3. Tớnh lạnh
3.1. Tớnh lạnh cho phõn xưởng lờn men
3.1.1. Tớnh nhiệt sinh ra trong quỏ trỡnh lờn men chớnh
Nấm men sau khi được đưa vào cỏc tank lờn men, sau 2 – 3 ngày thớch nghi với mụi trường chỳng phỏt triển rất nhanh. Nấm men sử dụng một lượng lớn cơ chất cho việc sinh trưởng và sinh sản, do đú một lượng lớn nhiệt sinh ra. Để quỏ trỡnh lờn men được diễn ra theo ý muốn chỳng ta phải duy trỡ nhiệt độ thớch hợp cho quỏ trỡnh lờn men to = 28oC.
Lượng nhiệt sinh ra được tớnh theo cụng thức sau: Q1 = n.G.q (kcal)
Trong đú:
G: là khối lượng chất khụ tiờu hao nhiều nhất trong 1 ngày q: nhiệt toả ra khi lờn men 1 kg đường
n: số tank lờn men
-Thường quỏ trỡnh lờn men chớnh diễn ra từ 10 – 15 ngày và lượng chất khụ tiờu hao từ 5 – 10%. Giả sử lượng chất khụ chuyển hoỏ 7,5 %.
-Theo bảng phõn tớch thành phần hoỏ học của cỏc chất cú trong dịch nho thỡ cứ 100 kg dịch lượng chất khụ cú trong đú là 25 kg, tức chiếm 25 %.
- Thể tớch dịch trước lỳc lờn men
1000 kg nho sinh ra 860,34 lớt dịch nho
Vậy 10892,43 kg nho sinh ra X1 lớt dịch nho ( trong 1 ngày sản xuất ) X1 = (lớt)
-Lượng chất khụ cú trong dịch lờn men Mck = 9371,2x25% = 2342,8 (kg)
-Lượng chất khụ bị chuyển hoỏ nhiều nhất trong ngày ( giả sử đường chiếm 90 % ) G = 2342,8x0,9x0,075 = 158,14 (kg)
Phương trỡnh lờn men chuyển hoỏ đường thành rượu C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 37,3 (kcal)
180 (g) 37,3
1000 (g) X
X = (kcal)
Vậy Q1 = 158,14x207,22x26 = 852014,04 (kcal)
3.1.2. Tớnh lạnh để hạ nhiệt độ cho lờn men phụ
Trong cụng nghệ lờn men rượu vang, chỳng ta tiến hành lờn men 1 giai đoạn. Nhiệt lạnh cần thiết để hạ nhiệt độ từ 28oC xuống 14oC được tớnh theo cụng thức sau:
Q2 = (kcal/ngày) Trong đú:
η: là hệ số hiệu chỉnh tớnh đến tổn thất khi truyền nhiệt từ vỏ thiết bị vào dịch rượu vang.
Thể tớch dịch cũn lại sau khi tiến hành lờn men chớnh là: Vdịch = 9371,2x98% = 9183,78 (lớt)
Khối lượng của dịch bằng:
G = 9183,78x1,2 = 11020,53 (kg) Thay số:
3.1.3. Tớnh lạnh tổn thất ra mụi trường từ cỏc tank lờn men
Nhiệt tổn thất được tớnh theo cụng thức sau: Q3 = n.K.F.Δt (kcal/ngày)
Trong đú:
K: là hệ số truyền nhiệt với K = 0,33 (kcal/m2.độ) F: là diện tớch xung quanh thiết bị (m2)
Δt: là độ chờnh lệch nhiệt độ giữa mụi trường bờn ngoài và bờn trong tank lờn men
-Diện tớch bề mặt truyền nhiệt của 1 tank được tớnh theo cụng thức sau: F = 2П.R.H + П.R.( h1 + h3 )
Thay số:
F = (m2)
Nhiệt độ núng nhất trong thỏng của Ninh Thuận đạt 35oC. Vậy:
Q3 = 0,33x24x26x31,26x( 35 – 28 ) = 450594,41 (kcal/ngày) -Nhiệt lạnh tổn thất ra mụi trường trong 1 giờ là:
Q3i = (kcal/h)
3.1.4. Tớnh nhiệt để làm lạnh nước rửa nấm men
Nhiệt lạnh được tớnh theo cụng thức sau: Q4 = G4.C.Δt (kcal/ngày)
Trong đú:
G: là khối lượng nước cần dựng để rửa men G = 10020x2% = 200,4 (lớt/ngày)
Nhiệt độ nước rửa nấm men chọn to = 10oC. Thay số:
Q4 = 200,4x1x(28 – 10 ) = 3607,2 (kcal/ngày)
3.1.5. Tớnh nhiệt lạnh để bảo quản nấm men
Nhiệt lạnh được tớnh theo cụng thức sau: Q5 = G.C.Δt (kcal/ngày)
Nhiệt độ của mụi trường chọn to = 35oC. Thay số:
Q5 = 200,4x1x( 35 – 10 ) = 6813,6 (kcal/ngày)
3.1.6. Tớnh nhiệt lạnh cho thựng nhõn men giống cấp I
a. Nhiệt lạnh cần cho thựng nhõn men giống cấp I Nhiệt lạnh được tớnh theo cụng thức sau: Q61 = G.q (kcal/ngày)
Khối lượng dịch đưa vào thựng nhõn men cấp I là 300,6 (lớt/ngày) Khối lượng chất khụ trong dịch nhõn men cấp I là:
Lượng chất khụ chuyển hoỏ 1 ngày là 2 % và lượng đường cú khả năng lờn men chiếm 90%, vậy lượng đường cú trong dịch là:
mđường = 90,2x0,02x90% = 1,62 (kg) Nhiệt cần làm lạnh:
Q61 = 1,62x207,22 = 336,44 (kcal/ngày) b. Tớnh nhiệt tổn thất qua thiết bị
Q62 = K.F.Δt (kcal/ngày) -Tớnh diện tớch bề mặt truyền nhiệt
F = 2П.R.H + П.R.( h1 + h2 ) F = (m2)
Thay số:
Q62 = 0,33x24x2,73x(35 – 28 ) = 151,44 (kcal/ngày) Nhiệt lạnh cần cấp cho thựng nhõn men giống cấp I là:
Q6 = 336,44 + 151,44 = 487,88 (kcal/ngày)
Nhiệt lạnh cần cấp cho thựng nhõn men giống cấp I trong 1 giờ là: Q6i = (kg/h)
3.1.7. Tớnh nhiệt lạnh cho thựng nhõn men giống cấp II
a. Nhiệt lạnh cần cho thựng nhõn men giống cấp II Nhiệt lạnh được tớnh theo cụng thức sau: Q71 = G.q (kcal/ngày)
Khối lượng dịch đưa vào thựng nhõn men cấp II là 901,8 (lớt/ngày) Khối lượng chất khụ trong dịch nhõn men cấp II là:
Mck = 901,8x0,25x1,2 = 207,54 (kg)
Lượng chất khụ chuyển hoỏ 1 ngày là 2 % và lượng đường cú khả năng lờn men chiếm 90%, vậy lượng đường cú trong dịch là:
mđường = 207,54x0,02x90% = 4,87 (kg) Nhiệt cần làm lạnh:
Q71 = 4,87x207,22 = 1009,2 (kcal/ngày) b. Tớnh nhiệt tổn thất qua thiết bị
Q72 = K.F.Δt (kcal/ngày) -Tớnh diện tớch bề mặt truyền nhiệt
F = 2П.R.H + П.R.( h1 + h2 ) F = (m2)
Thay số:
Q72 = 0,33x24x5,4x(35 – 28 ) = 299,28 (kcal/ngày) Nhiệt lạnh cần cấp cho thựng nhõn men giống cấp II là:
Q7 = 1009,2 + 299,28 = 1308,48 (kcal/ngày)
Nhiệt lạnh cần cấp cho thựng nhõn men giống cấp II trong 1 giờ là: Q7i = (kg/h)
a. Nhiệt lạnh cần cho thựng nhõn men giống trung gian Nhiệt lạnh được tớnh theo cụng thức sau:
Q81 = G.q (kcal/ngày)
Khối lượng dịch đưa vào thựng nhõn men trung gian là 60,12 (lớt/ngày) Khối lượng chất khụ trong dịch:
Mck = 60,12x0,25x1,2 = 18,04 (kg)
Lượng chất khụ chuyển hoỏ 1 ngày là 2 % và lượng đường cú khả năng lờn men chiếm 90%, vậy lượng đường cú trong dịch là:
mđường = 18,04x0,02x90% = 0,324 (kg) Nhiệt cần làm lạnh:
Q81 = 0,324x207,22 = 67,14 (kcal/ngày) b. Tớnh nhiệt tổn thất qua thiết bị
Q82 = K.F.Δt (kcal/ngày) -Tớnh diện tớch bề mặt truyền nhiệt
F = 2П.R.H + П.R.( h1 + h2 ) F = (m2)
Thay số:
Q82 = 0,33x24x5,4x(35 – 28 ) = 42,24 (kcal/ngày) Nhiệt lạnh cần cấp cho thựng nhõn men giống trung gian là:
Q8 = 67,14 + 42,24 = 109,38 (kcal/ngày)
Nhiệt lạnh cần cấp cho thựng nhõn men giống trung gian trong 1 giờ là: Q8i = (kcal/h)
3.1.9. Tổn thất lạnh do vận hành
Tổn thất do vận hành gồm: dũng nhiệt do chiếu sỏng, dũng nhiệt do người sinh ra, do đúng mở cửa, ..
Dũng tổn thất được tớnh theo cụng thức sau: Q9 = A.F (W)
Trong đú:
F: là diện tớch phũng (m2)
A: lượng nhiệt toả ra trờn 1 m2 diện tớch sàn.
Với diện tớch phõn xưởng lớn hơn 150 m2 thỡ tổng lượng nhiệt toả ra: chọn A = 1,16 w/m2
Thay số:
Q9 = 1,16x648 = 751,68 (W) Hay:
Q9 = 15537,1 (kcal/ngày)