5.1.3.1. Lượng nhiệt lạnh cần cấp để nhân men
a) Nhân men cấp II:
- Lượng dịch đường sử dụng để nhân men cấp II bằng 1/10 lượng dịch lên men.
Thể tích dịch đường cấp để nhân men cho một tank là: 90408 / 10= 9040.8 (lít)
- Dịch đường sử dụng để nhân men có nồng độ chất chiết 12˚Bx, có khối lượng
riêng 1.048kg/l.
Khối lượng dịch đường dùng để nhân giống cấp II là: 9040.8 × 1.048 = 9474.758 (kg)
- Lượng chất khô có trong dịch đường nhân men cấp II là:
0.12 × 9474.758 = 1136.971 (kg)
- Trong đó có 85% chất chiết là đường có khả năng lên men. Ta coi trong lượng
chất chiết chuyển hoá chiếm 70% tổng lượng chất chiết có trong dịch đường. Khối lượng chất khô chuyển hoá là:
0.7 × 1136.971 = 795.880 (kg).
- Coi chất khô chuyển hoá là đường maltose, 1 kg đường maltose lên men toả ra
nhiệt lượng 913.1kJ. Nhiệt lượng toả ra là:
Q1 = 913.1 × 795.880 = 726.718×103 (kJ)
- Tổn thất lạnh:
Qtt = K × F × Δt (kJ/h)
• K: Hệ số truyền nhiệt qua lớp cách nhiệt K = 1.2(kJ.m-2.độ-1.h-1)
• Nhiệt độ không khí bên ngoài tng = 30˚C
• Nhiệt độ nhân men sản xuất ttr = 16˚C
• Δt = tng - ttr = 14˚C
• F: Diện tích truyền nhiệt (m2)
Coi tổn thất lạnh chủ yếu ở phần thân trụ của thiết bị thì: F = π × Dng × H = π × 3.2 × 3.774 = 37.940 (m2)
Qtt = K × F × Δt = 1.2 × 37.940 × 14 = 637.392 (kJ/h)
- Tổn thất lạnh trong một ngày là:
- Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp để nhân men cấp II là:
QNMcấp II = Q1 + Q2 = 726.718×103 + 15.297×103 = 742.015×103 (kJ)
b) Nhân men cấp I:
- Thể tích dịch nhân men cấp I bằng 1/10 thể tích dịch nhân men cấp II, tức là có thể tích: 9040.8 lít, cũng nhân men ở 16˚C và sử dụng dịch đường có nồng độ chất chiết 12˚Bx. Ta cũng coi lượng chất chiết chuyển hoá chiếm 70% tổng lượng chất chiết trong dịch đường thì nhiệt lượng do nhân men cấp I toả ra bằng 1/10 nhiệt lượng do nhân men cấp II toả ra:
Q1’ = Q1 / 10 = 726.718×103 / 10 = 72.672×103 (kJ)
- Tổn thất lạnh: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Qtt = K × F × Δt (kJ/h)
• K: Hệ số truyền nhiệt qua lớp cách nhiệt K = 1.2(kJ.m-2.độ-1.h-1)
• Nhiệt độ không khí bên ngoài tng = 30˚C
• Nhiệt độ nhân men sản xuất ttr = 16˚C
• Δt = tng - ttr = 14˚C
• F: Diện tích truyền nhiệt (m2)
• Coi tổn thất lạnh chủ yếu ở phần thân trụ của thiết bị thì: F = π × Dng × H = π × 1.2 × 1.258 = 4.743 (m2)
Qtt = K × F × Δt = 1.2 × 4.743 × 14 = 79.682 (kJ/h)
- Tổn thất lạnh trong một ngày là:
Q2’ = 24 × Qtt = 24 × 79.682 = 1912.368 (kJ)
- Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp để nhân men cấp I là:
QNM cấp I = Q1’ + Q2’ = 72.672×103 + 1.912×103 = 74.584×103 (kJ)
- Lượng nhiệt lạnh lớn nhất cần cấp để thực hiện quá trình nhân men trong một
ngày là:
Qnhân men = QNM cấp II + QNM cấp I = 742.015×103 + 74.584×103 = 816.599×103(kJ)
- Men sữa có thể tái sử dụng 7 lần, tức là để thực hiện 8 chu kì lên men chỉ cần
nhân men cho 1 chu kì đầu còn tái sử dụng men kết lắng trong 7 chu kì sau. Mặt khác ta có Qnhân men > Qmen sữa KL.
- Do đó lượng nhiệt lạnh lớn nhất cần cung cấp trong một ngày để cấp men giống
là:
QCấp men = 2Qnhân men = 2 × 816.599×103 = 1633×103 (kJ)