f) Tác dụng với NH3:
5.3.1. Tính nước dùng cho sản xuất
Trong sản xuất, nước được sử dụng trong các khâu sau: - Nấu.
- Đường hóa. - Chưng cất. - Lò hơi.
- Vệ sinh thiết bị nhà xưởng.
5.3.1.1. Nước dùng cho nấu ( hòa bột và nấu).
Theo bảng tính toán cân bằng sản phẩm ta có lượng nước cần cung cấp cho nồi nấu là: W1 = 207761.96 kg/ngày. Hay 8656.75 kg/h.
5.3.1.2. Nước dùng cho đường hóa.
Lượng nước dùng trong đường hóa là dùng để làm nguội dịch cháo sau khi nấu, được chia làm hai lần.
Lượng nước cần để tải nhiệt được tính theo công thức sau:
2 2 ' ' W ' ' Q G C t C t C t × × ∆ = = × ∆ × ∆ Trong đó:
W2: Lượng dịch cháo nấu trong một ngày 284745.19 kg/ngày. T1; T2 : Nhiệt độ dịch cháo lúc trước và sau làm nguội.
t
∆ = T1- T2
T1’; T2’: nhiệt độ nước làm mát trước và sau làm nguội.
'
t
∆ = T2’- T1’
C: Nhiệt dung riêng của dịch cháo 0.9 Kcal/kg.độ. C’: Nhiệt dung riêng của nước làm mát 1 Kcal/kg.độ.
Nước làm lạnh: T1’ = 300C, T2’= 600C. t ∆ = 100 – 62 = 380 C. ' t ∆ = 60 – 30 = 300 C. Vậy W21 = 1 284745.19 0.9 38 W 324609.52 1 30 × × = = × kg/ngày.
Làm nguội lần 2: Dịch cháo được làm nguội từ 620C xuống 320C.
Nước làm lạnh: T1’ = 220C, T2’= 270C t ∆ = 62 – 30 = 320 C. ' t ∆ = 27 – 22 = 50 C. Vậy W2 = 22 284745.19 0.9 32 W 1640123.29 1 5 × × = = × = 1964732.81 kg/ngày.
Tổng lượng nước dùng trong đường hóa là:
W2 = W21 + W22 = 324609.52 1964732.81 + =2289342.33 kg/ngày.
Hay 95389.26 kg/h.
5.3.1.3. Nước dùng trong lên men.
Trong lên men nước được cung cấp để làm mát dịch lên men trong quá trình lên men sinh nhiệt, ở đây hệ thống làm mát kiểu ống lồng ống. Theo tính toán ở phần 4.4.3 ta biết được lượng nước làm lạnh cho một thùng lên men trong giai đoạn lên men mạnh nhất là: 23488 m3. Một ngày có 9 thùng lên men nhưng chỉ có 3 thùng trong giai đoạn lên men mạnh nhất do vậy lượng nước cần làm mát trong thiết bị ống lồng ống trong 1 ngày là W3= 3×23488= 70464 kg/ ngày hay 2936 kg/h.
5.3.1.4. Nước dùng cho chưng cất.
a. Lượng nước cung cấp cho thiết bị ngưng tụ tháp thô.
Lượng nhiệt cần lấy đi để cho hơi ngưng tụ ở tháp thô là: Q41 = 286777.1 Kcal/h. Nước làm lạnh: Vào 250C ra ở 500C; ∆t'= 50 – 25 = 250C
41 41 286777.1 W ' ' 1 25 Q C t = = × ∆ × =11471.08 kg/h.
b. Lượng nước cung cấp cho thiết bị ngưng tụ tháp aldehyt.
Lượng nước cung cấp cho thiết bị hồi lưu tháp aldehyt: Theo như tính toán trên ta đã chọn bình ngưng tụ hồi lưu tháp aldehyt có diện tích truyền nhiệt bằng bình ngưng tụ hồi lưu tháp thô do vậy lượng nước cung cấp để làm mát cũng coi như bằng lượng nước cấp cho bình ngưng tụ hồi lưu tháp thô: W42 = 11471.08 kg/h.
Lượng nước cung cấp cho thiết bị ngưng tụ khí khó ngưng.
Lượng nước này được tính bằng 1/4 lượng nước dùng cho bình ngưng tụ hồi lưu tháp aldehyt: W43 =11471.08 2867.77
4 = kg/h.
c. Lượng nước cung cấp cho thiết bị ngưng tụ tháp tinh.
Lượng nước cung cấp cho thiết bị hồi lưu tháp tinh.
Lượng nhiệt cần lấy đi để cho hơi ngưng tụ trong một giờ là Q44 = 728968 Kcal/h. Nhiệt độ nước làm lạnh: vào 250C, ra 600C; '
t
∆ = 60 – 25 = 350C. Vậy lượng nước cần cung cấp là:
44 44 728968 W ' ' 1 35 Q C t = = × ∆ × =20827.66 kg/h.
Lượng nước cung cấp cho bình ngưng tụ khí khó ngưng của tháp tinh.
Vì bình ngưng tụ khí khó ngưng của tháp tinh giống bình ngưng tụ khí khó ngưng của tháp aldehyt nên lượng nước cung cấp cũng bằng nhau W45 = 20827.66 kg/h
d. Lượng nước cung cấp cho bình làm mát cồn sản phẩm.
Lượng nhiệt cần lấy đi để làm mát cồn sản phẩm trong 1h là: Q46 = 20438.4 Kcal/h Nhiệt độ nước làm mát : Vào 250C, ra 300C; '
t
Vậy lượng nước cần cung cấp là : 46 46 20438.4 W ' ' 5 Q C t = = × ∆ = 4087.68 kg/h.
e. Lượng nước cung cấp cho bình làm mát cồn đầu và dầu fusel.
Vì chọn bình làm mát cồn đầu và bình làm mát dầu fusel có công suất thiết kế bằng 1/3 năng suất của bình làm mát cồn sản phẩm nên lượng nước cung cấp bằng:
W47 = 4087.68 2
3 × = 2725.12 kg/h.
Vậy lượng tổng lượng nước dùng cho phân xưởng chưng cất là :
W4 = W41 + W42 + W43+ W44 + W45 + W46 + W47 =
= 11471.08 + 11471.08 + 2867.77 + 20827.66 + 20827.66 + 4087.68 + 2725.12 W4 = 74278.05 kg/h.
5.3.1.5. Lượng nước cấp cho lò hơi
Theo kinh nghiệm cứ 1 kg nước khi bốc hơi sẽ được 1 kg hơi. Biết rằng cần cung cấp lượng hơi là: 72125.78 kg/h.
Do vậy lượng nước cần cung cấp cho lò hơi là: W5 = 72125.78 kg/h.
5.3.1.6. Lượng nước dùng cho vệ sinh thiết bị, nhà xưởng.
Lượng nước dùng cho vệ sinh thiết bị, nhà xưởng được tính băng 10% lượng nước dùng cho chưng cất.
W6 = 0.1×74278.05 =7427.8 kg/h
Tổng lượng nước dùng cho sản xuất là: Wsx = W1 + W2 + W3 + W4 + W5 + W6
Wsx = 8656.75 + 95389.26 + 2936 + 74278.05 +72125.78 + 7427.8 Wsx = 255813.64 kg/h.
Nhưng trong thực tế lượng nước đi ra từ các thiết bị làm lạnh của nồi đường hóa, lên men và hệ thống chưng cất được tận dụng để cấp vào nồi hơi và để vệ sinh nhà xưởng, thiết bị do vậy lượng nước cung cấp thực tế cho sản xuất là:
Wsxtt= 255813.64 – (72125.78 + 7427.8) = 176260.06 kg/h.