Chương 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
3.5Tính cân bằng năng lượng:
3.5.1 Lượng nhiệt cho nồi hồ hĩa:
Tổng hỗn hợp bột và nước ban đầu trong nồi hồ hĩa là: 98,504 (kg). Lượng chất khơ trong gạo sau nghiền:
G2’*(100-12)/100 = 21,671 (kg)
Độ ẩm ban đầu của hỗn hợp trong nồi : W1=(98,504- 21,671)/98,504 = 78%. Tỷ nhiệt của hỗn hợp là:
C1 = 1*0,78 + 0,34*(1-0,78) = 0,855 (kcal/kgoC). Trong đĩ: 1 (kcal/kgoC): nhiệt dung riêng của nước
0,34 (kcal/kgoC): nhiệt dung riêng của chất khơ Lượng nhiệt cần để nâng nhiệt độ hỗn hợp từ 30oC lên 72oC là:
Q11 = G*C1*(T2-T1)
= 98,504*0,855*(72-30) = 3537,279 (kcal) Coi lượng nhiệt cần để duy trì hỗn hợn ở 72oC là nhiệt tổn thất. Lượng nhiệt cần để nâng khối dịch từ 72oC lên 100oC là:
Q12 = G*C1*(T3-T2)
= 98,504*0,855*(100-72) = 2358,186 (kcal) Lượng nhiệt cần để bay hơi nước (5% lượng dịch) là:
Q13 = 540*W = 540*5%*98,504 = 2659,608 (kcal) Lượng nhiệt cung cấp cho nồi hồ hĩa (tổn thất 5%) là:
Q1 = (Q11 + Q12 + Q13)*105% = 8982,827(kcal)
Lượng nhiệt cung cấp cho nồi nấu dịch nha:
Tổng lượng dịch ở nồi nấu trước khi bổ sung thế liệu: 369,395 (kg)
Lượng chất khơ trong malt sau khi nghiền: G2*(100-4,5)/100 = 70,554 (kg) Độ ẩm ban đầu của hỗn hợp trong nồi trước khi bổ sung thế liệu:
W2 = (369,395-70,554)/369,395 = 80,9%Tỷ nhiệt của hỗn hợp trước khi bổ sung thế liệu là: Tỷ nhiệt của hỗn hợp trước khi bổ sung thế liệu là:
C2 = 1*0,809 + 0,34* (1-0,809) = 0,874 (kcal/kgoC) Trong đĩ: 1 (kcal/kgoC): nhiệt dung riêng của nước
0,34 (kcal/kgoC): nhiệt dung riêng của chất khơ
Lượng nhiệt cần để tăng hỗn hợp lên 50oC (trước khi bổ sung thế liệu) là: Q21 = 369,395*0,874*(50-30) = 6457,025 (kcal)
Tổng lượng dịch ở nồi nấu sau khi bổ sung thế liệu: 462,974 (kg). Phương trình cân bằng ẩm trước và sau bổ sung thế liệu:
(W1-0,05)*98,504 + W2*369,395 = W*462,974 Hàm ẩm dịch nha sau bổ sung thế liệu W = 80,08% Tỷ nhiệt của hỗn hợp sau khi bổ sung thế liệu:
C3 = 1*0,8008 + 0,34*(1-0,8008) = 0,869 (kcal/kgoC) Phương trình cân bằng nhiệt trước và sau khi bổ sung thế liệu:
T = 60oC
Lượng nhiệt cần để hiệu chỉnh nhiệt độ hỗn hợp đến 63oC: Q22 = 462,974*0,874*(63-60) = 1213,918 (kcal)
Coi lượng nhiệt cần để duy trì hỗn hợp ở 63oC và 72oC là nhiệt tổn thất. Lượng nhiệt cần để gia nhiệt hỗn hợp lên 72oC (từ 63oC):
Q23 = 462,974*0,874*(72-63) = 3641,753 (kcal) Lượng nhiệt cần để gia nhiệt hỗn hợp lên 78oC (từ 72oC):
Q24 = 462,974*0,874*(78-72) = 2427,836 (kcal)
Tổng lượng nhiệt cần cung cấp cho nồi nấu dịch nha (tổn thất nhiệt 5%) là: Q2 = (Q21 +Q22 +Q23 +Q24)*105% = 14427,559 (kcal)
Lượng nhiệt cung cấp cho nồi đun dịch nha với houblon:
Lượng nhiệt cần để tăng nhiệt độ hỗn hợp từ 78oC lên 100oC: Q31 = C3*462,974*(100-78) = 8851,137 (kcal) Lượng nước bốc hơi trong nồi đun với houblon:
W = Lượng dịch sau đường hĩa + Lượng nước rửa bã – Lượng dịch nĩng sau đun hoa = 462,974 + 113,217 - 483,76 = 92,431 (kg)
Lượng nhiệt để bốc hơi nước trong nồi đun hoa là:
Q32 = 540*W =540*92,431 = 49912,74 (kcal) Lượng nhiệt cần cung cấp cho nồi đun houblon (tổn thất 5%) là:
Q3 = (Q31 + Q32)*105% = 61702,07 (kcal)
• Tổng lượng nhiệt cần tính trên 100kg nguyên liệu là:
Q = Q1 + Q2 + Q3 = 8982,827 + 14427,559 + 61702,07 = 85112,456 (kcal) Lượng nhiệt cần cho 1 mẻ:
Q1mẻ = 85112,456*7,774 = 661664,233 (kcal) Lượng nhiệt cần cho 1 ngày:
Q1ngày = Q1mẻ*10 = 6616642,329 (kcal) Lượng nhiệt cần cho 1 năm:
Q1năm = Q1mẻ*2950 = 1951909487 (kcal).
• Tính lượng hơi cần cho phân xưởng nấu:
Lượng hơi và nhiệt cĩ quan hệ theo cơng thức sau:
Q D
i λ =
− (kg hơi)
Trong đĩ: i: nhiệt hàm của hơi nước ở áp suất làm việc P = 2,5 kg/cm2, ứng với i= 640 kcal/kg.
λ: nhiệt hàm của nước ngưng, λ = 100 kcal/kg. Lượng hơi cần cho 1 mẻ:
D = 661664,233 /(640-100) = 1225,304 (kg hơi). Lượng hơi cần dùng trong 1 giờ: