D: đường kớnh thiết bị (m) h1 : chiều cao phần nún (m)
a. Giai đoạn lờn men chớnh
Phản ứng xảy ra trong quỏ trỡnh lờn men:
C6H12O6 2C2H5OH + CO2 + 37,3 (kcal)
Cứ 180 g đường khi lờn men tỏa ra một lượng nhiệt là 37,3 (kcal). Vậy lượng nhiệt tỏa ra khi lờn men 1 (kg) đường là:
q = 180 1000 3 , 37 ì ≈ 207,2 (kcal) Khối lượng dịch đường đưa đi lờn men:
Giả sử trong 1 ngày, lượng đường được lờn men là 2% so với lượng dịch đường. Vậy lượng nhiệt lạnh cần cấp để cõn bằng với lượng nhiệt sinh ra trong quỏ trỡnh lờn men chớnh là:
Q1 = G ì q
= 91429,4ì 0,02 ì 207,2 ≈ 378883,45(kcal)
Thời gian lờn men chớnh khoảng 7 ngày, do đú, cú thể cú ngày cú 7 tank cựng ở giai đoạn lờn men chớnh. Vậy lượng nhiệt lạnh tối đa cần cấp trong 1 ngày là:
Q1 = 378883,45 ì 7 = 2652184,2 (kcal)
Tổn thất lạnh qua lớp cỏch nhiệt: Qtt = f ì K ì (tng - ttr) (kcal/h) Trong đú:
f: diện tớch truyền nhiệt (m2)
K: hệ số cỏch nhiệt qua lớp cỏch nhiệt (kcal/m2oC) - K = 0,3 (kcal/m2oC)
tng: nhiệt độ bờn ngoài thựng lờn men (oC) - tng = 32oC ttr: nhiệt độ bờn trong thựng lờn men (oC) - ttr = 12oC Coi tổn thất chủ yếu là ở phần trụ dịch của thựng lờn men, ta cú:
f = πì D ì H = 3,14 ì 3,2 ì 12,8 ≈ 128,61 (m2) Vậy:
Qtt = 128,61 ì 0,3 ì (32 - 12) = 771,66 (kcal/h) ; 18519,84 (kcal/ngày) Lượng nhiệt lạnh tổn thất tối đa trong 1 ngày:
Q2 = 18519,84 ì7 = 129638,88 (kcal/ngày)
Tổn thất lạnh khi rửa men:
Lượng nước dựng để rửa men trong 1 ngày khoảng 1000 (lớt).Vậy lượng nhiệt lạnh cung cấp để hạ nhiệt độ nước từ 25oC xuống 1oC là:
G = 1000 (kg) C = 1 (kcal/kgoC) t2 = 1oC t1 = 25oC Q3 = 1000 ì 1 ì (25 - 1) = 24000 (kcal)
Tổn thất lạnh khi bảo quản sữa men: khoảng 70000 (kcal/ngày)
Qlmc = Q1 + Q2 + Q3 = 378409,99 + 129638,88 + 24000 + 70000
= 602048,87 (kcal)