luận văn công nghệ thực phẩm NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA HỆ THỐNG THIẾT BỊ THANH TRÙNG BIA KIỂU BẢN MỎNG”

Phan Quang Minh CKBQ – K51 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề Tài: “NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA HỆ THỐNG THIẾT BỊ THANH TRÙNG BIA KIỂU BẢN MỎNG” Giáo viên hướng dẫn: Ths.Phạm Đức Nghĩa Sinh viên thực hiện: Phan Quang Minh Lớp: BQCB- K51 HÀ NỘI – 2011 MỤC LỤC Phan Quang Minh CKBQ – K51 Yêu cầu kỹ thuật phân loại 30 a) Yêu cầu kỹ thuật 30 Phan Quang Minh CKBQ – K51 ĐẶT VẤN ĐỀ Khi nhu cầu sống người cải thiện nhu cầu ăn uống ngày cao, số lượng mà chất lượng, ăn no mà phải ngon Vì việc có thực phẩm vừa đáp ứng thị hiếu, Vừa đáp ứng dinh dưỡng vấn đề cần thiết, từ mà ngành công nghệ thực phẩm đời ngày phát triển Cùng với phát triển kinh tế, nhu cầu thực phẩm đồ uống người tiêu dùng ngày tăng Trong Bia loại nước giải khát có nhiều lợi ích cho sức khỏe người Bia loại nước giải khát có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng cao có độ cồn thấp, mùi vị thơm ngon bổ dưỡng Bia chứa khoảng 3,5- 5,5% alcohol, bia có khoảng 17 loại acid amin (chất đạm) hệ men phong phú, men tiêu tinh bột amylase Ngồi bia cịn có nhiều giá trị dinh dưỡng kích thích tiêu hóa, ăn uống ngon miệng, tăng điều kiện bổ dưỡng, đặc biệt có khả làm tăng nhịp tim, tăng sức co bóp tim làm tăng lưu thông máu Trong năm gần đây, nhu cầu uống bia người ngày tăng nhanh, với phát triển công nghệ sinh học, cơng nghệ sản xuất bia có bước tiến nhảy vọt Nhiều cải tiến công nghệ áp dụng vào sản xuất bia, nâng cao chất lượng sản phẩm, nâng cao hiệu sử dụng thiết bị, mang lại hiệu kinh tế cao Ngày ngành sản xuất bia Việt Nam nhà máy bia liên doanh hay cỏc hóng bia nước ngồi ln khơng ngừng mở rộn, cải tiến xây dựng nhà máy phù hợp nâng cao chất lượng nhằm đáp ứng nhu cầu chung, với xu hướng cạnh tranh chiếm lĩnh thị trường Trước Việt Nam có hai nhà máy bia lớn Sài Gòn Hà Nội, sản lượng hàng năm hàng triệu lít Trong năm đổi nhiều nhà máy bia nước liên doanh với Việt Nam, có cơng nghệ thiết bị tiên tiến Phan Quang Minh CKBQ – K51 đời Đồng thời, tỉnh có sở sản xuất bia cỡ trung cỡ nhỏ, làm cho sản lượng chung tăng lên nhiều đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng Trong quy trình cụng nghờ sản xuất bia, khâu trùng đóng vai trò quan trọng, định chất lượng, thời gian bảo quản sản phẩm, giúp sản phẩm không bị hư hỏng mà giữ chất lượng, hương vị mong muốn Các thiết bị trùng sử dụng tiêu diệt loại vi khuẩn có hại sản phẩm làm tăng thời hạn bảo quản sản phẩm Để tìm hiểu sâu sắc công nghệ thiết bị sản xuất bia xuất phát từ nhu cầu thực tiễn Tôi mạnh dạn thực đề tài: “NGHIấN CỨU,TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA THIẾT BỊ THANH TRÙNG BIA KIỂU BẢN MỎNG” Phan Quang Minh CKBQ – K51 CHƯƠNG I : TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Tầm quan trọng việc trùng bia Thanh trùng khâu quan trọng, định chất lượng thời gian bảo quản sản phẩm Nhờ tác dụng nhiệt độ cao, vi sinh vật enzyme bia bị tiêu diệt, kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm Đây phương pháp cất giữ thục theo nguyên lý tiêu diệt mầm mống gây hư hại thực phẩm (nguyên tắc đình sống) nhiều phương pháp khỏc: dựng dòng điện cao tần, tia ion hóa, siêu âm, lọc trùng, tác dụng nhiệt Các thiết bị trùng sử dụng tiêu diệt loại vi khuẩn có hại sản phẩm nhằm làm tăng thời hạn bảo quản sản phẩm Khi trùng nhiệt trựng cũn nhằm mục đích làm chín thực phẩm thay cho q trình nấu chín Thanh trùng áp dụng phổ biến ngành công nghiệp sản xuất đồ hộp rau quả, thịt cá, sữa công nghiệp sản xuất bia rượu, nước giải khát, Việc trùng thực trước sau chế biến, trực tiếp gián tiếp Thanh trựng giỳp thực phẩm bảo quản lâu hơn, không bị hư hỏng mà giữ chất lượng, hương vị lúc đầu 1.1.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ sản phẩm bia ngồi nước  Tình hình sản xuất tiêu thụ sản phẩm bia giới Đối với nước có cơng nghiệp phát triển, đời sống kinh tế cao bia sử dụng thứ nước giải khát thông dụng HIện giới cú trờn 25 nước sản xuất bia với sản lượng 100 tỷ lớt/năm, đó, Mỹ, Đức, nước sản xuất 10 tỷ lớt/năm, Trung Quốc tỷ lớt/năm Phan Quang Minh CKBQ – K51 Thống kê bình quân mức tiêu thụ số nước công nghiệp tiến tiến năm 2004 sau: Cộng hòa Czech 150 lớt/người/năm, Đức 115 lớt/người/năm, Úc khoảng 110 lớt/người/năm Tổng lượng tiêu thụ giới năm 2003 khoảng 144,296 triệu kl, năm 2004 khoảng 150,392 triệu kl (tăng 4,2%) Lượng bia tiêu thụ tăng hầu khắp cỏc vựng, ngoại trừ vùng Địa Trung Hải, đẩy lượng tiêu thụ toàn giới tăng lên Nhưng lượng tăng đáng kể Trung Quốc, Thái Lan, Philipin với tốc độ tăng đến 11,2% Châu Á khu vực có lượng bia tiêu thụ tăng nhanh, nhà nghiên cứu thị trường bia giới nhận định Châu Á dần giữ vị trí dẫn đầu tiêu thụ bia giới Trong sản xuất bia Châu Âu có giảm, Châu Á, trước nhiều nước có mức tiêu thụ đầu người thấp, đến tăng bình quân 6,5%/năm Thái Lan có mức tăng bình qn cao 26,5%/năm, tiếp đến Philipin công nghiệp bia Châu Á Từ năm 1980 đến năm 1990 sản lượng bia tăng từ 22,2%/năm, Malaysia 21,7%/năm, Indonesia 17,7%/năm Đây nước có tốc độ tăng nhanh khu vực Các nước xung quanh ta Singapore đạt 18 lit/người/năm, Philipin đạt 20 lớt/người/năm (theo số liệu Viện rượu - bia nước giải khát Việt Nam) Công nghiệp bia Trung Quốc phát triển nguyên nhân chủ yếu thúc đẩy tăng trưởng ngành 69,8 triệu lớt lờn 1230 triệu lít, tức tăng 17 lần Phan Quang Minh CKBQ – K51 Hình 1.1 Biểu đồ phân chia lượng bia tiêu thụ theo vùng (2004) (Nguồn từ Kirin news – Nhật Bản) Thời kỳ từ 1981 đến 1987, mức tăng trưởng 20% (theo số liệu Viện rượu - bia - nước giải khát Việt Nam) Đến năm 2004, tổng lượng bia tiêu thụ Trung Quốc 28.640 triệu lít, xếp thứ hạng giới Tổng lượng bia tiêu thụ nước khu vực Châu Á năm 2004 đạt 43.147 triệu lít, tăng 11,2% so với năm 2003 Do thị trường bia giới phát triển cách động, hãng bia sử dụng chiến lược kinh doanh khác Tại Mỹ Châu Âu, thị trường bia ổn định, chiến lược kinh doanh bia dành thị phần giảm chi phí sản xuất Ngược lại, Trung Quốc nơi thị trường tăng trưởng (nhất loại bia chất lượng cao) chiến lược phát triển sản xuất, tăng sản lượng nâng cao chất lượng  Tình hình sản xuất tiêu thụ sản phẩm bia Việt Nam Bia đưa vào Việt Nam từ năm 1890 với có mặt Nhà máy Bia Sài Gòn Nhà máy Bia Hà Nội, ngành bia Việt Nam có lịch sử 100 năm Năm năm trở lại đây, tác động nhiều yếu tố tốc độ tăng trưởng GDP, tốc độ tăng dân số, tốc độ thị hóa, tốc độ đầu tư mà ngành công nghiệp bia phát triển với tốc độ tăng trưởng cao Chẳng hạn năm 2003, sản lượng bia đạt 1290 triệu lít, tăng 20,7% so với năm 2002, đạt 79% so với Phan Quang Minh CKBQ – K51 công suất thiết kế, tiêu thụ bình quân đầu người đạt 16 lớt/năm, nộp ngân sách nhà nước khoảng 3650 tỷ đồng Số lượng sở sản xuất giảm xuống so với năm cuối thập niên 1990, đến năm 2003 326 sở sản xuất so với 469 sở tính từ năm 1998 Điều yêu cầu chất lượng bia, mức độ vệ sinh an toàn thực phẩm ngày cao, đồng thời xuất nhiều doanh nghiệp bia lớn có thiết bị đại, công nghệ tiên tiến nờn cú cạnh tranh gay gắt, nhiều sở sản xuất quy mô nhỏ, chất lượng thấp không đủ khả cạnh tranh phá sản chuyển sang sản xuất sản phẩm khác Trong sở sản xuất bia đú, cú Sabeco chiếm suất 200 triệu lớt/năm, Habeco suất 100 triệu lớt/năm, 15 nhà máy bia có suất 15 triệu lớt/năm khoảng 165 sở sản xuất có lực triệu lớt/năm Hai tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội Sài Gòn hai đơn vị đóng góp tích cực giữ vai trị chủ đạo ngành bia Theo báo cáo tỉnh thành phố trực thuộc trung ương hai tổng công ty, riêng năm 2003, doanh thu ngành Bia Rượu Nước giải khát đạt 16.497 tỷ đồng, nộp ngân sách nhà nước 5000 tỷ đồng, tạo điều kiện việc làm thu nhập ổn định cho 20.000 lao động Sản lượng bia tiêu thụ toàn quốc đạt 1290 triệu lít, đạt 78,8% cơng suất thiết kế, Habeco Sabeco đạt 472,28 triệu lít (chiếm 36,61% tồn ngành bia) Hai tổng công ty phát huy hết suất, phải gia công số địa phương nhằm đáp ứng nhu cầu ngày tăng người tiêu dùng Nếu xét theo địa phương, lực sản xuất bia chủ yếu tập trung vào thành phố lớn Thành phố Hồ Chí Minh chiếm 23,2% tổng lực sản xuất bia toàn quốc, thành phố Hà Nội chiếm 13,44%, thành phố Hải Phòng chiếm 7,47% Các nhà máy bia phân bố 49 tỉnh thành nước, có 24 tỉnh thành có sản lượng 20 triệu lớt/năm Đến số tỉnh thành chưa có nhà máy bia như: An Giang, Bạc Liêu, Bến Tre, Đồng Tháp Phan Quang Minh CKBQ – K51 Những thương hiệu bia sản xuất Việt Nam chiếm ưu thế, đứng vững thị trường có khả tiếp tục phát triển mạnh q trình hội nhập, là: Sài Gòn, Sài Gòn special, 333, Hà Nội, Heineken, Tiger, Halida Lượng bia thuộc thương hiệu đạt 713,8 triệu lít chiếm 55,24% thị phần tiêu thụ Mảng thị trường bia cao cấp xuất số loại bia nhập nhà hàng bia tươi (tại Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh cú trờn 10 nhà hàng bia tươi) với sản lượng nhỏ ngày ưa chuộng Các nhà máy bia có cơng suất 100 triệu lớt/năm có hệ thống thiết bị đại, tiên tiến, nhập từ nước có cơng nghiệp sản xuất bia phát triển mạnh như: Đức, Đan Mạch Các nhà máy bia có cơng suất 20 triệu lớt/năm đầu tư chiều sâu, đổi thiết bị, tiếp thu trình độ cơng nghệ tiên tiến vào sản xuất Năm 2003, kim ngạch nhập nguyên liệu cho ngành sản xuất bia (chủ yếu malt hoa houblon) khoảng 76 triệu USD Tổng công ty Habeco thử nghiệm trồng thử đại mạch số nơi chưa có kết khơng phù hợp thổ nhưỡng khí hậu Hiện cú nhà máy sản xuất malt đại mạch với cơng suất 50.000 tấn/năm có khả mở rộng lên 100.000 tấn/năm (trích dẫn từ báo cáo tổng kết hoạt động nhiệm kỳ II từ 3/2001 đến 3/2005 Hiệp hội Rượu Bia Nước giải khát Việt Nam) Các nước Á Đơng có mức tiêu thụ bia chưa cao bình quân khoảng 20 lớt/người/năm ngoại trừ số nước Nhật Bản đạt 50 lớt/người/năm Nhưng thị trường đông dân cư, sản lượng bia Trung Quốc Nhật Bản gần sản lượng bia Đức, Mỹ Ở Việt Nam bia xuất từ đầu kỉ 20, nước nằm vùng nhiệt đới cận xích đạo tạo điều kiện thuận lợi để ngành công nghiệp bia tồn ngày phát triển Từ ban đầu có nhà máy bia nhỏ nhà máy bia Hà Nội nhà máy bia Sài Gòn, nhà máy bia xuất hầu khắp tỉnh nước, sản lượng nhà máy ngày Phan Quang Minh CKBQ – K51 tăng Hiện suất nhà máy bia Hà Nội đạt 100 triệu lớt/năm tiếp tục tăng suất tới 200 triệu lớt/năm vào năm 2010, suất nhà máy bia Sài Gũn đạt 350 triệu lớt/năm dự kiến 780 triệu lớt/năm vào năm 2010 Bên cạnh nhiều thương hiệu bia ngoại xuất nước ta Tiger, Heineken Mức tiêu thụ bia bình quân Việt Nam thấp khoảng 15lớt/người/năm hứa hẹn nhiều tiềm để ngành sản xuất bia phát triển  Định hướng phát triển công nghiệp bia Việt Nam đến năm 2020 Do mức sống ngày tăng, mức tiêu thụ ngày cao Không kể nước Châu Âu, Châu Mỹ có mức tiêu thụ bia theo đầu người cao cú thúi quen uống bia từ lâu đời, nước Châu Á tiêu dùng bình quân 17 lớt/người/năm Truyền thống văn hóa dân tộc lối sống tác động đến mức tiêu thụ bia, rượu Ở nước có cộng đồng dân tộc theo đạo hồi, không cho phép giáo dân uống rượu bia nên tiêu thụ bình quân đầu người mức thấp Việt Nam không bị ảnh hưởng tôn giáo tiêu thụ bia nên thị trường phát triển Theo số nghiên cứu nước ngoài, bia chiếm khoảng từ 50% đến 96% tổng mức tiêu thụ loại đồ uống có cồn thị trường nước Đơng Nam Á Năm 1995 dân số Việt Nam 74 triệu người, năm 2000 có khoảng 81 triệu người đến năm 2005 89 triệu người Do dự kiến mức tiêu thụ bình quân theo đầu người vào năm 2005 đạt 13 lớt/người/năm, sản lượng bia đạt khoảng 1300 triệu lít, bình qn tăng 18%/năm Năm 2005 mức tiêu thụ bình quân 17 lớt/người/năm, sản lượng 1,5 tỷ lít năm 2020 đạt mức tiêu thụ 25 lớt/người/năm 1.1.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ sản phẩm bia Viện Công Nghiệp Thực Phẩm 10 Phan Quang Minh CKBQ – K51 λ – Hệ số ma sát g – Gia tốc trọng trường (m/s2) Thay số: λ = 0,02; l = 2m; v = ω2 = 0,1 m/s; d = dn = 30.10-3m; g = 9.81m/s Ta được: 0,59 Δpm1 = 0,02.——— ——— = 9,34.10-3m 30.10-3 2.9,81 - Tổn thất dọc đường bia chảy qua trao đổi nhiệt: l ν2 Δpm2 = λ.— —— d 2g Trong đó: Δpm2 – Tổn thất dọc đường qua đường ống l – Chiều dài ống nước (m) d – Đường kính ống dẫn v – Vân tốc trung bình λ – Hệ số ma sát g – Gia tốc trọng trường (m/s2) Thay số: λ = 0,02; l = ln = 2m; d = dn = 30.10-3m; v = ω1 = 0,14m/s; g = 9,81m/s Ta được: 0,142 Δpm2 = 0,02.———.——— = 1,29m 30.10-3 2.9,81 λ= 64 64 = = 0,31 Re 2058 l: chiều dài ống dẫn bia, l =2m v: vận tốc trung bình chảy ống dẫn bia v = ω2 = 0,1 m/s d: đường kính ống dẫn bia d = 30mm 76 Phan Quang Minh CKBQ – K51 g: gia tốc trọng trường, g = 9,8 m/s2  ∆pd = 0, 031 2.0,12 = 1,1.10−3 m 0, 03.2.9,8 Tổn thất cục bộ: Tổn thất lượng cục bộ được tính theo công thức: v2 ∆pcb = ξ 2g [3, tr87- công thức 4-10] +ξ: Hệ số tổn thất cục + Tổn thất cục bia qua van đường ống Hệ số tổn thất cục tính theo cơng thức: ξ= A + ξr Re [3, tr87- công thức 4-11] Tra bảng 4-1,[1, tr 87] ta có: A = 3000, ξr = Vậy ξ = A 3000 + ξr = + = 5, 46 Số van đường ống Re 2058 Vậy tổn thất cục bia qua van là: ∆pcb1 = 2.ξ v2 0,12 = 2.5, 46 = 5, 58.10 −3 m 2g 2.9,8 v = ω2 = 0,1m/s + Tổn thất bia qua cút cong 90o Tra bảng ,[3, tr 256,phụ lục 1] ξ = 1,1 Số cút cong chọn 15 Vậy tổn thất cục bia qua cút nối ∆pcb = 15.ξ v2 0,12 = 15.1,1 = 8, 42.10 −3 m 2g 2.9,8 + Tổn thất cục bia từ ống vào trao đổi nhiệt là: ds =30mm, dtb :đường kính vào trao đổi nhiệt 70mm Tra bảng ,[3, tr 256,phụ lục 1] 77 Phan Quang Minh CKBQ – K51 2 d   70  ξ =  tb − 1÷ =  − 1÷ = 1,78  ds   30   ∆pcb3 = ξ v2 2g v= ω1 =0,14m/s Vậy: ∆pcb = ξ v2 0,142 = 1, = 1, 7.10 −3 m 2g 2.9,8 + Tổn thất cục bia từ trao đổi nhiệt ra: Tra bảng ,[3, tr 256,phụ lục 1] ta có: ξ = 0,3 v = ω2 =0,1m/s Vậy: ∆pcb = ξ v2 0,12 = 0,3 = 0,15.10 −3 m 2g 2.9,8 - Tổng trở kháng thủy lực: ∆p = ∑ ∆pi = ∑ ∆pd + ∑ ∆pcb Δp = 16,95.10-3m - Cột áp toàn phần bơm: H= ( p2 − p1 ) 303975 − 101325 + H g + ∆p = + + 16,95.10−3 = 21,113m ρ g 1029.9,8 - Năng suất bơm: N= ρ Q.H 1000.η [3, tr.207, cơng thức 10-9] Trong đó: N – công suất bơm (kW) Q- lưu lượng bơm (m3/s) H- Cột áp toàn phần bơm (m) η- Hiệu suất bơm (%) ρ – Trọng lượng riêng chất lỏng (N/m3) Thay số: Q = V = 2,78.10 -4 m3/s; H = 21,113m; η = 0,57; ρ = 1029kg/m3 = 10290N/m3 78 Phan Quang Minh CKBQ – K51 Ta được: 1048.2,78.10-4.21,113 ρ Q.H N= = N = ————————— = 0,102551 kW 1000.η 1000.0,057 Vậy công suất bơm bia 102,551 W = 0,103.10-3 kW 4.2.2 Tớnh tốn cơng suất bơm nước Vận tốc trung bình dịng chảy truyền nhiệt: Q ν1 = —— h.a Trong đó: ν1 – Vận tốc trung bình dịng chảy hai truyền nhiệt (m/s) Q – Lưu lượng nước (m3/s) a – Bề rộng phẳng (m) h – Chiều rộng khe bia chảy (m) Ta có: Q = Qbia = 2,78.10-4m3/s; a = 0,12m; h = 5.10-3m (Lưu lượng nước băng lưu lượng) Thay vào ta được: 2,78.10-4 ν1 = ———— = 2,8 m/s 0,012.5.10-3 ; Vận tốc trunng bình dịng chảy nước ống: Q Q ν2 = — = —— s Π.d2 Trong đó: ν2 - Vận tốc trung bình dịng chảy nước ống (m/s) Q - Lưu lượng nước (m3/s) S - Diện tích ống dẫn nước (m2) 79 Phan Quang Minh CKBQ – K51 d - Đường kính ống dẫn nước (m) Thay số: Q = Qn = 2,78.10-4m3/s; d = dn = 38.10-3m Ta được: 2,78.10-4 ν2 = ——————— = 0,70 m/s 3,14.(15.10-3)2 Tổn thất dọc đường: - Tính trị số reynon: Theo cơng thức: Hệ sớ Reynolds: Re = v.d v.d ρ = υ µ µ- hệ sớ nhớt trung bình của nước là 1,8.10-3 (Ns/m2) ρ- khối lượng riêng của nước ρ= 1000 kg/l =1000 kg/m3 d- đường kính ống nước, d = dn = 30.10-3 m v- Vận tốc trung bình : v = v1 = 2,8 m/s Ta được: 2,8.30.10-3.1000 Re = ———————— = 47.103 1,8.10-3 Ta có: d (Re)kt = 10.— Δ d (Re)kn = 500.— Δ 80 Phan Quang Minh CKBQ – K51 Trong đó: d – Đường kính ống dẫn nước (m) Δ – Độ nhám tuyệt đối nhôm 0,001 10-3 (m) Thay số: d = dn = 30.10-3m; Δ = 10-6 (m) 30.10-3 (Re)kt = 10.——— = 300.103 10-6 30.10-3 (Re)kn = 500.——— = 19000.103 10-6 Như trị số Re < (Re)kt (47.103 < 300.103) nên dòng chảy rối nước ống chảy rối thành trơn với trị số Re = 47.103 Tính hệ số ma sát λ: Theo Cụnacụp (1974) λ = ——————— (1,81gRe – 1,5)2 Thay số: Re = 151.103 ta được: λ = ———————— = 0,02 (1,81g151.10-3- 1,5)2 - Tổn thõt dọc đường qua đường ống: l ν2 Δpm1 = λ.— —— d 2g Trong đó: Δpm1 – Tổn thất dọc đường qua đường ống l – Chiều dài ống dẫn nước (m) d – Đường kính ống dẫn nước (m) 81 Phan Quang Minh CKBQ – K51 ν – vận tốc trung bình (m) λ – Hệ số ma sát g – Gia tốc trọng trường (m/s2) Thay số: λ = 0,02; l = 1m; v = v2 = 0,59m/s; d = dn = 30.10-3m; g = 9.81m/s Ta được: 0,59 Δpm1 = 0,02.——— ——— = 9,34.10-3m 30.10-3 2.9,81 - Tổn thất dọc đường bia chảy qua trao đổi nhiệt: l ν2 Δpm2 = λ.— —— d 2g Trong đó: Δpm2 – Tổn thất dọc đường qua đường ống l – Chiều dài ống nước (m) d – Đường kính ống dẫn v – Vân tốc trung bình λ – Hệ số ma sát g – Gia tốc trọng trường (m/s2) Thay số: λ = 0,02; l = ln = 1m; d = dn = 30.10-3m; v = v1 = 2,m8m/s; g = 9,81m/s Ta được: 2,82 Δpm2 = 0,02.———.——— = 1,29m 30.10-3 2.9,81 Cơng thức tính tổn thất cục bộ: - Tổn thất bia qua van đường ống ν2 Δpc1 = ξ —— 2g 82 Phan Quang Minh CKBQ – K51 Trong đó: Δpc1 – Tổn thất nước qua van đường ống (m) ν – Vận tốc trung bình nước chảy ống (m/s) ξ – Hệ số tổn thất cục (bảng – trang 46 GT: KTTK) A ξ = —— + ξr Re Với: v = v2 = 0,59m/s; g = 9,81m/s2; ξr = 4; A = 3000; Re = 151.103 Ta được: 3000 ξ = ——— + = 4,02 151.103 Thay vào ta được: 0,592 Δpc1 = 4,02.——— = 0,07 m 2.9,81 - Tổn thất nước qua ống ngoặt 900 ν2 Δpc2 = ξ —— 2g Trong đó: Δpc2 – Tổn thất chất lỏng qua ống ngoặt 900 (m) v – Vận tốc dòng chảy chất lỏng ống (m/s) ξ – Hệ số tổn thất cục (Tra phụ lục 1) Thay số: ξ = 1,1 (Bảng phụ lục GTKTTK); v = v2 = 0,7m/s; g = 9,81m/s2 Ta được: 0,72 Δpc2 = 1,1 —— = 0,02m 9,81 Tổn thất cục nước qua trao đổi nhiệt: 83 Phan Quang Minh CKBQ – K51 Δpc3 = ξ —— ν2 2g Trong đó: Δpc3 – Tổn thất chất lỏng qua ống ngoặt 900 (m) v – Vận tốc dòng chảy chất lỏng (m/s) ξ – Hệ số tổn thất cục (Tra bảng Phụ lục 1) Thay số: ξ = 1,1 (Bảng phụ lục GTKTTK); v = v1 = 2,8m/s; g = 9,81m/s2 2,82 Δpc3 = 1,1 —— = 2,7m 2.9,81 0,37 Δpm3 = 0,5.——— = 9,43.10-3 m 2.9,8 - Theo cơng thức tính tổng trở kháng thủy lực: Δp = ΣΔpm + ΣΔpc Trong đó: Δp – Tổng trở kháng thủy lực Δpm – Tổn thất dọc đường Δpc – Tổn thất cục Suy ra: Δp = [2 Δpm1 + (N – 1) Δpm2] + [2 Δpc1 + Δpc2 + (N - 2) Δpc3] Thay số: N = 15 tấm; Δpm1 = 9.34m; Δpm2 = 1,29m; Δpc1 = 0,07m; Δpc2 = 0,02m; Δpc3 = 2,7m Ta được: Δp = (2.9,34.10-3 + 14.1,29) + (2.0,07 + 3.0,02.10-3 + 13.2,7) = 53,32m Cơng thức tính cột áp tồn phần bơm (p2 – p1) H = ——— + Hg + Δp ρ.g Trong đó: H – Cột áp tồn phần bơm (m) P1, p2 – Áp suất bể hút bể đẩy (N/m2) 84 Phan Quang Minh CKBQ – K51 Ρ – Khối lượng riêng chất lỏng (kg/m3) Hg- Chiều cao hình học (khoảng cách hai mặt thoáng) (m) Δp – Tổng tổn thất (m) Thay số: ρ = 1000kg/m3 = 1000N/m3; Q = 4,17.10-4m3/s; H = 54,32m; η = 55% Ta được: (2 – 1) H = ————— + + 53,32 = 54,32 m 1000.9,81 Cơng suất bơm tính theo cơng thức: Ρ.Q.H N = ——— 1000.η Trong đó: N – cơng suất bơm (kW) Q – Lưu lượng bơm (m3/s) H- Cột áp toàn phần bơm (m) η- Hiệu suất bơm (%) ρ – Trọng lượng riêng chất lỏng (N/m3) Thay số: Q = 4,17.10-4 m3/s; H = 54,32m; η = 55%; ρ = 1000kg/m3 = 10000N/m3 1000.4,17.104.54,32 N = ———————— = 412.104 kW 1000.0,55 Vậy công suất bơm nước là: 412.104 kW 85 Phan Quang Minh CKBQ – K51 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận: Trong thức uống giải khát bia sản phẩm ưa chuộng dùng phổ biến toàn giới, sản xuất bia đem lại lợi nhuận kinh tế cao động lực thúc đẩy ngành cơng nghiệp sản xuất bia ngày phát triển Lịch sử ngành bia nước ta chưa lâu song với quy mô sức phát triển khẳng định công nghiệp sản xuất bia ngành kinh tế quan trọng có chỗ đứng vững kinh tế quốc dân nhiều tiềm để phát triển Trong trình thực tập làm đồ án tốt nghiệp tụi tìm hiểu số kết sau: - Tìm hiểu cấu tạo nguyên tắc hệ thống dây truyền sản xuất bia nói chung hệ thống thiết bị trùng bia Viện Cơng Nghiệp Thực Phẩm nói riêng, nhược điểm ưu điểm thiết bị Thông qua việc thực tập sở giỳp tụi củng cố thêm kiến thức học, trực tiếp tham gia vào trình vận hành, điều chỉnh thiết bị nâng cao kiến thức thực tập bổ xung kinh nghiệm thực tế - Tìm hiểu cơng nghệ hệ thống trùng sử dụng nay, từ nâng cao khả hiểu biết kiến thức thiết bị trựng giỳp tụi sau làm việc thực tế có khả tiếp cận nhanh - Đề tài nêu lên thông số trực tiếp từ thực tế nhà máy thơng số có qua q trình tính tốn lý thuyết Thơng qua số liệu thực tế tính tốn tơi đề biện pháp cải tiến kỹ thuật 5.2 Kiến nghị: - Tiếp tục tìm hiểu nghiên cứu để hồn thiện hệ thống trùng Viện 86 Phan Quang Minh CKBQ – K51 Công Nghiệp Thực Phẩm - Đề nghị ban lãnh đạo Viện Nghiên Cứu xem xét áp dụng biện pháp cải tiến kỹ thuật tụi trình bày nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm bia trùng Q trình làm đồ án giỳp em cú thờm nhiều hiểu biết công nghệ sản xuất bia theo công nghệ đại, ngành sản xuất tiềm hứa hẹn phát triển nước ta Được giúp đỡ tận tình Th.S Phạm Đức Nghĩa đồ án em hoàn thành Do kinh nghiệm thân cũn ớt thời gian có hạn, đồ án em chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong đóng góp ý kiến thầy, để em hồn thiện kiến thức rút nhiều kinh nghiệm Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội 22 tháng 05 năm 2011 Sinh viên Phan Quang Minh 87 Phan Quang Minh CKBQ – K51 88 Phan Quang Minh CKBQ – K51 TÀI LIỆU THAM KHẢO Cơ sở công nghệ chế tạo máy Nxb giáo dục 2002 Nguyễn Bin, tính tốn q trình, thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Hoàng Đức Liên, Kỹ Thuật Thủy Khí ĐHNN Hà Nội 2006 Trần Như Khuyên, Các Thiết Bị Cơ Bản Trong Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNN Hà Nội Bùi Hải, Trần Thế Sơn, Kỹ Thuật Nhiệt Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội 2005 Nguyễn Văn Yến, Chi Tiết Máy NXBGTVT 2002 Nguyễn Khánh Hồng, Các Q Trình Chế Biến Trong Công Nghệ Thực Phẩm ĐHCNTPHCM Trần Như Khuyên (2007), Các thiết bị công nghệ thực phẩm, Giáo trình giảng dạy, Đại Học Nơng Nghiệp Hà Nội Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm (1999), Thiết kế chi tiết máy, NXB Giáo dục, Hà Nội 10.Lê Minh Lư (2003), Sức bền vật liệu (Tập 1), sức bền vật liệu (Tập 2), Giáo trình giảng dạy, Trường Đại Học Nông Nghiệp I, Hà Nội 11 Phạm Xuân Vượng, Trần Như Khuyên (2006), Giáo trình bảo quản nông sản, NXB nông nghiệp 12 Trần Thị Nhị Hường, Nguyễn Đại Thành (1995), Giáo trình Chi Tiết máy, Trường Đại Học Nông NghiệpI, Hà Nội 13.Kỹ thuật sản xuất Malt từ nguồn thóc tẻ (bảo quản chế biến nông sản – pgs Trần Minh Tâm- nhà xuất nông nghiệp) 14.http: www.chebien.gov.vn 15 www.google.com.vn 16 www.ebook.com.vn 17 www.kithuatmoivn.com.vn 89 ... sâu sắc công nghệ thiết bị sản xuất bia xuất phát từ nhu cầu thực tiễn Tôi mạnh dạn thực đề tài: “NGHIấN CỨU,TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA THIẾT BỊ THANH TRÙNG BIA KIỂU BẢN MỎNG” Phan... số hệ thống - Tính tốn thiết kế phận hệ thống 33 Phan Quang Minh CKBQ – K51 CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CẤU TẠO HỆ THỐNG THIẾT BỊ THANH TRÙNG 2.1 Tình hình nghiên cứu thiết bị. .. Nam Nghiên cứu triển khai khoa học công nghệ chế biến nông sản, thực phẩm, đặc biệt công nghệ sinh học công nghiệp thực phẩm (bao gồm đồ ăn đồ uống), xưởng bia viện công nghiệp thực phẩm nghiên cứu