8 Chiều dày thân nồ
2.2.3Phân bố tiêu thụ năng lượng trong nhà máy bia
Năng lượng sử dụng trong nhà máy bia gồm các dạng: Điện, nhiệt và lạnh. Nhưng do khuôn khổ của luận văn không cho phép, ở đây chỉ nói đến dạng năng lượng nhiệt và lạnh. Dạng năng lượng này được sử dụng ở nhiều quá trình, công đoạn khác nhau:
- Quá trình nấu: trong quá trình này có nhiều giai đoạn cần sử dụng hơi từ lò hơi để gia nhiệt cho dịch;
- Quá trình CIP: sau một thời gian định kỳ phải tiến hành về sinh các thiết bị nấu, lên men... bằng nước nóng, xút nóng và axít;
- Quá trình thanh trùng: để bảo quản được bia lâu hơn sau khi đóng chai, bia phải được thanh trùng bằng nước nóng để diệt men;
Các quá trình công nghệ cần sử dụng lạnh:
- Quá trình làm lạnh dịch hèm: dịch hèm nóng ở thùng lắng xoáy trước khi đi lên men phải được làm lạnh bằng chất tải lạnh (thường là glycol, nước
lạnh...) xuống nhiệt độ yêu cầu (từ 60C đến 120C tùy thuộc vào yêu cầu công
nghệ lên men của từng loại sản phẩm). Nhu cầu lạnh ở khâu này rất lớn do dịch hèm có độ chênh nhiệt độ cao, khối lượng dịch lớn. Thông thường, thiết bị trao đổi nhiệt kiểu tấm được sử dụng làm thiết bị trao đổi nhiệt giữa dịch hèm và chất tải lạnh do nó có ưu điểm là hiệu quả trao đổi nhiệt cao, kích thước nhỏ gọn.
- Quá trình làm lạnh các tank lên men: vì quá trình lên men toả nhiệt nên để đảm bảo cho quá trình lên men diễn ra ở nhiệt độ yêu cầu phải có một phụ tải lạnh tương đương để bù vào lượng nhiệt đó. Lượng nhiệt này thường được lấy đi nhờ chất tải lạnh như: glycol lạnh, nước lạnh hoặc trong một vài trường
hợp được làm lạnh trực tiếp bằng gas lạnh (NH3, Freon)...
- Quá trình thu hồi CO2: sản phẩm đồng hành với rượu (C2H5OH) được
tạo ra trong quá trình lên men là CO2. Để thu hồi CO2, phải nén CO2đến áp
suất đủ lớn để hoá lỏng lạnh. Quá trình hoá lỏng CO2đòi hỏi năng suất lạnh
lớn.
- Các quá trình khác: bảo quản bia, nuôi cấy lên men cũng cần sử dụng lạnh.
Hệ thống thiết bị trong nhà máy bia tiêu thụ rất nhiều năng lượng cho các quá trình trao đổi nhiệt, cụ thể bao gồm các quá trình gia nhiệt, các quá trình làm lạnh, kéo theo đó là việc tiêu tốn các dạng năng lượng khác như điện năng cung cấp cho quá trình làm lạnh của các máy lạnh, dầu, than đá tiêu tốn cho các lò hơi. Sơ đồ tiêu thụ năng lượng trong dây chuyền công nghệ sản xuất bia được minh họa trong hình 2-2 và hình vẽ 2 trong phần phụ lục.
Dây chuyền được lựa chọn trong tính toán là: dây chuyền của Nhà máy bia Thanh Hoá - Công ty Cổ phần bia Thanh Hoá với công suất 60 triệu lít/năm. Cũng giống như gần 400 nhà máy bia đang vận hành ở Việt Nam, Nhà máy bia Thanh Hoá có trình độ công nghệ ở mức trung bình, trang thiết bị trong dây chuyền sản xuất không đồng bộ do đã trải qua nhiều lần cải tạo nâng công suất. Nhà máy bia Thanh Hoá có những đặc điểm chung đặc trưng cho các nhà máy bia ở nước ta. Cho nên, công nghệ sản suất và dây chuyền thiết bị trong nhà máy được lựa chọn để giới thiệu và làm cơ sở tính toán năng lượng tiêu thụ.