thiết kế nhà máy sản xuất rượu vang nho năng suất 5000 lít ngày

Rượu vang chứa một lượng cồn trung bình, không nhẹ quá như bia,không nặng quá như rượu trắng, nhiều người uống được kể cả phụ nữ, ngườigià...Cồn etylic trong rượu vang do lên men tự nhiê

LỜI MỞ ĐẦU

Rượu vang quả là một loại rượu chế biến từ nước quả, do lên men tự nhiên haynhân tạo mà thành Trong các loại quả , nho là loại quả lý tưởng nhất để chế biếnrượu vang Rượu vang chứa một lượng cồn trung bình, không nhẹ quá như bia,không nặng quá như rượu trắng, nhiều người uống được kể cả phụ nữ, ngườigià Cồn etylic trong rượu vang do lên men tự nhiên, uống vào ngấm dần, khôngbốc lên đầu như rượu trắng Cùng với cồn etylic, rượu vang còn chứa nhiều chấtdinh dưỡng hơn hẳn các loại rượu khác : vitamin, muối khoáng, axit amin Nếukhông uống quá nhiều rượu có tác dụng kích thích, có lợi cho sức khoẻ

Ở Việt Nam, trong những năm gần đây nhu cầu về rượu vang tăng nhiều Việcđầu tư phát triển ngành công nghiệp rượu vang không chỉ góp phần cung cấp thựcphẩm cho xã hội mà còn góp phần tăng thu nhập cho người nông dân, giảm sự ứthừa nguyên liệu vào các thời điểm thu hoạch, tạo việc làm cho lực lượng lao động

ở địa phương, đồng thời việc xuất khẩu rượu vang đem lại nhiều lợi ích kinh tế cho

xã hội

Xuất phát từ những lợi ích nêu trên, em được giao nhiệm vụ " Thiết kế nhàmáy sản xuất rượu vang nho năng suất 5000 lít/ ngày"

CHƯƠNG I : LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

Ở nước ta cây nho được trồng tập trung ở một số tỉnh như: Bình Thuận, KhánhHòa, Ninh Thuận Tại đây, cây nho có năng suất rất cao, trên một hecta có thể thuđược 30-40 tấn mỗi năm Ngoài lợi thế về vùng nguyên liệu, Ninh Thuận còn cómột nguồn nhân lực dồi dào, lại là một địa điểm du lịch hấp dẫn đối với du kháchnước ngoài Việc chế biến rượu nho theo tập quán hiện nay của người dân vùng nhoNinh Thuận tương tự như cách làm nước ngọt Chủ yếu lấy lượng đường cao để bảoquản, cho phép nước quả tự lên men Theo cách làm này, sự lên men xảy ra khônghoàn toàn, chỉ lên men được một phần nhỏ của các sản phẩm nho và đường, do đóchưa đáp ứng được nhu cầu thị trường cũng như chưa tạo dựng được một thươnghiệu rượu vang mang nét đặc trưng của tỉnh nhà

Trên những cơ sở thực tế đó, em quyết định xây dựng nhà mây sản xuất rượuvang tại thị xã Phan Rang, tỉnh Ninh Thuận

1.1 Đặc điểm và điều kiện tự nhiên của nhà máy:

Nhà máy được xây dựng tại thị xã Phan Rang, tỉnh Ninh Thuận Vùng này cókhí hậu khô nóng, nhiều nắng, ít mưa

- Lượng mưa hàng năm thấp, trung bình 879,8 mm/ năm và chỉ tập trung vào 4tháng ( từ tháng 8 đến tháng 11)

- Độ ẩm không khí trung bình thấp : 76,67 %

- Nhiệt độ không khí trung bình : 27-290C

- Hướng gió chủ đạo trong khu vực : Đông - Nam

1.2 Vùng nguyên liệu :

Ở nước ta, cây nho được tập trung chủ yếu ở tỉnh Ninh Thuận và Bắc BìnhThuận với diện tích khoảng 2500- 2700 ha và một số ít ở phía nam tỉnh Khánh Hoà.Với thế mạnh trên, nhà máy luôn co đầy đủ nguyên liệu để hoạt động quanh năm

1.3 Hợp tác hóa :

Nhà máy có thể liên doanh với các đối tác nước ngoài để giới thiệu sản phẩm,tìm kiếm thị trường xuất khẩu, thu hút vốn đầu tư và trang thiết bị hiện đại, nhằmnâng cao chất lượng sản phẩm

Nhà máy phối hợp với trung tâm nghiên cứu cây bông Nha Hố của tỉnh NinhThuận để phát triển vùng nguyên liệu địa phương

1.4 Nguồn điên năng và nhiệt năng:

- Điện năng : lấy từ lưới điện quốc gia dùng sinh hoạt trong nhà máy nhưng có

lắp máy phát điện dự phòng

- Nhiệt năng: lấy từ lò hơi, dùng nguyên liệu đốt là dầu diezen

1.5 Giao thông vận tải:

Nhà máy được đặt gần vùng nguyên liệu nên việc nhập nguyên liệu dễ dàng

và nhanh chóng

Thị xã Phan Rang có đường quốc lộ, đường sắt đi qua và do đó dễ dàng choviệc quảng bá thương hiệu và tiêu thụ sản phẩm trên cả nước, đồng thời có nhữngđường giao thông tương đối thuận lợi để hướng đến thị trường Tây Nguyên qua đóđến các nước trong khu vực Đông Nam Á

1.6 Hệ thống cấp và xử lý nước thải:

Nước sử dụng trong nhà máy để rửa nguyên liệu, thiết bị, dụng cụ, dùng chosản xuất, cho lò hơi, nước dùng cho công nhân Nước được lấy từ hệ thống nướcmáy của tỉnh Ngoài ra, nhà máy còn có thêm giếng khoan để dùng cho sản xuất vàsinh hoạt

Phần lớn nước thải của nhà máy đều chứa các chất hữu cơ là môi trường thuậnlợi cho sự phát triển của vi sinh vật, khi thải ra ngoài sẽ gây ra ảnh hưởng xấu đến

môi trường sinh thái Vì vậy, nước từ các cống rãnh trong các phân xưởng thải ra sẽđược cho qua hệ thống xử lý nước thải của nhà máy trước khi ra ngoài.

1.7 Nguồn nhân lực:

Ở khu vực lân cận nhà máy, nguồn công nhân rất dồi dào bao gồm qua đào tạo

và chưa qua đào tạo

Cán bộ kỹ thuật liên hệ trực tiếp với các ngành của trường Đại học Bách khoa

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU

2.1 Nguồn gốc tên gọi:

Nho là một trong những cây có nguồn gốc sớm nhất trên trái đất Cây nho dại

có nguồn gốc ở vùng bắc bán cầu, đặc biệt là vùng khí hậu ôn đới thuộc Châu Âu,Bắc Mỹ, Trung Mỹ và Tây Bắc của Nam Mỹ thuộc dãi Andec Ecolombia vàVenezuenla

Những giống nho ưu việt ở vùng Trung Đông và Nam Châu Âu được chọn ra

từ nho dại và dần dần được địa phương hoá Cho đến nay, cây nho đã được trồng

trên cả 5 châu lục, ở những vùng có điều kiện khí hậu phù hợp Đối với vùng có khíhậu ôn đới, cây nho chỉ cho thu hoạch mỗi năm một vụ, trong khi ở những nước cókhí hậu nhiệt đới và bán nhiệt đới cây nho có khả năng sinh trưởng liên tục và chothu hoạch 2,5-3 vụ mỗi năm.

Ở Việt Nam, từ năm 1993 đã có nhiều giống nho mới du nhập vào với nhiềugiống có giá trị sử dụng khác nhau Cho đến nay đã có trên 50 giống nho kể cảnhững giống nho cũ và mới có nguồn gốc từ Mỹ, Pháp, Úc, Ấn Độ đã được trồngthử tại trung tâm nghiên cứu cây trồng, vật nuôi tỉnh Ninh Thuận và trung tâmkhuyến khích phát triển kinh tế xã hội tỉnh Bình Thuận

Rượu vang có thể được sản xuất từ các loại quả khác nhau Nhưng rượu vangsản xuất từ nguyên liệu nho thì cho chất lượng tốt hơn cả

2.2 Đặc điểm của một số giống nho đang trồng ở Ninh Thuận [ 7, tr 42 ]

Bảng 2

( khi chín)

Hình dạng và kích thước quả

Hàm lượng đường ( độ Bx)

14-16 Từ trung

bình đến cao

lượng quả khálớn 4,5-5 g, vỏquả mỏng3.

NH.01-48

Xanh vàng Quả hình ôvan,

Số hạt/ quả ít,chỉ có 1-2 hạt

Khối lượng quả4,8-5,2 g Vỏquả dày, dễ tách

ra khỏi thịt quả

12-15 tấn/ha/vụ

4

Black queen

Đen hơi đỏ Quả hình trứng,

hơi nhọn phíadưới, mỗi quả

có từ 2-3 hạt

Khối lượng quả5,5-6 g Vỏ quảdính chặt vớithịt quả Thịtquả dòn

16-17 Từ trung

bình đến cao12-15 tấn/ha/vụ

5

Red star

Đỏ Quả hình cầu,

mỗi quả có từ2-4 hạt Số quả

3 hạt khá nhiều

Khối lượng quả7,8-8,3g Vỏquả dính chặtvới thịt quả

Thịt quả dòn

16-17 Trung bình

12-14 tấn/ha/ vụ

6

NH.02-04

Xanh hơivàng

Hình cầu, mỗiquả có 2-3 hạt,

16-18 Cao

15-18 tấn/

khối lượng quả1,2-1,4 g Thịtquả mềm, vỏquả mỏng

16-17 Trung bình

8-10 tấn/ ha/vụ

lượng quả 1,5g Vỏ quảdày

1,3-18-20 Trung bình,

7-10 tấn/ ha/vụ

Nhà máy sử dụng nguyên liệu từ giống NH.02-04

2.3 Thành phần hóa học của quả nho:

CHƯƠNG III: LỰA CHỌN VÀ THUYẾTMINH

DĐY CHUYỀN CNG NGHỆ

3.1 Các phương án công nghệ:

Có hai phương pháp sản xuất rượu vang:

- Lín men một pha

- Lín men hai pha

3.1.1 Phương pháp lên men một pha:

Phương pháp này sản xuất rượu vang chỉ bằng quá trnh lín men dịch quả bởinấm men, c nghĩa lă ở cả giai đọan lên men chính và lên men phụ đều do nấm menthực hiện Đây là phương pháp lâu đời được sản xuất rộng rêi Đặc biệt là rượu vangtrên thị trường nước ta hiện nay được sản xuất chủ yếu theo phương pháp này

3.1.2 Phương pháp lên men hai pha:

Đối với phương pháp này th sau giai đoạn lên men chính được thực hiện bởinấm men là giai đọan lên men phụ được thực hiện bởi một loài vi khuẩn lactic, đặc

biệt lă lai Leuconostoc.oeneos lă tâc nhđn chnh của quâ trnh lín men phụ tiếp theo.

Trong đó, enzim tham gia xúc tác quá trnh năy lă enzim malolactic Chnh v thế măquâ trnh lín men phụ cn c tín gọi khâc lă lín men malolactic

3.2 LỰA CHỌN THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ:

3.2.1 Dđy chuyền cng nghệ:

Nguyín liệu Phđn loại

Lăm sạch Lăm dập

Ĩp Bê

Dịch quả đục Lọc dịch quả Cặn

Dịch quả trong

Phối chế Dung dịch xirô đường 60%

Thu hồi CO2 Lín men chnh Men giống sản xuất

Rt cặn vă xâc men Men giống phng th nghiệm

Vang non Cặn vă xâc men

Cường hóa Lín men phụ vă tăng trữ chế phẩm pectinaza

Thâo cặn Vang thuần thục Lọc rượu Chiết chai Chai sạch

Đóng nắp Nắp sạch

Kiểm tra Sản phẩm

3.2.2 Thuyết minh dđy chuyền cng nghệ

3.2.2.1 Phđn loại

Quả sau khi vận chuyển về nhà máy được công nhân phân loại để loại bỏnhững quả không dủ tiêu chuẩn ( không cần phân loại theo kích thước), bỏ nhữngquả non thối , bầm dập

3.2.2.2 Lăm sạch

Mục đch của lăm sạch lă loại bỏ đất cât, thuốc trừ sđu, câc men dại, băo tử vikhuẩn, nấm mốc bâm trín vỏ quả Quả được lăm sạch bằng mây rửa băng tải cổngỗng A8

3.2.2.3 Lăm dập

Quả trước khi ép phải làm dập để phá vỡ sự liên kết của các tế bào, làm dậpquả không những để ép mà cn lấy được nhiều chất ha tan c trong quả Quả được làmdập bằng máy làm dập kiểu vít tải TL-BCC-S-10

3.2.2.4 Ĩp

Mục đích của quá trnh ĩp lă để tâch dịch băo ra khỏi nguyín liệu Quâ trnh ĩpđược thực hiện trên máy ép trục vít, máy ép này làm việc liên tục và có hiệu suất épcao hơn máy ép trục gián đọan, nhưng có nhược điểm là các phần tử lơ lửng trongdịch ép nhiều hơn so với máy ép gián đọan

* Nấu xirô đường 60%

Cho đường vào nồi nấu hoà với nước ở nhiệt độ 50 - 600C rồi đun tới sôi đểhoà tan đường và tiêu diệt vi sinh vật Tiếp đó làm nguội dung dịch đến nhiệt độ 80

- 900C, cho axit citric văo khuấy đều để chuyển hoá đường Sau đó dung dịch xirôđường được đưa đi lọc bằng máy lọc khung bản kiểu R9-BPC để loại bỏ tạp chất

Loại nấm men được sử dụng là Saccharomyces Ellipsoideus, có khả năng lên

men đến độ rượu 14-16 % V, khoảng nhiệt độ tối thích 22-28° C, pH tối thích 4-6.Loại nấm men này sử dụng các chất dinh dưỡng có trong dịch lên men là các loạiđường ( đường đơn như glucoza và fructoza, đường kép như maltoza và saccaroza,các dextrin thấp phân tử từ maltotrioza đến maltoheptaoza), các hợp chất chứa nitơ(các axitamin, các protein thấp phân tử) để thực hiện các phản ứng sinh hóa nhấtđịnh

- Phương pháp nuôi cấy men giống

Để đưa men giống vào sản xuất trước hết phải nuôi cấy trong phng th nghiệm lầnlượt qua các cấp 10ml,100ml,1000ml,10l Mỗi lần nhân giống thể tích tăng 10 lần.Sau đó nhân giống trong sản xuất đến đủ số lượng 10% dịch quả lín men

* Các giai đoạn trong quá trnh lín men

Quâ trnh lín men thường được chia ra làm 3 giai đọan

 Giai đoạn bắt đầu lên men là thời kỳ nấm men đang phát triển mạnh Các

phần tử rắn được nổi lên bề mặt dịch lên men và đê xảy ra quâ trnh thoât kh

CO2 chậm Giai đoạn này thường kéo dài 1-2 ngày

 Giai đoạn hai là thời kỳ lên men mạnh, nó được biểu hiện qua lượng khí

CO2 thoát ra rất mạnh và có tạo bọt nhiều Sau đó một vài ngày khi lượngđường đê giảm, lượng cồn tạo ra tăng lên ảnh hưởng đến hoạt động của nấmmen, sự thoát khí CO2 khng cn mạnh vă quâ trnh tạo bọt khng cn Thời kỳthứ hai kết thc vă đê chuyển sang thời kỳ thứ ba

 Thời kỳ lín men cuối, thời gian kết thúc khác nhau, nó phụ thuộc lượng

đường trong nước quả, phụ thuộc vào nấm men và nhiệt độ lên men, nó có

thể kết thúc nhanh, hai đến ba tuần sau thời gian lên men chính có khi cn kĩodăi hơn nữa.

*Tiến hănh lín men chnh

Lín men chnh được tiến hănh trong thiết bị thđn trụ, đáy chóp Thiết bị nàyđược chế tạo bằng inox hoặc thép không gỉ, bề mặt bên trong nhẵn Thể tích củachúng dao động trong khoảng 100 đến 1000m³ Trên thân được trang bị một áolạnh, chất tải lạnh là nước muối lạnh Trên nắp thiết bị có cửa để dẫn nước vệ sinhthiết bị Phần dưới đáy có cửa vệ sinh và kiểm tra thiết bị sau khi sât trng.Trongthiết bị c lắp van an toăn Yêu cầu sử dụng nấm men có hoạt lực cao Giai đoạn đầucần nạp không khí vô trùng để nấm men tạo sinh khối Nhiệt độ lên men chính đượcgiữ trong khoảng 20 - 25 oC nhờ hệ thống áo lạnh trên phần thân trụ Thời gian lênmen chính là 5 ngày Lên men chính được coi là kết thúc khi lượng đường còn lạitrong khi dịch lên men không quá 5 g/l Sau khi lên men chính xong thu được vangnon Lượng CO2 sinh ra trong quá trình lên men được thu hồi và xử lý

3.2.2.9 Lín men phụ vă tăng trữ

Quâ trnh lín men phụ được tiến hănh trong câc thng hnh trụ , nằm ngang,đặt trong phng lạnh Nhiệt độ lín men phụ 16-180C Vang non được chuyển văo từđây thiết bị nhằm giảm sự tạo bọt Để đảm bảo vang thuần thục c chất lượng nhưnhau về mău sắc, mi vị cũng như thănh phần hoâ học th vang non từ một thiết bị línmen chnh c thể chuyển văo nhiều thng lín men phụ Thng lín men phụ cần phảichứa đầy vang non Ở giai đoạn năy pectinaza được bổ sung với một lượng 0,03%thể tch dịch lín men nhằm mục đch lăm trong rượu

đ dung dịch huyền ph được bơm văo mây lọc tạo thănh một lớp lọc trín tấm lọcxenlulza Vang đục sẽ đi qua lớp lọc điatmic vă đi ra ngoăi qua những lỗ nhỏ thnggiữa bản vă ống Vang lc đầu ra cn đục th đưa trở lại thng phối liệu, khi năo vangtrong th mới đưa đi chiết rt.

3.2.2.11 Chiết chai, đng nắp:

Sản phẩm được rót vào bao b thủy tinh c dung tch 500ml, chai thủy tinh phảiđảm bảo đúng quy cách, được rửa sạch và khô ráo Chai sau khi rót xong th đượcđóng nắp ngay nhờ một máy đóng nắp đặt sát máy chiết

3.2.2.12 Kiểm tra

Sau khi đóng nắp xong, chai tiếp tục chuyển động trên băng chuyền đến bộphận kiểm tra, tại đây công nhân sẽ loại bỏ những chai không đúng tiêu chuẩn,không dúng quy cách sản phẩm Cn những chai đúng quy cách được xếp vào giỏtrên xe đẩy

CHƯƠNG IV: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

4.1 Các số Iiệu ban đầu

- Năng suất của nhà máy: 5000 l/ngày

- Nồng độ dịch lên men 22% chất khô

- Thănh phần dịch lín men

+ Dịch quả ĩp 17% chất kh

+ Xirô đường 60% chất khô

Độ cồn của nước quả lên men được 11%

Độ cồn của sản phẩm 16%

4.2 Mức hao hụt nguyên liệu qua từng công đọan:

Bảng 4.1

- Tính cân bằng sản phẩm cho 100 kg nguyên liệu ban đầu:

- Lượng nguyên liệu sau khi phân loại:

100

)2100(

= 94,11 kg

- Khối lượng dịch quả sau khi ép:

100

)40100(11,

= 55,62 kg

- Thể tch quả sau khi lọc:

310.68,1069

62,55

 = 52 (l) Trong đó : 1069,68 là khối lượng riêng của dịch đường 17% , kg/ m3 [1,tr59]

- Tính lượng xirô đường 60% cần bổ sung vào dịch lên men:

Bổ sung thím xir đường 60% vào dịch quả 17% chất khô để có dịch lên men22% chất khô

Lượng xirô đường 60% cần bổ sung được xác định theo phương trnh :

Ax + By = CzTrong đó :

A: Khối lượng dịch quả trước khi bổ sung đường , A=55,62 kg

x: Thănh phần chất khô của dịch quả ban đầu, x =17 %

B: Khối lượng xirô đường 60% cần phải bổ sung, kg

y: Nồng độ phần trăm của xirô đường cần bổ sung, y =60 %

C: Khối lượng dịch quả sau khi bổ sung đường, C = A + B, kg

z: Thănh phần chất kh của dịch lín men, z =22%

Thay các số liệu vào phương trnh trín, ta được:

55,62

100

17 + B

100

60 = (55,62 + B)

10022

 B = 7,32 kg

Khối lượng đường saccaroza tinh khiết 99,8% cần:

32,7.60

= 4,392 kg

Thể tích xirô đường 60%:

310.73,1288

32,7

 = 5,68 (l) Trong đó: 1288,73 là khối lượng riêng của xirô đường 60%, kg/m3 [1, tr61]

- Tính lượng acid citric cho vào xirô đường 60%:

Cứ 100 kg đường cần 1 kg acid citric

Vậy 4,392 kg đường cần :

100

1.392,4

- Lượng dịch thu được sau khi lên men chính:

57,68

100

5,1100

D : nồng độ cồn của nước quả lên men được , D = 11%

Đ : lượng cồn thêm vào cho mỗi một phần nước quả đê lín men đem hêm cồn C

C = A-B = 96,5 – 16 = 80,5%

Đ = B-D = 16 - 11= 5%

Thay câc số liệu văo cng thức trín ta được:

5.81,56

= 3,52 l

- Tính lượng chế phẩm pectinaza cần bổ sung:

Chế phẩm pectinaza được bổ sung 0,03 % so với lượng vang non

56,81

100

03,0 = 0,017 (l)

- Lượng vang thuần thục sau khi lên men phụ và tàng trữ:

60,33

100

1100

= 57,66 (l)

- Tính lượng CO 2 thoât ra:

Nồng độ cồn của nước quả lên men được 11%

Vậy lượng cồn có trong 56,81 l

56,81

100

11 = 6,25 (l)Đổi ra kg

97897,

0

25,6

= 6,38 (kg)

Trong đó , 0,97897 g/cm3 là khối lượng riêng của dung dịch rượu etylic C2H5OH –nước ở 25oC [1, tr 70]

- Quâ trnh lín men được biểu diễn bởi phương trnh:

C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2 92kg 88kg6,38kg

- Lượng khí CO2 sinh ra:

92

88.38,6

2472

2781

2678

2678

2678

2678

2781

2678

2678

2781

Tổng số ngày sản xuất trong năm 282 ngày

Nhà máy nghỉ tháng 11 để sữa chữa máy móc

4.5 Tnh cđn bằng vật liệu cho một ngăy:

- Theo kết quả ở phần cđn bằng vật liệu cho 100kg nguyín liệu ta c:

- Lượng rượu thành phẩm từ 100 kg nguyên liệu ban đầu: 57,66 (l)

- Vậy lượng nguyên liệu dùng cho 1 ngày:

66,57

100.5000

= 8671,5 kg

- Lượng nguyên liệu sau khi phân loại :

8671,5

10098 = 8498,07 kg

- Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch:

8671,5

100

02,97 = 8413 kg

- Khối lượng dịch quả sau khi làm dập:

8671,5

100

11,94 = 8160,75 kg

- Khối lượng dịch quả sau khi ép:

8671,5

100

47,56 = 4896,8 kg

- Khối lượng dịch quả sau khi lọc:

8671,5

100

62,55 = 4823,09 kg

- Thể tch dịch sau lọc:

8671,5

100

52 = 4509,18 (l)

-Thể tích xirô đường 60 % cần bổ sung vào dịch lên men

8671,5

100

32,7 = 634,75 (l)

- Khối lượng đừơng Saccaroza tinh khiết 99,8% cần

8671,5

100

392,4 = 380,85 (kg)

-Thể tích xirô đường 60%

8671,5

100

68,5 = 492,54 (l)

- Lượng acid citric cho vào xirô đường 60%

8671,5

100

044,0 = 3,815 (kg)

- Thể tch dịch lín men:

8671,5

100

68,57 = 5001,72 (l)

- Lượng nấm men sử dụng:

100

768,5 = 500,17 (l)

- Lượng dịch thu được sau khi lên men chính

8671,5

100

81,56 = 4926,28 (l)

- Lượng cồn tinh chế 96,5% dùng để cường hóa

8671,5

100

52,3 = 305,24 (l)

- Thể tch vang non khi pha thím cồn

8671,5

100

33,60 = 5231,51 (l)

- Lượng chế phẩm pectinaza cần bổ sung

8671,5

100

017,0 = 1,47 (l)

- Lượng vang thuần thục sau khi lên men phụ và tàng trữ

8671,5

100

73,59 = 5179,49 (l)

- Thể tch vang thuần thục sau khi lọc:

8671,5

100

83,58 = 5101,44 (l)

- Thể tích vang thành phẩm sau khi chiết rót, đng nắp

8671,5

100

66,57 = 5000 (l)

- Lượng CO 2 thoât ra:

8671,5

100

1,6 = 528,96 (kg)

- Tnh số chai:

Nhă mây dng chai c dung tch 500ml

Vậy số chai cần dng trong một ngăy

10

5000 3

= 10000 (chai)Trong quâ trnh chiết rt c nhiều nguyín nhđn lăm cho chai bị hư hỏng Do đó, thực

tế phải tính thêm cả phần hao hụt 5%

Vậy lượng chai tính cả phần hao hụt trong ngày là :

Bảng 4.2 Tổng kết cđn bằng vật chất

2 Nguyín liệu sau khi phđn loại (kg) 98 8498,07 2832,69

3 Nguyín liệu sau khi lăm sạch (kg) 97,02 8413 2804,3

4 Dịch quả sau khi lăm dập (kg) 94,11 8160,75 2720,25

5 Dịch quả sau khi ĩp (kg) 56,47 4896,8 1632,27

6 Dịch quả sau khi lọc (kg) 55,62 4823,09 1607,7

7 Thể tch dịch quả sau khi lọc (l) 52 4509,18 1503,06

8 Lượng xirô đường 60 % (kg) 7,32 634,75 211,58

9 Thể tích xirô đường 60 % (l) 5,68 492,54 164,18

10 Lượng đường saccaroza 99,8% (kg) 4,392 380,85 126,95

12 Thể tch dịch sau khi phối chế (l) 57,68 5001,72 1667,24

5.1 Công đoạn xử lý nguyên liệu:

5.1.1 Mây rửa nguyín liệu:

Chọn máy rửa kiểu băng tải cổ ngỗng A8 [ 3, tr 383 ]

- Đặc tính kỹ thuật

- Sức chứa một gău 2,8 l

- Tốc độ quay của động cơ 160 vng/ pht

- Công suất động cơ 1,5 KW

= 404,67 kg/h

Số thiết bị

n = 2000

67,404

= 0,2 Chọn 1 thiết bị

5.1.2 Gău tải:

Gàu tải dùng để chuyển nho sau khi rửa lên máy làm dập

- Khối lượng nho cần vận chuyển 1 ca là 2804,3 kg Chọn thời gian cần vận chuyển

là 2 giờ

- Năng suất gàu tải cần thiết Q =

2

3,8404

= 1402,15 Kg/hChọn gău tải c câc thng số kỹ thuật sau :

- Năng suất Q = 5500 Kg/h [8, tr110]

- Chiều rộng tấm băng g = 125mm

- Chiều rộng gău b = 110 mm

- Tấm với gău l = 110 mm

- Chiều cao gău h = 150 mm

- Chiều cao miệng gău h1 = 66 mm

- Gc nghiíng thănh gău  = 40

- Chiều dăy  = 0,7mm

- Số lớp vải cao su z = 4 lớp

- Đường kích tang quay D = 520 mm

- Khoảng câch giữa 2 gău :

Q

.v i

5,1.60a

v60

n2   

Trong đó : H : là chiều cao nâng, H = 10,05m

R : Bân knh tang quay : 0,26m

2

52,02

26,0.14,3.205,10.2

g.H.QNTrong đó :  : Hiệu suất gău tải  = 0,7

g : Gia tốc trọng trường : g = 9,8 m/s2

5,27

,0.3600

8,9.05,10.5500

Lượng nước ép được 500-550 l/tấn

Công suất động cơ 3 KW

Kích thước 4400 x 1940 x 8500 mmKhối lượng 1806 kg

Năng suất công đọan

7

25,2720

= 388,6 kg/h

Số thiết bị

10.10

6,388

= 0,04 Chọn 1 thiết bị

5.1.4 Mây ĩp trục xoắn:

Chọn mây ĩp trục xoắn P-41 [3,tr 43]

Đặc tính kỹ thuật

Năng suất 3,5 tấn/h

Số vng quay của động cơ 13,5 vng /pht

Công suất động cơ dẫn 6,62 KW

= 233,18 kg/h

Số thiết bị:

n =

3500

18,233

= 0,07Chọn thiết 1 bị

= 0,18Chọn 2 thiết bị : 1 thiết bị dùng để lọc dịch quả, 1 thiết bị dùng để lọc xirôđường 60%

5.1 6 Nồi nấu xirô đường :

Thiết bị nồi 2 vỏ, hnh trụ đứng, đáy và nắp hnh chm cầu, bín trong thng c cânhkhuấy, vỏ thng được làm bằng thép không gỉ

h

6

51

3

42

6 Cửa thoát hơi

Tính kích thước vỏ trong của nồi

Gọi D : là đường kính của thân trụ

H : lă chiều cao thđn hnh trụ

h1, h2 : chiều cao của đáy và nắp hnh chm cầu

h1 = h2 = hChọn H = 1,3 D

h = 0,3 DChiều cao tan bộ thiết bị lă Ho

Vậy Ho = H + h = 1,3.D + 0,6.D = 1,9.DGọi V : lă thể tch thng

Vtrụ : thể tch phần thđn trụ

Vc : thể tch phần chm cầu

V = Vtrụ + Vc ( khng tnh nắp)Với

Vtrụ =

4

D3,1.D.14,34

H.D

2 2 c

2

D3D3,0D.3,0.6r3hh

6

V

h

Vc =

6

D3,0.14,

Lượng xirô đường 60% cần chứa 492,54 l/ ngày

Chọn hệ số chứa đầy = 0,85

Vậy thể tch vỏ trong của nồi lă

85,0

54,492

= 579,461 lĐường kính vỏ trong là

D = 3

3153,1

10.46,

= 0,8m Chiều cao vỏ trong

Cânh khuấy lăm bằng thĩp khng gỉ

5.1.7 Tính nồi nấu nước nóng

Thiết kế nồi nấu nước nóng có cấu tạo và kích thước giống nồi nấu xirô (5.1.6)nhưng không có cánh khuấy

5.1.8 Tnh thng chứa

Các thùng chứa có cấu tạo giống vỏ trong của nồi nấu xirô đường (mục 5.1.6.)Chọn : h = 0,15D

H = 1,3D

H0 = H + 2h = 1,6D

Vtrụ =

4

D3,1.D.14,34

H.D

4

D

3 2]

5.1.8.1 Thùng chứa xirô đường

Lượng xirô đường 60% cần chứa: 492,54l/ngày

Chọn hệ số chứa đầy  = 0,85

=> D = 3

3142,1.85,0

10.54,

5.1.8.2 Thng chứa dịch quả sau khi ĩp

Lượng dịch quả cần chứa 1632,27 kg/ca

Chọn thành phần chất khô của dịch quả đục là 17,5%, tương ứng với khốilượng riêng là : 1071,86 kg/m3 [1, tr59]

Vậy thể tch dịch quả :

86,1071

27,1632

= 1,523 m3/caChọn hệ số chứa đầy  = 0,85

=> D = 3

142,1.85,0

523,1

= 11,62mCâc chiều cao

Ho = 0,15D = 0,174 m

H = 1,3D = 1,511 m

h = 1,6D = 1,86 m

5.1.8.3.Thng chứa dịch quả sau khi lọc

Để tiện cho việc chọn thiết bị, thiết kế thùng có cấu tạo và kích thước giốngthùng chứa dịch quả sau khi ép ( mục 5.1.8.2)

10.24,

5.1.9 Chọn các bơm cho công đọan xử lý nguyín liệu

5.1.9.1 Bơm xirô đường từ nồi nấu sang thng chứa

Lượng dịch cần bơm 492,54 l/ngày

Chọn thời gian bơm 3 phút

Năng suất bơm

3

60.10.54,

492  3

= 9,85 m3/hChọn bơm răng khía A3H-10/12 [ 1, tr 453 ]

Đặc tính kỹ thuật

- Số vng quay 1460 vòng/pht

- Công suất động cơ điện 7,3 KW

Lượng dịch cần bơm trong một ca 1,52 m3

Năng suất bơm

5

52,1

= 18 m3/hChọn bơm ly tâm XNG 69-3 [ 4, tr 93 ]

1- Ống dẫn dịch lên men vào và rượu ra2- Bộ phận phun nước rửa thiết bị3- Âo lạnh

4- Ống nối với van thủy lực

Hnh 5.2

Thể tch thiết bị

VTB = Vtrụ + Vchp+ VnắpThể tích thân trụ

Vtrụ =

4

h.D 2



, m3

Trong đó: h : là chiều cao thân trụ, m

D : là đường kính thùng, mThể tích phần đáy chóp cụt:

d4

D2 2

, m3

Với : l : là chiều cao đáy chóp

d : là đường kính ống thóat dịchThể tch phần nắp thiết bị :

Vnắp =

6

1 .h1 

D3

, m3

h1 : chiều cao phần nắp thiết bị

Thể tch thng lín men = Thể tch dịch sau khi phối chế + thể tch nấm men

= 5001,72 + 500,17

1l

h

= 5501,89 l/ngăyChọn hệ số chứa đầy  = 0,85

Thể tch thiết bị

Vtb =

85,0

89,5501

= 6472,81 (l)

Vtb = 6,47 m3

Chọn đường kính thiết bị D = 1,4 m

Đường kính ống tháo d = 0,1 m

Chiều cao phần nắp thiết bị h1 = 0,25 m

Chiều cao đáy chóp

L =

2

D tg550 =

2

4,1 1.4 = 1 mThể tích đáy chóp

Vchp =

3

7,0.14,

)04,0(4

)4,1

)4,1.(

9,5.4D

V.4



Chiều cao tan bộ thiết bị

H = h1 + h + l

= 2616,5 (l) = 2,6 m3

Chọn hệ số chứa đầy  = 0,98

Thể tch thực của thng:

98,0

6,2 = 2,65 m3

Đường kính thùng :

D = 3

142,1

65,2 = 1,32 m3

Các kích thước cn lại :

H0= 1,6D = 1,6 1,32 = 2,112 m

H = 1,3D = 1,3 1,32 = 1,716 m

2 1

Ho H

h = 0,15D = 0,15 1,32 = 0,198 m

Số lượng thiết bị:

Có 5 thùng lên men chính Do vậy, số lượng thùng cần lên men phụ tương ứng

là 10 thùng

V thời gian lín men chnh lă 5 ngăy

Thời gian lín men phụ lă 15 ngăy

Nên số lượng thng lín men phụ cần cho một chu kỳ lín men lă 20 thng

Chọn 2 thng dự phng Vậy tổng số thng lín men phụ lă 22 thng

5.2.3 Thiết bị nui cấy nấm men:

Lượng men giống cần : 500,17 l/ ngày

Quâ trnh nui cấy trong sản xuất chỉ c 1 cấp từ 10 lt đến 500 lít

Chọn thiết bị nuôi cấy giống, thiết bị lên men, có thể chứa được 500 l

Chọn hệ số đầy thùng:  = 0,5

Thể tch thiết bị :

V =

5,0

2

8,0 tg450 = 0,4 mĐường kính ống tháo : d = 0,02 m

Chiều cao phần nắp thiết bị: h1 = 0,2 m

d4

02,04

8,

Vchp = 0,074 m3

)8,0.(

14,3

876,0.4D

V.4

5.2.4 Thiết bị thu hồi CO 2

Chọn thiết bị thu hồi CO2 có đặc tính kỹ thuật [2, tr 274]

Đường kính trong của thiết bị 340 mm

Diện tch bề mặt cn lại của mặt săng 0,0091 m2

Số lượng ống 20 mm trong phần ngưng tụ 30 cái

Tiết diện của thiết bị 0,091 m2

5.2.5 Thùng đựng cồn để cường hóa

Thể tch cồn cần chứa 305,24 l/ ngăy

Chọn hệ số chứa đầy  = 0,85

Vậy thể tch thng

V =

85,0

24,305

= 359,1 (l) = 0,359 m3

Đường kính thùng

D = 3

142,1

359,0

= 0,68 mCâc chiều cao

H0 = 1,6D = 1,088 m

H = 1,3D = 0,884 m

h = 0,15D = 0,102 m

5.2.6 Thùng đựng chế phẩm pectinaza

Lượng chế phẩm pectinaza cần bổ sung 1,47 l/ ngày

Thời gian lên men phụ là 15 ngày Vậy lượng pectinaza cần:

1,47 15 = 22,05 (l)Lượng chế phẩm cần chứa 22,05 l

Chọn hệ số chứa đầy  = 0,8

Thể tch thực của thiết bị

8,0

05,22

= 27,56 l = 0,028 m3

Đường kính thiết bị

D = 3

142,1

028,0

= 0,29 mCâc chiều cao