I. Tính nhiệt lạnh
a.Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp trong giai đoạn lên men chính
Phản ứng chính xảy ra trong quá trình lên men: C12H22O11 + H2O → 4C2H5OH + 4CO2 + Q
Nhiệt lượng toả ra khi lên men 1kg đường maltose là:
q = 312,3
342 1000
× = 913,1(kJ)
Lượng dịch đường đi lên men ứng với một tank lên men bia chai là: 112,11m3
Dịch đường đi lên men có nồng độ chất khô là 12˚Bx, có khối lượng riêng 1,048 kg/l. Khối lượng dịch đường đưa đi lên men ứng với một tank lên men bia chai là:
112110.1,048 = 117491,28(kg)
Trung bình mỗi ngày lên men nồng độ chất khô của dịch giảm 1,5˚Bx, tức là một ngày ứng với 1tank lên men lượng chất khô chuyển hoá là:
G = 1,5 117491, 28
100× = 1762,37(kg)
Coi chất khô chuyển hoá ở đây là đường maltose thì nhiệt lượng toả ra ứng với một tank trong một ngày ở giai đoạn lên men chính là:
Q = G.q = 1762,37.913,1 = 1609220(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 thùng lên men tng = 30˚C
Nhiệt độ dịch lên men ở giai đoạn lên men chính ttr = 8˚C Δt = tng – ttr = 22˚C
F: Diện tích truyền nhiệt (m2)
Coi tổn thất chủ yếu ở phần thân trụ của thùng lên men ta có: F = π × Dng × H = π × 4,6 × 8,0 = 115,6(m2)
Qtt = K.F.Δt = 1,2.115,6.22 = 3051,8(kJ/h)
Tổn thất nhiệt lạnh trong một ngày ở 1 tank trong giai đoạn lên men chính: Q2 = 24 × Qtt = 24 × 3051,8 = 73243(kJ)
Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp cho 1tank lên men trong giai đoạn lên men chính một ngày:
QLMchính = Q1 + Q2 = 1609220+73243 =1682463(kJ)