào ta có

Q6 = 44722,9 x 0,97x (12 - 1) = 477193 Kcal/ngày.

Lợng nhiệt tổn thất qua lớp cách nhiệt là 10% nên lợng

cần thiết là:

Q7= 477193x 1,1 = 524912 Kcal/ngày

5. Lên men phụ.

Trên thực tế cứ 1 lít bia non tổn hao 0,25 Kcal/ngày.

Lợng bia non trong 1 tank lên men là:



4. 10961,5



=



43844 lít.

Vậy nhiệt cần cấp cho 1 tank là:

10961Kcal/ngày.

- 70 -



43844 x 0,25 =



1 ngày có 1tank vậy 1 ngày cần là:

Q8 = 10961 Kcal/ngày.

* Tổn thất qua lớp cách nhiệt trong 1 ngày .

Q9 = f x k x (tn - tt) x 24, (tn = 300C, tt = 10C).

Q9 = 0,3 x 94 x (30 -1) x 24 = 19627 Kcal/ngày.

6. Tính nhiệt lạnh cho thùng nhân men giống.

Lợng men giống đa vào bằng 1/10 so với khối lợng dịch.

Lợng dịch men giống cần cho 1 tank là 4384,4 (bằng 43844 /

10) lít. Trong quá trình này cung cấp O 2 đầy đủ để nuôi

sinh khối.

Lợng dịch đờng 120Bx đa vào gây men là:

4384,4 x 0,9 = 3945,96 lít.

Với d = 1,048 kg/l, vậy khối lợng dịch đờng là:

3945,96 x 1,048 = 4135 kg.

Lợng chất hoà tan là: 4135 x 0,12 = 496,2 kg, trong đó

hàm lợng đờng chiếm 75% nên lợng đờng là: 496.2x 0,75 =

372,15kg.

1 kg đờng khi lên men toả ra 207,2 Kcal (đã tính ở phần

trên).

Vậy lợng nhiệt tạo thành của 1 tank là:

207,2 x 372,15= 77109,5 Kcal/tank

Một ngày nấu 4 mẻ( cho vào 1 tank). Vậy nhiệt lạnh cần

trong 1 ngày là:

Q10= 77109,5 Kcal/tank.ngày

* Tổn thất qua lớp cách nhiệt.

Q11 = f x k x (tn - tt).

Trong đó:

k: hệ số truyền nhiệt qua lớp cách nhiệt,

Kcal/m2.h.0C.

tn: nhiệt độ bên ngoài tank lên men, tn = 300C.

tt: nhiệt độ bên trong tank lên men, tn = 120C.

f: diện tích xung quanh tank lên men.

- 71 -



k = 0,3



f = x D x H = 3,14 x 1,6 x 3,71 = 18,69 m2.





Q = 0,3 x 18,69 x (30 - 12) = 100,9 Kcal/h.



Mỗi ngày nấu 4 mẻ nên lợng nhiệt lạnh cần là:

Q11 = 4 x 24 x 100,9 = 9686,4 Kcal/ngày.

Lợng nhiệt lạnh cấp cho gây men cấp I bằng 1/10 gây

cấp II do đó.

Q12 = 9686,4 x 0,21 = 968,64 Kcal/ngày.

Qng = Q10 + Q11 +Q12 = 87764,54 Kcal/ngày.

* Tổng nhiệt lạnh cho toàn nhà máy:

QT



Q =



=



i



940440+3437198,8+97886+524912+10961+19627+87764,

54

= 5118789 Kcal/ngày.

7. Chọn máy lạnh.

Lợng nhiệt lạnh cấp cho nhà máy trong một giờ là:

QT / 24 = 5118789/ 24 = 213283 Kcal/h.

Tổn hao lạnh cho toàn nhà máy là 10%, vậy thực tế mỗi

giờ nhà máy cần một lợng lạnh là:



QC = 213283 / 0,9 =



236981 Kcal/h.

Vậy chọn 2 máy nén lạnh cấp 1 có thể chạy luân phiên

hay đồng thời.

Các đặc tính kỹ thuật của máy lạnh

- Ký hiệu máy:



AY200.



- Số xy lanh:



4 xy lanh.



- Hành trình piston:



130 mm.



- Đờng kính xy lanh:



150 mm.

720 ữ 960



- Tốc độ quay:

vòng/ phút.

- Dung tích quay của piston:

m3/h.



- 72 -



396 ữ 528