Trong cuộc sống hiện đại ngày nay, với mức sống ngày càng tăng, nhu cầu dinh dưỡng của con người cũng đã thay đổi, nhu cầu ăn ngon đã dần thay thế cho nhu cầu ăn đủ trong tập quán ăn uống của con người. Bên cạnh những loại thực phẩm chính yếu, các nguồn thực phẩm phụ góp phần không nhỏ trong việc mang lại “hương vị” cho cuộc sống và một trong những loại sản phẩm phụ đó chính là bia. Theo thống kê của Bộ kế hoạch – đầu tư, bốn tháng đầu năm 2011 các doanh nghiệp trong nước đã xuất khẩu 714,6 triệu lít bia các loại, tăng 9,2% so với cùng kì năm 2010. Tốc độ tăng trưởng ngành bia tại Việt Nam, theo thống kê của các công ty nghiên cứu thi trường ước đạt 15%năm. Việt Nam có khoảng 350 cơ sở sản xuất bia có trụ sở ở hầu khắp các tỉnh thành trên cả nước và tiếp tục tăng về số lượng. 21. Với mức tăng trưởng lớn mạnh và các nhà máy bia mọc lên nhiều như vậy, nhưng một trong các nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt vẫn phải nhập từ nước ngoài. Do đó, nhằm cung cấp nguyên liệu cho các nhà máy bia đồng thời tạo công ăn việc làm cho người dân, tôi quyết định “Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin với năng suất 30 tấn sản phẩmngày”.
Đồ án tốt nghiệp -1- GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch MỞ ĐẦU Trong cuộc sống hiện đại ngày nay, với mức sống ngày càng tăng, nhu cầu dinh dưỡng của con người cũng đã thay đổi, nhu cầu ăn ngon đã dần thay thế cho nhu cầu ăn đủ trong tập quán ăn uống của con người. Bên cạnh những loại thực phẩm chính yếu, các nguồn thực phẩm phụ góp phần không nhỏ trong việc mang lại “hương vị” cho cuộc sống và một trong những loại sản phẩm phụ đó chính là bia. Theo thống kê của Bộ kế hoạch – đầu tư, bốn tháng đầu năm 2011 các doanh nghiệp trong nước đã xuất khẩu 714,6 triệu lít bia các loại, tăng 9,2% so với cùng kì năm 2010. Tốc độ tăng trưởng ngành bia tại Việt Nam, theo thống kê của các công ty nghiên cứu thi trường ước đạt 15%/năm. Việt Nam có khoảng 350 cơ sở sản xuất bia có trụ sở ở hầu khắp các tỉnh thành trên cả nước và tiếp tục tăng về số lượng. [21]. Với mức tăng trưởng lớn mạnh và các nhà máy bia mọc lên nhiều như vậy, nhưng một trong các nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt vẫn phải nhập từ nước ngoài. Do đó, nhằm cung cấp nguyên liệu cho các nhà máy bia đồng thời tạo công ăn việc làm cho người dân, tôi quyết định “Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin với năng suất 30 tấn sản phẩm/ngày”. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp -2- GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Chương I: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1. Sự cần thiết xây dựng nhà máy Trước sự phát triển của nền kinh tế như hiện nay thì đời sống con người ngày càng cao, nhu cầu sử dụng các sản phẩm thực phẩm là rất lớn và rất đa dạng. Vì vậy xuất hiện ngày càng nhiều các nhà máy thực phẩm như nhà máy bánh kẹo, nhà máy bia, nhà máy nước giải khát, nhà máy chế biến nước mắm, nhà máy thủy sản…Đặc biệt, nhà máy bia ở nước ta thì rất phổ biến. Vì vậy nhu cầu về malt của các nhà máy này là rất lớn. Nhưng hiện nay các nhà máy vẫn phải nhập nguyên liệu từ nước ngoài. Do đó việc xây dựng nhà máy sản xuất malt là rất cần thiết. Hiện nay, ở nước ta đã có một nhà máy sản xuất malt nhưng chủ yếu là malt vàng. Nên việc xây dựng một nhà máy sản xuất các loại malt đặc biệt trong đó có malt proteolin là rất thiết thực nhằm giảm chi phí vận chuyển nguyên liệu cho công nghệ sản xuất bia, đồng thời rút ngắn thời gian thủy phân khi đường hóa, độ lên men cuối đạt cao hơn, hạn chế sự tăng màu khi đun sôi dịch đường, ổn định hàm lượng kẽm trong dịch đường, bia nhiều bọt hơn, vị bia hài hòa hơn, ... Sau khi nghiên cứu khả năng cung cấp nguyên liệu đại mạch và các yếu tố ảnh hưởng đến việc thi công, lắp đặt thiết bị, sự hoạt động, khả năng thu hồi vốn, lãi,… tôi quyết định chọn khu công nghiệp Điện Nam – Điện Ngọc – Quảng Nam là nơi đặt nhà máy. 1.2. Cơ sở thiết kế 1.2.1. Đặc điểm tự nhiên và vị trí xây dựng nhà máy Quảng Nam với hướng gió chủ đạo là Đông Nam, tốc độ gió trung bình là 3 – 4 m/s, nhiệt độ tháng nóng nhất trong năm là 37oC, độ ẩm tương đối là 77%. Khu công nghiệp Điện Nam – Điện Ngọc thuộc địa phận xã Điện Nam và xã Điện Ngọc, huyện Điện Bàn; nằm kề tỉnh lộ 607 nối Thành phố Đà Nẵng với phố cổ Hội An; cách sân bay quốc tế Đà Nẵng 20km, cảng Tiên Sa 29km về phía Bắc; cách sân bay Chu Lai, cảng Kỳ Hà, khu lọc hóa dầu Dung Quất 100km [29]. Do đó, rất thuận lợi trong việc cung cấp nguyên liệu cho các nhà máy bia như bia VBL Quảng Nam, bia VBL Đà Nẵng, bia Huda Huế, … Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp -3- GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 1.2.2. Nguồn cung cấp nguyên liệu Nguồn nguyên liệu cung cấp cho nhà máy là đại mạch nhập từ các nước Tây Âu và Australia. 1.2.3.Nguồn cung cấp nhiên liệu Nhà máy nhập nhiên liệu cần cho sản xuất tại các công ty xăng dầu gần đó. Nguồn nhiên liệu cần cho nhà máy như: dầu FO, xăng, nhớt, để cung cấp cho lò hơi, lò đốt, vận hành ôtô… 1.2.4. Nguồn cung cấp điện Nhà máy sử dụng điện để vận hành các thiết bị công nghệ, dùng cho thiết bị văn phòng, các thiết bị chiếu sáng… Nguồn điện cung cấp cho nhà máy lấy từ lưới điện quốc gia thông qua trạm biến áp của khu vực (từ 500KW còn 220/380V). Ngoài ra, để đảm bảo cho nhà máy hoạt động liên tục và chủ động, nhà máy lắp đặt thêm một máy phát điện dự phòng. 1.2.5. Nguồn cung cấp nước Nguồn nước để cung cấp cho công nghệ, vệ sinh thiết bị, nhà xưởng, sinh hoạt… Nhà máy sử dụng nước bơm từ giếng khoan của nhà máy đã qua hệ thống xử lý. 1.2.6. Nguồn cung cấp hơi Là một nhà máy có năng suất cũng tương đối lớn, như vậy để vận hành một số thiết bị yêu cầu nhà máy phải sử dụng một lượng hơi khá lớn, nên nhà máy cần đặt lò hơi với công suất hợp lý. Nước dùng cho lò hơi cần phải đảm bảo các chỉ tiêu hoá lí cần thiết để tăng tuổi thọ của lò hơi và đảm bảo an toàn cho công nhân. Nước phải qua hệ thống xử lí riêng của nhà máy trước khi đưa vào lò hơi. Nhiên liệu dùng cho lò hơi là dầu FO. 1.2.7. Vấn đề thoát nước Nhà máy đặt gần biển nên rất thuận lợi cho việc cung cấp nước và thoát nước. Toàn bộ nước thải của nhà máy được qua hệ thống xử lý nước thải rồi thoát ra biển để tránh ô nhiễm môi trường. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp -4- GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Hệ thống thoát nước của nhà máy phải đảm bảo thoát nước tốt, không ứ đọng để không ảnh hưởng đến công trình. 1.2.8. Nguồn nhân lực Nhà máy tổ chức tuyển công nhân, cán bộ kĩ thuật có tay nghề, kinh nghiệm, tài năng, trình độ từ các tỉnh trên toàn quốc. Nhưng tập trung chủ yếu là nguồn nhân lực tại chỗ, và các tỉnh lân cận. Đây chính là nguồn nhân lực chủ yếu góp phần nâng cao năng suất đem lại hiệu quả kinh tế cao cho nhà máy. 1.2.9. Tiêu thụ sản phẩm Một số nhà máy bia gần nhà máy malt như các nhà máy bia của các tỉnh miền Trung đều có thể đăng kí mua sản phẩm của nhà máy. 1.2.10. Giao thông vận tải Quảng Nam có đường quốc lộ 1A, bờ biển dài, gần sân bay Đà Nẵng nên rất thuận lợi trong việc giao thông bằng đường bộ, đường sắt, đường thủy, đường hàng không. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp -5- GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Chương II: TỔNG QUAN Malt là sản phẩm được chế biến từ các loại hạt hòa thảo như đại mạch, tiểu mạch, thóc, ngô…Sau khi cho nảy mầm ở điều kiện nhân tạo và sấy đến độ ẩm nhất định với những điều kiện bắt buộc. Malt proteolin là loại malt có chứa khoảng 2% axit lactic và được sử dụng trong sản xuất bia với hàm lượng 2,5% nhằm để làm tăng độ chua của khối nấu, tăng hiệu quả cho quá trình đường hóa [1 – tr 66]. Nguyên liệu chính để sản xuất malt proteolin là đại mạch và canh trường lactic. Ngoài ra để phục vụ cho sản xuất còn sử dụng thêm một số chất hỗ trợ kỹ thuật. 2.1. Đại mạch Đại mạch là giống gieo trồng thuộc nhóm thực vật có hạt, phân nhóm bỉ tử, lớp một lá mầm, họ lúa mì. Đại mạch gồm nhiều loại. Trong công nghệ sản xuất malt, họ dùng chủ yếu là đại mạch 2 hàng, bông đứng và rất quan tâm đến các chỉ số thành phần hóa học của chúng. 2.1.1 Cấu tạo của hạt đại mạch 2.1.1.1 Cấu trúc bên ngoài Trong quá trình phát triển, vỏ quả bị kéo Hình 2.1: Đại mạch [3] dài trong bông lúa, bông lúa bị tách rời khi đập lúa. Tính chất của vỏ được đánh giá qua phần nhăn trên vỏ, nó đảm bảo độ chắc của vỏ. Ở mặt dưới gọi là vỏ bụng. Phần nhăn phía dưới là vùng tạo rễ, đây là đặc điểm nhận dạng [2 – tr 20]. 2.1.1.2 Cấu trúc bên trong Cấu trúc bên trong hạt đại mạch gồm 3 phần chính: Phôi, nội nhũ và vỏ. Phôi phân cách với nội nhũ bởi một lớp màng mỏng gọi là ngù và biểu bì mô, một lớp màng rất mỏng bao quanh tạo nên các tế bào có thành rất mỏng. Phần nội nhũ có các tế bào chứa tinh bột. Trong quá trình nảy mầm tế bào nội nhũ cung cấp năng lượng cho phôi phát triển. Thành các tế bào này là một mạng lưới celluloza kết hợp với các protein cao phân tử, chúng liên kết với nhau bằng các chuổi β – glucan. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp -6- GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Nội nhũ được bao bọc bởi lớp alơron có chứa các tế bào giàu protein, lớp này là điểm khởi đầu quan trọng nhất cho sự tạo thành enzyme trong quá trình sản xuất malt. Vỏ đại mạch gồm nhiều lớp khác nhau, tuy nhiên có thể chia thành 3 phần chính; vỏ trong cùng sát lớp alơron là vỏ hạt. Lớp vỏ này bao bọc toàn bộ hạt và chỉ cho phép thấm nước qua và không cho các muối khoáng hòa tan ra ngoài nhờ tính bán thấm. Lớp vỏ kế tiếp bên ngoài là vỏ qủa, vỏ này sát với vỏ hạt. Nó bao bọc vỏ hạt và bản thân nó được lớp vỏ trấu bên ngoài bao bọc và bảo vệ [2 – tr 20]. 2.1.2 Thành phần hóa học của đại mạch Thành phần hoá học của đại mạch rất phức tạp, phụ thuộc vào giống, nguồn đất đai, khí hậu, kỹ thuật canh tác và điều kiện bảo quản. Sau đây là một số thành phần quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất bia. 2.1.2.1. Nước Nước trong hạt có ảnh hưởng lớn đến quá trình vận chuyển và bảo quản hạt. Hàm ẩm cao sẽ kích thích quá trình hô hấp và tự bốc nóng của hạt. Hai quá trình này là nhân tố quan trọng nhất làm hao tổn chất khô. Hàm ẩm cao quá mức cho phép sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển, tăng chi phí vận tải. Hàm ẩm của đại mạch tăng 1% thì hiệu suất thu hồi chất chiết giảm 0,76%. Vì vậy, hàm ẩm tối đa cho phép khi đưa vào bảo quản là 13% [3 – tr 11]. 2.1.2.2. Glucid Trong hạt đại mạch, glucid chiếm tỷ trọng lớn và bao gồm các nhóm sau: – Tinh bột: Đối với công nghệ sản xuất malt, tinh bột có chức năng là nguồn thức ăn dự trữ cho phôi. Tinh bột phân bố chủ yếu ở nội nhũ và một phần rất ít ở phôi. – Cellulose: Cellulose của hạt đại mạch được phân bố chủ yếu ở lớp vỏ trấu và chiếm khoảng 20% chất khô của vỏ. Phân tử của cellulose bao gồm 2000 ÷ 10000 gốc đường glucose, sắp xếp thành mạch dài, xoắn lại thành chùm. Do cấu trúc đặc biệt như vậy nên cellulose rất dai và rất khó bị phân cắt trong môi trường bình thường. Trong công nghệ sản xuất bia, cellulose đóng vai trò quan trọng trong quá trình lọc dịch đường vì lớp vỏ trấu là vật liệu tạo màng lọc phụ lý tưởng. – Hemicellulose: Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp -7- GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Là thành phần chủ yếu cấu tạo nên thành tế bào, là một phức hệ bao gồm pentozan, hexozan và acid uronic. Quá trình phá vỡ thành tế bào bởi nhóm enzyme sitaza gọi là sitoliza. Quá trình này đóng vai trò quan trọng ở giai đoạn ươm mầm vì là bước đột phá để các enzyme khác xâm nhập vào bên trong tế bào. – Các hợp chất pectin và các chất dạng keo: Các chất này có bản chất là hidratcacbon, cho nên khi bị thuỷ phân sẽ cho sản phẩm là các đường đơn galactose và xilose. Các hợp chất pectin phân bố ở thành tế bào tạo ra màng trung gian. Trong các hợp chất pectin chiếm nhiều nhất là protopectin. – Saccharid thấp phân tử: Saccharid thấp phân tử hay saccharid đơn giản trong hạt đại mạch chủ yếu là một số đường đơn và đường kép. Cấu tử chiếm nhiều nhất trong nhóm này là saccharose, đạt tới 1,8% chất khô của hạt. Các loại đường đơn giản trong hạt đại mạch tuy lượng không nhiều nhưng chúng đóng vai trò rất quan trọng đối với sự phát triển của phôi, đặc biệt ở giai đoạn đầu của quá trình ươm [3 – Tr 11]. 2.1.2.3. Các hợp chất chứa nitơ Hàm lượng các chất chứa nitơ trong đại mạch khoảng 9 ÷ 11% so với lượng chất khô của hạt. Phần lớn các hợp chất này tồn tại dưới dạng cao phân tử gọi là protit, còn một phần nhỏ tồn tại dạng thấp phân tử dễ hoà tan, có tính chất khác với nhóm cao phân tử và được gọi là các hợp chất nitơ phi protit. – Protein: Khu vực phân bố của protein ở trong hạt là lớp alơron và phôi, một phần rất nhỏ ở lớp tế bào quanh nội nhũ. Sự thủy phân protein là một trong những quá trình quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất malt và bia. Protein trong đại mạch được chia thành hai nhóm: protein đơn giản và protein phức tạp hay proteid. Đại diện tiêu biểu của protein là levkozin, edestin, hodein và glutelin, đại diện tiêu biểu của proteid là nucleoproteid, lipoproteid, glucoproteid và phosphoproteid. Đặc điểm chung của proteid là kém hoà tan hoặc hòa tan không bền vững. – Các hợp chất chứa nitơ phi protein: Đại diện tiêu biểu của nhóm này là albumoza, pepton, peptid và axit amin. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp -8- GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Peptid là hỗn hợp nhiều hợp chất mà phân tử của chúng cũng được tạo thành từ các gốc axit amin nhưng số lượng ít hơn nhiều so với albumoza và pepton. Axit amin tự do tồn tại trong đại mạch không nhiều, chỉ chiếm khoảng 0,1% so với lượng chất khô của hạt [3 – tr 11]. 2.1.2.4. Các hợp chất không chứa nitơ – Polyphenol và chất đắng: Polyphenol trong hạt tập trung chủ yếu ở lớp vỏ. Phần lớn những hợp chất hoà tan được và tồn tại trong bia đều là những dẫn xuất catechin. – Fitin: Fitin là muối đồng thời của canxi và magiê với axit inozitphosphoric C6H6O6(H2PO3)6, chúng tập trung chủ yếu ở vỏ. Khi bị thủy phân sẽ tạo thành inozit C6H6(OH)6 và axit phosphoric. – Vitamin: Đại mạch chứa các loại vitamin B1, B2, B6, C, PP2, tiền vitamin A, E, axit pantotenic, biotin, axit pholievic và nhiều dẫn xuất vitamin khác. Tuy hàm lượng ít nhưng nó đóng vai trò quan trọng trong công nghệ sản xuất malt, vì chúng là nhân tố điều hoà sinh trưởng của mầm. – Chất khoáng: Các chất khoáng của đại mạch đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất malt và bia. Đặc biệt là nguyên tố photpho, vì nó đóng vai trò chủ yếu trong việc hình thành hệ thống đệm của dịch đường [3 – tr 11]. 2.1.2.5. Enzyme Enzyme là những hợp chất hữu cơ, có hoạt tính sinh học rất cao, có cấu tạo phân tử rất phức tạp và giữ vai trò đặc biệt quan trọng trong công nghệ sản xuất bia. Trong hạt đại mạch, chứa một lượng enzyme rất phong phú, và chúng được phân thành hai nhóm: hydrolaza và decmolaza. – Hydrolaza: Phụ thuộc vào cơ chất bị thuỷ phân, các enzim xúc tác được chia thành các phân nhóm: cacbohydraza, proteaza và esteraza. + Cacbohydraza: Nhóm enzyme này thủy phân glucid cao phân tử thành các sản phẩm thấp phân tử hơn. Trong nhóm này có hai nhóm nhỏ: polyaza và hexozidaza. Polyaza thủy phân các glucid cao phân tử bao gồm diastaza (amylaza) và sitaza còn hexozidaza xúc tác thủy phân các disaccharid, trisaccharid và các glucozid khác. + Proteaza: Các enzyme nhóm này thủy phân protein thành các sản phẩm trung gian và sau đó một số hợp chất này bị thủy phân tiếp thành các sản phẩm cuối Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp -9- GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch cùng là acid amin và amoniac. Nhóm này được chia thành các nhóm nhỏ: proteinaza, peptidaza, amidaza. + Esteraza: Nhóm enzyme này phân cắt mối liên kết este giữa các hợp chất hữu cơ khác nhau, hoặc giữa các hợp chất hữu cơ và vô cơ. Nhóm này được chia thành các nhóm nhỏ: lipaza và phosphataza. – Decmolaza: Nhóm enyme này xúc tác phản ứng oxi hoá khử của quá trình hô hấp và phân giải yếm khí glucid, nghĩa là chúng tham gia trực tiếp vào quá trình trao đổi chất của tế bào và chúng đóng vai trò quyết định trong việc hoạt hoá và phát triển của phôi ở giai đoạn ươm mầm. Đại diện tiêu biểu trong nhóm enzyme này là dehydraza, oxydaza và catalaza [3 – tr 11]. 2.1.2.6. Lipid Hàm lượng lipid trong hạt đại mạch dao động trong khoảng 2,5 ÷ 3% lượng chất khô của hạt, tập trung chủ yếu ở phôi và lớp alơron. Ở giai đoạn ươm mầm, một phần lipid bị thủy phân bởi enzyme lipaza. Một số sản phẩm thủy phân được chuyển đến phôi để nuôi cây non, số còn lại tồn tại trong dịch đường hoặc bị thải ra ngoài theo bã malt [3 – tr 11]. 2.1.3 Yêu cầu chất lượng của hạt đại mạch – Tính chất cảm quan: + Mùi: hạt sạch, tươi giống mùi rơm. + Màu sắc và độ sáng: hạt có màu vàng nhạt giống màu rơm. + Hình dáng và kích thước hạt: hạt phải to đều và đầy đặn. + Độ ẩm: hạt phải khô, khi thả nắm hạt từ tay hạt rơi xuống dễ dàng. + Tạp chất: khối hạt không có các tạp chất như hạt cỏ dại, cát, sỏi, rơm, rạ, kim loại, hạt mốc, côn trùng, hạt vỡ… [2 – tr 42] – Tính chất hóa lý: + Dung trọng: 65 ÷ 75 kg/100l. + Khối lượng 1000 hạt: 35 ÷ 47 g. + Protein: 10 ÷ 12%. + Chất hòa tan: 77 ÷ 80% [6 – tr 43]. 2.2. Các chất hỗ trợ kỹ thuật 2.2.1. Hóa chất Để tăng hiệu quả của quá trình rửa khi ngâm hạt người ta cho thêm vào nước rửa một số chất sát trùng để hạt sạch hơn. Một số chất sát trùng được sử dụng như sau: – Formalin: liều lượng là 1 ÷ 1,5 kg/1tấn đại mạch. – NaOH: liều lượng là 0,35 kg/m3. – Na2CO3: liều lượng là 0,9 kg/m3. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 10 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch – CaO: liều lượng là 1,3 kg/m3 [5 – tr 50]. Nhà máy sử dụng chất sát trùng formalin với liều lượng 1,2 kg/tấn đại mạch. 2.2.2. Canh trường lactic Vi khuẩn lactic dùng để lên men các loại đường tạo ra acid lactic. Canh trường lactic dùng để ngâm malt tươi tạo ra malt proteolin. Vi khuẩn lactic được sử dụng là loại vi khuẩn lên men đồng hình, có tên là Lactobacillus Delbruckii. 2.2.3. Nước Trong nhà máy sản xuất malt nước đóng vai trò rất quan trọng, ngoài việc cung cấp cho sinh hoạt, vệ sinh thiết bị, … thì nước còn góp phần rất lớn trong các công đoạn sản xuất malt. Do đó nhu cầu về nước của nhà máy là rất lớn. Nước dùng trong nhà máy cần đảm bảo các yêu cầu sau: – Nước trong suốt, không có mùi và vị lạ, không có vi sinh vật gây bệnh – Độ pH = 6 ÷ 7. – CaO = 80 ÷ 160 mg/l. – MgO = 20 ÷ 40 mg/l. – SiO2 = 5 ÷ 15 mg/l. – SO3 = 5 ÷ 80 mg/l. – Cl = 10 ÷ 40 mg/l. – N2O5 = 10 mg/l. Ngoài ra các ion kim loại nặng cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sản xuất malt vì nó gây cản trở sự hút nước của hạt trong giai đoạn ngâm. Đặc biệt là nguyên tố sắt, trong nước ngâm với hàm lượng cao sẽ tạo lớp màng Fe(OH) 3. Lớp này sẽ cản trở tốc độ hút nước của hạt và làm cho hạt có màu nâu. Nồng độ tối đa của sắt là 0,3 mg/l. 2.2.4. Một số chất khác 2.2.4.1. Bột ngô đã tách phôi Là nguyên liệu chính cung cấp tinh bột trong quá trình sản xuất canh trường lactic dùng trong quá trình sản xuất malt proteolin. 2.2.4.2. Malt và chế phẩm enzym Termamyl Có vai trò cung cấp hệ enzym amylaza thực hiện quá trình thủy phân tinh bột có trong bột ngô thành thành đường đơn giản và các chất hòa tan để vi sinh vật thực hiện quá trình lên men tạo axit lactic. Lượng malt lót sử dụng khoảng 5% so với bột ngô. Lượng chế phẩm enzym termamyl sử dụng là 0,05% so với bột ngô. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 11 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Chương III: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 3.1. Chọn dây chuyền công nghệ Malt là bán thành phẩm có thể dùng để chế biến các loại thực phẩm chất lượng cao như bột dinh dưỡng trẻ em, các loại đồ uống dành cho người già và phụ nữ có thai. Dùng làm tác nhân dịch hoá trong công nghệ sản xuất rượu, cồn từ tinh bột, làm tác nhân đường hoá trong sản xuất kẹo mạch nha… Đặc biệt là nguyên liệu chính trong công nghiệp sản xuất bia. Tuy nhiên, hiện nay các nhà máy sản xuất bia vẫn nhập nguyên liệu malt từ nước ngoài. Vì vậy, trong đồ án tốt nghiệp này em chọn dây chuyền sản xuất malt proteolin nhằm nâng cao hiệu quả quá trình thủy phân nguyên liệu khi nấu và quá trình len men bia, thông qua quá trình ngâm malt tươi trong canh trường acid lactic. Để sản xuất malt vàng hay malt đen cũng như các loại malt đặc biệt thì có rất nhiều phương pháp ngâm, ươm mầm, sấy khác nhau. Riêng đối với dây chuyền sản xuất malt proteolin em chọn phương pháp ngâm theo kiểu hoán vị nước – không khí, ươm mầm theo kiểu thông gió trong catset và sấy theo phương pháp liên tục trong thiết bị sấy thùng quay. Dây chuyền công nghệ sản xuất malt proteolin được thể hiện ở hình 3.1. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 12 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 3.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ 3.2.1 Hạt đại mạch Hạt đại mạch dùng để sản xuất malt phải có mùi thơm tự nhiên, không có mùi mốc, có màu vàng rơm, độ ẩm 13%, không chứa tạp chất, … 3.2.2. Làm sạch, phân loại – Mục đích làm sạch: Hạt đại mạch sau khi thu hoạch, vận chuyển, bảo quản chứa rất nhiều tạp chất, do đó cần phải làm sạch để loại bỏ các tạp chất vô cơ (đất, đá, sạn, sỏi…) và các tạp chất hữu cơ (hạt cỏ dại, xác côn trùng…). – Tiến hành: Quá trình làm sạch được tiến hành trong thiết bị quạt sàng. Bộ phận làm việc của quạt sàng gồm một hoặc hai quạt hút và hệ thống sàng rung gồm hai hoặc ba sàng. Hạt đại mạch Làm sạch, phân loại Bột ngô đã tách phôi Tạp chất Nước Rửa và sát trùng Khí Khí nén Ngâm, 48h Formalin Ngâm malt với canh trường lactic, < 24h Mầm, rễ Termamyl, bột malt, nước Nước t = 10 - 12oC Ươm mầm, t = 13 - 17oC, = 7 ngày Sấy, < 10h Nấu + Nâng nhiệt lần 1: t = 450C, = 10' + Nâng nhiệt lần 2: t = 950C, = 15' Bột malt, nước Đường hóa t = 60 - 650C, = 40' Lọc Làm nguội, t = 40 - 450C, = 45' Giống Tách mầm, rễ Cấy giống Nuôi Bảo quản Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày Lên men, t = 42 - 470C, = 84h SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Canh trường t = 25 –lactic 300C, = 45' Hình 3.1: Dây chuyền công nghệ sảnLàm xuấtnguội, malt proteolin Đồ án tốt nghiệp - 13 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Đại mạch được gàu tải đổ vào quạt sàng qua phểu. Ở đây có con quay để điều chỉnh lượng hạt. Sau đó, hạt sẽ đi qua nam châm để loại bỏ các tạp chất kim loại. Sau khi qua nam châm hạt sẽ đổ xuống sàng thứ nhất, sàng này bé nhất trong ba sàng của quạt và nằm hơi nghiêng so với hai sàng kia. Sàng thứ nhất có lỗ sàng hình tròn đường kính 10 ÷ 12mm hoặc hình bầu dục dài với kích thước 35 × 8mm. Sàng này sẽ giữ lại các tạp chất lớn như đá, sỏi, rơm…Đồng thời lúc này hệ thống quạt hút làm việc. Không khí bị hút đi qua lớp hạt và sẽ cuốn theo bụi, các tạp chất nhẹ. Sau đó chúng được lắng xuống phểu lắng, còn bụi theo đường ống để đi vào xyclon. Hạt đi qua sàng thứ nhất được đổ xuống sàng thứ hai, có lỗ sàng hình bầu dục với kích thước 25 × 4,5mm. Sàng thứ hai sẽ giữ lại các tạp chất trung bình. Qua sàng thứ hai, hạt đổ xuống sàng thứ ba. Sàng này có lỗ hình bầu dục kích thước 20×2mm, hoặc hình tròn với đường kính 1 ÷ 1,5mm, sàng này giữ lại đại mạch và cho qua cát, sỏi, các tạp chất có kích thước bé. Các tạp chất và bụi được thu gom vào thùng chứa riêng, đại mạch đã được làm sạch được thu gom bằng một kênh riêng, ở đó chúng được thổi bằng luồng không khí mạnh nhằm loại bỏ triệt để bụi và các rác nhỏ còn sót lại trong khối hạt. 3.2.3. Rửa và sát trùng – Mục đích: Loại bỏ những hạt lép, hạt không đạt tiêu chuẩn, các tạp chất, các mẫu hạt gãy vụn,… mà trong quá trình làm sạch chưa loại bỏ hết, đồng thời rửa sạch bụi và một số vi sinh vật, côn trùng bám trên bề mặt hạt. – Tiến hành: Quá trình rửa và sát trùng được tiến hành trực tiếp trong thiết bị ngâm. Hóa chất sử dụng ở đậy là formalin với liều lượng 1,2 kg/tấn đại mạch. 3.2.4. Ngâm – Mục đích: Đại mạch khô với hàm ẩm 11 ÷ 13% sau khi đã được bảo quản ít nhất từ 6 – 8 tuần. Ngâm hạt đại mạch để tạo điều kiện tăng độ ẩm của hạt lên 43 – 45% và chỉ với hàm ẩm cao như vậy mới đảm bảo quá trình nảy mầm sau này tiến hành một cách bình thường, ngoài ra nó còn kết hợp với mục đích rửa và sát trùng. – Yêu cầu: Cung cấp lượng nước cần thiết cho hạt, giữ cho hạt không bị ngạt thở, không bị nhạy cảm với nước và giảm tối đa các chất kìm hãm nảy mầm. – Các phương pháp ngâm: + Ngâm lì trong nước. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 14 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch + Ngâm hoán vị nước – không khí. + Ngâm trong dòng nước – không khí liên tục. + Ngâm bằng phương pháp phun nước. + Ngâm bằng phương pháp phun nước – hút khí [5 – tr 53]. Nhà máy chọn phương pháp ngâm hoán vị nước – không khí. – Tiến hành: Cho nước vào 1/2 thể tích thùng ngâm. Đổ đại mạch vào thùng đồng thời sục khí thật mạnh để hạt được đảo trộn. Sau khi cho hết lượng đại mạch vào thùng ta tiếp tục thổi khí khoảng 10 phút, sau đó ngừng thổi khí và để yên khối hạt trong 1h. Tất cả hạt lép và tạp chất nhẹ sẽ nổi trên mặt nước và được thu gom vào bộ phận riêng. Nước bẩn được tháo khỏi thùng bằng cách mở van ở đáy. Sau đó cho nước sạch vào thùng đến vạch định mức đồng thời cho dung dịch sát trùng vào và khối hạt được sục đảo đều bằng khí nén. Sau 2 ÷ 3h, nước bẩn cùng các chất sát trùng được xả khỏi thùng và lại một lần nữa nạp đầy bằng nước sạch. Ngâm hạt trong 6h, và cứ mỗi giờ thì khối hạt được sục khí 5 phút. Sau đó khối hạt được ngâm theo chế độ: Ngâm nước 4h, ngâm không khí 2,5h và mỗi giờ thì thổi khí nén 3 ÷ 5 phút. Ta tiến hành ngâm với nhiệt độ nước ngâm dao động 10 ÷ 12 oC [2 – tr 103]. Độ ẩm của hạt sau khi ngâm là 44%. Thời gian ngâm là 48h và thay nước 5 lần. 1-Ống đảo đại mạch 2- Đường ống dẫn khí nén 3- Đường ống ruột gà sủi khí 4- Nước sạch 5- Nước bẩn 6- Bộ phận chứa tạp chất nổi 3.2.5.Uơm mầm – Mục đích: + Giải phóng và tích lũy các hệ enzyme thủy phân. 3.2: Thiết bịthủy ngâm [16]một phần các chất có trong vỏ + Tạo điều kiện để Hình các hệ enzyme phân hạt từ dạng phức tạp sang dạng đơn giản. – Các phương pháp ươm mầm: + Ươm mầm không thông gió. + Ươm mầm thông gió trong catset. + Ươm mầm thông gió trong thùng quay. + Ươm mầm trong các thiết bị hiện đại. Nhà máy sử dụng phương pháp ươm mầm thông gió trong catset. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 15 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch – Tiến hành: Thiết bị có dạng hình hộp chữ nhật, chế tạo bằng thép không gỉ, bên trong có nhiều ngăn, có cánh đảo. 7 mặt bằng lấp đầy; 3 - mặt bằng trống; 4 - máy đảo malt kiểu guồng; 5 - vít tải để chuyển malt tươi vào lò sấy; 6 - kh Hình 3.3: Hệ thống thiết bị ươm mầm trong ngăn [2] Đại mạch sau khi ngâm trong thiết bị (1) được đổ vào trong các ngăn chứa (7) lên các giường nảy mầm (3) cùng với nước bằng biện pháp tự chảy hay dùng bơm. Nước sẽ chảy qua đáy giả, xuống đáy thật và chảy ra ngoài qua hệ thống mương thoát nước nội tuyến, còn hạt được giữ lại bên trong. Sau đó đóng hạt được giàn ra thành lớp đều trong đáy ngăn. Việc giàn thành lớp và đảo malt được thực hiện nhờ máy đảo chuyên dụng (4). Sau đó là công việc duy trì chế độ nảy mầm cho hạt thông qua hai công việc có tính chất cơ bản là thổi không khí và đảo malt. Chế độ làm việc hoàn toàn phụ thuộc vào tiến trình của quá trình ươm. Việc thổi khí lạnh và ẩm vào ngăn chứa có thể thực hiện gián đoạn hoặc liên tục. Nếu gián đoạn thì luồng không khí phải mạnh, nếu liên tục thì luồng khí yếu hơn. Nhiệt độ của không khí thổi vào thấp hơn nhiệt độ của hạt 1 ÷ 2 0C. Tần số đảo malt phụ thuộc vào trạng thái khối hạt. Ở giai đoạn đầu của quá trình ươm, mỗi lần thổi khí kéo dài 1 ÷ 2h và theo chu kì 5 ÷ 6h thì thổi một lần, tần số đảo hạt 3 ÷ 4 lần/ngày. Ở giai đoạn sau, khi quá trình hô hấp và thủy phân đã giảm cường độ, mỗi ngày thổi hai lần, mỗi lần kéo dài 1 ÷ 2h, tần số đảo hạt 3 ÷ 4 lần/ngày [2 – tr 140]. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 16 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Chu kì ươm mầm là 7 – 8 ngày đêm cho một mẽ. Nhưng nhìn chung quá trình nảy mầm được xem là kết thúc khi chiều dài rễ gấp 1,5 lần chiều dài hạt, còn lá mầm chiếm 2/3 – 2/4 chiều dài hạt. 3.2.6. Sản xuất canh trường lactic 3.2.6.1. Bột ngô đã tách phôi Nguyên liệu bột ngô nhập về nhà máy đã được tách phôi hoàn toàn. 3.2.6.2. Nấu – Mục đích: Giúp hồ hóa và dịch hóa tinh bột tạo điều kiện cho enzyme thủy phân. – Tiến hành: Tỉ lệ phối trộn: Ngô : nước = 1: 5 Thiết bị nấu làm bằng thép không gỉ, hai vỏ, có thân hình trụ, đáy hình chỏm cầu. Bên trong có cánh khuấy nằm sát đáy. Trên nắp có ống thoát hơi, cửa nạp liệu, cửa quan sát và đáy có ống tháo dịch đường. Bột ngô trộn với nước 45oC theo tỉ lệ 1kg/5lít nước. Bổ sung thêm 5% malt lót và 0,05% chế phẩm enzyme Termamyl so với lượng ngô. Bật cánh khuấy khuấy trộn trong 10 phút. Tiếp theo nâng nhiệt độ hỗn hợp lên 95 oC trong 40 phút và giữ 15 phút để hồ hóa tinh bột ngô. Trong quá trình nấu chú ý phải cho cánh khuấy hoạt động liên tục. 3.2.6.3. Đường hóa – Mục đích: Chuyển các chất không hòa tan có trong nguyên liệu sang dạng hòa tan dưới tác dụng của enzyme. Tỉ lệ phối trộn: malt : nước = 1: 4 – Tiến hành: Thiết bị đường hóa có cấu tạo giống với thiết bị nấu ngô. Hòa bột malt với nước 30oC theo tỷ lệ 1kg/4lít nước và khuấy trộn trong 5 phút. Chuyển từ từ hỗn hợp trong nồi ngô sang nồi malt trong 20 phút và khống chế nhiệt độ hỗn hợp đạt 60 ÷ 65oC trong 40 phút rồi đưa hỗn hợp đi lọc. Trong quá trình đường hóa chú ý phải cho cánh khuấy hoạt động liên tục. 3.2.6.4 Lọc – Mục đích: Tách các chất hòa tan ra khỏi các chất không hòa tan có trong dịch đường. – Tiến hành: Để lọc dịch đường người ta sử dụng thiết bị lọc khung bản. Đây là thiết bị lọc làm việc gián đoạn nghĩa là nhập liệu vào liên tục, nước lọc tháo ra liên tục nhưng tháo bã theo chu kì. Nó được cấu tạo chủ yếu là khung và bản, khung giữ vai trò giữ bã lọc và huyền phù, còn bản tạo ra bề mặt lọc với các rãnh dẫn nước Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 17 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch lọc. Khung và bản được xếp liên tiếp nhau trên giá đỡ, giữa khung và bản là vách ngăn lọc. Ép chặt khung và bản nhờ cơ cấu đai vít. Lỗ dẫn huyền phù vào được nối liền tạo thành ống dẫn nhô ra để ghép với hệ thống cấp liệu. Nước lọc chảy ra từ bản qua hệ thống đường ống và lấy ra ngoài, bã được giữ lại trên bề mặt vách ngăn lọc Hình 3.4: Thiết bị lọc khung bản [17] và được chứa trong khung. Khi bã trong khung đầy thì dừng quá trình lọc để tiến hành rữa và tháo bã Quá trình lọc dịch đường gồm 2 giai đoạn: giai đoạn lọc và giai đoạn rửa bã. Trước khi lọc cần phải bơm nước nóng 80 oC vào khoảng không gian giữa khung và bản để làm nóng thiết bị. Sau đó tháo nước nóng và bơm dịch vào. Trong thời gian đầu dịch đường chảy ra còn đục nên cần bơm hồi lưu về nồi đường hóa để lọc lại. Khi dịch đường đã đạt được độ trong cần thiết thì cho chảy vào thùng chứa. Sau khi lọc hết dịch thì tiến hành rửa bã để thu hồi các chất hòa tan còn sót lại trong bã. Để tăng cường quá trình hòa tan các chất hòa tan vào dung dịch rửa bã thì cần dùng nước nóng 75 ÷ 78 oC để rửa. Khi nồng độ chất hòa tan trong dịch rửa bã ≤ 2% thì kết thúc quá trình rữa bã và tháo bã ra. 3.2.6.5. Làm nguội – Mục đích làm nguội: Hạ nhiệt độ của dịch đường xuống thuận lợi cho quá trình cấy giống. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 18 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch – Tiến hành: Quá trình làm nguội dịch đường được tiến hành trong thiết bị kiểu bản mỏng. Thiết bị gồm các bản mỏng có bề mặt gấp sóng ghép lại với nhau. Các tấm bản có dạng chữ nhật, có đục lỗ tại bốn góc. Trên mỗi góc có đục lỗ tròn và các lỗ tròn trên mỗi tấm ghép lại tạo thành đường ống dẫn. Dung dịch sau khi lọc bơm trực tiếp vào thiết bị. Lúc này dịch đường được làm nguội xuống nhiệt độ 40 ÷ 450C thông qua quá trình trao đổi nhiệt gián tiếp với tác nhân lạnh trong thời gian khoảng 45 phút và tháo ra ngoài. 3.2.6.6. Cấy giống – Mục đích: Cung cấp vi sinh vật thực hiện Hình 3.5: Thiết bị làm nguội kiếu bản mỏng [18] quá trình lên men lactic. – Tiến hành: Vi khuẩn lactic Lactobacillus Delbruckii được nhân giống trong sản xuất (106 tế bào/ml). Sử dụng 3 – 5% giống so với canh trường cấy vào dịch lên men. 3.2.6.7. Lên men – Mục đích: Chuyển hóa đường trong môi trường thành acid lactic dưới tác dụng của vi khuẩn Lactobacillus Delbruckii. – Tiến hành: Toàn bộ canh trường sau khi cấy vi khuẩn Lactobacillus Delbruckii vào đem nuôi ở nhiệt độ 47 0C trong thời gian 12h, lúc này hàm lượng acid lactic đã có thể tích lũy 1,5 % khối lượng canh trường sau đó hạ xuống nhiệt độ 420C nuôi trong 3 ngày [5 - tr 66]. 3.2.6.8. Làm nguội – Tiến hành: Toàn bộ canh trường sau khi lên men đưa vào thiết bị làm lạnh kiểu bản mỏng để hạ nhiệt độ xuống 25 ÷ 300C trong thời gian khoảng 45 phút và đưa ra ngoài. 3.2.7. Ngâm malt với canh trường lactic – Mục đích: Nhằm tăng độ chua cho khối nấu, tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình sau này. Đồng thời ổn định hoạt lực của enzyme proteaza trong malt. – Tiến hành: Quá trình ngâm được thực hiện trong thiết bị hình trụ, đáy côn tương tự thiết bị ngâm hạt đại mạch. Lấy malt tươi sau khi đã kết thúc quá trình ươm mầm đem ngâm trong canh trường có chứa acid lactic đã chuẩn bị. Thời gian Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 19 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch ngâm kéo dài cho đến khi malt hút được 2% acid lactic so với trọng lượng chất khô của nó [5 – tr 67]. 3.2.8. Sấy – Mục đích: Chấm dứt quá trình nảy mầm, đưa malt về độ ẩm bảo quản được, đồng thời tạo cho malt có chứa các chất sinh màu, sinh mùi thích hợp cho công nghệ bia. – Tiến hành: Quá trình sấy malt được thực hiện trong thiết bị sấy thùng quay theo phương pháp sấy liên tục, kết hợp giữa phương thức sấy cùng chiều và sấy ngược chiều. Hình 3.6: Thiết bị sấy thùng quay [20] Quá trình sấy được thực hiện qua các giai đoạn sau: + Bay hơi nước tự do: Ban đầu, nhiệt độ sấy tăng dần từ 45 ÷ 50 0C, trong khi độ ẩm giảm từ 42% xuống còn khoảng 25÷ 30%. Sau đó tiếp tục tăng nhiệt độ 50 ÷ 650C và độ ẩm giảm xuống còn 10 ÷ 15%. + Bay hơi nước liên kết: Nước liên kết phải chuyển từ bên trong ra bề mặt của hạt, không khí ra không được bão hòa ẩm. Nhiệt độ sấy 65 ÷ 75 0C và độ ẩm giảm xuống còn khoảng 5%. + Tăng nhiệt nhanh: Nhiệt độ của tác nhân sấy là 850C và độ ẩm của malt giảm xuống còn 3,5%. 3.2.9. Tách mầm, rễ – Mục đích: Trong thành phần hóa học của mầm, rễ chứa nhiều các hợp chất thuộc nhóm alkaloid. Nếu những hợp chất này tồn tại trong bia sẽ gây vị đắng khó chịu. Mặt khác một số cấu tử trong thành phần hóa học của rễ là nguyên liệu tạo nhiều rượu bậc cao trong quá trình lên men bia. Do đó cần phải loại chúng khỏi malt. – Tiến hành: Quá trình tách mầm, rễ malt được tiến hành trong máy đập rễ, mầm. Máy này gồm một tang quay hình trụ đục lỗ mắt sàng, bên trong có lắp các mái chèo bằng thép có thể quay nhanh được. Tang quay được đặt trong một thùng kín. Khi tang quay các hạt va đập vào nhau và vào thành tang làm đứt rễ, mầm malt. Rễ, mầm lọt qua mắt sàng và được vít tải gom lại. bụi được quạt gió hút ra ngoài và Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 20 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch đưa đén bộ phận lọc. Có thể điều chỉnh cửa hút khí bằng một rảnh trượt. Các mái chèo có hình xoắn nhẹ để có thể gạt các lớp hạt trong tang và đẩy lên phía trước [2 Tr 151]. 3.2.10. Bảo quản – Mục đích: Malt sau khi sấy và tách mầm, rễ xong vỏ còn rất giòn nên khi nghiền sẽ bị nát, gây ảnh hưởng xấu đến quá trình lọc. Mặt khác hoạt lực của enzyme chưa ổn định nên quá trình đường hóa diễn ra sẽ khó khăn và hiệu suất thu hồi sản phẩm sẽ bị thấp, chất lượng bia kém, do đó malt cần được bảo quản. – Tiến hành: Malt cần được bảo quản ít nhất 3 ÷ 4 tuần. Trong thời gian bảo quản malt sẽ hút thêm nước đến hàm ẩm 5 ÷ 6%. Khi đó vỏ hạt sẽ dai hơn và nghiền ít nát, đồng thời hoạt tính của các enzyme cũng tăng theo giúp quá trình nấu bia sẽ tốt hơn. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 21 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Chương IV: CÂN BẰNG VẬT CHẤT 4.1. Kế hoạch sản xuất – Nhà máy làm việc mỗi ngày 3 ca, một ca 8 giờ và chủ nhật được nghỉ. – Các ngày nghỉ lễ trong năm: + Tết dương lịch: 01/01 (1 ngày). + Tết âm lịch: (6 ngày). + Giải phóng hoàn toàn miền Nam: 30/4 (1 ngày). + Quốc tế lao động: 01/5 (1 ngày). + Giỗ tổ Hùng Vương: 10/3 AL (1 ngày). Bảng 4.1: Biểu đồ thời gian sản xuất trong năm T Số ngày Số ca làm háng làm việc việc 1 26 78 2 20 60 3 27 81 4 24 72 5 26 78 6 26 78 7 27 81 8 27 81 9 25 75 1 27 81 0 1 26 78 1 1 27 81 2 T 308 924 ổng 4.2. Chọn các thông số ban đầu 4.2.1. Năng suất của nhà máy Malt thành phẩm: 30 tấn sản phẩm/ngày. 4.2.2. Chọn các số liệu ban đầu của nguyên liệu 4.2.2.1. Nguyên liệu dùng để sản xuất malt – Độ ẩm ban đầu của đại mạch là w = 13%. – Khối lượng riêng của đại mạch: ρ = 650 kg/m3 [3 – tr 97]. – Khối lượng riêng của malt sau khi tách mầm rễ: ρ = 550 kg/m3 [6 - tr 32]. – Độ ẩm của đại mạch sau khi rửa và ngâm là 44%. Hệ số trương nở so với hạt trước khi ngâm là 1,45 [3-tr 97]. – Độ ẩm của đại mạch sau khi nảy mầm: 42%. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 22 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Hệ số trương nở so với hạt trước khi ngâm: 2,15 [3-tr 217]. – Độ ẩm của malt proteolin tươi: 43%. – Hệ số trương nở của hạt sau khi ngâm canh trường lactic so với hạt trước khi ngâm là 2,25. – Chọn hàm lượng axit lactic mà malt hút được sau khi ngâm trong canh trường vi khuẩn lactic là 2% so với trọng lượng chất khô của nó. – Độ ẩm của malt sau khi sấy 3,5%. – Độ ẩm của malt sau khi tách mầm rễ: 4%. 4.2.2.2. Nguyên liệu dùng để chuẩn bị canh trường – Độ ẩm của malt: 4%. – Độ ẩm của ngô: 12%. – Tỉ lệ nguyên liệu malt : ngô = 40 : 60. – Độ chiết của malt: 80%. – Độ chiết của ngô: 85%. – Nồng độ dịch đường: 8%. – Hàm lượng acid lactic tích lũy sau khi lên men là 5% so với lượng canh trường thu được. 4.2.3. Hao hụt của nguyên liệu qua từng công đoạn – Hao hụt của nguyên liệu qua từng công đoạn sản xuất malt: + Làm sạch: 1%. + Rửa và ngâm: 1,5%. + Nảy mầm: 7%. + Ngâm canh trường: 0,2%. + Sấy: 0,7%. + Tách mầm rễ: 5,5%. – Hao hụt của nguyên liệu qua từng công đoạn chuẩn bị canh trường: + Đường hóa: 1,5%. + Lọc ép: 3%. + Làm nguội dịch đường: 0,5%. + Lên men: 1,5%. + Làm nguội canh trường: 1,5%. + Ngâm malt: 3%. Tiêu hao qua các công đoạn đường hóa, lọc ép, làm nguội dịch đường tính theo phần trăm chất khô của nguyên liệu trước đó. Còn tiêu hao trong các quá trình lên men, làm nguội canh trường, ngâm malt được tính theo phần trăm thể tích bán thành phẩm trước đó. 4.3. Cân bằng vật chất 4.3.1. Cân bằng vật chất cho 1000kg nguyên liệu sản xuất malt – Khối lượng chất khô của nguyên liệu: Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 23 × GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 100 − W 100 mnl = m0 (kg). Trong đó : m0 : Khối lượng của nguyên liệu tươi: m0 = 1000 kg. W : Độ ẩm của đại mạch khi nhập: W = 13%. mnl = 1000 100 − 13 = 870 100 (kg). 1000 Vnl = = 1,5385 650 (m3). – Thể tích của nguyên liệu: – Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch: × + Lượng chất khô sau khi làm sạch: msls = 870 + Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch: Msls = 100 − 1 100 = 861,3(kg). 861,3 × 100 100 − 13 = 990 (kg). 990 650 + Thể tích của nguyên liệu sau khi làm sạch: Vsls = = 1,5231 (m3). (Coi dung trọng và độ ẩm của khối hạt sau khi làm sạch thay đổi là không đáng kể). – Lượng nguyên liệu sau khi rửa và ngâm : + Lượng chất khô sau khi rửa và ngâm: m sn = 861,3 × (100 − 1,5) = 840,3805 100 (kg). + Lượng nguyên liệu sau khi rửa, ngâm: M sn = 840,3805 × 100 = 1514,9652 100 − 44 + Thể tích của nguyên liệu sau khi ngâm: – Lượng malt tươi sau khi nảy mầm: + Lượng chất khô sau khi nảy mầm: m snm = (kg). Vsn = 1,5231 × 1,45 = 2,2085 (m3). 840,3805 × (100 − 7 ) = 781,5539 100 M snm + Lượng malt tươi sau khi nảy mầm: + Thể tích malt tươi sau khi ươm mầm: (kg). 781,5539 × 100 = = 1347,5067 100 − 42 Vsnm = 1,5231 × 2,15 = 3,2747 Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT (kg). (m3). Đồ án tốt nghiệp - 24 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch – Lượng malt proteolin sau khi ngâm canh trường lactic: + Lượng chất khô của phần hạt còn lại sau ngâm canh trường: (100 − 0,2) = 779,9908 mmt = 781,5539 × 100 (kg). + Lượng axit lactic mà malt tươi hút vào (bằng 2% so với lượng chất khô): M = mmt × 2 779,9908 × 2 = = 15,5998 100 100 (kg). + Tổng lượng chất khô có trong malt sau khi ngâm trong canh trường lactic: m sct = 779,9908 + 15.5998 = 795,5906 (kg). ML = 795,5906 × 100 = 1395,7730 100 − 43 + Lượng malt proteolin tươi: + Thể tích malt tươi sau khi ngâm canh trường lactic: (kg). Vsn = 1,5231 × 2,25 = 3,4269 – Lượng malt sau khi sấy: m ss = + Lượng chất khô sau khi sấy: M ss = (m3). 795,5960 × (100 − 0,7) = 790,0268 100 790,0268 × 100 = 818,6807 100 − 3,5 + Lượng malt sau khi sấy: – Lượng malt sau khi tách mầm rễ: + Lượng chất khô sau khi tách mầm rễ: m stm = 818 ,6807 × (100 − 5,5) = 773,6533 100 M stm = + Lượng malt thành phẩm: (kg). (kg). 773,6533 × 100 = 805,8888 100 − 4 Vstm = (kg). (kg). 805 ,8888 = 1,4653 550 + Thể tích malt thành phẩm: (m3.) – Lượng chất khô tách ra theo mầm, rễ và thể tích của mầm, rễ: m mr = + Lượng chất khô tách ra theo mầm, rễ: + Thể tích của mầm, rễ được tách ra là: 805 ,8888 × 5,5 = 44,3239 100 Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT (kg). Đồ án tốt nghiệp - 25 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 1,5231 × 15 = 0,2285 100 Vmr = 15%Vsls = (m3). – Lượng nước cần thiết cho quá trình rửa và ngâm đại mạch: Theo tài liệu [3 - tr 97] thì lượng nước cần thiết cho quá trình rửa 1000 kg đại mạch là 2m3. Lượng nước cần cho cả quá trình ngâm được tính theo công thức: Q= (a + c ).n 2 [3 - tr 97] Trong đó: a: là lượng nước ngâm ban đầu, a = 1,49 (m3). c: là lượng nước ngâm cuối, c =1,16 (m3). n: là số lần thay nước, ngâm theo phương pháp hoán vị nướckhông khí, theo quy trình công nghệ ta tính được n = 5 [3– tr 97] Q= (1,49 + 1,16) × 5 = 6,625 2 Vậy: (m3). Do đó tổng lượng nước cho quá trình rửa và ngâm là: Vn = 2 + 6,625 = 8,625 (m3/tấn). – Lượng formalin cần sử dụng: Theo [1 - tr 12] thì cứ 1 tấn đại mạch cần 1,2 kg formalin. M = Vậy lượng formalin cần dùng là: 990 × 1,2 = 1,188 1000 (kg). – Lượng khí nén dùng trong quá trình ngâm, rửa: Theo [3 - tr 85] thì lượng khí nén dùng cho 1000 kg đại mạch là 6m 3/h, đây là lượng khí nén chỉ sử dụng cho quá trình hô hấp của hạt. Giả sử lượng không khí sử dụng cho quá trình hô hấp của hạt chiếm 20% lượng không khí cung cấp, vậy lượng khí thực tế: L= 6 × 100 990 × = 29,7 20 1000 (m3/h). – Lượng không khí điều hòa dùng trong quá trình ươm mầm: Qua bảng 7.1 [3 - tr 109], ta có lượng O 2 hấp thụ (ml) tính theo 100g chất khô qua các ngày ươm như sau: + Ngày thứ 1 hấp thụ 860 ml. + Ngày thứ 2 hấp thụ 960 ml. + Ngày thứ 3 hấp thụ 1080 ml. + Ngày thứ 4 hấp thụ 1260 ml. + Ngày thứ 5 hấp thụ 965 ml. + Ngày thứ 6 hấp thụ 965 ml. + Ngày thứ 7 hấp thụ 965 ml. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 26 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Vậy, lượng O2 mà khối hạt hấp thụ trung bình trong 1 ngày của 100g chất 860 + 960 + 1080 + 1260 + 965 + 965 + 965 = 1007 7 khô là: (ml) = 1,007 (lít). Mà ta có lượng chất khô trong nguyên liệu sau rửa và ngâm là: 840,3805 (kg) Vậy lượng O2 cần cung cấp cho 840,3805 (kg) trong 1 ngày là: 840,3805 × 1,007 × 1000 = 8462,6316 100 (l/ngày) = 8,4626316 (m3/ngày). Ta có trong không khí điều hòa, lượng O 2 chiếm 21%V. Vì vậy, lượng O 2 trong không khí điều hòa cần cung cấp cho quá trình ươm mầm trong 1 ngày là: Vdh = 8,4626316 × 21 = 40,2982 (m3/ngày) = 282,0874 (m3/chu kì). 4.3.2. Cân bằng vật chất cho quá trình sản xuất canh trường lactic – Lượng canh trường cần thiết để ngâm malt sản xuất từ 1000kg đại mạch: + Chọn tỷ lệ canh trường dùng để ngâm so với malt proteolin tươi là 0,7 : 1. + Ta có thể tích malt tươi là 3,4269 (m3). Vậy thể tích canh trường cần để ngâm là: 3,4269 × 0,7 = 2,3988 (m3). V1 = – Lượng canh trường sau khi làm nguội: V2 = – Lượng canh trường sau lên men: V3 = 2,3988 × 100 = 2,4729 100 − 3 2,4729 × 100 = 2,5106 100 − 1,5 2,5106 × 100 = 2,5488 100 − 1,5 (m3). (m3). – Lượng dịch lên men: (m3). – Lượng dịch đường sau lọc ép: + Nồng độ của dịch lên men là 8%. + Khối lượng riêng của dịch đường 8% ở 20oC là 1031,76 (kg/m3) [1 - tr 85] + Khối lượng chất khô của dịch đường: mck 1 = V3 × ρ × 8 100 × 100 100 − 0,5 2,5488 × 1031,76 × = M dich = + Khối lượng dịch đường: 8 100 × 10 100 − 0,5 (kg). 221,4372 × 100 = 2642,965 8 (kg). Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 27 Vdich = GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 2642,965 = 2,5616 1031,76 (m3). + Thể tích dịch đường: – Lượng chất khô chuyển vào dịch khi nấu: mck 2 = 221,4372 × 100 = 228,2858 100 − 3 (kg). – Lượng chất khô hòa tan có trong nguyên liệu ban đầu: mck 3 = 228,2858 × 100 = 232,9447 100 − 1,5 (kg). – Tính lượng nguyên liệu: Dịch đường được chuẩn bị từ malt và ngô theo tỉ lệ 40/60 = 1/1,5. Gọi lượng malt dùng để nấu là M (kg) thì lượng ngô là 1,5M (kg), ta có: M× 100 − 4 80 100 − 12 85 × + 1,5M × × = mck 3 = 232,9447 100 100 100 100 Trong đó: 4: Độ ẩm của malt (%); 80: Độ chiết của malt (%). 12: Độ ẩm của ngô (%); 85: Độ chiết của ngô (%). M = 123,2512 (kg). Vậy: Lượng malt cần dùng là 123,2512 (kg). Lượng ngô cần dùng là: 123,2512 × 1,5= 184,8768 (kg). – Lượng enzym Termamyl sử dụng: Lượng chế phẩm Termamyl bổ sung bằng 0,05% so với lượng ngô nên: 184 ,8767 × 0,05 = 0,0924 100 (kg). – Lượng malt lót sử dụng: Lượng malt lót bổ sung bằng 5% so với lượng ngô nên: 184 ,8767 × 5 = 9,2438 100 (kg). 4.3.3. Tính nguyên liệu trong một ngày cho quá trình sản xuất malt – Năng suất nhà máy: N = 30 × 1000 = 30000 (kg/ngày). – Lượng nguyên liệu ban đầu: + Khối lượng nguyên liệu dùng cho sản xuất: Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp M nl = - 28 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 1000 × N 1000 × 30000 = = 37225,9796 M stm 805 ,8888 (kg/ngày). + Thể tích nguyên liệu: V = M nl × Vnl 37225,9796 × 1,5385 = = 572722 1000 1000 (m3/ngày). – Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch: M sls = + Khối lượng nguyên liệu: Vsls 37225.9796 × 990 = 36853,7198 1000 37225,9796 × 1,5231 = = 56,6989 1000 + Thể tích nguyên liệu: – Lượng nguyên liệu sau khi rửa và ngâm: + Khối lượng nguyên liệu: 37225,9796 × 1514,9652 = 56396,0486 1000 M sn = Vsn = 37225,9796 × 2,2085 = 85,2136 1000 37225,9796 × 1347,5067 = 50162,2569 1000 Vsnm = (m3/ngày). (kg/ngày). + Thể tích nguyên liệu: – Lượng malt tươi sau khi nảy mầm: + Khối lượng malt tươi: M snm = (kg/ngày). (m3/ngày). (kg/ngày). 37225,9796 × 3,2747 = 121,9039 1000 + Thể tích malt tươi: (m3/ngày). – Lượng malt proteolin sau khi ngâm canh trường lactic: + Khối lượng malt proteolin tươi: ML = 37225,9796 × 1395,7730 = 51959,0172 1000 Vsct + Thể tích malt proteolin tươi: – Lượng malt sau khi sấy: + Khối lượng malt sau khi sấy: M ss = (kg/ngày). 37225,9796 × 3,4269 = = 127,5697 1000 37225,9796 × 818 ,6807 = 30476,1910 1000 (m3/ngày). (kg/ngày). – Lượng malt sau khi tách mầm, rễ: Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 29 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch + Khối lượng malt thành phẩm: M stm = 37225,9796 × 805 ,8888 = 30000 1000 Vstm = (kg/ngày). 37225,9796 × 1,4653 = 54,5472 1000 + Thể tích của malt thành phẩm: – Lượng mầm, rễ tách ra: + Khối lượng mầm, rễ tách ra: 30476,1910 – 30000 = 476,1910 (kg/ngày). V mr = 476,1910 × 0,2285 = 1,0881 100 + Thể tích mầm, rễ: – Lượng nước cần cho rửa, ngâm: Vn = 37225,9796 × 8,625 = 321,074 1000 (m3/ngày) (m3/ngày). (m3/ngày). – Lượng formalin cần sử dụng: M formalin = 37225,9796 × 1,188 = 44,2245 1000 (kg/ngày). – Lượng khí nén cần sử dụng: L= 37225,9796 × 29,7 = 1105,6115 1000 (m3/ngày). – Lượng không khí điều hòa: Vkkdh = 37225,9796 × 40,2982 = 1500,1399 1000 (m3/ngày). 4.3.4. Tính nguyên liệu trong một ngày cho quá trình sản xuất canh trường Theo trên ta có lượng nguyên liệu ban đầu của nhà máy là 37225,9796 (kg). Vậy thể tích canh trường cần để ngâm malt trong 1 ngày là: Vct = 37225,9796 × 2,3988 = 89 ,2977 1000 (m3/ngày). – Lượng canh trường sau làm nguội: V1 = 2,4729 × 37225,9796 = 92,0561 1000 (m3/ngày). – Lượng canh trường sau lên men: Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 30 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 2,5106 × 37225,9796 = 93,4595 1000 V2 = (m3/ngày). – Lượng dịch lên men: 2,5488 × 37225,9796 = 94,8816 1000 V3 = (m3/ngày). – Lượng dịch đường sau lọc ép: Vdich = 2,5611 × 37225,9796 = 95,3395 1000 (m3/ngày). – Lượng dịch sau nấu, đường hóa: mck1 = + Khối lượng chất khô: M dich = + Khối lượng dịch: Vdich = 228,2858 × 37225,9796 = 8498,1625 1000 8498,1625 × 100 = 106227,0317 8 106227,0317 = 102,9571 1031,76 + Thể tích dịch: – Tính lượng nguyên liệu: + Lượng malt cần dùng: M malt = 123,2512 × 37225,9796 = 4588,1467 1000 (kg). (kg/ngày). (m3/ngày). (kg/ngày). + Lượng ngô cần dùng: M ngô = 184 ,8768 × 37225,9796 = 6882 ,2199 1000 (kg/ngày). – Tính lượng chế phẩm Termamyl: M cp = 37225,9796 × 0,0924 = 3,4397 1000 (kg/ngày). – Tính lượng malt lót: M = 37225,9796 × 9,2438 = 344,1095 1000 (kg/ngày). Bảng 4.2: Tổng kết cân bằng vật chất cho quá trình sản xuất malt Công TT Đoạn Tính 1000kg đại mạch cho Tính cho 1 ngày Tính cho 1h Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp Đại mạch Sau làm sạch Sau rửa và ngâm Sau nảy mầm Sau ngâm lactic Sau sấy Sau tách mầm, rễ Rễ, mầm Tổng lượng nước sử dụng Formalin 0 - 31 - Khố T i lượng hể tích (kg) (m3) 100 1, 0 5385 990 1, 5231 154 2, 1,9652 2085 134 3, 7,5067 2747 139 3, 5,7730 4269 818 ,6807 805 1, ,8888 4653 43, 0, 4518 2285 8, 625 44,22 2 1,8 45 Khí nén 2 9,7 Không khí điều hòa Khối Thể Khối Th 3 lượng (kg) tích (m ) lượng (kg) ể tích 3 (m ) 3722 57,2 155 2, 5,9796 722 1,0825 3863 3685 56,6 153 2, 3,7198 989 5,5716 3624 5639 85,2 234 3, 6,0486 136 9,8353 5506 5016 121, 209 5, 2,2569 9039 0,0940 0793 5195 127, 216 5, 9,0172 5697 4,9591 3154 3047 126 6,1910 9,8413 3000 54,5 125 2, 0 472 0 2728 476,1 1,08 19, 0, 910 81 8413 0453 321, 1 074 3,3780 1,1 18 1 GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 4 0,2982 427 110 5,6116 150 0,1399 4 6,0672 6 2,5058 Bảng 4.3: Tổng kết cân bằng vật chất cho quá trình sản xuất canh trường lactic Tính cho 1000 kg đại mạch STT Công đoạn Thể tích Khối lượng(kg) (m3) Malt 123,2512 1 Nguyên liệu Ngô 184,8768 2 Dịch đường sau nấu Dịch đường sau lọc 3 2642,965 2,5616 ép 4 Dịch đường sau 2,5488 Tính cho 1 ngày Tính cho 1h Thể Khối lượng Thể tích Khối lượng tích (kg) (m3) (kg) (m3) 4588,1467 191,1728 6822,2199 284,2592 106227,031 102,957 4426,1263 4,2899 95,3395 3,9725 94,8816 3,9534 Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp 5 6 7 8 9 - 32 - làm nguội Canh trường sau khi lên men Canh trường sau làm nguội Canh trường Chế phẩm 0,0924 Termamyl Malt lót GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 2,5106 93,3395 3,8891 2,4729 92,0561 3,8357 2,3988 89,2977 3,7207 9,2438 3,4397 0,1433 344,1095 14,3379 Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 33 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Chương V: CÂN BẰNG NHIỆT 5.1. Cơ sở cân bằng nhiệt Sấy là quá trình trao đổi nhiệt rất phức tạp, nó làm thay đổi cấu trúc vật lý bên trong lẫn bên ngoài, đồng thời làm thay đổi cả thành phần hóa học của sản phẩm nói chung và malt nói riêng. Thông qua quá trình sấy sẽ tạo nên màu sắc và hương vị đặc trưng cho sản phẩm. Do đó, cần phải có một chế độ sấy thích hợp nhằm bảo đảm tính chất cảm quan và chất lượng của malt thành phẩm. Ở đây, chọn phương pháp sấy đối lưu theo phương thức kết hợp giữa sấy cùng chiều và sấy ngược chiều, không khí tự nhiên sạch vừa là tác nhân sấy vừa là tác nhân cấp nhiệt. Không khí sạch tự nhiên sạch được đốt nóng trong calorife tạo thành tác nhân cấp nhiệt và nhờ hệ thống quạt đẩy vào bên trong thiết bị sấy. Nhà máy sử dụng lò đốt riêng để cung cấp nhiệt cho calorife. Các thông số ban đầu của tác nhân sấy và vật liệu sấy: – Nhiệt độ tác nhân sấy vào: t1 = 85oC. – Nhiệt độ tác nhân sấy ra t2 chọn theo nhiệt độ bầu ướt: t2 = tư + (510oC). – Nhiệt độ của nguyên liệu vào: t’1 = 20oC. – Nhiệt độ nguyên liệu ra: t’2 = ts+ (510oC) với ts là nhiệt độ điểm sương. – Độ ẩm ban đầu của nguyên liệu: W1 = 43%. – Độ ẩm cuối của nguyên liệu: W2 = 3,5% – Nhiệt độ môi trường là: 25,9oC [11 – tr 100]. – Độ ẩm môi trường là: 81% [11 – tr 100]. – Áp suất khí quyển: po = 1at. 5.2. Xác định các thông số của không khí 5.2.1. Thông số ban đầu của không khí Thông số của tác nhân sấy trước khi vào calorife là không khí tự nhiên sạch với trạng thái t0 = 25,90C và o = 81%. 5.2.2. Hàm ẩm của không khí Hàm ẩm của không khí được xác định theo công thức sau: X o = 0,622 ϕ o × Pbh1 p − ϕ o × Pbh1 (*) [1 – tr 156]. Trong đó, ở nhiệt độ t 0 = 25,9 C có o= 81% và áp suất hơi bão hòa là P bh1 0 = 0,0345 at [11 – tr 315]. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 34 - X o = 0,622 GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 0,81 × 0,0345 1 − 0,81 × 0,0345 =0,0179 (kg ẩm/kg kkk). 5.2.3. Nhiệt lượng riêng của không khí ẩm I0 = t0 + (2493 + 1,97t0)X0 I0 = 25,9 + (2493 + 1,97×25,9)×0,0179 = 71,5649 (kJ/kg kkk) [9 – tr 96]. 5.2.4. Hàm ẩm của không khí sau khi qua calorife – Nhiệt độ của tác nhân sấy vào: t1 = 850C. – Hàm ẩm của không khí: X1 = X0 = 0,0179 (kg ẩm/kg kkk). – Độ ẩm của không khí ở nhiệt độ: t1 = 850C là: ϕ1 = pX 1 Pbh 2 ( X 1 + 0,622 ) Từ (*) ta có: Trong đó: Áp suất khí quyển: p = 1at. Áp suất hơi bão hòa ở nhiệt độ 850C: Pbh2= 0,5891 at [11 – tr 315]. ϕ1 = Vậy: 1 × 0,0179 0,5891( 0,0179 + 0,622 ) = 0,0475 1 = 4,75%. 5.2.5. Nhiệt lượng của không khí nóng sau khi qua calorife I1 = t1 + (2493 + 1,97t1)X1 I1 = 25,9 + (2493 + 1,97×85)×0,0179 = 132,6221 (kJ/kg kkk). 5.2.6. Xác định nhiệt độ bầu ướt – nhiệt độ điểm sương – Nhiệt độ bầu ướt cần xác định để khi tác nhân sấy ra khỏi thiết bị sấy không bị ngưng tụ nước. – Còn việc xác định nhiệt độ điểm sương để khi nguyên liệu ra khỏi thiết bị sấy không bị ngưng tụ ẩm trên bề mặt sản phẩm. + Trên đồ thị I - X, kéo dài đoạn thẳng Xo = X1 = 0,0179 (kg ẩm/kg kkk) sẽ cắt đường = 1 tại A sẽ xác định được nhiệt độ điểm sương , ts= 23oC. + Trên đồ thị I - X, kéo dài đoạn thẳng I1 = I2 =132,6221 (kJ/kgkkk) sẽ cắt đường =1 tại B ta sẽ xác định được nhiệt độ bầu ướt tư = 36oC. – Nhiệt độ tác nhân sấy ra khỏi máy sấy phải lớn hơn nhiệt độ bầu ướt khoảng 510oC. Ở đây ta chọn là: 8oC. Vậy t2 = 36 +8 = 44oC. – Nhiệt độ của nguyên liệu sau khi ra khỏi máy sấy phải lớn hơn nhiệt độ điểm sương khoảng 5 ÷ 10oC. Ở đây chọn là 8oC. Vậy : t’2 = 23 + 9 = 31oC. 5.2.7. Nhiệt lượng của không khí ra khỏi máy sấy Tính theo quá trình sấy lý thuyết nên : I2 = I1 = 132,6221 (kJ/kg kkk). 5.2.8. Hàm ẩm của không khí sau khi sấy Từ : I1 = t1 + (2,493 + 1,97t1) Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 35 X2 = Suy ra: X2 = GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch I 2 − t2 2493 + 1,97t 2 132,6221 − 44 2493 + 1,97 × 44 = 0,0345 (kg ẩm/kg kkk). Ở nhiệt độ 44 C thì áp suất hơi bão hòa là 0,0935 at [11 – tr 315]. 0 ϕ2 = Độ ẩm của không khí sau khi sấy: ϕ2 = X2p ( 0,622 + X 2 ) Pb h 0,0345 × 1 ( 0,622 + 0,0345) × 0,0935 = 0,5620 = 56,20%. 5.2.9. Lượng không khí khô cần tiêu hao để bốc hơi 1 kg ẩm l= 1 1 = = 60,2409 X 2 − X o 0,0345 − 0,0179 (kg kkk/kg ẩm bay hơi) [9 – tr 102]. 5.2.10. Tổng lượng không khí khô cần thiết cho quá trình sấy L= Trong đó: U = U.l X2 − X o [9 – tr 102] U: là lượng ẩm bay hơi trong quá trình sấy. U = G1 –G2 [9 - tr 102] G1, G2: lượng vật liệu trước khi vào và sau khi ra khỏi máy sấy. Từ bảng (4.1) ta có: G1 = 2164,9591 (kg/h); G2 = 1269,8413 (kg/h). Vậy lượng ẩm bốc hơi từ nguyên liệu trong 1 h là: U = 2164,9591 – 1269,8413 = 895,1178 (kg/h). Vậy lượng không khí khô cần thiết cho quá trình sấy trong 1 giờ: L = 895,1178 × 60,2409 = 53922,7019 (kg/h). 5.3. Cân bằng nhiệt cho quá trình sấy 5.3.1. Lượng nhiệt cần thiết để làm bay hơi 1 kg ẩm Lượng nhiệt tiêu hao riêng được tính theo công thức: q = ( I1 – Io )l [1 - tr 168] q = (132,6221 – 71,5649)×60,2409 = 3678,1407(kJ/ kg ẩm bay hơi). 5.3.2. Tổng lượng nhiệt cần thiết để bốc hơi ẩm trong khi sấy Lượng nhiệt cần thiết cho quá trình sấy được xác định bởi công thức: Q1 = L( I 1 − I o ) (kJ/h). [9 - tr 102] Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 36 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Q1: tổng lượng nhiệt cho quá trình sấy. Q1= 53922,7019×(132,6221-71,5649) = 3292369,194 (kJ/h). 5.3.3. Lượng nhiệt cần thiết cung cấp để đun nóng sản phẩm ( Q2 = G1 .C sp . T1 − t1 ' ) [1- tr 167] Trong đó: G1 là khối lượng nguyên liệu đưa vào máy sấy Từ bảng (4.1) có: G1 = 2164,9591 (kg/h). Csp: là nhiệt dung riêng của nguyên liệu (Kcal/kgoC). C sp = C ck (100 − W1 ) + C nW1 100 [7 –tr 20] ÷ – Nhiệt dung riêng của chất khô nông sản nằm trong khoảng 0,35 0,37 (Kcal/kgoC), ở đây ta chọn Cck = 0,36 Kcal/kgoC = 1,51 (kJ/kgoC). + W1 = 43%. + Cn = 1 kcal/kgoC = 4,19 kJ/kgoC: nhiệt dung riêng của nước. C sp = 0,36 × (100 − 43) + 1 × 43 = 0,6352 100 (kcal/kgoC) = 2,6614 (kJ/kgoC). T1: là nhiệt độ đun nóng cho phép của nguyên liệu sấy, đây chính là nhiệt truyền từ tác nhân sấy lên bề mặt malt. Nhiệt độ này lấy bằng trung bình nhiệt độ của không khí sấy (oC). T1 = ’ t1 + t 2 85 + 44 = = 64,75 2 2 o C. o t 1 = 20 C: là nhiệt độ ban đầu của nguyên liệu. Q2 = 2164,9591×2,6614×(64,75-20) = 257841,5412 (kJ/h). 5.3.4. Nhiệt lượng tổn thất trong quá trình sấy Nhiệt lượng tổn thất trong quá trình sấy chủ yếu do tổn thất ra môi trường xung quanh, đun nóng thiết bị sấy và các tổn thất khác. Qua nghiên cứu, nếu thiết bị sấy không có bảo ôn bên ngoài có thể lấy từ 8 12% lượng nhiệt dùng để sấy, theo lý thuyết thì nhiệt lượng tổn thất được tính: Qtt = ( 0,08 0,12 )Q1 ( kJ/h ). Chọn 11% = 0,11 × Vậy: Qtt= 0,11 3292369,194 = 362160,6113 (kJ/h). 5.3.5. Nhiệt lượng mà calorife cần cung cấp cho quá trình sấy Qcal= Q1 + Q2 + Qtt Qcal = 3292369,194 + 257841,5412 + 362160,6113 = 3912371,347 (kJ/h). 5.4. Cân bằng nhiệt lượng vào và ra thiết bị sấy 5.4.1. Nhiệt vào thiết bị sấy 5.4.1.1. Nhiệt lượng do không khí sấy mang vào Qkksv = L . Io (kJ/h). Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 37 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Qkksv = 53922,7019 × 71,5649 = 3858972,769 (kJ/h). 5.4.1.2. Nhiệt lượng do độ ẩm của nguyên liệu sấy mang vào Qav = U. t’1.Cn Với: U = 895,1178 (kg/h) Qav = 895,1178 × 20 × 4,19 = 75010,8716 (kJ/h). 5.4.1.3. Nhiệt lượng do sản phẩm sấy mang vào Qspv = G1 . C1 t ’1 . G1: lượng malt sau sấy: 1269,8413 (kg/h). C1= C c k (100 − W2 ) + C n .W2 100 = 1,51 × (100 − 3,5) + 1 × 3,5 100 = 1,4922 (kJ/kgoC ). Vậy: Qspv= 1269,8143 × 1,4922 × 20 = 37896,3379 (kJ/h). 5.4.1.4. Nhiệt lượng do không khí đốt nóng trong calorife mang vào Qkkv = Qcal = 3912371,347 (kJ/h). 5.4.1.5. Tổng lượng nhiệt vào thiết bị sấy Qv.= Qkksv+Qav+Qspv+Qkkv = 3858972,769 +75010,8716 + 37896,3379 + 3912371,347 Qv = 7884251,326 (kJ/h). 5.4.2. Nhiệt lượng ra khỏi thiết bị sấy 5.4.2.1 Nhiệt lượng do không khí sấy mang ra Qkksr = L . I2 = 53922,7019 × 132,6221 = 7151341,964 (kJ/h). 5.4.2.2. Nhiệt do sản phẩm sấy mang ra Qspr = G2. C2. t’2 Trong đó: C2 = C1= 1,4922 (kJ/kgoC). Ta có : G2 = 1269,8413 (kg/h). t’2 = 31oC. Qspr = 1269,8413 × 1,4922 × 31 = 58740,5728 (kJ/h). 5.4.2.3. Nhiệt lượng theo ẩm bay ra ở thể hơi Qar = U . i (kJ/h.) Với i: là hàm nhiệt của hơi nước ở nhiệt độ cuối ' t2 + t2 44 + 31 = = 2 2 T2 = 37,50C -3 Ở T2 = 37,5 C thì i = 2571,2 x 10 (J/kg). [11 – tr 314] Với : U.= 895,1178 (kg/h). Qar.= 895,1178 × 2571,2 × 10-3 = 2301,5269 (kJ/h). 5.4.2.4. Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh Qmtr = ( 0,080,12) Qkkv = Qtt = 362160,6113 (kJ/h). 5.4.2.5. Tổng lượng nhiệt ra khỏi thiết bị sấy o Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 38 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Qr = Qkksr + Qspr + Qar + Qmtr Qr = 7151341,964 + 58740,5728 + 2301,5269 + 362160,6113 = 7574544,675 (kJ/h). 5.4.2.6. Sai số Qv − Qr × 100% Qv 7884251,326 − 7574544,675 × 100% 7884251,326 ∆Q= = = 3,9282%. Sai số cho phép giữa lượng nhiệt vào và ra là 5%. Vậy sự chênh lệch của tính toán trên là có thể chấp nhận được. 5.5. Xây dựng quá trình sấy thực tế 5.5.1. Lượng nhiệt cần bổ sung khi sấy thực tế – Gọi ∆: là lượng nhiệt cần bổ sung thực tế: ∆= qb + t0×Cn – (qvl + qm + qvc). [15 - tr 35] Trong đó: + NL riêng do vật liệu mang vào: t1' × Cn= 20 × 4,19 = 83,8 (kJ/kg ẩm). + NL riêng để đun nóng vật liệu: qvl = G2 × C1 × (t2' – t1')/U = 1269,8413 ×1,4922 × (31 - 20)/895,1178 = 23,2857 (kJ/kg ẩm). + NL riêng do tổn thất: qm= 0,05 × q = 0,05 × 3678,1407 = 183,9070 (kJ/kg ẩm). + qb, qvc = 0. – Vậy: ∆ = 83,8 – 23,2857 – 183,9070 = -123,3927 (kJ/kg ẩm). 5.5.2. Xác định các thông số của tác nhân sấy sau khi sấy thực – Nhiệt dung riêng dẫn xuất của của tác nhân sấy trước quá trình sấy : Cdx = Cpk + Cpax0 [7 - tr 130] + Cpk: Nhiệt dung riêng của không khí khô. Cpk =1 (KJ/kg.K) . + Cpa: Nhiệt dung riêng của hơi nước. Cpa =1,97 (KJ/kg.K) [7- tr 156] + x0 = 0,0179 (Kg ẩm/kg kkk). Vậy: Cdx = 1+1,97 × 0,0179 = 1,0353 (KJ/kg.K). – Hàm ẩm của không khí nóng sau quá trình sấy thực: [7 - tr 136] x 2 = x0 + C dx × (t1 − t 2 ) i2 − ∆ + Với i2 = 2493+Cpa t2 =2497+1,97× 44 = 2583,68 (KJ/kg) [7 - tr 156]. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 39 1,0353 × (85 − 44) 2583,68 − ( −123,3927) = 0,0179 + Vậy: x2 GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch = 0,0336 (Kg ẩm/kg kkk). – Entanpy I2': I'2 = Cpkt2 +x’2i2 [7 - tr 138] = 1 × 44 + 0,0336 × 2583,68 = 130,8116 (kJ/kg kkk). – Độ ẩm tương đối của không khí sau khi sấy: φ'2 = x2 p0 (0,622 + x' 2 ) p 2 = 0,0336 × 1 (0,622 + 0,0336) × 0,0935 = 0,5481 = 54,81%. 5.5.3. Lượng tác nhân sấy thực tế l’ = 1 x 2 − x0 = 1 0,0336 − 0,0179 = 63,6943 (kg kkk/kg ẩm). L' = l'.U = 63,6943 × 895,1178 = 57013,9017 (kg kkk/h). 5.5.4. Nhiệt lượng vào và ra của quá trình sấy thực tế 5.5.4.1. Nhiệt lượng đi vào máy sấy – Nhiệt lượng do không khí mang vào: Q'1v =L'.I0 = 57013,9017 × 71,5649 = 4080194,174 (kJ/h). – Nhiệt lượng do caloriphe cung cấp: Q'cal = L'.(I1 – I0) = 57013,9017 × (132,6221 - 71,5649) = 3481109,199 (kJ/h). – Nhiệt lượng do thóc chưa sấy mang vào: Q'3v = Qspv = 37896,3379 (kJ/h). – Tổng nhiệt lượng vào: ∑Q'v = Q'1v + Q'cal + Q'3v = 4080194,174 + 3481109,199 + 37896,3379 = 7599199,512 (kJ/h). 5.5.4.2. Nhiệt lượng ra khỏi máy sấy – Nhiệt lượng do không khí mang ra: Q'2 = L'.I'2 = 57013,9017 × 130,8116 = 7458079,704 (kJ/h). – Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang ra: Q'vlr= G2.Cvl.t2' = 126,8413× 1,4922 × 31 = 5867,4502 (kJ/h). – Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường: Q'm = qm.U = 183,9070 × 895,1178 = 164618,4292 (kJ/h). – Tổng nhiệt lượng ra: Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 40 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch ∑Q'r = Q'm + Q'vlr + Q'2 = 164618,4292 + 5867,4502 + 7458079,704 = 6728565,583 (kJ/h). 5.5.5. Sai số ∆Q = Q ' v −Q ' r 7599199,512 − 7628565,583 = Q' v 7599199,512 = 0,0039 =0,39% Sai số cho phép giữa lượng nhiệt vào và ra là 5%. Vậy sự chênh lệch của tính toán trên là có thể chấp nhận được. 5.6. Cân bằng nhiệt cho thiết bị lò đốt Ta sử dụng nhiên liệu đốt là dầu FO. Thành phần có trong dầu FO như sau: Thành phần C H O S A(ẩm) Tro Đơn vị (%) 85,2 11,5 0,5 0,5 2 0,1 5.6.1. Tính nhiệt trị của nhiên liệu 5.6.1.1. Tính nhiệt trị cao của nhiên liệu Qc = 33858C + 125400H - 10868(O - S) (kJ/kg) [7 - tr 53] Qc = 33858 × 85,2% + 125400 × 11,5% - 10868 × (0,5% - 0,5%). Qc = 43268,016 (kJ/kg). 5.6.1.2. Tính nhiệt trị thấp của nhiên liệu Trong dầu FO, ngoài thành phần nước có sẵn trong nhiên liệu, thì khi nhiên liệu cháy còn sinh ra nước. Khi tham gia phản ứng cháy cứ 1kg H 2 cháy hết cho ta 9 kg nước. Do đó nếu lấy nhiệt ẩn của nước ở áp suất khí trời r = 2500 (kJ/kg) thì nhiệt trị thấp của nhiên liệu là : Qt = Qc - 2500 × (9H + A) (kJ/kg). Qt = 43268,016 – 2500 × (9 × 11,5% + 2%). Qt = 40630,516 (kJ/kg). 5.6.1.3. Lượng không khí khô lý thuyết để đốt cháy 1kg nhiên liệu L0 = 11,5C + 34,5H + 4,3(S - O) (kg kkk/kg nl) [9 - tr 111] L0 = 11,5 × 85,2% + 34,5 × 11,5% + 4,3 × (0,5% - 0,5%) Lo= 13,766 (kg kkk/kg nl). 5.6.1.4. Lượng không khí thực tế dùng để đốt cháy 1 kg nhiên liệu L = α×L0 (kg/kgnl). Trong đó α:là hệ số không khí thừa, α được xác định như sau: Qc × η bâ + C nl × t nl - ( 9 H + A) × I a - [ 1 - ( 9 H + A + Tro ) ] × C k ÷ t k α= L0 × [ x0 × ( I a - I 0 ) + C k × ( t k - t 0 ) ] [9 - tr 111] Trong đó: Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 41 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch – Qc = 43268,016 (kj/kg). – A, Tro: thành phần nước và tro trong nhiên liệu. – ηbđ : Hiệu suất ban đầu η = 0,85÷0,95; Chọn ηbđ = 0,85 [9 - tr 110] – tnl : Nhiệt độ nhiên liệu; tnl = 25,90C. – Lo = 13,766 (kgkkk/kgnl). –x0:hàm ẩm của không khí ứng với nhiệt độ t0 = 25,90C là 0,0179(kg/kgkkk). – I0: Hàm nhiệt của không khí ngoài trời: I0 = 71,5649 (kg/kgkkk). – Cnl: Nhiệt dung riêng của nhiên liệu. 9 1625 + 1,886 × ( × t nl + 32) 5 C nl = t 0,5 (d t ) d tt (J/kg.0C). : Khối lượng riêng tương đối của nhiên liệu ở 15,6 0C (so với nước d tt ở cùng nhiệt độ); = 0,925. 9 1625 + 1,886 × ( × 25,9 + 32) 5 C nl = = 1843,7659 0,925 0,5 (J/kg.0C) = 1,8438 (kJ/kg.0C). – Ck: Nhiệt dung riêng của khói lò: Ck = 1,03415(kJ/kg.0C). – tk: nhiệt độ của khói lò; chọn tk = 2400C. – Ia: Nhiệt dung riêng của hơi nước ở nhiệt độ khói lò. Ia = 2500 +1,8×tk (kJ/kg). Ia= 2500 + 1,8×240 = 2932(kJ/kg). α= 43268,016 × 0,85 + 1,8438 × 25,9 - ( 9 × 11,5% + 2% ) × 2932 - [1 - ( 9 × 11,5% + 2% + 0,1% ) ]1,03415.240 13,766[ 0,0179( 2932 - 71,5649) + 1,03415( 240 - 25,9 ) ] α = 8,9849 Vậy: L = α×L0 = 8,9849 × 13,766 = 123,6861 (kg kkk/kg nl). 5.6.2.Thành phần các khí có trong khói [9 – tr 112] Khi đốt cháy dầu FO tạo ra khói lò chứa các thành phần sau: CO 2, N2, SO2, O2 và H2O. Khi đốt cháy 1 kg nhiên liệu, khối lượng của từng phần : + + + GCO2 = 3,67C = 3,67 × 85,2% = 3,1268 (kg/kg). G N 2 = 0,77 × α × L0 = 0,77 × 8,9849 × 13,766 = 95,2383 (kg/kg). GO2 = 0,23 × (α - 1) × L0 = 0,23 × (8,9849 - 1) × 13,766 = 25,2816 (kg/kg). Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 42 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch G SO2 = 2 S = 2 × 0,5% = 0,01 + (kg/kg). + GH2O = 9H + A + α × Lo × x0. = 9 × 11,5% + 2% + 8,9849 × 13,766 × 0,0179 = 3,2689 (kg/kg) QNT Q ×ηlđ ×η s 5.6.3. Tính chi phí nhiên liệu Trong đó: Q – Nhiệt lượng (kJ/h) Qv + Qr 7599199,512 + 7628565 ,583 = = 7613882 ,548 2 2 (kJ/h). QNT – Nhiệt trị của nhiên liệu (kJ/kg). Q NTT + Q NTC 40630,516 + 43268.016 = = 41949,266 2 2 η lđ η lđ (kJ/kg). – Hiệu suất của lò đốt = 85 – 90%. Chọn 88%. ηs ηs – Hiệu suất sấy = 30 – 35%. Chọn 34%. Vậy chi phí nhiên liệu là: 7613882 ,548 = 606,6249 41949,266 × 0,88 × 0,34 (kg/h). 5.7. Tính hơi Lượng hơi nước cần dùng trong các thiết bị nấu được tính theo công thức: G × C × (t 2 - t1 ) + Qm λ - c ×θ Với: D= (kg/h) G: là khối lượng nguyên liệu cần nấu (kg/h). C: là nhiệt dung riêng của nguyên liệu (kcal/kg.độ). t1, t2: lần lượt là nhiệt độ đầu và cuối của nguyên liệu (0C). Qm là nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh (kcal/h). λ là nhiệt lượng riêng của hơi nước (kcal/kg). θ là nhiệt độ nước ngưng (0C). c là nhiệt dung riêng của nước ngưng (kcal/kg.độ). Ta có: – Hơi nước: vì áp suất làm việc tối đa của các thiết bị nhiệt trong nhà máy là 0,4 MPa = 4,08 at nên hơi nước bão hòa sử dụng có các thông số sau: + Nhiệt độ: 142,9 0C, giả sử tổn thất trên đường ống là 1 0C nên nhiệt độ hơi nước vào thiết bị là 141,9 0C. + Nhiệt lượng riêng: λ = 654,9 (kcal/kg). Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 43 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch – Nước ngưng: + Nhiệt độ: θ = 141,9 0C. + Nhiệt dung riêng: c = 1,023 (kcal/kg.0C). – Nhiệt tổn thất ra môi trường: Qm = 0,1 x Qhơi = 0,1 × D × λ (kcal/h). G × C × (t 2 - t1 ) 0,9 × λ - c × θ G × C × (t 2 - t1 ) 0,9 × 654,9 - 1,023× 141,9 G × C × (t 2 - t1 ) 444,25 Vậy: D = = = (kg/h). 5.7.1 Tính hơi cho thiết bị nấu – Lượng nhiệt cần thiết để nâng nhiệt độ của khối nấu từ 450C lên 95 0C là: Q = G × C × (t2 - t1) Với: + G là khối lượng nguyên liệu cần nấu: Theo bảng 4.2 thì: Khối lượng ngô cần nấu là: 284,2592 (kg/h). Khối lượng malt lót: 14,3379 (kg/h). Khối lượng chế phẩm Termamyl: 0,1433 (kg/h). Tỉ lệ hòa trộn nước : ngô là 5 : 1 nên khối lượng nước cần sử dụng là: 284,2592 × 5 = 1421,296 (kg/h). Vậy tổng khối lượng của nguyên liệu cần nấu là: 284,2592 + 14,3379 + 0,1433 + 1421,296 = 1720,0364 (kg/h). + C: là nhiệt dung riêng của nguyên liệu được tính theo công thức: Cs = 4186 × (1 - x) (J/kg.0C) = 1 - x (kcal/kg.0C) + x: là hàm lượng chất khô trong nguyên liệu cần nấu (x = 18%). Cs = 1 - 0,18 = 0,82 (kcal/kg.0C). + t1, t2 : là nhiệt độ khối nấu vào và ra: t1 = 45 0C, t2 = 95 0C. Vậy: Q = 1720,0364 × 0,82 × (95 – 45) = 134625,529 (kcal/h) = 3231012,696 (kcal/ngày). – Lượng nhiệt cần thiết để giữ nhiệt độ của khối sốt ở 95 0C (bằng lượng nhiệt truyền qua bề mặt thiết bị ra ngoài) trong thời gian 15 phút được tính theo công thức: Qg = α × F × (tbm - tkk) × T Với: α là hệ số cấp nhiệt (W/m2.độ). F là diện tích bề mặt truyền nhiệt (m2). tbm là nhiệt độ của bề mặt thiết bị (0C). tkk là nhiệt độ của môi trường xung quanh (0C). T là thời gian giữ nhiệt (s). Ta có: + T = 15 (phút) = 900 (s). 95 + 45 2 + tbm = = 70 (0C); tkk = 25,9 (0C) + F = Sthân + Snắp + Sđáy = π × r × (2 × h1 + h2 + h3) Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 44 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 2,439 2 = 3,14 × × (2 × 1,8295 + 0,4065 + 0,5928) = 18,4906 (m2) + α = 9,3 + 0,058 × 70 = 13,36 (W/m2.độ) Vậy: Qg = 13,36 × 18,4906 × (70 – 25,9) × 900 = 39937,0344 (J) = 28,1247 9kcal). 28,1247 × 6 24 Qg = = 7,0312 (kcal/h). Vậy lượng nhiệt sử dụng cho thiết bị nấu : Qn = Q + Qg = 134625,529 + 7,0312 = 134632,5602 (kcal/h). 5.7.2. Tính hơi cho thiết bị đường hóa – Lượng nhiệt cần thiết để nâng nhiệt độ của khối đường hóa từ 300C lên 65 0C là: Q = G × C × (t2 - t1) Với: + G là khối lượng nguyên liệu cần nấu Theo bảng 4.2 thì khối lượng malt cần đường hóa là: 191,1728 (kg/h). Tỉ lệ hòa trộn nước : malt là 4 : 1 nên khối lượng nước cần sử dụng là: 191,1728 × 4 = 764,6912 (kg/h). Vậy tổng khối lượng của nguyên liệu cần đường hóa là: 191,1728 + 1720,0364 + 764,6912 = 2675,9004 (kg/h). + C: là nhiệt dung riêng của nguyên liệu được tính theo công thức: Cs = 4186 × (1 - x) (J/kg.0C) = 1 - x (kcal/kg.0C) + x: là hàm lượng chất khô trong nguyên liệu cần nấu (x = 21%). Cs = 1 - 0,21 = 0,79 (kcal/kg.0C). + t1, t2 là nhiệt độ khối nấu vào và ra: t1 = 30 0C, t2 = 65 0C. Vậy: Q = 2675,90 × 0,79 × (65 – 30) = = 73988,6460 (kcal/h) = 1775727,505 (kcal/ngày). – Lượng nhiệt cần thiết để giữ nhiệt độ của khối dịch ở 65 0C (bằng lượng nhiệt truyền qua bề mặt thiết bị ra ngoài) trong thời gian 40 phút được tính theo công thức: Qg = α × F × (tbm - tkk) × T Với: α là hệ số cấp nhiệt (W/m2.độ). F là diện tích bề mặt truyền nhiệt (m2). tbm là nhiệt độ của bề mặt thiết bị (0C). tkk là nhiệt độ của môi trường xung quanh (0C). T là thời gian giữ nhiệt (s). Ta có: + T = 40 (phút) = 2400 (s). 65 + 30 2 + tbm = = 47,5 (0C); tkk = 25,9 (0C) + F = Sthân + Snắp + Sđáy = π × r × (2 × h1 + h2 + h3) Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 45 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 2,9491 2 Vậy: = 3,14 × × (2 × 2,2120 + 0,4961 + 0,7168) = 26,0993 (m2) + α = 9,3 + 0,058 × 47,5 = 12,055 (W/m2.độ) Qg = 12,055 × 26,0993 × (47,5 – 25,9) × 2400 = 1631266,87 (J) = 11486,10343 (kcal). 1146,10343 × 6 24 Qg = = 2871,5258 (kcal/h). Vậy lượng nhiệt sử dụng cho thiết bị đường hóa : Qđh = Q + Qg = 73988,6460 + 2871,5258 = 76860,1719 (kcal/h). Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 46 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Chương VI: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 6.1. Các thiết bị phân xưởng xử lý nguyên liệu 6.1.1. Xilô chứa đại mạch – Kích thước xilô đủ chứa đại mạch trong thời gian 8 tuần. Xilô có dạng thân hình trụ tròn, đáy hình chóp, làm bằng thép, được sơn 1 lớp chống gỉ và 2 lớp sơn màu. + Theo bảng 4.2 thì lượng đại mạch cần chứa trong 1h là 2,3863 (m 3). + Lượng đại mạch cần chứa trong 8 tuần là: 2,3863×24×56 = 3207,1872 (m3) – Chọn xilô chứa với các thông số kỹ thuật sau: [22] Bảng 6.1: Thông số kỹ thuật của xi lô chứa đại mạch Thông số Kích thước Thể tích Đường kính Chiều cao 180m3 4,6m 9,5m Chiều cao 3,7m Chiều cao 6m Chiều dày 4mm Chiều dày 6mm thân đáy chân thân đáy Hình 6.1: Xi lô chứa [22] – Chọn hệ số chứa đầy của xilô là 0,9. 3207,1872 180 × 0,9 – Vậy số xilô cần chọn là: = 19,79745. Chọn 20 xilô. 6.1.2. Thiết bị làm sạch đại mạch – Khối lượng đại mạch cần làm sạch trong 1h là: 1551,0825 (kg/h). – Chọn thiết bị làm sạch với các thông số kỹ thuật sau: [23] Bảng 6.2: Thông số kỹ thuật của thiết bị làm sạch Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Hình 6.2: Thiết bị làm sạch [23] Đồ án tốt nghiệp - 47 - Model Năng suất GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch PCS30 2,5 – 3 (tấn/h) Trọng 335 lượng (kg) Kích thước 1260 (mm) ×1950 Công suất 0,75 (KW) ×1000 1551,0825 2,5 × 1000 – Vậy số thiết bị làm sạch cần chọn là: = 0,6204. Chọn 1 thiết bị. 6.2. Phân xưởng rửa, ngâm và ươm mầm 6.2.1. Bunke chứa nguyên liệu Bunke chứa nguyên liệu trước khi đưa vào rữa có dạng thân hình trụ, đáy hình côn, góc nghiêng α = 600, chế tạo bằng thép không gỉ. Theo bảng 4.2 ta có lượng nguyên liệu để sản xuất trong một ngày là 36853,7198 (kg/ngày). – Ta sử dụng 5 bunke chứa. Vậy lượng nguyên D H1 liệu chứa trong 1 bunke là: 36853,7198 5 60o H2 H =7370,7439 (kg/ngày) m ρϕ – Thể tích của một bunke: Vbunke= + φ: hệ số chứa đầy ; chọn = 0,9. + ρ: Khối lượng riêng của đại mạch; ρ = 650 (kg/m3) Vậy H3 d Hình 6.3: Bunke chứa thể tích 7370,7198 = 12,5996 650 × 0,9 của (m3). – Thể tích phần nón: VN= bunke ( là: V bunke = ) 1 π D 3 − d 3 .tg 60 o 24 Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 48 - ( GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch ) 1 π 33 − 0,5 3 × 3 = 6,09 24 VN= (m3) Do đó: VTr = Vbunke – VN = 12,5996 – 6,09 = 6,5096 (m3). H1= 4.VTr 4 × 6,5096 = = 0,9214 2 π .D 3,14 × 3 2 (m). D−d 3 − 0,5 × tg 60 o = × 3 = 2,17 2 2 H2= (m). – Vậy tổng chiều cao của bunke là: H = H1 + H2 +H3 = 0,9214 + 2,17 + 0,5= 3,591 (m). 6.2.2 Thùng chứa nước Thùng chứa nước dùng để rửa và ngâm đại mạch có dạng thân hình trụ tròn, chế tạo bằng thép không gỉ. Theo bảng 4.2 ta có lượng nước cần chứa trong 1 ngày là: 321,074 (m 3). – Ta sử dụng 8 thùng chứa. Vậy thể tích mỗi thùng chứa là: 321,074 8 = 40,1343 (m3/ngày). + Chọn bán kính thùng chứa là: r = 1,7 (m). V = 40,1343 = 3,14 × 1,7 2 π .r + Chiều cao của thùng chứa là: H = 4,423 (m). – Vậy kích thước của thùng chứa: D = 3,4 (m); H = 4,423 (m). 2 6.2.3. Thiết bị rửa, ngâm đại mạch Thiết bị có dạng thân trụ tròn, đáy hình côn có góc nghiêng ở đáy α = 60 o. Phần đáy có hệ thống ống ruột gà xếp đồng tâm được kết nối với đường ống dẫn khí nén. Ở giữa là đường ống trung tâm, nó cũng được kết nối với đường ống dẫn khí nén. Theo bảng 4.2 thì thể tích của đại mạch sau khi rửa và ngâm là: V = 85,2136 (m3/ngày) Ta sử dụng 5 thùng ngâm và mỗi thiết bị có hệ số chứa đầy là 0,85. Vậy thể tích mỗi thiết bị là: Hình 6.4: Thiết bị rửa, ngâm Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 49 V = 85 ,2136 = 20,0503 5 × 0,85 Chọn D = 3 (m); d = 0,5 (m); H3 = 0,3 (m). VN = Suy ra: ( ) GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch (m3) ( ) 1 1 π D 3 − d 3 .tg 60 o = × π × 33 − 0,53 × 3 24 24 VT = V − V N = 20,0503 − 6,0901 = 13,9602 H1 = Do đó: H2 = 4 × VT 4 × 13,9602 = = 1,9759 2 π ×D 3,14 × 3 2 D−d 3 − 0,5 × tg 60 o = × 3 2 2 = 6,0901 (m3). (m3). (m). = 2,1605 (m). Vậy tổng chiều cao của thiết bị là: H = H1 + H2 + H3= 1,9759 + 2,1605 + 0,3 = 4,4431 (m). Thời gian mỗi lần rửa và ngâm là 48h vì vậy để đảm bảo tính liên tục cho quá trình sản xuất thì số lượng thiết bị rữa và ngâm là 10 thiết bị và 2 thiết bị dự trữ. 6.2.4. Thiết bị ươm mầm Để ươm mầm ta chọn thiết bị ươm mầm trong ngăn thuộc hệ Ostertag, do hãng Seeger chế tạo [3 - Tr 150]. Thiết bị là một catset dài 40 ÷ 50m, rộng 3 ÷ 4m, cao 2,1m. Ở giữa 2 catset có hành lang để công nhân đi lại thao tác, ở đây được đổ bê tông cao cách miệng luống ươm 0,5m. Trong mỗi ngăn ươm có đáy dạng lưới đục lỗ mắt sàng, làm bằng thép không gỉ. Ở phía trên đáy là malt, phía dưới là khoảng không để bố trí hệ thống ống dẫn khí điều hoà. Đáy các ngăn ươm có tráng xi măng với độ nghiêng 3% để thoát ẩm dễ dàng. Mỗi catset ươm được chia làm 7 ngăn ươm, và mỗi ngăn chia làm Hình 6.4: catset ươm mầm Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 50 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 2 vùng bán nhật, nghĩa là mỗi luống có 14 vùng bán nhật và khi hạt đổ vào sẽ đổ vào vùng bán nhật thứ nhất. – Các thông số của catset ươm là: + Chiều cao từ đáy ngăn đến lưới hạt là 0,7 (m). + Sàn lưới làm bằng thép tráng kẽm, dày 3 (mm). + Kích thước lỗ lưới 1,5 × 20 (mm). + Chiều cao tường ở phía trên lưới 1,4 (m). + Chiều ngang của luống là 3,5 (m). – Theo [3 -Tr 152] ta có chiều dày của lớp hạt trong các ngăn từ 0,8 ÷ 1,2m do đó ta có thể chọn chiều dày của lớp hạt trong các ngăn như sau: Bảng 6.3:Chiều dày lớp hạt của các ngăn Số thứ tự ngăn 1 Bề dày lớp malt (m) 0,8 2 3 4 5 6 7 0,85 0,9 0,95 1 1,05 1,1 Tính chiều dài các ngăn: –Thời gian ươm mầm là 7 ÷ 8 ngày đêm. Ta chọn thời gian ươm là 7 ngày đêm. – Giả sử hệ số trương nở của malt trong quá trình ươm là như nhau. – Do đó sau mỗi ngày ươm ta có độ tăng thể tích của hạt ở mỗi ngăn là: Vt = Vu − Vn 7×7 (m3) Trong đó: + Vu: thể tích của hạt sau khi ươm; Vu = 121,9039 m3 (theo bảng 4.1). + Vn: thể tích của hạt sau khi ngâm; Vn.= 85,2136 m3 (theo bảng 4.1). + 7 : thời gian ươm. + 7 :số ngăn của mỗi catset. Vt = Vậy: 121,9039 − 85 ,2136 = 0,7488 7×7 (m3). 85,2136 = 12,1734 7 Thể tích của ngăn đầu chứa được: (m3). Thể tích của một ngăn được xác định sau một ngày ươm là: 12,1734 + n.Vt dn = 15,34 + n.Vt 3,5.m Vậy chiều dài của các ngăn được tính theo công thức: Với : n: Ngăn chứa malt thứ n. m: chiều dày của lớp malt ở ngăn n. 3,5: chiều rộng của catset. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 51 d1 = + Chiều dài của ngăn 1: d2 = + Chiều dài của ngăn 2: + Chiều dài của ngăn 3: + Chiều dài của ngăn 4: d5 = + Chiều dài của ngăn 6: 12,1734 + 1 × 0,7488 = 4,6151 0,8 × 3,5 (m). 12,1734 + 2 × 0,7488 = 4,5953 0,85 × 3,5 12,1734 + 3 × 0,7488 d3 = = 4,5777 0,9 × 3,5 d4 = + Chiều dài của ngăn 5: GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 12,1734 + 4 × 0,7488 = 4,5619 0,95 × 3,5 12,1734 + 5 × 0,1734 = 4,5478 1 × 3,5 12,1734 + 6 × 0,7488 d6 = = 4,5350 1,05 × 3,5 d7 = + Chiều dài của ngăn 7: 12,1734 + 7 × 0,7488 = 4,5234 1,1 × 3,5 (m). (m). (m). (m). (m). (m). Bảng 6.4: Chiều dài các ngăn Số thứ tự 1 ngăn 2 3 4 5 6 7 ∑chiều dài Chiều dài 4,6151 ngăn (m) 4,5953 4,5777 4,561 9 4,547 8 4,535 0 4,5234 31,956 Thời gian ươm mầm là 7 ngày đêm nên để đảm bảo tính liên tục ta chọn 7 catset và chiều dài mỗi ngăn (theo bảng 6.4). 6.2.5. Máy đảo malt Theo bảng 4.1 thì thể tích malt sau khi rữa và ngâm là: 3,5506 (m3/h). Ta chọn thiết bị đảo malt kiểu guồng quay thuộc hệ Ostertag của hãng Seeger [12 – Tr 44]. + Năng suất: 7 (m3/h). + Chiều rộng làm việc: 3 (m). + Chiều cao tối đa cho phép lớp malt là 1000 (m)m + Kích thước thiết bị: 4000 × 3000 × 2000 (mm) + Số lượng: mỗi catset một thiết bị, nên số thiết bị là 7 Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 52 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 6.2.6. Thiết bị chứa formalin Thiết bị chứa formalin có dạng thân trụ D H1 0 tròn, đáy hình côn, gó nghiêng ở đáy α = 45 , làm bằng thép không gỉ. Theo bảng 4.2 thì khối lượng formalin cần 45o H2 H chứa trong một ngày là: 44,2245 (kg/ngày). – Xem khối lượng riêng của formalin 40% H3 thể tích gần bằng khối lượng riêng của nước. Do đó thể tích của formalin 40% là: V = 44,2245 + 44,2245 × (100 − 40) = 110,5613 40 d Hình 6.5: thiết bị chứa formalin formalin (lít). – Thiết bị chứa formalin dược sử dụng trong 7 ngày và hệ số chứa đầy là 0,85. Do đó thể tích của thiết bị là: V = 110,5613 × 7 = 910,5048 0,85 (lít) = 0,9105(m3). – Chọn D = 0,8 (m); d = 0,2 (m); H3 = 0,2 (m). Thể tích phần nón: ( VN= ) ( ) 1 1 × π × D 3 − d 3 × tg 45° = × 3,14 × 0,8 3 − 0,2 3 × 1 = 0,0659 24 24 Suy ra: VT = V − V N = H1 = Do đó: H2 = (m3). 0,9105 – 0,0659 = 0,8446 (m3). 4 × VT 4 × 0,8446 = = 1,6811 2 π ×D 3,14 × 0,8 2 D−d 0,8 − 0,2 × tg 45o = ×1 2 2 (m). = 0,3 (m). Vậy tổng chiều cao của thiết bị là: H = H1 + H2 + H3= 1,6811 + 0,3 + 0,2= 2,1811 (m). – Số lượng: 1 thiết bị 6.2.7. Máy nén khí Theo bảng 4.2 thì lượng khí nén cần cung cấp trong một ngày là: 1105,6116 (m3/ngày) = 1041,6667 (lít/phút) – Thời gian ươm mầm là 7 ngày nên lượng khí nén cần dùng là: Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 53 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 1105,6116 × 7 = 7739,2812 (m3). – Chọn máy nén khí với các thông số kỹ thuật sau: [25] Bảng 6.5: Thông số kỹ thuật máy nén khí Model PK 72250 Lưu lượng (lít/phút) 18 Công suất (KW) 2 Áp lực (kg/cm2) n= 11 10, 8 Hình 6.6: Thiết bị nén khí [25] 1041,6667 = 0,9317 1118 – Số máy nén khí cần chọn là: máy. Chọn 1 máy. 6.2.8. Máy điều hòa không khí Theo bảng 4.2 thì lượng không khí điều hòa cần thiết trong một ngày là: 1500,1399 (m3/ngày). – Thời gian ươm mầm là 7 ngày nên lượng không khí điều hòa cần dùng là: 1500,1399 × 7 =10500,9793 (m3). – Chọn máy điều hòa không khí với các thông số kỉ thuật sau: + Công suất: 3 (KW). + Kích thước: 1,25 × 4 × 1,75 (mm). – Số lượng: chọn 2 máy. 6.3. Phân xưởng sản xuất canh trường 6.3.1. Nồi đường hóa 1. Ống thoát hơi nước 2. Cửa quan sát 3. Nắp 4. Thân 5. Đáy 6. Cánh khuấy 7. Ống tháo dịch đường 8. Ống tháo nước ngưng 9. Ống – Theo bảngcấp 4.3hơi thì:đốt Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày Hình 3.7: Thiết bị đường hóa SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 54 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch + Khối lượng malt đường hóa trong một ngày là: 4588,1467 (kg/ngày). + Khối lượng ngô cần nấu trong một ngày là: 6822,2199 (kg/ngày). + Khối lượng malt lót nấu trong một ngày là: 344,105 (kg/ngày). – Ta có: + ρgạo = 767 (kg/m3) [3- tr 96]. + ρmalt = 560 (kg/m3) [3- tr 96]. Vmalt = Suy ra: - Thể tích malt chiếm: Vngô = - Thể tích ngô chiếm: 4588,1467 = 8,1931 560 6822 ,2199 = 8,8947 767 Vmalt = - Thể tích malt lót chiếm: (m3). (m3). 344,105 = 0,6145 560 – Ta có tỉ lệ như sau: Ngô : nước = 1 : 5 ; (m3). Malt : nước = 1: 4 Như vậy lượng nước dùng để nấu 1 ngày là: Vnước = (8,8947 × 5) + (8,1931 × 4) = 77,2470 (m3). Vậy thể tích nguyên liệu dùng cho 1 ngày nấu là: V = Vnước + Vmalt + Vngô + Vmalt lót V = 77,2470 + 8,1931 + 8,8947 + 0,6145 = 4,9493 (m3). Vì thể tích nguyên liệu dùng cho nấu một ngày quá lớn, do đó nếu chỉ nấu một lần kích thước thiết bị sẽ rất lớn. Do đó ta có thể chia lượng nguyên liệu ra làm nhiều mẻ nấu. Sao cho: n ∑T i =1 i < 24 × 60 = 1440 (phút) Với i: là số mẻ nấu Theo 3.2.6.2 ta có thời gian nấu của một mẻ là: 125 (phút). n< – Số mẻ có thể nấu trong một ngày: 1440 125 → n < 11,52 V= – Thể tích nguyên liệu cho một mẻ nấu: mẻ. Chọn n = 8 mẻ V KN 94,9493 = = 11,8687 8 8 (m3). Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 55 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 11,8687 = 16,9552 0,7 (m3). – Chọn hệ số chứa đầy của thiết bị là 0,7 nên Vtb= – Tính kích thước thiết bị: Chọn: h1 =3/4D, h2 = D/6. Thể tích nồi nấu gồm thể tích hình trụ và thể tích đáy (bỏ qua phần nắp). πD 2 πD 2 3 3πD 3 VT = × h1 = 4 + Thể tích hình trụ: 4 × 4 D= 1 D 3D 2 D 2 7πD 3 = V Đ = π + 6 6 4 36 324 V N = VT + VD = + Thể tích nồi nấu: + Đường kính ống thoát hơi (d ): πD 2 S bh = 4 Ta có: Chọn: (m3). 3D 2 1 2 VĐ = πh2 + h2 6 4 + Thể tích đáy: S th = 16 (m3). 3πD 3 7πD 3 1084 271 + = πD 3 = πD 3 16 324 5184 1296 S th = , πd 2 4 1 πd 1 πD 2 1 S bh ⇔ = ⇒d =D 40 4 40 4 40 ⇒D=3 2 1296V N 1296 × 16,552 =3 = 2,9557 271π 271 × 3,14 Từ (*) (m). h1 = + Chiều cao thân nồi: h2 = + Chiều cao đáy nồi: 3D 3 = × 2,9557 = 2,2168 4 4 D 2,9557 = = 0,4926 6 6 d=D + Đường kính ống thoát hơi: DCK = + Đường kính cánh khuấy: (m). (m). 1 1 = 2,9557 = 0,4673 40 40 3 3 D = × 2,9557 = 2,2168 4 4 (m). (m). Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT (m3) (*) Đồ án tốt nghiệp - 56 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch + Chiều cao nắp nồi: 2,9494 − 0,4673 D−d o h3 = × tg 30 o = 0,7183 × tg 30 = 2 2 (m). + Chiều cao toàn bộ nồi: H = h1+h2+h3=2,2168+0,4926+0,7183=3,4277 (m). 16,3 – Công suất động cơ: N= 9kW). – Tốc độ quay: 30 (vòng/phút). – Các thông số kĩ thuật khác: – Nắp nồi làm bằng thép không gỉ dày: 4 (mm). – Ðáy hai vỏ: + Vỏ trong dày + Vỏ ngoài dày + Khe hở giữa hai lớp vỏ – Chiều dày lớp bảo ôn : 4 (mm). : 3 9mm). : 50 (mm). : 50 (mm). – Cửa tiếp liệu có kích thước : 600 400 (mm). × × – Cửa quan sát có kích thước : 600 300 (mm). – Ðường kính ống dẫn nước vào : 50 (mm). – Đường kính ống dẫn hơi đốt : 100 (mm). – Đường kính ống tháo nước ngưng : 50 (mm). 6.3.2. Nồi nấu ngô – Theo bảng 4.3 thì + Khối lượng ngô cần nấu trong một ngày là: 6822,2199 (kg/ngày). + Khối lượng malt lót nấu trong một ngày là: 344,105 (kg/ngày). – Ta có: + ρngô = 767 (kg/m3) [3 - tr 96] + ρmalt = 560 (kg/m3) [3- tr 96] Vngô = Vậy: - Thể tích ngô chiếm: 6822 ,2199 = 8,8947 767 Vmalt = - Thể tích malt lót chiếm: (m3). 344,105 = 0,6145 560 (m3). – Ta có tỉ lệ Ngô : nước = 1 kg : 5 lít. Như vậy lượng nước dùng để nấu 1 ngày là: Vnước = 8,8947 × 5 =44,4735 (m3) Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 57 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Vậy thể tích nguyên liệu dùng cho 1 ngày nấu là: V = Vnước + Vngô + Vmalt lót V = 44,4735 + 8,8947 + 0,6145 = 53,9827 (m3). Vì thể tích nguyên liệu dùng cho nấu một ngày quá lớn, do đó nếu chỉ nấu một lần kích thước thiết bị sẽ rất lớn. Do đó ta có thể chia lượng nguyên liệu ra làm nhiều mẻ nấu. Chọn 8 mẻ. V = Vậy thể tích của mỗi mẻ là: 53,9827 = 6,7478 8 (m3). 6,7478 = 9,641 0,7 (m3). – Chọn hệ số chứa đầy của thiết bị là 0,7 nên: Vtb= – Tính kích thước thiết bị (tính tương tự như nồi đường hóa). D=3 1296V N 1296 × 9,641 =3 = 2,4486 271π 271 × 3,14 + Đường kính thiết bị: h1 = + Chiều cao thân nồi: h2 = + Chiều cao đáy nồi: (m). 3D 3 = × 2,4486 = 1,8365 4 4 D 2,4486 = = 0,4081 6 6 d=D + Đường kính ống thoát hơi: DCK + Đường kính cánh khuấy: (m) (m). 1 1 = 2,4486 = 0,3872 40 40 3 3 = D = × 2,4486 = 1,8365 4 4 (m). (m). + Chiều cao nắp nồi: 2,4486 − 0,3872 D−d o h3 = × tg 30 o = 0,5951 × tg 30 = 2 2 (m). + Chiều cao toàn bộ nồi: H = h1+h2+h3=1,8365+0,4081+0,5951=2,8397 (m) – Các thông số kỉ thuật khác giống nồi đường hóa. 6.3.3. Thiết bị lọc Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 58 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Sau khi nấu và đường hóa mỗi mẻ xong sẻ đưa đi lọc. Thể tích của mỗi mẻ đưa đi lọc bằng thể tích của khối cháo sau khi nấu và đường hóa xong. Theo 6.3.1 thì thể tích đưa đi lọc mỗi mẻ (3h) là: 11,7917 (m3). – Chọn thiết bị lọc khung bản với các thông số kỹ thuật sau: [17] Bảng 6.6: Thông số kỹ thuật thiết bị lọc khung bản Năng suất (m3/h) Số tấm bản Diện tích lọc (m2) Kích thước tấm lọc 4 10 0,7 Công suất (KW) Áp lực (MPa) 1,1 0,15 – 0,3 700 × 380 × 400 × 300 (mm) Kích thước (mm) n= – Số thiết bị cần chọn: 650 11,7917 = 2,9479 4 . Chọn 3 thiết bị. 6.3.4. Thiết bị làm nguội sau lọc Theo bảng 4.3 thì lượng dịch đường của mỗi mẻ sau khi lọc là: 95,3395 = 11,9174 8 (m3). – Theo yêu cầu công nghệ ở mục 3.2.6.4 thời gian làm nguội không quá 1 giờ. Chọn: 45 phút. – Vậy năng suất cần làm việc của thiết bị là: N tb = 11,9174 × 60 = 15,8899 45 (m3/h). Chọn thiết bị làm nguội kiểu bản nmỏng có các thông số kỉ thuật sau: [12 – tr 159] Bảng 6.7: Thông số kỹ thuật thiết bị làm nguội bản mỏng Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 59 - Model Năng suất (m3/h) Công suất (KW) Nhiệt độ đầu của sản phẩm (0C) Nhiệt độ của nước làm 0 lạnh ( C) Số bản làm nguội Bề mặt làm nguội (m2) Vận tốc của sản phẩm (m/s) Áp suất làm việc (kg/cm2) Kích thước (mm) Khối lượng (kg) n= GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch YIIL-Y5 5 4,5 30 2 25 6 0,43 2 1970 × 700 × 1525 800 N tb 15,8899 = = 3,1779 N 5 . Chọn 4 thiết bị. 6.3.5. Thiết bị lên men Thiết bị lên men được chế tạo bằng thép không gỉ, thân hình trụ, đáy và nắp hình chỏm cầu. 3 *) Cấu tạo: h2 5 1- Cửa vệ sinh 7 2- Cuống để lấy áp kế 6 3- Cuống van an toàn 2 h1 H 4- Van nạp và xả canh trường 1 5- Áo lạnh 6- Ðường cấp lạnh D 7- Ðường chất lạnh ra h2 *) Tính toán thiết bị: Gọi: D : đường kính của thùng (m). 4 h1 : chiều cao thân hình trụ (m). h2 : chiều cao đáy và nắp hình chỏm Hình 6.8: Thiết bị lên men cầu (m). + Thể tích hình học thiết bị: Vtb = Vtr + 2Vcc πD 2 h1 + Thể tích phần hình trụ: Vtr = 4 (m3) Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 60 - + Thể tích phần chỏm cầu: Vcc = Chọn tỉ lệ: GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch π 2 3D 2 h2 h2 + 6 4 ( = πh2 4h2 + 3D 2 24 2 ) (m3). h1 D = 1,5 h2 = D 6 Vcc = Suy ra: ; π 2 3D 2 π D D 2 3D 2 7πD 3 = = h2 h2 + + 6 4 6 6 6 2 4 324 Vtb = 0,375πD 3 + 2 × 7πD 3 1355πD 3 = 324 3240 Từ đó: (**) Thể tích thiết bị lên men gồm thể tích dịch cần lên men và thể tích men giống. Chọn thiết bị lên men chứa dịch lên men cho 1 mẻ. – Theo bảng 4.3 thì lượng dịch đường lên men trong một ngày: 94,8816 (m 3). 94,8816 = 11,8602 8 – Nên lượng dịch đường lên men trong mỗi mẻ là: + Lượng men giống bổ sung vào có tỉ lệ 3% so với dịch lên men. 11,8602 × (m3). 3 = 0,3558 100 Vậy lượng men giống dùng cho mỗi mẻ là : (m3). Tổng lượng dịch lên men trong 1 mẻ là: V = 11,8602+0,3558=12,216 (m3). Chọn hệ số chứa đầy của thiết bị là: ϕ = 0,8. Vtb = 12,216 = 15,27 0,8 (m3). Thể tích của thiết bị: Từ (**) ta có: 1355πD 3 Vtb = = 3240 D=3 15,28 Suy ra: 3240Vtb 3240 × 15,28 =3 = 2,2660 1355π 1355 × 3,14 + Đường kính thiết bị: (m). + Chiều cao nắp hoặc đáy thiết bị: h2 = + Chiều cao thân hình trụ: h1 = 1,5 D = 1,5 × 2,2660 = 3,399 D 2,2660 = = 0,3777 6 6 (m). (m). × Vậy chiều cao toàn bộ thiết bị: H = h1+2h2 =3,399 + (2 0,3777)=4,1544 (m). – Số lượng tank lên men: Theo mục 3.2.6.6 thời gian lên men là 4 ngày và mỗi ngày lên men 8 mẻ. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 61 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Vậy số tank lên men là: n = 8 × 4 = 32 (tank). 6.3.6. Thiết bị làm nguội sau lên men Theo bảng 4.3 thì lượng canh trường sau lên men là: 93,3395 (m3/ngày). – Lượng canh trường đưa đi làm nguội mỗi mẻ là: 93,3395 = 11,6674 8 (m3). – Theo công nghệ thời gian làm nguội không quá 1 giờ. Nên chọn 45 phút. N tb = – Vậy năng suất của thiết bị là: 11,6674 × 60 = 15,5565 45 (m3/h). – Chọn thiết bị làm nguội sau khi lên men có các thông số kỉ thuật giống thiết bị làm nguội sau lọc. n= – Số thiết bị cần chọn: 15,5565 = 3,1113 5 . Chọn 4 thiết bị. 6.3.7. Thiết bị nuôi cấy vi khuẩn lactic Là thiết bị dạng hình trụ tròn, đáy hình côn, nắp chỏm cầu, chế tạo bằng thép không gỉ. – Chọn: H = 3/2D, h1 = 1/6D, h2 = π – Thể tích nắp: VN = – Thể tích phần hình trụ: VT = D−d × tg 450 2 3D 2 × h1 × h1 + 6 4 2 πD 2 H 3 3 = πD 4 8 7πD 3 = 324 h1 (m). – Thể tích đáy: VD = (m). D D2 d 2 d × D 1 π × h2 + + 3 4 2 × 2 4 ( = 1 π × tg 450 D 3 − d 3 24 H ) d h2 (m). Hình 6.9: Thiết bị nuôi vi khuẩn lactic Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 62 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch – Lượng vi khuẩn giống sử dụng chiếm 3% so với lượng dịch đưa đi lên men. Vậy thể tích vi khuẩn giống cần dùng trong một ngày là: V = 94,8816 × 3 = 100 2,8464 (m3)= 2846,4 (lít) – Nuôi cấy vi khuẩn trải qua 2 giai đoạn: + Nuôi cấy trong phòng thí nghiệm đến 10 (lít). + Nuôi cấy trong sản xuất . – Quá trình nuôi cấy trong sản xuất chia thành 3 cấp. + Cấp 1: Từ 10 lít đến 70 (lít). + Cấp 2: Từ 70 lít đến 500 (lít). + Cấp 3: Từ 500 lít đến 3750 (lít). 6.3.7.1. Nuôi cấy cấp 1 – Chọn thiết bị nuôi cấy có thể chứa được 70 (lít), có hệ số chứa đầy của thiết bị là ϕ = 0,7 VTB = 70 = 100 0,7 (lít) = 0,10 (m3). – Thể tích thiết bị là: 257πD 3 1 + π × tg 450 D 3 − d 3 = 0,10(*) 648 24 ( VTB = V N + VT + V D ) Ta có: = Chọn đường kính ống tháo : d = 0,01 (m). Từ (*) suy ra: D = 0,4173 (m). +H= + h1 = 3 × D 3 × 0,4173 = = 0,6259 2 2 D 0,4173 = = 0,0696 6 6 (m). (m). D−d 0,4173 − 0,01 × tg 450 = × tg 450 = 0,3537 2 2 + h2 = (m). – Vậy tổng chiều cao của thiết bị: Htb = h1 + H + h2 = 0,0696 + 0,6259 + 0,3537 = 1,0496 (m). – Số lượng thiết bị: 2 thiết bị. 6.3.7.2. Nuôi cấy cấp 2 – Chọn thiết bị nuôi cấy có thể chứa được 500 (lít). – Chọn hệ số chứa đầy của thùng là ϕ = 0,5. 500 = 1000 0,5 Thể tích thiết bị là :VTB = (lít) = 1 (m3). Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp Ta có: - 63 - VTB = V N + VT + V D GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 257πD 3 1 + π × tg 450 D 3 − d 3 = 1(**) 648 24 ( = ) Chọn đường kính ống tháo : d = 0,015 m Từ (**) suy ra: D = 0,8990 (m) +H= + h1 = 3 × D 3 × 0,8990 = = 1,3485 2 2 D 0,8990 = = 0,1498 6 6 (m) (m) D−d 0,8990 − 0,015 × tg 450 = × tg 450 = 0,442 2 2 + h2 = (m) – Vậy tổng chiều cao của thiết bị: Htb = h1 + H + h2 = 0,1498 + 1,3485 + 0,442 = 1,9403 (m). – Số lượng thiết bị: 2 thiết bị. 6.3.7.3. Nuôi cấy cấp 3 Chọn thiết bị nuôi cấy có thể chứa được 3750 (lít0 và hệ số chứa đầy của thùng là ϕ = 0,5. 3750 = 7500 0,5 lít = 7,5 (m3) Thể tích thiết bị là :VTB = Ta có: VTB = V N + VT + V D 257πD 3 1 + π × tg 450 D 3 − d 3 = 1(* * *) 648 24 ( = ) Chọn đường kính ống tháo : d = 0,02 (m). Từ (***) suy ra: +H= + h1 = D = 1,7598 (m). 3 × D 3 × 1,7598 = = 2,6397 2 2 D 1,7598 = = 0,2933 6 6 (m). (m). D−d 1,7598 − 0,02 × tg 450 = × tg 450 = 0,8699 2 2 + h2 = – Vậy tổng chiều cao của thiết bị: (m). Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 64 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Htb = h1 + H + h2 = 0,2933 + 2,6397 + 0,8699 = 3,8029 (m). – Số lượng thiết bị: 2 thiết bị. 6.3.8. Thiết bị ngâm malt với canh trường lactic Theo bảng 4.2 thì thể tích của malt sau khi ươm mầm là: 121,9039 (m3/ngày). Theo bảng 4.3 thì lượng canh trường là: 89,2977 (m3/ngày). – Chọn thiết bị ngâm malt với canh trường làm bằng thép không gỉ, hình trụ tròn, đáy hình côn, góc nghiêng ở đáy α = 600. – Chọn 10 thiết bị ngâm có hệ số chứa đầy là 0,85. V = 121,9039 + 89 ,2977 = 24,8472 10 × 0,85 Vậy thể tích của thiết bị là: Chọn D = 3,5 m; d = 0,5m; H3 = 0,3m. VN = Suy ra: ( ) ( ) 1 1 π D 3 − d 3 .tg 60 o = × π × 3,5 3 − 0,5 3 × 3 24 24 VT = V − V N = 24,8472 − 9,6876 = 15,1596 H1 = Do đó: H2 = 4 × VT 4 × 15,1596 = = 1,5765 2 π ×D 3,14 × 3,5 2 D−d 3,5 − 0,5 × tg 60 o = × 3 2 2 (m). = 9,6876 (m3). (m3). (m). = 2,5980 (m). Vậy tổng chiều cao của thiết bị là: H = H1 + H2 + H3= 1,5765 + 2,5980 + 0,3 = 4,4745 (m) 6.4. Phân xưởng sấy malt 6.4.1. Thiết bị sấy thùng quay 6.4.1.1. Cấu tạo thiết bị sấy thùng quay a) Lò đốt Lò đốt tạo nhiệt cung cấp khí nóng cho thiết bị sấy, khí nóng qua dàn trao đổi nhiệt rồi được quạt hút đưa vào thùng sấy. Ở đây, ta chọn phương pháp sấy trực tiếp theo phương thức kết hợp giữa sấy cùng chiều và sấy ngược chiều. Ta dùng nhiên liệu là dầu FO để đốt. Nhiệt được truyền qua bộ trao đổi nhiệt trước khi quạt hút vào bộ phận thùng sấy. Có dàn trao đổi nhiệt Calorife. b) Quạt hút khí nóng Đây là bộ phận đóng vai trò hút không nóng từ lò đốt để cấp nhiệt cho thùng sấy trong quá trình sấy. c) Thùng sấy hạt Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 65 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Quá trình sấy sẽ được thực hiện tại đây, không khí nóng sẽ được chuyển vào tâm thùng sấy kết hợp với quá trình đảo hạt nhờ tác dụng của cánh đảo và cánh đẩy làm cho độ ẩm của malt giảm dần. d) Gàu tải nạp liệu e) Buồng chứa nạp liệu trước khi sấy f) Máng tháo hạt ra ngoài sau khi sấy 6.4.1.2. Nguyên tắc hoạt động Thùng sấy hạt được vận hành nhờ bộ phận truyền động giảm tốc. Ống dẫn khí nóng được dẫn vào tâm thùng sấy nhờ một trục rỗng lắp trên gối đỡ thùng sấy có kết cấu hở. Bên trong thùng sấy, nhờ vào kết cấu các cánh đẩy và cánh đảo malt được đảo liên tục trong quá trình sấy và quá trình giảm ẩm xảy ra liên tục và đều trên toàn bộ bề mặt của hạt cũng như toàn bộ khối hạt. 6.4.1.3. Đặc điểm của thiết bị sấy thùng quay – Sấy malt và các loại nông sản khác sau khi làm ráo nước và sấy sơ bộ. – Nhiệt độ sấy có thể điều chỉnh từ 40 ÷ 70oC. – Thời gian sấy tùy thuộc lượng nạp và độ ẩm của vật liệu sấy. – Chuyển động quay của thùng không làm hỏng malt. – Có thể thay thế nhiên liệu đốt bằng than đá, dầu, vỏ trấu. 6.4.1.3. Tính thiết bị sấy thùng quay Do quá trình sấy malt trải qua 3 giai đoạn và giai đoạn đầu sấy theo phương thức cùng chiều, còn hai giai đoạn sau sấy theo phương thức ngược chiều. Ứng với giai đoạn đầu có hai thiết bị sấy thùng quay và hai giai đoạn sau cũng có hai thiết bị sấy thùng quay. Các thiết bị được bố trí nối tiếp nhau. – Theo bảng 4.2 thì lượng malt sau khi ngâm canh trường lactic là: 2164,9591 (kg/h). – Theo mục 3.2.8 thì độ ẩm của nguyên liệu vào, ra khỏi thiết bị sấy được thể hiện ở bảng sau: Bảng 6.8: Tổng kết độ ẩm của vật liệu qua mỗi giai đoạn sấy Thiết bị sấy Thùng 1 Thùng 2 Thùng 3 Thùng 4 Wvào (%) Wra (%) Wtb (%) 43 25 10 5 25 10 5 3,5 34 17,5 7,5 4,25 Khối lượng riêng trung bình của khối hạt: ρ = 650 (kg/m3). Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 66 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch + Tỷ lệ chiều dài và đường kính: L/D = 3,5 : 7 [8 - Tr 207]. Ở đây ta chọn L/D = 4. + Vận tốc không khí đi trong thùng: v = 2 - 3 (m/s) [8 - tr 121]. Chọn v = 2. + Hệ số điền đầy có thể lấy trên dưới 30 % [8 - Tr 207]. Ở đây chọn ß = 0,4 + Lượng ẩm bốc hơi trong thùng sấy: G× wvào − wra 100 − wra Áp dụng công thức tính lượng ẩm bốc hơi: W = – Lượng nguyên liệu sau bốc hơi: M = G – W Trong đó: M: lượng nguyên liệu sau bốc hơi (kg/h). G: Lượng nguyên trước liệu khi vào thùng sấy (kg/h). W: lượng ẩm bốc hơi ở mỗi thùng sấy (kg/h). – Thời gian sấy: Để đảm bảo hoạt tính của enzyme trong quá trình sấy không bị phá hủy, ta chọn thời gian sấy của toàn bộ quá trình sấy là 10h. Trong đó, ở thùng 1 sấy 2h, thùng 2 sấy 3h, thùng 3 sấy 3h, thùng 4 sấy 2h. Sau khi tính toán ta được các thông số thể hiện ở bảng sau: Bảng 6.9: Tổng kết thông số của vật liệu qua mỗi giai đoạn sấy Thiết bị sấy W (kg/h) Thùng 1 519,590 Thùng 274,228 180 3 1298,62 180 3 1278,44 120 2 19 72,1459 3 60 Thùng 4 1370,77 87 1 Thùng Giờ 2 (kg/h) 4 2 1645,36 Thời gian sấy Phút 120 M 20,1859 01 b) Tính kích thước thùng sấy G ×τ ρ×β – Thể tích thùng sấy: V= Trong đó: G: Lượng nguyên liệu vào thùng sấy (kg/h). τ : Thời gian sấy (h). – Cường độ bốc hơi trong thùng: A = W V (kg ẩm/m3h). Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 67 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch π × 3,5 × ( D) 3 4 – Đường kính của thùng: V = – Chiều dài thùng: L = 4D (m). – Nhiệt độ sấy cho phép thùng: th =2,218 - 4,343ln(τ) + 3 Suy ra: 4 ×V 3,5 × π D= (m). 23,5 0,37 + 0,63 × wtb m.k .L τ .D.tgα – Số vòng quay của thùng: n = (vòng/phút) Trong đó: L: Chiều dài cánh đảo trộn trong thùng sấy (m). D: Đường kính thùng quay (m). m, k là các hệ số, chọn m = 0,75 và k = 2 [7 - tr 122] α : Góc nghiêng thùng quay α = 2,50 [7 - tr 122] – Công suất cần thiết để quay thùng: N = 0,13.10-2.D3.L.a.n.ρ (kW). Trong đó: n: Số vòng quay (vòng/phút). a: Hệ số phụ thuộc vào dạng cánh, ở đây ta chọn loại cánh nâng nên a = 0,041 [7 - tr 123] D, L: Đường kính và chiều dài thùng quay. ρ: Khối lượng riêng xốp trung bình của vật liệu ρ= 650 (kg/m3. – Công suất thực tế để quay thùng: N’ = k.N Với: k là hệ số mở máy. Chọn k = 1,3 Sau khi tính toán ta thu được bảng tổng kết sau: Bảng 6.10: Tổng kết thông số thiết bị sấy T V A hiết bị (m ) (kgẩm/m3h) (m) T 1 13,1 hùng 1 6,66 9 ,82 T 1 14,4 hùng 2 8,99 4 ,90 T 1 4,56 hùng 3 5,82 ,79 T 9 2,02 hùng 4 ,99 ,54 6.4.1.4. Tính và chọn calorife Xem phụ lục 1. D 3 L (m) 1 t h 0 ( C) 7 ,28 1 7 1 4 7 6 ,16 ,275 ,37 1 1 ,404 0 ,89 Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT 1 ,781 ,08 1 ,15 2 1 0 3 6,06 ,75 ,76 (kW) 1 0 2 N ’ (kW) ,76 5,34 N 1 ,15 6,38 ,16 1 (v/ph) 3 9,43 ,6 n 1 ,157 Đồ án tốt nghiệp - 68 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 6.4.1.5. Tính và chọn quạt Xem phụ lục 2. . 6.4.1.6. Chọn cyclon Xem phụ lục 3. 6.4.2. Thiết bị tách mầm, rễ Theo bảng 4.2 thì lượng malt cần tách mầm, rễ trong một ngày là: 30476,1910 (kg/ngày). – Chọn năng suất thiết bị là: 16000 (kg/ngày). – Chọn 2 thiết bị. + Tang quay đột lỗ mắt sàng với kích thước lỗ: dài × rộng = 25 × 1,5 (mm). + Công suất động cơ: 1,25KW. + Kích thước thiết bị: 3000 × 2000 × 2400 (mm) 6.4.3. Thùng chứa mầm, rễ malt Thùng chứa mầm, rễ có dạng hình chữ nhật, được chế tạo từ thép không gĩ. Theo bảng 4.2 thì thể tích mầm, rễ cần chứa là: 1,0990 (m3/ngày). – Chọn: + Chiều dài thùng: L = 1,5 (m) + Chiều rộng thùng: W = 1,5 (m) + Hệ số chứa đầy: 0,8 1,0990 = 0,62 1,5 × 1,5 × 0,8 + Chiều cao thùng: H = (m) – Số lượng: 1 thùng 6.4.4. Xilô chứa malt thành phẩm Theo bảng 4.1 thì thể tích malt cần chứa là: Hình 6.10: Thùng chứa mầm, rễ malt 54,5472 (m3/ngày) – Lượng đại mạch cần chứa trong 4 tuần là: 54,5472×28 = 1527,3216 (m3) – Chọn xilô chứa malt thành phẩm giống xilô chứa đại mạch (mục 6.1.1) – Chọn hệ số chứa đầy của xilô là 0,9. 1527,3216 180 × 0,9 – Vậy số xilô cần chọn là: = 9,4279. Chọn 10 xilô. 6.5. Chọn bơm 6.5.1. Bơm hỗn hợp từ nồi nấu sang nồi đường hóa Theo mục 6.3.2 thì thể tích của hỗn hợp ngô và các thành phần khác sau khi nấu là: 6,6710 (m3/mẻ). + Chọn bơm với các thông số kỹ thuật sau: [26] Bảng 6.8: Thông số kỹ thuật của bơm Model 40CQG- Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Hình 6.11: Bơm [26] Đồ án tốt nghiệp - 69 - 32-132 Công suất (KW) 2,2 Năng suất (lít/phút) 180 Kích thước (mm) 580 350 × 318 Số vòng 2800 quay(vòng/phút) Kích thước ống hút 40 (mm) Kích thước ống 32 đẩy (mm) Chiều cao cột áp 20 (m) + Số bơm cần chọn: GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch × 6,6710 × 1000 = 0,6177 180 × 60 . Chọn 1 bơm 6.5.2. Bơm dịch đường hóa đi lọc – Theo mục 6.3.1 thì thể tích dịch đường sau khi đường hóa là: 11,7917 (m /mẻ). 3 + Chọn bơm với các thông số kỹ thuật sau: [26] Bảng 6.9: Thông số kỹ thuật của bơm Model 40CQG32-160 Công suất (KW) 4 Năng suất (lít/phút) 200 Kích thước (mm) 580 × 350 × 318 Số vòng 2800 quay(vòng/phút) Kích thước ống hút 40 (mm) Kích thước ống đẩy 32 (mm) Chiều cao cột áp 40 Hình 6.12: Bơm [26] Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 70 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch (m) 11,7917 × 1000 = 0,9826 200 × 60 + Số bơm cần chọn: . Chọn 1 bơm. 6.5.3. Bơm dịch đường sau lọc đi làm nguội – Theo bảng 4.2 thì lượng dịch đường của mỗi mẻ sau khi lọc là: 95,3395 = 11,9174 8 (m3/mẻ) – Chọn bơm có thông số kỉ thuật giống bơm dịch đường đưa đi lọc (theo mục 6.5.2). 6.5.4. Bơm dịch đường sau làm nguội đi lên men Theo mục 6.3.5 thì thể tích dịch đường đưa đi lên men là: 12,216 (m 3/mẻ). + Chọn bơm với các thông số kỹ thuật sau: [26] Bảng 6.10: Thông số kỹ thuật của bơm Model 50CQG40-145 Công suất (KW) 4 Năng suất (lít/phút) 240 Kích thước (mm) 580 × 350 × 318 Số vòng 2800 quay(vòng/phút) Kích thước ống hút 50 (mm) Kích thước ống đẩy 40 (mm) Chiều cao cột áp 25 (m) + Số bơm cần chọn: 12,216 × 1000 = 0,8483 240 × 60 Hình 6.13: Bơm [26] . Chọn 1 bơm. 6.5.5. Bơm canh trường sau lên men đi làm nguội Theo bảng 4.3 thì lượng canh trường sau lên men là: 93,3395 (m3/ngày). – Lượng canh trường đưa đi làm nguội mỗi mẻ là: 93,3395 = 11,6674 8 (m3). Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 71 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch – Chọn bơm có thông số kỹ thuật giống bơm dịch đường đưa đi lọc (theo mục 6.5.2). 6.5.6. Bơm giống sang thiết bị lên men Theo mục 6.3.5 thì lượng men giống sử dụng cho mỗi mẻ là: 0,3558 (m 3). + Chọn bơm với các thông số kỹ thuật sau: [26] Bảng 6.11: Thông số kỹ thuật của bơm Model 20CQG15-110 Công suất (KW) 0,37 Năng suất (lít/phút) 50 Kích thước (mm) 580 × 350 × 318 Số vòng 2800 quay(vòng/phút) Kích thước ống hút 20 (mm) Kích thước ống đẩy 15 (mm) Chiều cao cột áp 12 (m) Hình 6.14: Bơm [26] 0,3558 × 1000 = 0,1186 50 × 60 + Số bơm cần chọn: n = . Chọn 1 bơm. 6.5.7. Bơm nước sang thiết bị rữa, ngâm đại mạch Theo bảng 4.2 thì lượng nước sử dụng trong 1h là: 13,3780 (m3/h). Chọn bơm có các thông số kỉ thuật going bơm dịch đường đi lên men. 13,3780 × 1000 = 0,9290 240 × 60 Số bơm cần chọn: n= . Chọn 1 bơm. 6.6. Chọn gàu tải, băng tải, vít tải 6.6.1. Chọn gàu tải 6.6.1.1. Gàu tải vận chuyển đại mạch lên xilô chứa (G1) – Chọn gàu tải có kích thước: 1500 × 500 × 16400 (mm). – Số lượng: 1 cái. 6.6.1.2. Gàu tải vận chuyển đại mạch lên thiết bị làm sạch (G2) – Chọn gàu tải có kích thước: 1500 × 500 × 24500 (mm). – Số lượng: 1 cái. 6.6.1.3. Gàu tải vận chuyển đại mạch từ vít tải lên bunke chứa (G 3) – Chọn gàu tải có kích thước: 1500 × 500 × 13880 (mm). – Số lượng: 1 cái. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 72 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 6.6.1.4. Gàu tải vận chuyển malt tươi từ thiết bị ươm mầm lên thiết bị ngâm malt với canh trường lactic (G4) – Chọn gàu tải có kích thước: 1500 × 500 × 6475 (mm). – Số lượng: 1 cái. 6.6.1.5. Gàu tải vận chuyển malt proteolin tươi lên thiết bị sấy (G5) – Chọn gàu tải có kích thước: 1500 × 500 × 6552 (mm). – Số lượng: 1 cái. 6.6.1.6. Gàu tải vận chuyển malt proteolin thành phẩm lên xilô chứa (G 6) – Chọn gàu tải có kích thước: 1500 × 500 × 16400 (mm). – Số lượng: 1 cái. 6.6.2. Chọn băng tải – Chọn băng tải làm nguội sau khi ra khỏi máy sấy có kích thước: 8000 × 1000 (mm). – Số lượng: 1 cái. 6.6.3. Chọn vít tải 6.6.3.1. Vít tải vận chuyển đại mạch vào xilô chứa (V1) – Chọn vít tải có tổng kích thước: D = 400; L = 119800 (mm). – Số lượng: 7 cái. 6.6.3.2. Vít tải vận chuyển đại mạch từ xilô chứa vào gàu tải G2 (V2) – Chọn vít tải có tổng kích thước: D = 400; L = 119665 (mm). – Số lượng: 07 cái. 6.6.3.3. Vít tải vận chuyển đại mạch từ thiết bị làm sạch sang gàu tải G3 (V3) – Chọn vít tải có kích thước: D = 400, L = 1000 (mm). – Số lượng: 02 cái. 6.6.3.4. Vít tải vận chuyển đại mạch từ gàu tải G3 vào bunke chứa (V4) – Chọn vít tải có tổng kích thước: D = 400, L = 26800 (mm). – Số lượng: 03 cái. 6.6.3.5. Vít tải vận chuyển malt từ thiết bị ươm mầm đến gàu tải G4(V5) – Chọn vít tải có kích thước: D = 400, L = 31956 (mm). – Số lượng: 05 cái. 6.6.3.6. Vít tải vận chuyển malt từ gàu tải G 4 đến thiết bị ngâm malt tươi với canh trường lactic(V6) – Chọn vít tải có kích thước: D = 400, L = 56612 (mm). – Số lượng: 05 cái. 6.6.3.7. Vít tải vận chuyển malt từ thiết bị ngâm canh trường lactic đến gàu tải G 5 (V7) – Chọn vít tải có tổng kích thước: D = 400, L = 53350 (mm). – Số lượng: 02 cái. 6.6.3.8. Vít tải vận chuyển malt từ gàu tải G5 đến thiết bị sấy (V8) – Chọn vít tải có kích thước: D = 400, L = 1000 (mm). – Số lượng: 01 cái. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 73 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 6.6.3.9. Vít tải vận chuyển malt từ thiết bị sấy này đến thiết bị sấy kia (V9) – Chọn vít tải có kích thước: D = 400, L = 2000 (mm). – Số lượng: 03 cái. 6.6.3.10. Vít tải vận chuyển malt từ băng tải làm nguội đến vít tải V11 (V10) – Chọn vít tải có kích thước: D = 400, L = 5500 (mm). – Số lượng: 01 cái. 6.6.3.11. Vít tải vận chuyển malt từ vít tải V10 đến thiết bị tách mầm, rễ (V11) – Chọn vít tải có kích thước: D = 400, L = 4400 (mm). – Số lượng: 01 cái 6.6.3.12. Vít tải vận chuyển malt từ thiết bị tách mầm rễ đến vít tải V13(V12) – Chọn vít tải có kích thước: D = 400, L = 4200 (mm). – Số lượng: 01 cái. 6.6.3.13. Vít tải vận chuyển malt từ vít tải V13 đến gàu tải G7 (V13) – Chọn vít tải có kích thước: D = 400, L = 2800 (mm). – Số lượng: 01 cái. 6.6.3.14. Vít tải vận chuyển malt từ gàu tải G7 đến xilô chứa thành phẩm (V14) – Chọn vít tải có tổng kích thước: D = 400, L = 63800 (mm). – Số lượng: 04 cái. 6.6.3.15. Vít tải vận chuyển malt từ từ xilô chứa thành phẩm đến cân định lượng (V15) – Chọn vít tải có kích thước: D = 400, L = 62800 (mm). – Số lượng: 04 cái. 6.6.3.16. Vít tải vận chuyển mầm và rễ từ thiết bị tách mầm, rễ sang thùng chứa mầm, rễ (V16) – Chọn vít tải có kích thước: D = 400, L = 3500 (mm). – Số lượng: 01 cái. Bảng 6.12: Tổng kết các thiết bị trong nhà máy sản xuất malt Tên các thiết bị chính Thiết bị làm sạch đại mạch Số Kích thước (mm) lượng 1 1260 × 1000 × 1950 Thiết bị rửa và ngâm đại mạch 12 D = 3000; H = 4497 Thiết bị ươm mầm 7 Thiết bị đảo malt 7 31956 × 3500 × 2100 4000 × 3000 × 2000 Thiết bị nén khí Thiết bị điều hòa không khí 1 2 Nồi đường hóa 1 1250 × 4000 × 1750 D = 2956; H = 3428 Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 74 - Nồi nấu ngô GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 1 D = 2448; H = 2839 Thiết bị lọc Thiết bị làm nguội bản mỏng sau 3 4 lọc Thiết bị lên men 700 × 380 × 650 1970 × 700 × 1525 32 D = 2266; H = 4154 Thiết bị làm nguội bản mỏng sau lên men Thiết bị ngâm malt tươi với canh trường lactic 4 1 1970 × 700 × 1525 D = 3500; H = 4475 T1: D = 1820; L = 7280 T2: D = 1900; L = Thiết bị sấy malt 4 Thiết bị tách mầm rễ 2 Tên các thiết bị phụ Xilô chứa đại mạch 7600 T3: D = 11790; L = 7160 T4: D = 1540; L = 6160 3000 × 2000 × 2400 Sốl Kích thước (mm) ượng 20 D = 4600; H = 15500 Bunke chứa đại mạch 5 D = 3000; H = 3591 Thùng chứa nước 8 Thùng chứa formalin 1 Thiết bị nuôi giống cấp 1 2 Thiết bị nuôi giống cấp 2 2 Thiết bị nuôi giống cấp 3 2 Thùng chứa mầm, rễ malt 1 Xilô chứa malt thành phẩm 10 Bơm hỗn hợp ngô và các thành phần khác sang nồi đường hóa 1 D = 3400; H = 4423 D = 800; H 2181,1 D = 417,3; H 1049 D = 899; H 1940 D = 1759; H 3803 1500 × 1000 800 D = 4600; =15500 = = = × H 580 × 350 × 318 Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT = Đồ án tốt nghiệp - 75 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Bơm dịch đường hóa đi lọc Bơm dịch đường sau lọc đi làm 1 580 × 350 × 318 1 580 × 350 × 318 Bơm dịch đường đi lên men Bơm canh trường sau lên men đi làm nguội Bơm canh trường sang thiết bị ngâm với malt tươi Bơm nước vào thiết bị rữa, ngâm đại mạch Gàu tải vận chuyển đại mạch lên xilô chứa (G1) Gàu tải vận chuyển đại mạch lên thiết bị làm sạch (G2) Gàu tải vận chuyển đại mạch từ vít tải lên bunke chứa (G3) Gàu tải vận chuyển malt tươi từ thiết bị ươm mầm lên thiết bị ngâm malt với canh trường lactic (G4) Gàu tải vận chuyển malt proteolin tươi lên thiết bị sấy (G5) Gàu tải vận chuyển malt proteolin thành phẩm lên xilô chứa (G6) Băng tải làm nguội Vít tải vận chuyển đại mạch vào xilô chứa (V1) Vít tải vận chuyển đại mạch từ xilô chứa vào gàu tải G2 (V2) Vít tải vận chuyển đại mạch từ thiết bị làm sạch sang gàu tải G3 (V3) Vít tải vận chuyển đại mạch từ gàu tải G3 vào bunke chứa (V4) Vít tải vận chuyển malt từ thiết bị ươm mầm đến gàu tải G4(V5) Vít tải vận chuyển malt từ gàu tải G4 đến thiết bị ngâm canh trường (V6) Vít tải vận chuyển malt từ thiết bị ngâm canh trường lactic đến gàu tải G5 (V7) Vít tải vận chuyển malt từ gàu tải G5 đến thiết bị sấy (V8) Vít tải vận chuyển malt từ thiết 1 580 × 350 × 318 1 580 × 350 × 318 1 580 × 350 × 318 1 580 × 350 × 318 nguội 1 1 1 1 1 1 1 7 7 2 3 5 5 2 1 3 1500 × 500 × 16500 1500 × 500 × 24500 1500 × 500 × 13880 1500 × 500 × 6475 1500 × 500 × 6552 1500 × 500 × 16400 8000 × 1000 D = 400; 119800 D = 400; 119665 D = 400, 1000 D = 400, 26800 D = 400, 31956 L = L = L = L = D = 400, L = 56612 D = 400, L = 53350 D = 400, L = 1000 D = 400, L = Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT L = Đồ án tốt nghiệp bị sấy này đến thiết bị sấy kia (V9) Vít tải vận chuyển malt từ băng tải làm nguội đến vít tải V11 (V10) Vít tải vận chuyển malt từ vít tải V10 đến thiết bị tách mầm, rễ (V11) Vít tải vận chuyển malt từ thiết bị tách mầm rễ đến vít tải V13(V12) Vít tải vận chuyển malt từ vít tải V13 đến gàu tải G7 (V13) Vít tải vận chuyển malt từ gàu tải G7 đến xilo chứa thành phẩm (V14) Vít tải vận chuyển malt từ từ xilô chứa thành phẩm đến cân định lượng (V15) Vít tải vận chuyển mầm và rễ từ thiết bị tách mầm, rễ sang thùng chứa mầm, rễ (V16) - 76 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 2000 1 1 1 1 4 4 1 D = 400, L = 5500 D = 400, L = 4400 D = 400, L = 4200 D = 400, L = 2800 D = 400, L = 63800 D = 400, L = 62800 D = 400, L = 3500 Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 77 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Chương VII:TÍNH TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG 7.1. Tính tổ chức 7.1.1. Sơ đồ hệ thống tổ chức của nhà máy: Giám đốc PGĐ Kĩ thuật PGĐ Kinh doanh Phòng kế hoạch Phòng cung tiêuPhòng tổ chứcPhòng kế toán Phòng kĩ thuật Bộ phận phụ trợ Bộ phận cơ điện Phòng thí nghiệm Bộ phận sản xuất Kho bao bì Bộ phận lò hơi Phân xưởng xử lý nguyên liệu Kho thành phẩm Bộ phận khí nén Phân xưởng ngâm và ươm mầm Cung cấp nhiên liệu, nguyên liệu Bộ phận cơ khí Xử lý nước Phân xưởng sản xuất canh trường Trạm lạnh Phân xưởng sấy Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 78 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 7.1.2. Tính tổ chức lao động của nhà máy 7.1.2.1. Chế độ làm việc của nhà máy Nhà máy làm việc 308 ngày trong một năm. − Bộ phận hành chính làm việc: + Sáng: Từ 7h đến 11h. + Chiều: Từ 13h đến 17h. − Phân xưởng ngâm, ươm mầm, lên men và sấy làm việc 3 ca/ngày: + Ca 1: Từ 6h đến 14h. + Ca 2: từ 14h đến 22h. + Ca 3: từ 22h đến 6h sáng hôm sau. Khoảng thời gian giao ca là 15 phút. 7.1.2.2. Nguồn nhân lực của nhà máy a. Lao động gián tiếp: Bảng 7.1: Tổng kết số lao động gián tiếp S Chức danh Số người 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Giám đốc Phó giám đốc Phòng kế hoạch Phòng kế toán Phòng tổ chức Phòng cung tiêu Phòng thí nghiệm Phòng kiểm nghiệm Phòng kỉ thuật Phòng bảo vệ 1 2 3 3 4 4 4 4 3 6 1 Nhà ăn, căn tin 1 Phòng y tế 3 1 Tổng lao động gián 41 TT 0 4 1 2 3 tiếp b. Lao động trực tiếp Bảng 7.2: Tổng kết số lao động trực tiếp Chức năng Số người S ố ca Tổng số người Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp P - 79 - Quản đốc Bộ phận lò hơi Bộ phận khí nén Bộ phận cơ khí hân xưởn g cơ điện 1 2 2 3 3 3 3 6 6 2 3 6 1 3 3 1 3 3 1 3 3 1 3 3 Xử lý nguyên liệu Rữa, ngâm, ươm mầm Phòng nhân giống Phòng lên men Phòng ngâm malt với canh trường 2 4 2 2 3 3 3 3 6 12 6 6 2 3 6 Sấy Tách rễ, mầm Đóng bao Kho bảo quản thành phẩm Xử lý nước Lái xe vận chuyển malt trong nhà 2 1 4 2 2 3 3 3 3 3 6 3 12 6 6 2 3 6 Quản đốc phân xưởng xử lý nguyên liệu Quản đốc phân xưởng ươm mầm Quản đốc phân xưởng sản xuất canh trường Quản đốc phân xưởng sấy – đóng P bao hân xưởn g sản xuất lactic B ộ phận phụ trợ GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch máy Lái xe cho lãnh đạo nhà máy Tổng lao động trực tiếp 2 38 2 110 Tổng cộng nguồn nhân lực của nhà máy là 41 + 110 =151 người. Số nhân viên của ca đông nhất là: 41+38 = 79 người. 7.2. Tính xây dựng 7.2.1. Kích thước các công trình 7.2.1.1. Phân xưởng xử lý nguyên liệu Là nơi đặt các xilô chứa nguyên liệu, máy làm sạch. Kích thước: Dài × rộng × cao = 36 × 30 × 18 (m). Diện tích: 1080 (m2). 7.2.1.2 Phân xưởng rửa, ngâm và ươm mầm Là nhà 3 tầng, chia làm 3 bộ phận: − Tầng I: phân xưởng ươm mầm chủ yếu là các các ngăn ươm và các máy đảo malt. Yêu cầu phân xưởng này là vệ sinh sạch, nhiệt độ thấp ổn định, tránh ánh sáng và bắt buộc phải thổi không khí điều hòa. Kích thước: Dài × rộng × cao = 48 × 36 × 6 (m). Diện tích: 1728 (m2). Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 80 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch − Tầng II: phân xưởng rửa và ngâm gồm các thiết bị rửa, ngâm và thiết bị chứa formalin. Yêu cầu của phân xưởng này phải đảm đảm sự thông thoáng, đủ ánh sáng, phải giảm bớt ảnh hưởng của nhiệt và bụi từ phân xưởng gây ra. Lợi dụng được tính tự chảy của nguyên liệu, để giảm số lượng thiết bị và hao tốn năng lượng. Kích thước: Dài × rộng × cao = 12 × 36 × 6 (m). Diện tích: 432 (m 2). – Tầng III: gồm các bunke chứa đại mạch, thùng chứa nước. Kích thước: Dài × rộng × cao = 12× 36 × 4,2 (m). Diện tích: 432 (m2). 7.2.1.3 Phân xưởng sản xuất canh trường Phân xưởng sản xuất canh trường bao gồm các nồi nấu – đường hóa, các thiết bị lọc, các thiết bị làm nguội, phòng nhân giống, các thiết bị nhân giống cấp I, cấp II, cấp III, các thiết bị lên men và các thiết bị ngâm malt với canh trường lactic. Các phòng được ngăn cách bởi tường ngăn. Kích thước: Dài × rộng × cao = 48 × 42× 8,4 (m). Diện tích: 2016 (m 2). 7.2.1.4 Phân xưởng sấy – đóng bao Phân xưởng sấy chứa các máy sấy, máy tách rễ mầm, và thùng chứa rễ mầm và khu vực đóng bao. Kích thước nhà: Dài × rộng × cao = 54 × 24 × 18 (m). Diện tích: 1440 (m 2) 7.2.1.5. Khu hành chính Xây dựng theo kiểu nhà 2 tầng, bao gồm các phòng: − Phòng giám đốc: 12 (m 2). − Phòng phó giám đốc (2 phòng): Mỗi phòng 12 (m2). − Phòng kế hoạch: 16 (m2). − Phòng kế toán: 12 (m2). − Phòng tổ chức: 16 (m 2). − Phòng cung tiêu 16 (m2). − Phòng kỹ thuật: 20 (m 2). − Hội trường 216 (m2). − Phòng họp: 24 (m2). − Phòng khác: 20 (m 2). − Phòng y tế 12 (m2). − Nhà vệ sinh (2 phòng): Mỗi phòng 4 (m2). Tổng diện tích nhà hành chính: 396 (m2). Chọn diện tích phụ của nhà hành chính chiếm 25% diện tích của các phòng. Vậy diện tích của khu nhà: 396 + 396 × 0,25 = 495 (m2). Nhà hành chính được xây dựng 2 tầng nên diện tích của một tầng: 495/2= 247,5 (m2). Kích thước của mỗi tầng là : Dài × rộng × cao = 21 × 12 × 4 (m). 7.2.1.6. Phân xưởng lò hơi Chọn kích thước: Dài × rộng × cao = 8 × 12 × 6 (m). Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 81 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 7.2.1.7. Nhà xử lý nước: Là nơi đặt các thiết bị xử lý nước để cung cấp cho bộ phận ngâm, lò hơi, cho calorife của thiết bị sấy. Chọn kích thước: Dài × rộng × cao = 12 × 9 × 4,2 (m). 7.2.1.8. Đài nước Đài nước chứa nước đã qua xử lí để cung cấp cho sinh hoạt: Chiều cao đặt đài nước là: 12 (m). Chiều cao của đài nước là: 4 (m). Đường kính của đài nước: 6 (m). 7.2.1.9. Bể chứa nước Chọn kích thước: 18 × 12 × 2,1 (m) 7.2.1.10. Nhà sinh hoạt vệ sinh – Nhà tắm: Số công nhân đông nhất trong một ca là 79 người.Ta tính cho 60% nhân viên của ca đông nhất: [10 – tr 56] 79 × 60% = 45 người + Trung bình 9 người một vòi tắm. Nên ta xây dựng 5 vòi tương ứng với 5 phòng + Mỗi phòng tắm có kích thước: 0,9 × 0,9 × 4 (m). – Khu vực rửa: Tính cho 20 công nhân/1 chậu rữa [10 – tr 56]. Nên ta thiết kế 4 chậu. – Nhà vệ sinh: Số nhà vệ sinh được chọn bằng ¼ số nhà tắm [10 – tr 56]. Vậy ta chọn 2 nhà vệ sinh với kích thước mỗi phòng là 0,9 × 1,2 × 4 (m) Kích thước nhà sinh hoạt, vệ sinh được qui chuẩn: 9 × 4 × 4 (m). 7.2.1.11. Nhà ăn, căn tin Tính cho 2/3 số lượng nhân viên trong ca đông nhất: [10 – tr 56] 79 × 2/3 = 53 người Mỗi công nhân sử dụng là 2,25 m2 [10– Tr 56]. Vậy ta có diện tích sử dụng: 53 × 2,25 = 119,25 (m2). Chọn kích thước nhà: Dài × rộng × cao: 16 × 7 × 5 (m). 8.2.1.12. Kho chứa malt thành phẩm Kho sử dụng để chứa các bao malt thành phẩm chờ tiêu thụ. Kho này chứa lượng malt sản xuất ra trong 5 ngày. Ta đóng bao với mỗi bao bao là 50 kg malt. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 82 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Chọn: Chiều dài mỗi bao là: 0,8 (m). Chiều rộng mỗi bao là: 0,5 (m). Chiều cao mỗi bao là: 0,3 (m). M 50 Số lượng bao đóng trong một ngày là: N = Trong đó: M: là lượng malt sản xuất ra trong trong 1 ngày. N= 30000 = 600 50 (bao) F1 = α .n.N . f nk Diện tích phần kho chứa bao: Trong đó: n: Số ngày dự trữ, n = 5 ngày. N: Số bao đóng trong 1 ngày. f: Diện tích của một bao, f = 0,8 × 0,5 = 0,4 (m2). α: Hệ số khoảng cách giữa các chồng bao, α = 1,1 nk:Số bao trong một chồng, nk = 20 bao F1 = 1,1 × 5 × 600 × 0,4 = 66 20 Vậy (m2). Diện tích kho chứa: F = 2 .F1 = 2 × 66 = 132 (m2). Chọn kích thước kho : 18 × 10 × 7 (m). 7.2.1.13. Kho nhiên liệu Đây là nhà chứa dầu đốt, xăng… phục vụ cho các loại động cơ. Kích thước: 8 × 6 × 5, 4 (m). 7.2.1.14. Khu xử lý nước thải Là nơi xử lý nước bẩn do nhà máy thải ra trước khi đưa vào môi trường Chọn kích thước: 17 × 6 × 5 (m). 7.2.1.15. Trạm biến áp Thường được bố trí ở một góc của nhà máy và gần nơi tiêu thụ điện nhất. Diện tích thường lấy trong khoảng 9 ÷ 16m2[10 – Tr 55]. Chọn 12 (m2). Kích thước: 4 × 3 × 6 (m). 7.2.1.16. Nhà đặt máy phát điện dự phòng Để đảm bảo cho nhà máy sản xuất liên tục thì nhà máy cần có máy phát điện đề phòng khi mất điện đột ngột. Chọn kích thước: 6 × 6 × 5,4 (m) 7.2.1.17. Phân xưởng cơ điện Được sử dụng để sửa chữa lớn, nhỏ các thiết bị, máy móc trong nhà máy. Chọn kích thước: 15 × 6 × 5,4 (m). Diện tích 80 (m2). 7.2.1.18. Khu vực để xe Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 83 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch – Gara ôtô: dùng để 2 xe chở lãnh đạo nhà máy, 3 xe chở hàng hoá, 1 xe đưa đón công nhân. Chọn kích thước: 30 × 10 × 4 (m) – Khu để xe của công nhân viên: Diện tích được tính là: 1m2 cho 1 xe máy; 1m2 cho 1 xe đạp. Tính cho 60% số nhân viên của ca đông nhất: 48 người. Kích thước: 15 × 5 × 4 (m). 7.2.1.19. Nhà bảo vệ Nhà máy có 2 cổng, mỗi cổng có một phòng bảo vệ. Kích thước nhà được chọn: 3× 4 × 3 (m). 7.2.1.20. Trạm lạnh Chọn kích thước: 12 × 6 × 4 (m). 7.2.1.21. Kho xử lý bụi Chọn kích thước: 6 × 14 × 4 (m). 7.2.1.22. Lò đốt Chọn kích thước: 15 × 6 × 4 (m). 7.2.1.23. Cân xe Chọn kích thước: 7 × 4 (m). 7.2.1.24. Khu đất mở rộng Khu đất mở rộng chiếm từ 30 – 100% diện tích đất xây dựng ban đầ [10 – tr 92]. Chọn 30%. 7426 × 30 = 2227,8 100 Chọn kích thước của khu đất mở rộng là: Dài × rộng = 29 × 76 Bảng 7.2: Bảng tổng kết tính xây dựng S Tên công trình Kích thước (m) Phân xưởng xử lý nguyên 36 × 30 × 18 TT Diện tích (m2) 1080 liệu 2 3 4 5 6 7 8 Phân xưởng rửa, ngâm, ươm mầm Phân xưởng sản xuất canh trường Phân xưởng sấy – đóng bao Nhà hành chính Phân xưởng lò hơi Nhà xử lý nước Đài nước 48 × 36 × 16,2 1728 48 × 42 × 8,4 2016 54 × 24 × 18 21 × 12 × 8 8 × 12 × 6 12 × 9 × 4,2 D = 6; h = 4; H 1296 252 96 108 12,56 18 × 12 × 2,1 216 = 12 9 Bể chứa nước Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 84 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 1 Nhà vệ sinh, nhà tắm 9×4×4 36 1 Nhà ăn, căn tin 16 × 7 × 5 102 1 Kho chứa malt đã đóng bao 20 × 8 × 7 180 1 Kho nhiên liệu 8 × 6 × 5,4 48 1 Khu xử lý nước thải 17 × 6 × 5 102 1 Trạm biến áp 4×4×6 16 1 Nhà máy phát điện dự 6 × 6 × 5,4 36 1 Phân xưởng cơ điện 15 × 6 × 5,4 90 1 Gara ôtô 30 ×10 × 4 300 1 Khu để xe đạp, xe máy 15 × 5 × 4 75 2 Nhà bảo vệ 3×4×3 12 2 Nhà bảo vệ - KCS 3×4×3 12 2 Trạm lạnh 12 × 6 × 4 72 2 Khu xử lý bụi 6 × 14 × 4 84 2 Lò đốt 6 × 15 × 4 90 2 Cân xe 7×4 28 2 Tổng diện tích khu đất 7426 0 1 2 3 4 5 6 phòng 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7.2.2. Tổng mặt bằng cần xây dựng nhà máy 7.2.2.1. Diện tích khu đất Fkd = Trong đó : Fxd K xd (m2). Fkđ: Diện tích khu đất nhà máy. Fxd: Tổng diện tích các công trình. Kxd : Hệ số xây dựng, ( % ). Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 85 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Đối với nhà máy thực phẩm Kxd= 35÷50 % [10 – tr 44], chọn Kxd = 35%. 7426 = 21217,14 0,35 Do đó ta có: Fkđ = .m2 Chọn khu đất có kích thước dài × rộng = 167 × 131 (m). 7.2.2.2. Tính hệ số sử dụng Để đánh giá chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của tổng mặt bằng nhà máy ta cần xác K sd = Fsd × 100% Fkd định hệ số sử dụng Ksd: Trong đó: Fsd: là diện tích sử dụng khu đất. Fsd= Fxd + Fgiao thông + Fcây xanh + Fhè rãnh + Fhành lang + Fkho bãi lộ thiên Fcây xanh: Diện tích trồng cây xanh chiếm khoảng 20% các công trình. Fcây xanh= 0,2 × 7426 = 1485,2 (m2). Fgiao thông: Diện tích giao thông chiếm khoảng 40% các công trình khác. Fgiao thông= 0,4 × 7426 = 2970,4 (m2). Fhè rãnh + Fhành lang + Fkho bãi lộ thiên: chiếm khoảng 40% các công trình. Fhè rãnh + Fhành lang + Fkho bãi lộ thiên = 0,4 × 7426 = 2970,4 (m2). Do đó Fsd= 7426 + 1485,2 + 2970,4 + 2970,4 = 14852 (m2). Vậy hệ số sử dụng Ksd: Ksd = 14852 = 0,68 167 × 131 = 68%. Chương VIII: TÍNH HƠI - NĂNG LƯỢNG – NƯỚC 8.1. Tính hơi Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 86 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch – Theo mục 5.7 thì lượng hơi dùng cho thiết bị nấu là:134632,56 (kcal/h) và thiết bị đường hóa là: 76860,1719 (kcal/h). Vậy tổng lượng hơi dùng cho thiết bị nấu và đường hóa là: Q = 134632,56 + 76860,1719 = 211492,7319 (kcal/h). Vậy lượng hơi nước cần cho thiết bị nấu và đường hóa là: 211492,7319 444,25 Dsx = = 476,0669 (kg/h). – Lượng hơi dùng cho sinh hoạt, nấu ăn Tính cho thời điểm của ca đông nhất của nhà máy là 79 (người). Định mức lượng hơi cho một người là 0,5 (kg/h), vậy lượng hơi dùng cho sinh hoạt, nấu ăn là : Dsh = 0,5 × 79 = 39,5 (kg/h). – Tổng lượng hơi cần thiết: D0 = Dsx + Dsh = 476,0669 + 39,5 = 515,5669 (kg/h). – Lượng hơi tiêu tốn cho lò hơi Định mức tổn thất hơi chiếm 10% so với lượng hơi cần thiết: Dtt = 0,1 × 515,5669= 51,5567 (kg/h). Vậy tổng lượng hơi trong một giờ là: D = 515,5669 + 51,5567 = 567,1236 (kg/h). Chọn nồi hơi đốt dầu FO có các đặc tính và thông số kỹ thuật sau: [28] Bảng 8.1: Các thông số kỹ Hình 6.1 – Lò hơi [28] thuật của lò hơi Model Công suất (kg/h) Diện tích tiếp nhiệt (m2) Tiêu hao nhiên liệu (l/h) Thể thích nước (l) Đường kính ống khói TD - 750 750 16,9 50 1570 300 (mm) Trọng lượng không nước (tấn) Kích thước (mm) 4,2 3650 × 2025 × 1780 8.2. Tính Năng lượng 8.2.1. Dầu FO 8.2.1.1 Cho quá trình sấy Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 87 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Theo mục 5.6.3 thì lượng nhiệt liệu cần sử dụng cho sấy là: 606,6249 (kg/h). Vậy lượng nhiên liệu cần sử dụng trong một năm là: 606,6249 × 24 × 308 = 4484,171,105 (kg/năm) 8.2.1.2. Cho lò hơi D(i h - i n ) Q.η Nhiên liệu dùng để đốt lò hơi là dầu FO: G = (kg/h) Trong đó: Q: là nhiệt lượng riêng của dầu; Q = 9450 (kcal/kg) D: là năng suất hơi, D = 567,1236 (kg/h) η: là hiệu suất lò hơi , η = 76 % ih: là nhiệt hàm của hơi ở áp suất làm việc, ih = 655,092 (Kcal/kg) in: là nhiệt hàm của nước ở áp suất làm việc, in = 144,38 (kcal/kg) 567,1236 × (655,092 - 144,38) = 40,3282 9450 × 0,76 G= 8.2.2. Xăng (kg/h) = 298106,0544 (kg/năm) Trung bình mỗi ngày mỗi xe sử dụng 15 lít. Vậy một năm sử dụng là: 15×6 × 308 = 27720 (lít) 8.2.3. Nhớt Dùng bôi trơn cho thiết bị và động cơ. Mỗi ngày sử dụng 20 lít dầu. Vậy lượng dầu trong một năm là: 20 × 308 = 6160 (lít). 8.3. Tính nước sử dụng 8.3.1. Lượng nước sử dụng trong sản xuất 8.3.1.1. Nước sử dụng trong quá trình ngâm, rửa Lượng nước sử dụng: 321,074 (m3/ngày). (theo bảng 4.2) 8.3.1.2. Nước vệ sinh thiết bị Lượng nước sử dụng: 12 (m3/ngày). 8.3.1.3. Nước dùng cho lò hơi Nước dùng cho lò hơi phải qua xử lý và làm mềm. Theo 8.1 ta có lượng hơi cần dùng trong 1h là: 4578,7964 (kg/h). Thể tích nước cần dùng: V = 4578,7964.v Với v: là thể tích riêng của nước ở 120oC; v = 1069,1 x 10-6 (m3/h). Vậy: V = 4578,7964 × 1069,1 × 10-6 = 4,8952 (m3/h) = 117,4848 (m3/ngày) 8.3.1.4. Tổng lượng nước sử dụng trong 1 năm Tổng lượng nước dùng trong sản xuất cho 1 ngày: 321,074 + 12 + 117,4848 = 450,5588 (m3/ngày) = 138772,1104 (m3/năm). 8.3.2. Nước dùng cho sinh hoạt 8.3.2.1. Nước dùng cho nhà ăn Theo [ 25 - Tr 40] thì nước dùng cho nhà ăn là 30 lít/người/ngày. Lượng nước dùng trong một ngày : 151 × 30 = 4530 (lít). Nước dùng cho một năm : 4530 × 308 = 1395240 (lít) = 1395,24 (m3). Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 88 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 8.3.2.2. Nước dùng tắm, vệ sinh Lượng nước dùng cho một người trong một ngày là 50 (lít). Lượng nước trong một ngày : 151 × 50 = 7550 (lít) . Lượng nước dùng trong một năm: 7550 × 308 = 2325400 (lít) = 2325,4 (m3). 8.3.2.3. Nước dùng tưới cây xanh, đường trong nhà máy Theo 7.2.2.2 thì diện tích cây xanh và đường: 1584,312 + 3168,624 = 4752,936 (m2). Nước dùng tưới cây xanh và đường: 2 (lít/ngày/m2). Lượng nước dùng trong 1 năm: 4752,936 × 2 × 308 = 2927808,576 (lít) = 2927,8086 (m3) 8.3.2.4. Nước rửa xe Lượng nước dùng để rửa xe: 400 (lít/ xe/ngày). Số xe của nhà máy: 6 chiếc Vậy lượng nước dùng trong 1 năm: 6 × 400 × 308 = 739200(lít) = 739,2 (m3) 8.3.2.5. Nước chữa cháy Do nhà máy có thể tích lớn hơn 2500 m3 nên ta sử dụng 2 cột chữa cháy Mỗi cột có định mức 2,5 (lít/s) . chữa cháy trong vòng 3 (h) Nên lượng nước sử dụng là: 3600 × 2,5 × 3 = 27000 (lít) = 27 (m 3). 8.3.2.6. Tổng lượng nước sinh hoạt trong một năm Nsh= 1395,24 + 2325,4 + 2927,8086 + 739,2 +27 = 7414,6486 (m3) Tổng lượng nước của nhà máy trong một năm: N = Nsx + Nsh = 138772,1104 + 7414,6486 (m3). Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 89 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Chương IX: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 9.1. An toàn lao động An toàn lao động trong nhà máy đóng vai trò rất quan trọng, nó ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sản xuất và sức khoẻ của người lao động. Do đó nhà máy cần đưa các nội quy và biện pháp cụ thể để đề phòng và hạn chế đến mức thấp nhất tai nạn có thể xảy ra, đồng thời phải phổ biến, hướng dẫn thật kỉ để các thành viên trong nhà máy hiểu rõ tầm quan trọng của nó. 9.1.1. Các nguyên nhân gây ra tai nạn – Tổ chức lao động và sự liên hệ giữa các bộ phận không chặt chẽ. – Ý thức chấp hành kỷ luật của công nhân chưa cao. – Các thiết bị bảo hộ lao động còn thiếu hoặc không đảm bảo an toàn. – Trình độ thao tác của công nhân còn yếu. – Vận hành máy móc không đúng quy trình kỹ thuật. – Các thiết bị không có hệ thống bảo vệ hoặc bảo vệ không an toàn. 9.1.2. Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động – Ở các phân xưởng phải có sơ đồ quy trình vận hành cụ thể cho từng loại thiết bị. – Bố trí lắp đặt các thiết bị phù hợp quy trình sản xuất. – Các đường ống dẫn hơi, nhiệt phải có lớp bảo ôn, van giảm áp, áp kế. – Đối với các thiết bị như: vít tải, máy phát…cần phải che chắn, hoặc đặt ở những nơi thích hợp đảm bảo độ an toàn. – Kho xăng, dầu, thành phẩm phải đặt xa nguồn nhiệt. Không được hút thuốc trong các kho và phân xưởng sản xuất. – Cần có những kỷ luật nghiêm đối với những trường hợp không tuân thủ những nội quy của nhà máy. 9.1.3. Những yêu cầu về an toàn lao động 9.1.3.1. Đảm bảo đủ ánh sáng – Phải đảm bảo độ sáng tối thiểu trong nhà máy. Cần tận dụng tối đa ánh sáng tự nhiên, về ban đêm cần đảm bảo đủ tiêu chuẩn về độ rọi. – Bố trí hệ thống cửa để tận dụng ánh sáng tự nhiên. 9.1.3.2. Thông gió – Phân xưởng sản xuất cần phải được thông gió tốt. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 90 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch – Cần bố trí thêm máy quạt để tạo điều kiện làm việc thoải mái cho công nhân. 9.1.3.3. An toàn về điện – Các phụ tải phải có dây nối đất, có hệ thống cầu chì tránh ngắn mạch dẫn đến cháy nổ. – Có hệ thống che chắn ổ cắm, cầu dao. – Số bóng đèn, vị trí treo, đặt công tắc, cầu dao phải phù hợp với thao tác. Các mạch điện phải kín, đặt nơi khô ráo. – Mỗi thiết bị phải có hệ thống báo động riêng khi có sự cố, có rơle tự ngắt khi quá tải. Mọi thiết bị đều phải nối đất. 9.1.3.4. Phòng chống ồn và rung Tiếng ồn và độ rung không những ảnh hưởng đến hiệu suất của máy móc, tuổi thọ của công trình, mà còn tác động đến công nhân vận hành, công nhân dễ bị nhức đầu, mệt mỏi. Làm giảm khả năng lao động và dễ gây ra tai nạn lao động. Để hạn chế và giảm đến mức thấp nhất tiếng ồn và chống rung cần: – Lắp ráp thiết bị phải cân đối, các bulông phải bắt chặt. – Cần có thiết bị cách âm tốt tại những nơi có độ ồn cao. – Khi xử lý móng phân xưởng phải tính toán kỹ lưỡng. 9.1.3.5. An toàn về sử dụng thiết bị Thường xuyên theo dõi chế độ làm việc của máy móc, có chế độ vệ sinh, vô dầu mỡ định kỳ. Sau mỗi ca làm việc cần nêu rõ tình trạng nếu có sự cố để ca sau xử lý. 9.1.3.6. An toàn hoá chất Các hoá chất phải để đúng nơi quy định, xa kho nguyên liệu, kho thành phẩm Khi sử dụng các hoá chất độc hại cần tuân thủ tốt các biện pháp an toàn. 9.1.4. Phòng chống cháy nổ, chống sét Cháy nổ gây thiệt hại nghiêm trọng tới người và thiết bị. Vì vậy cần phải có sự quan tâm đúng mức tới vấn đề này. Cháy nổ có thể do các nguyên nhân: – Do ý thức chủ quan của công nhân. – Do tiếp xúc với lửa, do các tia lửa điện phát ra trong quá trình vận hành của máy móc thiết bị. Để phòng, chống nhà máy cần phải: có bảng nội qui phòng chống cháy nổ ở từng nơi, từng vị trí của nhà máy.Cần theo dõi thường xuyên các thiết bị có thể gây cháy nổ. Bố trí các hệ thống phòng cháy, chữa cháy nơi phù hợp, những bộ phận dễ gây cháy nổ cần đặt ở cuối hướng gió. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 91 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Ngoài ra nhà máy còn lắp đặt hệ thống chống sét. Để đảm bảo an toàn cho công nhân làm việc cũng như các thiết bị trong nhà máy, cần phải có cột thu lôi tại các vị trí cao. 9.2. Vệ sinh Xí nghiệp Vấn đề vệ sinh xí nghiệp có vai trò rất quan trọng đối với các nhà máy thực phẩm. Nếu công tác vệ sinh không đảm bảo thì đó chính là điều kiện tốt cho các vi sinh vật phát triển làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và an toàn thực phẩm, ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng. 9.2.1. Vệ sinh cá nhân Vấn đề này đặc biệt cần thiết cho các công nhân lao động trực tiếp. Khi vào nhà máy phải mặc đồng phục, đeo khẩu trang, đội mủ bảo hộ, đeo kính bảo hộ... Không được ăn uống trong khu sản xuất, thực hiện khám sức khoẻ định kỳ cho công nhân. 9.2.2. Vệ sinh nhà máy Xí nghiệp phải luôn sạch sẽ, thoáng mát. Cần có thảm cỏ và hệ thống cây xanh trong khuôn viên nhà máy nhằm tạo môi trường không khí trong lành. Phải định kỳ khử trùng toàn nhà máy, đặc biệt là các kho nguyên liệu, thành phẩm. Chống sự xâm nhập của các côn trùng gây hại như: mối, mọt, chuột… Các mương rãnh thoát nước phải luôn luôn thông. 9.2.3. Vệ sinh thiết bị Các thiết bị phải được vệ sinh thường xuyên và định kỳ trong từng thời điểm cố định hoặc khi thiết bị ngừng vận hành. Các thiết bị phải vệ sinh sạch sẽ và cần phải sát trùng trước khi đưa vào một mẻ mới. 9.2.4. Xử lý nước thải 9.2.4.1. Các nguồn thải Trong nhà máy sản xuất malt thì lượng nước thải chủ yếu được thải ra từ công đoạn ngâm, rửa đại mạch là chủ yếu, bên cạnh đó còn có các nguồn như: hoạt động vệ sinh của người lao động, chế độ vệ sinh thiết bị, nhà xưởng, nước thải ra trong quá trình ươm mầm... Do đó, nước thải của nhà máy sản xuất malt chủ yếu là các tạp chất hữu cơ, vô cơ như: các loại hạt gãy vỡ, các chất bẩn thải ra trong quá trình ngâm hạt, đất cát trong quá trình đi lại và lẫn ở trong hạt, các loại rác được thải ra từ nhà ăn, sinh hoạt hằng ngày của người lao động và một ít hoá chất rơi vãi… Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp 9.2.4.2. Xử lý nước thải Qui trình xử lý nước thải Nước thải Bể lắng cát - 92 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch Bể xử lý cơ học(lọc) Hệ thống thoát nước của khu công nghiệp 9.2.5. Xử lý nước Đa số các nguồn nước cung cấp đều không đảm bảo yêu cầu cho công nghệ, vì thế cần phải qua xử lý trước khi đưa vào sản xuất. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 93 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch CHƯƠNG X: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM Kiểm tra sản xuất và đánh giá chất lượng sản phẩm là vấn đề hàng đầu trong sản xuất thực phẩm. Điều này giúp quá trình sản xuất được ổn định, liên tục và đảm bảo chất lượng của sản phẩm. Trên cơ sở đó ta có thể đánh giá được tình hình sản xuất, phát hiện sự cố, kịp thời khắc phục sự cố và có kế hoạch hợp lí để nhà máy hoạt động bình thường. 10.1. Kiểm tra nguyên liệu Khi thu nhận đại mạch và trong bảo quản ta phải kiểm tra các chỉ tiêu sau: – Độ ẩm của hạt: Hạt phải khô, khi thả nắm hạt từ tay hạt rơi xuống dễ dàng. – Trạng thái hạt: Hạt phải chắc, kích thước đồng đều, không gãy vỡ. – Màu sắc, mùi, vị: có màu, mùi,vị đặc trưng của đại mạch. – Thành phần các hợp chất trong đại mạch: Hàm lượng protein, các axit, đạm phocmon, độ ẩm của đại mạch. – Các loại tạp chất như: đá, sỏi, các loại tạp chất khác như rơm, rạ… – Không có sâu, mọt, các loại côn trùng có thể gây hại. Khi kiểm tra nếu gặp sự cố thì cần có biện pháp xử lý kịp thời và chính xác. 10.2. Kiểm tra các chỉ tiêu của nước Nước phải đảm bảo trong suốt, không có mùi vị lạ, không có các loại vi sinh vật gây bệnh và gây hư hỏng đại mạch. Kiểm tra độ cứng (5 ÷ 6mg đương lượng/lít), pH (6,8 ÷ 7,2). 10.3. Kiểm tra các công đoạn sản xuất 10.3.1. Kiểm tra công đoạn xử lý nguyên liệu Kiểm tra quá trình tách kim loại trong lô đại mạch, các tạp chất khác. Tiến hành kiểm tra thường xuyên trong từng mẻ nhằm đảm bảo độ đồng đều của các lô đại mạch trước khi đưa sang công đoạn rửa, ngâm. 10.3.2. Kiểm tra công đoạn rửa và ngâm đại mạch – Kiểm tra nước rửa, ngâm, chất sát trùng. – Kiểm tra nhiệt độ nước ngâm, thời gian ngâm, cường độ thổi khí. – Kiểm tra độ ẩm của đại mạch trong suốt thời gian ngâm. 10.3.3. Kiểm tra công đoạn nảy mầm Trong quá trình ươm mầm cần kiểm tra chế độ thông gió, thời gian ươm, nhiệt độ khối hạt, chu kỳ đảo hạt, độ ẩm của malt tươi và kích thước mầm, rễ. Quan sát trên lớp hạt xem có hiện tượng nảy mầm bất thường hay không, các hạt nảy mầm có đồng đều hay không. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 94 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 10.3.4. Kiểm tra công đoạn sấy malt Cần đảm bảo thực hiện đúng chế độ công nghệ của quá trình sấy như: nhiệt độ của tác nhân sấy ở các vùng sấy khác nhau, nhiệt độ của sản phẩm, thời gian sấy và mức độ giảm của ẩm, độ ẩm cuối cùng của malt khô. 10.4. Đánh giá chất lượng sản phẩm Chất lượng của malt thành phẩm được đánh giá theo các dấu hiệu bên ngoài, các dấu hiệu bên trong, các chỉ số cơ học.. 10.4.1. Các dấu hiệu bên ngoài Các dấu hiệu bên ngoài hay còn gọi là chỉ số cảm quan bao gồm: – Màu sắc của malt phải là màu vàng sáng. Vỏ malt phải có ánh. Hình dáng và kích thước của các hạt phải tương ứng với hạt đại mạch ban đầu. – Vị và hương đặc trưng. – Độ sạch của malt là tỉ lệ các tạp chất, hạt vỡ, gãy chứa trong đó. Tỉ lệ cho phép là 0,5 % hạt gãy, vỡ và 1% các tạp chất khác. 10.4.2. Các chỉ số cơ học Các chỉ số cơ học của malt bao gồm : – Khối lượng hectolit nằm trong giới hạn 45 ÷ 60kg Căn cứ vào chỉ số này, malt có thể được chia thành bốn cấp như sau: Rất nhẹ: 48 ÷ 50 kg Nhẹ: 50 ÷ 53 kg Trung bình: 53 ÷ 56 kg Nặng: trên 57 kg – Khối lượng tuyệt đối: là khối lượng của 1000 hạt không lựa chọn, chỉ số này dao động trong khoảng 29 ÷ 38g. – Hình thái vết cắt của malt: là mức độ trắng đục hoặc trắng trong của phần nội nhũ. Đây là chỉ số rất quan trọng để xem xét đến mức độ nhuyễn của nội nhũ trong thời gian ươm mầm. – Độ xốp: tương ứng với giá trị nghịch đảo của nó là độ cứng của malt. Đại lượng này cho ta biết mức độ nhuyễn của malt, chế độ sấy đúng hay sai so với quy trình tiêu chuẩn. Để đo độ xốp của malt người ta dùng một công cụ chuyên dụng, là Mubrimeter. Đơn vị đo độ cứng của malt là g.cm/g. Căn cứ trên độ cứng malt được phân cấp chất lượng như sau: Đến 50000g.cm/g: rất tốt Đến 55000 g.cm/g: tốt Đến 60000g.cm/g: trung bình Trên 65000g.cm/g: kém Độ xốp phụ thuộc vào chủng loại đại mạch. 10.4.3. Các chỉ số hoá học: Để đánh giá một cách đầy đủ và chính xác chất lượng của malt, nhất thiết phải tiến hành phân tích các chỉ số hoá học, bao gồm: Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 95 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch – Thuỷ phần của malt có ý nghĩa đến độ bền và độ an toàn của malt trong vận chuyển và bảo quản. Hàm ẩm của malt không vượt quá 5% trọng lượng. – Hàm lượng chất chiết là lượng hợp chất thấp phân tử đã hoà tan vào nước sau quá trình đường hoá. Nếu tổng lượng chất hoà tan này tính theo phần trăm của tổng lượng chất khô đem vào đường hoá thì ta nhận được một đại lượng gọi là hiệu suất chiết- một chỉ số được xem là số một khi phân tích chất lượng malt. Hiệu suất của malt proteolin là 78%. – Hiệu số giữa hiệu suất chiết khi malt nghiền mịn và nghiền thô, tính bằng phần trăm, là chỉ số quan trọng để đánh giá mức độ nhuyễn của công đoạn ươm mầm. – Cường độ màu của dịch đường thu được trong điều kiện thí nghiệm được biểu thị bằng số ml dung dịch iod 0,1N cần thiết, dùng để nhuộm 100ml nước đến màu, đồng nhất với màu của dịch đường cần phân tích. – Độ chua của malt bao gồm hai chỉ số: độ chua tác dụng và độ chua định phân. + Độ chua tác dụng của dịch đường thu được trong điều kiện phòng thí nghiệm dao động trong khoảng 5,5 ÷ 6,5. Trong phạm vi 4,5 ÷ 6,0, nếu pH của malt càng thấp, càng có lợi cho quá trình đồng hoá. + Tổng độ chua định phân của dịch đường malt vàng là 15 ÷ 17 ml NaOH 1N/100g chất khô. – Đạm hoà tan của malt là chỉ số quan trọng để đánh giá mức độ thuỷ phân của protein. Khi tiến hành đường hoá nguyên liệu, có khoảng 35 ÷ 41% tổng lượng các hợp chất chứa nitơ hoà tan vào dịch đường. Tỷ số giữa lượng đạm hoà tan vào dịch đường và tổng lượng các hợp chất chứa nitơ (đạm tổng: N × 6,25) gọi là chỉ số Kolbach. Malt có chất lượng cao thì chỉ số Kolbach cao hơn 41, còn nếu thấp hơn 35 thì đó là malt rất kém chất lượng. – Đạm khả kết biểu thị bằng lượng hợp chất chứa nitơ sẽ kết lắng sau 5 giờ đun dịch đường ở nhiệt độ sôi. Chỉ số này dao động trong khoảng 13 ÷ 18% trung bình là 15% so với lượng đạm tổng của dịch đường. Hiệu số giữa đạm hoà tan và đạm khả kết gọi là đạm hoà tan bền vững. – Đạm formol trong dịch đường thường chiếm khoảng 10 ÷ 12% so với đạm tổng (N × 6,25) hoặc 20 ÷ 30% so với lượng đạm hoà tan của malt. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 96 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch – Hoạt lực amylaza là chỉ số đặc biệt quan trọng dùng để đánh giá chất lượng của malt. Để xác định chỉ số này dùng phương pháp Linner hoặc phương pháp Wildish– Kolbach. – Hoạt lực diastaza của malt dao động trong khoảng 160 ÷ 340 oWK là có chất lượng tốt. – Hoạt lực catalaza của malt là chỉ số đặc trưng cho mức độ sấy kiệt của malt. Qua đại lượng này có thể hình dung mức độ tạo thành melanoid ở trong loại malt đó. Giá trị của đại lượng này càng cao thì lượng melanoid tạo thành trong malt càng ít. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 97 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch KẾT LUẬN Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp vừa qua, với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Th.S Trần Xuân Ngạch, sự tổng hợp kiến thức đã được học trong những học kỳ qua, sự tìm tòi trong sách và trên internet, em đã hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn sản phẩm/ngày”. Qua đồ án tốt nghiệp này, đã giúp em hiểu rõ hơn về nguyên liệu, về dây chuyền công nghệ sản xuất malt proteolin, cũng như về nguyên tắc xây dựng, bố trí, lựa chọn các thiết bị phù hợp với từng công đoạn trong sản xuất. Mặc dù, em đã có nhiều cố gắng để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp nhưng do thời gian có hạn, kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm thực tiễn của bản thân bị hạn chế nên đồ án không tránh khỏi sai sót. Kính mong sự thông cảm, góp ý của thầy Th.S Trần Xuân Ngạch cùng toàn thể các thầy cô giáo bộ môn khác để đề tài của em được hoàn chỉnh, đồng thời gúp em có thể nâng cao được kiến thức nhằm phục vụ cho công tác sau này. Đà Nẵng ngày 20 tháng 5 năm 2014. Nguyễn Thị Ái Diệu TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 98 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch [1]. Đỗ Văn Đài, Nguyễn Trọng Khuông, Trần Quang Thảo, Võ Thị Ngọc Tươi, Trần Xoa, Trần Quang Thảo (Hiệu đính), “Cơ sở các quá trình và thiết bị trong công nghệ hoá học tập 2”, Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp. [2]. GS.TS Nguyễn Thị Hiền (chủ biên) “ Khoa học – công nghệ malt và bia”, NXB khoa học và kỷ thuật Hà Nội. [3]. Hoàng Đình Hòa, ‘Công nghệ sản xuất Malt và Bia”, Nhà xuất bản khoa học kĩ thuật, năm 2002. [4]. PGS.TS Lê Thanh Mai, “Công nghệ sản xuất malt và bia”, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, năm 2009. [5]. Th.s Trần Xuân Ngạch “ Công nghệ lên men”, trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng. [6]. Phan Thị Bích Ngọc, “Công nghệ sản xuất malt và bia”, trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng. [7]. Trần Văn Phú, “Tính toán và thiết kế hệ thống sấy”, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, NXB Giáo Dục. [8]. Nguyễn Thọ (1991), ”Kỹ thuật và công nghệ sấy các sản phẩm thực phẩm”, NXB Đà Nẵng. [9]. Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Phạm Xuân Toản (1999), “Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất tập II”, NXB khoa học và kĩ thuật, Hà Nội. [10]. Trần Thế Truyền (1999), “Cơ sở thiết kế nhà máy”, trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, NXB Đà Nẵng. [11]. Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Hồ Lê Viên (1992), “Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất tập I”, NXB khoa học và kĩ thuật, Hà Nội. Tiếng Nga: [12]. ΟборуgoБанце СлпрTоЬбX ΖаЬоgоЬ. Internet: [13].http://www.vnmilitaryhistory.net/index.php?topic=25760.360, ngày truy cập 03/3/2014. [14]. http://voer.edu.vn/c/d91995fe/cc6db3ea, ngày truy cập 04/3/2014. [15]. http://www.doko.vn/luan-van/thiet-ke-nha-may-san-xuat-malt-caramelva-malt-ca-phe-lam-phu-gia-cho-bia-nang-suat-7000-tan-san-phamnam-246297, ngày truy cập 04/3/2014. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 99 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch [16].http://m.doko.vn/tai-lieu/thiet-ke-nha-may-san-xuat-malt-vang-voinang-suat-18000-tan-san-pham-nam-166573, ngày truy cập 05/3/2014. [17].http://enbac.com/Thiet-bi-VP-va-May-CN/p1693131/May-loc-khungban-thiet-bi-loc-khung-ban-may-loc-can-may-loc-can-nuoc-tuong-do-uong.html, ngày truy cập 05/3/2014. [18].http://congnghethucpham1112.blogspot.com/2012/12/thiet-bi-trong-sanxuat-sua.html, ngày truy cập 05/3/2014. [19]. http://luanvan.co/luan-van/qui-trinh-san-xuat-acid-lactic-64/, truy cập ngày 05/3/2014. [20].http://www.diytrade.com/china/pd/8945554/Multi_ring_Rotary_Cylinde r_Drying_Complete_Equipment_3_sets_inner_barrel.html#normal_img, truy cập ngày 05/3/2014. [21].http://www.tinmoi.vn/Nguoi-Viet-tieu-thu-hang-ti-lit-bianam01527203.html, truy cập ngày 15/3/2014. [22].http://www.vatgia.com/raovat/9759/6196107/bo%CC%80n-xi-lo180m3.html, truy cập ngày 26/3/2014. [23].http://www.lamico.com.vn/cms/vi/product/index/cat_id/46, truy cập ngày 26/3/2014. [24].http://taizy.en.alibaba.com/product/15689923310/destoner_washing_and_drying_machine_for_barley_buckwheat_grain_0086_187 03683073.html, truy cập ngày 27/3/2014. [25].http://rongbay.com/Ha-Noi/May-nen-khi-loai-nho-Puma-Trung-QuocDai-Loan-1-2HP-c100-raovat-18260924.html, truy cập ngày 29/3/2014. [26].http://tapvn.com.vn/shops/bom-cong-nghiep/Bom-chiu-nhiet-NGCQseries-19731/, truy cập ngày 01/4/2014. [27]. http://www.docudesk.com, truy cập ngày 21/4/2014 [28]. http://netd.vn/newscontent.aspx?cateid=30, truy cập ngày 12/5/2014. [29]. http://www.dienban.gov.vn/Default.aspx?tabid=598), truy cập ngày 2/3/2014. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 100 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch PHỤ LỤC Phụ lục 1: Tính và chọn calorife Calorife là một bộ phận quan trọng trong hệ thống sấy, là thiết bị dùng để nâng nhiệt cho tác nhân sấy đến nhiệt độ cho phép, ta chọn tác nhân sấy là không khí nóng, chất tải nhiệt là khói lò đi trong ống gia nhiệt bằng đồng, không khí đi ngoài ống. 1.1. Chọn kích thước ống truyền nhiệt – Chọn kích thước ống truyền nhiệt sao cho: – – – – – – – – – – – – – – – dn dt 4.10 . Suy ra, khí vận chuyển trong ống ở chế độ chảy rối[11 - tr 378] Do đó hệ số trở lực λ được tính theo công thức sau: 1 λ 6,81 0,9 ) Re ε ) 3,7.d td = -2lg(( + [11 - tr 380] Với: ε: độ nhám tuyệt đối của vật liệu làm ống, chọn vật liệu làm ống bằng tôn, εtôn = 0,03 (mm) [11 - tr 381] 1 λ 6,81 ) 0,9 3648302,87 0,03 × 10 −3 ) 3,7 × 0,3 Suy ra: = -2lg(( + = 8,826 Vậy: λ = 0,0128 Vậy trở lực của ống do ma sát từ quạt đẩy đến calorife: ∆Pms0 = 0,0128 × 0,3 × 1,1814 × 189 ,8893 2 0,3 × 2 = 272,6327 (N/m2). *) Trở lực của ống từ calorife đến thùng sấy – Chiều dài của ống: l1 = 0,4 (m). – Vận tốc khí trong ống: V '1 57823,4991 = = F 3600 × 0,0706 ω’1 = 227,5083 (m/s). – Chuẩn số Raynol: ω '1 × d td 227,5083 × 0,3 21,595 × 10 −6 υ ,1 Re = = = 3160568,543 [11 - tr 377] 3 Re > 4.10 . Suy ra, khí vận chuyển trong ống ở chế độ chảy rối [11 - tr 378]. Do đó hệ số trở lực λ được tính theo công thức sau: 1 λ 6,81 0,9 ) Re ε ) 3,7.d td = -2lg(( + [11 - tr 380] Với: ε: độ nhám tuyệt đối của vật liệu làm ống, chọn vật liệu làm ống bằng tôn, εtôn = 0,03 (mm) Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 109 1 λ Suy ra: 0,03 ×10 −3 ) 3,7.0,3 6,81 ) 0,9 3160568,543 = -2lg(( GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch + = 8,9126 Vậy: λ = 0,0126 Vậy trở lực của ống do ma sát từ calorife đến thùng sấy: ∆Pms1 = 0,0126 × 0,4 × 0,986 × 227,5083 2 = 0,3 × 2 428,6972 (N/m2). *) Trở lực của ống từ thùng sấy đến cyclon: – Chiều dài của ống: l2 = 0,6 (m). – Vận tốc khí trong ống: V '2 49094,6708 = = 193,1644 F 3600 × 0,0706 ω’2 = – Chuẩn số Raynol: Re = ω ' 2 × d td υ ,2 = 193,1644 × 0,3 0,8611 × 10 −6 (m/s). = 67296852,86 [11 - tr 377] Re > 4.103. Suy ra, khí vận chuyển trong ống ở chế độ chảy rối [11 - tr 378]. Do đó hệ số trở lực λ được tính theo công thức sau: 1 λ 6,81 0,9 ) Re ε ) 3,7.d td = -2lg(( + Với: ε: độ nhám tuyệt đối của vật liệu làm ống, chọn vật liệu làm ống bằng tôn , εtôn = 0,03 (mm) 1 λ 6,81 ) 0 ,9 67296852 ,86 0,03 ×10 −3 ) 3,7.0,3 Suy ra: = -2lg(( + = 7,1348 Vậy: λ = 0,0196 Vậy trở lực của ống do ma sát từ calorife đến thùng sấy: 0,0196 × 0,6 × 1,1613 × 193,16442 = 0,3 × 2 ∆Pms2 = 849,2874 (N/m2). *) Trở lực của đường ống từ cyclon đến quạt: – Chiều dài của ống: l3 = 0,5 (m). – Vì trạng thái không khí ở đây giống như trạng thái khí từ thùng sấy đến xyclon nên: ω’3 = ω’2 = 193,1644 (m/s). Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 110 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch – Chuẩn số Raynol: Re = 67296852,86 – λ = 0.0196 Vậy trở lực của ống do ma sát từ calorife đến thùng sấy: ∆Pms3 = 0,0196 × 0,5 × 1,1613 × 193,16442 = 0,3 × 2 707,7395 (N/m2). *) Trở lực ma sát trong thùng quay: ∆Pmst = Trong đó: λ .Lt ρ .ω 2 t . Dt 2 – ωt: vận tốc khí đi trong thùng, ωt = Với: Vtb = V '1 + V ' 2 57823,4991 + 49094,6708 = = 53459,0849 2 2 π × Dt × (1 − β ) 4 2 F = Ft × (1 - β) = Vậy: Vtb F = 53459,0849 3600 × 1,5260 ωt = Re = ω t .Dt ν3 ' 3.14 ×1.8 2 4 (m3/h). × (1 - 0,4) = 1,5260 (m2). = 9,7312 (m/s). 9,7312 × 1.8 1,0142 × 10 −6 – Chuẩn số Raynol: = = 17270913,03 3 Re > 4.10 Suy ra khí vận chuyển trong ống ở chế độ chảy rối. Do đó hệ số trở lực λ được tính theo công thức sau: 6,81 0,9 ε = −2 lg(( ) + ) Re 3,7.Dt λ 1 Với: ε: độ nhám tuyệt đối của vật liệu làm thùng, ta chọn vật liệu làm thùng bằng tôn, ε tôn = 0,03 (mm). 6.81 17270913,03 0.03 × 10 −3 3.7 × 1.8 )0,9 + Vậy: λ = 0,009 Suy ra trở lực của ống do ma sát: = -2lg(( ) = 10,4114 Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 111 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 0.009 × 7.2 × 1.128 × 9,7312 2 1.8 × 2 ΔPmst = = 1,9227 (N/m2). Coi ma sát trong thùng quay như nhau từ đầu thùng đến cuối thùng. Nên ta có:ΔPmst1 = ΔPmst2 = = 1,9227 2 = 0,9614 (N/m2 ). *) Trở lực cục bộ: ∆Ρcb = ξ . ρ .ω 2 2 [11 - tr 382] Trong đó: ξ - phụ thuộc vào chuẩn số Raynol và tỉ số Fo/F Fo - tiết diện của ống. F0 = 0,0706 (m2). F - tiết diện của thiết bị. a) Trở lực đột thu ρ .ω 2 ∆Ρ1 = ξ . 2 + Tiết diện của caloriphe: Fc = Lc .H = 1,6 × 2,54 = 4,064 (m2). 0.0706 4,064 Vậy tỉ số: = 0,0174 = Tra bảng [11 -tr 388] và áp dụng phương pháp tính nội suy, ta có: ξ= 0,6531 Thay số ta có: 0.4947×ω 1 ' 2 × ρ 1 0.6531 × 227,5083 2 ×1,1814 2 ∆P cb1 = = 2 2 = 19967,0794( N / m ) – Trở lực đột thu từ thùng sấy sang đường ống: π× F= Dt 2 4 π× = 1.8 2 4 = 2.5447 (m2). F 0,0706 = = 0.027 F 0 2.5447 Suy ra: Tra bảng [11 - tr 388] và áp dụng phương pháp tính nội suy, ta có: ξ=0.4943 0.4943×ω 1 ' 2 ×ρ 1 0.4943× 227,5083 2 ×1.1814 2 ∆P cb 2 = 2 = 2 = 15113,0484( N / m ) – Trở lực đột thu từ cửa ra xiclôn vào ống: Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 112 F= GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch π × d 2 π × 2.117 2 = = 3.52 4 4 (m2). F 0,0706 = = 0,02 F0 3,52 Suy ra: Tra bảng [11 -tr 388] và áp dụng phương pháp tính nội suy, ta có: ξ=0,4967. 0.4967 ×ω 3 ' 2 ×ρ 3 0.4967 × 193,16742 ×0,986 2 ∆P cb 3 = = 2 2 = 9137,1078( N / m ) b) Trở lực đột mở ∆P cb = ξ . ρ .ω 2 2 – Tại cửa vào calorife: 208879 ,2 > 103, tra bảng [11 -tr 387] và áp dụng phương F0/F1=0.026, Re = pháp nội suy ta có: ξ = 0,9506. ρ .ω 2 0.9506 × 1,1814 × 189 ,8893 2 ∆P cb 4 = ξ . = 20247,2371( N / m 2 ) 2 2 Suy ra : = – Tại cửa vào thùng sấy: F0/F1 = 0,027, Re>103, tra bảng [11 - tr 387] và áp dụng phương pháp nội suy, ta có: ξ = 0.9487. ρ .ω 2 ∆P cb 5 = ξ . 2 0,9487 × 0,986 × 227,5083 2 2 = = 24208,6354 (N/m2). – Từ đường ống vào xyclon: F0/F1=0,02, Re>103, tra bảng [11 - tr 387] và áp dụng phương pháp nội suy, ta có: ξ = 0,962. ∆P cb 6 = ξ . ρ .ω 2 2 = 0,962 × 1,1613 × 227,5083 2 = 28912 ,3899 ( N / m 2 ) 2 + Trở lực khuỷu ghép 90o của ống dẫn tác nhân sấy từ cửa ra của calorife đến thùng sấy: Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 113 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch – Đối với khuỷu ống thì hệ số trở lực ξ phụ thuộc góc nghiêng và độ nhám của thành ống, trường hợp này góc nghiêng là 90o. a = 2 => ξ = 0,32 b – Chọn: 0,32 × 0,986 × 227,5083 2 2 Suy ra: ΔPk1 = = 8165,6618 (N/m2). +Trở lực khuỷu ghép 90o của ống dẫn tác nhân sấy từ cửa ra của xyclon đến quạt hút. – Đối với khuỷu ống thì hệ số trở lực ξ phụ thuộc góc nghiêng và độ nhám của thành ống, trường hợp này góc nghiêng là 90o a = 2 => ξ = 0,32 b – Chọn: Suy ra: ΔPk2 = 0,32 × 1,1613 × 193,16442 2 = 6932,9583 (N/m2). *) Trở lực lớp hạt + Chọn đường kính của hạt malt: d tđ = 2,6 (mm) = 0,0026 (m). + Nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy trong thùng sấy: t tb = = 85 + 31 2 = 58,5oC – Độ nhớt: ν58,5 = 18,817.10-6 (m2/s) [11 - tr 318] ω0 = + Tốc độ TNS trong quá trình sấy thực: Vtb = Với: V1' + V2' 2 = 57823,4991 + 49094,6708 2 F td = (1-β).Fts = ω0 = Vtb Ftd Vtb Ftd (1 − 0,4) × 3,14 × 1,8 2 2 = 53459,0849 3600 × 3,0521 = 53459,0849 (m3/h). = 3,0521 (m2). = 4,8654 (m/s). Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 114 Re = ω 0 .d td ν 58,5 GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 4,8654 × 0,0026 18,817 .10 −6 = = 672,2666 490 100 + Re Re + Hệ số thuỷ động: a = 5,8+ [7 - tr 213] 490 100 + 672,2666 672,2666 Suy ra: a = 5,8 + = 10,3857 C1 = 1−ξ ξ2 + Hệ số đặc trưng cho độ chặt của lớp hạt: [7 - tr 213] 3 Khối lượng riêng của malt: ρ = 650 (kg/m ). Khối lượng riêng dẫn suất của malt: 0,25.( G1 + G2 ).β 0,25 × (2164,9591 + 1269,8413) × 0,4 ρ dx = 0,75.2.Vt ξ= 0,75 × 2 × 12.98 = ρ malt − ρ dx ρ malt =17,6415 650 − 17,6415 650 = = 0,9728 + Hệ số đặc trưng cho độ chặt của lớp malt: C1 = [7 - tr 213] 1 − ξ 1 − 0,9728 = ξ2 0,9728 2 = 0,0287 – Trở lực qua lớp hạt: ∆Ρhat = a.L.ω 2 .ρ tns .C1 2.g .d td 10,3857 × 7.2 × 4,8654 2 × 1,06495 × 0,0287 = 1060,5817 (mmH 2 O) 2 × 9,81 × 0,0026 =10404,3065 (N/m2). Coi trở lực qua lớp hạt từ đầu thùng đến giữa thùng, đến cuối thùng là như nhau. ∆Ρhat1 = ∆Ρhat 2 = Nên ta có: ∆Ρhat 2 = 1060,5817/2 = 5202,1532 (N/m2). Vậy trở lực tổng của hệ thống từ quạt đẩy đến giữa thùng sấy: Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 115 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch ∆Ρ1 = ∆Ρ đ 1 + ∆Ρ ms0 + ∆Ρms1 + ∆Ρ cb 5 + ∆Ρmst1 + ∆Ρhat1 + ∆Ρk 1 + ∆Ρ cb 4 + ∆Ρcb1 = 64926,0416 + 272,6327 + 428,6972 + 24208,6354 + 0,9614 + 5202,1532 + 8165,6618 + 20247,2371 + 19967,0794 = 143419,0998 (N/m2). Vậy trở lực tổng của hệ thống từ giữa thùng sấy đến quạt hút: ∆Ρ2 = ∆Ρms 2 + ∆Ρ đ 2 + ∆Ρms 3 + ∆Ρmst 2 + ∆Ρcb 2 + ∆Ρcb 6 + ∆Ρk 2 + ∆Ρcb 3 +ΔPhat2 = 849,2874 + 21665,4947 + 707,7395 + 0,9614 + 15113,0484 + 28912,3899 + 6932,9583 + 9137,1078 +5202,1532 = 88521,1406 (N/m2). 2.2. Chọn quạt 2.1.1. Quạt đẩy Quạt đẩy đặt trước caloriphe để đẩy không khí vào caloriphe gia nhiệt và đẩy vào thùng sấy, ngược chiều với chiều chuyển động của vật liệu sấy. – Năng suất quạt đẩy: Qday = V'1 = 57823,4991 (m3/h). – Năng suất thực tế của quạt đẩy: Q'day= 1,03.Qday = 1,03 × 57823,4991 = 59558,2041 (m3/h ) = 16,5439 (m3/s) – Trở lực tổng của hệ thống từ quạt đẩy đến giữa thùng sấy: ΔPday = 143419,0998 (N/m2). . – Áp suất làm việc thực tế: ΔP'day=1,03.ΔPday=1,03×143419,0998=147721,6728(N/m2) = 15,1079 (mH2O) – Hiệu suất của quạt: η = 56,5% =0,565 – Nối trục của quạt với trục của động cơ bằng khớp trục: η tr = 0,98 [11 - tr 463] – Công suất trên trục động cơ: N= Q ' day. ∆Ρ ' day .ρ 0 .g 1000.η q .η tr (kw) [11 - tr 463] – Công suất của động cơ: Ndc = k3 . N [11 - tr 464] k3: hệ số dự trữ, k3 = 1,2 Suy ra: N đc = 1,2 × 5,3449 = 6,4139 (KW) Chọn quạt có kích thước: 400 × 700 × 800 (mm). – Số lượng: 4 cái. . 2.1.2. Quạt hút Quạt hút đặt sau cùng của hệ thống sấy. – Năng suất quạt hút: Qhut = V'2= 49094,6708 (m3/h). – Năng suất thực tế của quạt đẩy: Q'hut = 1,03Qhut =1,03 × 49094,6708 = 50567,5109 (m3/h) = 14,0465 (m3/s). Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 116 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch – Trở lực tổng của hệ thống từ giữa thùng đến quạt hút: ΔP hut = 88521,1406 (N/m2). – Áp suất làm việc thực tế: ΔP'hut=1,03.ΔPhut =1,03 × 88521,1406 = 91176,7748(N/m2) = 9,3249 (mH2O) – Hiệu suất của quạt: η =56,5% =0,565 – Nối trục của quạt với trục của động cơ bằng khớp trục: η tr = 0,98 [11 - tr 463]. – Công suất trên trục động cơ: N= Q ' hut. ∆Ρ ' hut .ρ 0 .g 1000.η q .η tr 14,0465 × 9,3249× 1,207 × 9,81 1000 × 0,98 × 0,565 = = 2,8010 (KWW) [11 - tr 463] – Công suất của động cơ: Ndc = k3 . N [11 - tr 464] Trong đó: k3: hệ số dự trữ, k3 = 1,2 Suy ra: Nđc =1,2 × 2,8010 = 3,3612 (KW). Chọn quạt có kích thước: 400 × 700 × 800 (mm). – Số lượng: 4 cái. Phụ lục 3: Chọn cyclon Trong quá trình sấy, không khí sau khi ra khỏi thùng sấy sẽ mang theo một lượng bụi cho nên phải bố trí thiết bị hút bụi là xyclon để góp phần bảo vệ môi trường. – Thể tích: V = 2250 – 11250 (m3/h). – Đường kính: D = 1 (m). – Chiều cao phểu: 0,8 (m). – Chiều cao phần trụ của cyclon: 0,458 (m). – Chiều dài tiết diện kênh dẫn vào cyclon: 0,5 (m). – Chiều dài phần ống trung tâm cắm vào cyclon: 0,33 (m). – Đường kính phần bé nhất của phểu: 0,2 (m). – Đường kính ống trung tâm: 0,5 (m) [7]. Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT [...]... hao riêng được tính theo công thức: q = ( I1 – Io )l [1 - tr 168] q = (1 32,6221 – 71,564 9) 60,2409 = 3678,1407(kJ/ kg ẩm bay hơi) 5.3.2 Tổng lượng nhiệt cần thiết để bốc hơi ẩm trong khi sấy Lượng nhiệt cần thiết cho quá trình sấy được xác định bởi công thức: Q1 = L( I 1 − I o ) (kJ/h) [9 - tr 102] Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT... Vsnm = (m3/ngày) (kg/ngày) + Thể tích nguyên liệu: – Lượng malt tươi sau khi nảy mầm: + Khối lượng malt tươi: M snm = (kg/ngày) (m3/ngày) (kg/ngày) 37225,9796 × 3,2747 = 121,9039 1000 + Thể tích malt tươi: (m3/ngày) – Lượng malt proteolin sau khi ngâm canh trường lactic: + Khối lượng malt proteolin tươi: ML = 37225,9796 × 1395,7 730 = 51959,0172 1000 Vsct + Thể tích malt proteolin tươi: – Lượng malt sau... lượng malt sau khi sấy: M ss = (kg/ngày) 37225,9796 × 3,4269 = = 127,5697 1000 37225,9796 × 818 ,6807 = 304 76,1910 1000 (m3/ngày) (kg/ngày) – Lượng malt sau khi tách mầm, rễ: Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 29 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch + Khối lượng malt thành phẩm: M stm = 37225,9796 × 805 ,8888 = 300 00... sau khi ngâm: – Lượng malt tươi sau khi nảy mầm: + Lượng chất khô sau khi nảy mầm: m snm = (kg) Vsn = 1,5231 × 1,45 = 2,2085 (m 3) 840,3805 × (1 00 − 7 ) = 781,5539 100 M snm + Lượng malt tươi sau khi nảy mầm: + Thể tích malt tươi sau khi ươm mầm: (kg) 781,5539 × 100 = = 1347,5067 100 − 42 Vsnm = 1,5231 × 2,15 = 3,2747 Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn... từ malt và ngô theo tỉ lệ 40/60 = 1/1,5 Gọi lượng malt dùng để nấu là M (kg) thì lượng ngô là 1,5M (kg), ta có: M× 100 − 4 80 100 − 12 85 × + 1,5M × × = mck 3 = 232,9447 100 100 100 100 Trong đó: 4: Độ ẩm của malt (% ); 80: Độ chiết của malt (% ) 12: Độ ẩm của ngô (% ); 85: Độ chiết của ngô (% ) M = 123,2512 (kg) Vậy: Lượng malt cần dùng là 123,2512 (kg) Lượng ngô cần dùng là: 123,2512 × 1,5= 184,8768 (kg)... × (1 00 − 5, 5) = 773,6533 100 M stm = + Lượng malt thành phẩm: (kg) (kg) 773,6533 × 100 = 805,8888 100 − 4 Vstm = (kg) (kg) 805 ,8888 = 1,4653 550 + Thể tích malt thành phẩm: (m3 .) – Lượng chất khô tách ra theo mầm, rễ và thể tích của mầm, rễ: m mr = + Lượng chất khô tách ra theo mầm, rễ: + Thể tích của mầm, rễ được tách ra là: 805 ,8888 × 5,5 = 44,3239 100 Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin. .. mầm, sấy khác nhau Riêng đối với dây chuyền sản xuất malt proteolin em chọn phương pháp ngâm theo kiểu hoán vị nước – không khí, ươm mầm theo kiểu thông gió trong catset và sấy theo phương pháp liên tục trong thiết bị sấy thùng quay Dây chuyền công nghệ sản xuất malt proteolin được thể hiện ở hình 3.1 Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT... 1000 (m3/ngày) – Lượng canh trường sau làm nguội: V1 = 2,4729 × 37225,9796 = 92,0561 1000 (m3/ngày) – Lượng canh trường sau lên men: Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 30 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 2,5106 × 37225,9796 = 93,4595 1000 V2 = (m3/ngày) – Lượng dịch lên men: 2,5488 × 37225,9796 = 94,8816 1000 V3 = (m3/ngày)... 123,2512 × 37225,9796 = 4588,1467 1000 (kg) (kg/ngày) (m3/ngày) (kg/ngày) + Lượng ngô cần dùng: M ngô = 184 ,8768 × 37225,9796 = 6882 ,2199 1000 (kg/ngày) – Tính lượng chế phẩm Termamyl: M cp = 37225,9796 × 0,0924 = 3,4397 1000 (kg/ngày) – Tính lượng malt lót: M = 37225,9796 × 9,2438 = 344,1095 1000 (kg/ngày) Bảng 4.2: Tổng kết cân bằng vật chất cho quá trình sản xuất malt Công TT Đoạn Tính 1000kg đại mạch... áp suất hơi bão hòa là P bh1 0 = 0,0345 at [11 – tr 315] Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin năng suất 30 tấn SP/ngày SVTH: Nguyễn Thị Ái Diệu – 12H2LT Đồ án tốt nghiệp - 34 - X o = 0,622 GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch 0,81 × 0,0345 1 − 0,81 × 0,0345 =0,0179 (kg ẩm/kg kkk) 5.2.3 Nhiệt lượng riêng của không khí ẩm I0 = t0 + (2 493 + 1,97t0)X0 I0 = 25,9 + (2 493 + 1,97×25, 9) 0,0179 = 71,5649 (kJ/kg ... trình sản xuất malt – Năng suất nhà máy: N = 30 × 1000 = 300 00 (kg/ngày) – Lượng nguyên liệu ban đầu: + Khối lượng nguyên liệu dùng cho sản xuất: Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin suất. .. + T = 40 (phút) = 2400 (s) 65 + 30 + tbm = = 47,5 (0 C); tkk = 25,9 (0 C) + F = Sthân + Snắp + Sđáy = π × r × (2 × h1 + h2 + h 3) Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt proteolin suất 30 SP/ngày... việc xây dựng nhà máy sản xuất malt cần thiết Hiện nay, nước ta có nhà máy sản xuất malt chủ yếu malt vàng Nên việc xây dựng nhà máy sản xuất loại malt đặc biệt có malt proteolin thiết thực nhằm