3. Hoàn thiện sản xuất
5.1.10. Máy làm lạnh nhanh dịch đờng đến nhiệt độ lênmen ( máy lạnh
nhanh).
+ Máy lạnh nhanh thực chất là máy làm lạnh tấm bản. Máy lạnh có 2 ngăn:
ngăn 1: làm nguội dịch đờng xuống 600C nhờ nớc lạnh.
ngăn 2: làm lạnh dịch đờng từ 600C đến nhiệt độ lên men 140C. + Lợng dịch đờng cần làm lạnh: l x 27817,5 1000 25000 7 , 1112 = + Thời gian làm lạnh 3h Lợng dịch đờng cần làm lạnh trong 1h l 5 , 9272 3 5 , 27817 =
Chọn máy lạnh có năng suất 9500l/h.
5.1.11.Bơm
Trong phân xởng nấu cần dùng các bơm sau: + Bơm 1:
Bơm dịch từ nồi hồ hoá sang nồi đờng hoá: khoảng 5490l Bơm dịch từ nồi đờng hoá sang thùng lọc đáy bằng: 22124l
Ta tính năng suất của bơm theo lợng dịch lớn nhất cần bơm Thời gian bơm: 20 phút
Lợng dịch cần bơm trong 1h 3 82965 20 8 , 0 60 22124 m x x =
Chọn bơm ly tâm có năng suất 84m3/h Chọn bơm ly tâm có năng suất 84m3/h Vật liệu làm bơm: Thép Crôm – Niken – AISI Động cơ đợc bọc bằng thép không gỉ
Công suất: 8kW + Bơm 2
Bơm dịch từ thùng lọc sang nồi nấu hoa: 22124 x 0,96 = 21240l Bơm dịch từ nồi nấu hoa sang thùng lắng xoáy:27957l
Thời gian bơm: 25phút = 0,25h Năng suất bơm
l x0,25 83872,5 8 , 0 5 , 27957 =
Chọn bơm ly tâm có năng suất 84m3/h Vật liệu làm bơm: Thép Crôm – Niken – AISI Động cơ đợc bọc bằng thép không gỉ
Công suất: 8kW + Bơm 3
Bơm dịch từ thùng lắng xoáy sang máy làm lạnh nhanh Thời gian bơm: 3h
Lợng dịch cần bơm trong 1h l x3 11590,6 8 , 0 5 , 27817 =
Chọn bơm ly tâm có năng suất 12m3/h Động cơ đợc bọc bằng thép không gỉ
Vật liệu làm bơm: Thép Crôm – niken – AISI 316/316I Công suất: 12m3/h
Môi trờng: dịch đờng và nớc Động cơ: loại lồng sóc
Công suất: 4kW ở điện áp 380V, 50Hz Tốc độ: 2880 vòng/phút
Cấp cách điện: IP 54 + Bơm 4
Thời gian bơm: 30phút Lợng nớc nóng cần bơm trong 1h l x0,5 23056,3 8 , 0 5 , 9222 =
Chọn bơm ly tâm có năng suất 24m3 Qui cách kỹ thuật:
Loại: K
Số vòng quay: 1500 vòng/phút Chiều cao hút: 5m
Vật liệu: + Vỏ ngoài: gang + Bánh guồng: gang + Trục: thép cacbon + Bơm 5
Bơm dung dịch kiềm để vệ sinh thiết bị Chọn bơm ly tâm tĩnh.
Mác: HILGE
Loại: HYGIA SUPERII/50b
Vật liệu làm bơm: Thép Crôm – niken – AISI 316/316I Công suất: 3,5m3
Môi trờng: nớc nóng và dung dịch kiềm Động cơ: loại lồng sóc đối cực
Công suất: 1,5kW ở điện áp 380V Tốc độ: 1450 vòng/phút.
Cấp cách điện: IP 54
5.1.12.Máy nén khí
+ Không khí đợc nén qua máy nén khí, sau đó đợc lọc qua màng siêu lọc để lọc bụi. Màng siêu lọc có đờng kính d 1 m≤ μ + Máy nén khí Lợng khí cần cung cấp kg x x 3288 1000 5 109600 6 = không khí/ngày + Khối lợng riêng của không khí
= ρ 0 0 Tp p T ρ ,kg/m3
ρ0: khối lợng riêng của không khí ở nhiệt độ t0 = 00C và áp suất p = 760mmHg, ρ0 = 1,293kg/m3
: khối l
ρ ợng riêng của không khí ở nhiệt độ t = 200C và áp suất khí quyển p = 1at = ρ (273 20) 1 1,2 / 3 1 273 293 , 1 kg m x x x = + Thể tích không khí V = 2740 3 2 , 1 3288 m =
+ Thời gian làm lạnh nhanh dịch đờng: 12h Thời gian nén khí: 12h Lợng khí cần nén trong 1h h m / 33 , 228 12 2740= 3
Chọn máy nén khí có năng suất 230m3/h.
5.2.Thiết bị phân xởng lên men
5.2.1.Thùng lên men chính, lên men phụ và tàng trữ bia
•Tính và chọn thùng lên men
+ Lên men dịch đờng houblon hoá theo phơng pháp lên men hiện đại. Thùng lên men thân trụ, đáy côn và làm bằng thép không gỉ, có lớp cách nhiệt bên ngoài và ngoài cùng là lớp tôn. Thùng lên men phải chịu đợc áp lực.
+ Lợng dịch đờng đa vào lên men 1 mẻ
l x 27400
1000 25000 1096 =
Chọn thùng lên men có thể tích lớn, lên men đợc hai mẻ Lợng dịch trong thùng lên men
27400 x 2 = 54800l + Hệ số sử dụng thùng lên men bằng 0,85 – 0,9, chọn 0,85. Thể tích thùng lên men V = 64,5 3 1000 85 , 0 54800 m x = + Chọn chiều cao phần hình trụ H = 2,5D ( D - đờng kính thùng ) Chọn góc ở đáy côn α = 700C
h = 2 : 2 α tg D (m) = 2tg350 D = 0,715D (m) Thể tích thùng lên men V = D2H 4 π + 2 4 3 1 D hπ (m3) H = 2,5D, h = 0,715D V = D 2,5D 4 2 π + 2 4 715 , 0 3 1 D Dπ = 64,5m3 V= 2,15D3 = 64,5m3 D = 3,107m 15 , 2 5 , 64 3 = . Lấy D = 3,2m
Các thông số thùng lên men: + Đờng kính thùng D = 3,2m
+ Chiều cao thân thùng H = 2,5D = 8m + Chiều cao phần côn h = 0,715D = 2,3m + Góc ở đáy côn α = 700
+ Chọn lớp cách nhiệt là: PU – Polyurethane hoặc Polystirol.
•Tính số lợng thùng lên men
+ Thời gian lên men chính: 8 ngày
+ Thời gian lên men phụ và tàng trữ bia non: 10 ngày + Thời gian vệ sinh: 1 ngày
Chu kỳ lên men T = 19 ngày Số thùng lên men M =
t
V VxT
(thùng) V: thể tích dịch lên men 1 ngày(l)
Vt: thể tích dịch lên men 1 thùng (l) h (/2 D
M = x 38thùng
54800 19 109600 =
Số thùng dự trữ bằng (1 – 1,2) lần thùng lên men trong mẻ đầu, chọn bằng 1,2 lần.
Số thùng dự trữ bằng 1,2 x 1 = 1,2 thùng, lấy 2 thùng Tổng số thùng lên men:
38 + 2 = 40 thùng
5.2.2.Thiết bị lọc trong bia
+ Thiết bị lọc trong bia là máy lọc bản có dùng⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪ ⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪ ⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪Ĉ䩡 ᘙ멨赾䩡…䩡Ī䩡䩡䩡 ᘖ멨赾䩡…伀ъ儀ъ 愀…69ᔟ……ᘀꕨ핂䩡Ī䩡䩡ᔜ쩨䩡ᘀ쩨䩡䩡…伀ъ儀ъ愀…69j̟ 69ᘀ쩨䩡䩡…伀 ъ儀ъ唀Ĉ䩡̩൪ħᔀ쩨䩡ᘀ煨Ḥ䩡…䩡쉈俿ъ儀ъ唀Ĉ䩡j̝ 綬ੀੀĈ栖⑱-䩡䩡 …嘁 Ĉ 䩡 䩡 …⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪ ⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪ ⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪⨪楨瓕戠 丠땨洠禸猠溶砠쩵 ⁴楢䩡䩡 䩡 䩡 䩡 䩡 䩡 䩡 䩡 읣 桰榶焠慵⡴⥣爨픩… …⁴ ⠠⥲퍩畱湡琠杮猠畡⠠⥲挨礩ഺ䩡桃滨…桫⃝爨…牴湯…뙳 畸瓊…桋⃝爨…牴湯…桮₵롭⁹楢档핹⁵땬… ›佃ⰲ丠㍈⠠⥲ 楳桮爠… 栠⃖桴滨…륬桮മ 䩡……桴榶氠⃟䩡䩡
+ Thùng chứa bia đợc làm bằng thép không gỉ, hình trụ, đáy cầu và phải chịu đợc áp lực.
Hệ số đổ đầy của thùng bằng 0,9. Chọn 2 thùng chứa bia Thể tích mỗi thùng V = 䩡䩡 Coi phần đáy và đỉnh có thể tích bằng 15% thể tích thùng Thể tích thân thùng V = 58,2(1 – 0,15) = 49,5m3 V = 䩡䩡, chọn H = 1,4D V = 䩡䩡= 49,5m3 D = 䩡䩡. Lấy D = 3,6m
chiều cao đáy côn h = 0,15D = 0,54m chiều dầy thùng ( = 6mm = 6.10-3m
+ áp suất CO2 khi nạp vào thùng 2kg/cm2 .
5.2.5.Thiết bị nhân men giống
(Thiết bị nhân men giống cấp II
+ Lợng men giống cho vào thùng lên men bằng 10% so với lợng dịch đ- ờng.
Thể tích thiết bị này bằng 10% thể tích thùng lên men thể tích thùng nhân men giống cấp II
V = 䩡䩡
Thùng nhân men giống cấp II cũng tơng tự nh thùng lên men: hình trụ, đáy côn.
V = 1,254D3 D = 䩡䩡
Chiều cao thân thùng H = 1,5D = 2,6m + Chiều cao đáy côn h = 0,29D = 0,5m + Góc ở đáy côn ( = 700
+ Chọn chiều dày thiết bị = 3mmδ
(Thiết bị nhân men giống cấp I
Thiết bị này có thể tích bằng 10% thể tích thiết bị nhân men giống cấp II.
Thể tích thiết bị V = 䩡䩡
D = 䩡䩡
Chiều cao thân trụ H = 1,5D = 1,2m + Chiều cao phần côn h = 0,29D = 0,24m + Chọn chiều dày thiết bị = 3mmδ
5.2.6.Thiết bị xử lý sinh khối sau khi lên men
Bao gồm:
Dùng thiết bị có thể tích bằng 2 lần lợng nấm men thu đợc. Thể tích thiết bị rửa men V = 2 x 2192 = 4384l.
Chọn V = 4,4m3
Chọn cánh khuấy có công suất: 1kW + Thiết bị bảo quản men
Sau khi rửa men thì thu đợc khoảng 75% lợng men sạch Thể tích thiết bị bảo quản nấm men
V = 0,75 x 4,4 = 3,3m3
Do lợng bia nhiều sản xuất nhiều nên ta dùng 2 thùng bảo quản men, thể tích mỗi thùng 3,3m3
5.2.7.Hệ thống thu hồi CO2
Lợng CO2 thu hồi trong 1 ngày 䩡䩡
Hệ thống thu hồi CO2 bao gồm các thiết bị sau: + Máy rửa khí
+ Bộ lọc, sấy + Máy nén khí
+ Bình cầu chứa khí CO2
●Máy rửa khí
+ Máy rửa khí là một bồn chứa có nắp và dùng để thải các tạp chất có khả năng hoà tan tronh nớc ra khỏi CO2.
+ Chọn máy rửa khí có quy cách kỹ thuật nh sau: Công suất 50 kgCO2/h
Đờng kính: 125mm
Chiều cao: khoảng 3000mm áp suất: 400mm cột nớc Lợng nớc tiêu thụ: 50l/h Thời gian làm việc: 20h/ngày
Số lợng máy rửa khí 䩡䩡. Chọn 2 máy rửa khí
●Bộ lọc, sấy CO2( tháp )
+ Mục đích: để loại các hợp chất không hoà tan trong nớc cũng nh hơi ẩm còn sót lại trong khí CO2.
+ Chọn bộ lọc, sấy CO2 có các quy cách kỹ thuật nh sau: Công suất: 50kg/h
Thời gian làm việc: 12h
Vật liệu: thép không gỉ loại 1.4571 Thời gian hoàn nhiệt: 4h
Công suất trong suốt thời gian hoàn nhiệt: 3kW Số lợng tháp:
䩡䩡
●Máy nén khí
+ Máy nén khí là một máy nửa kín đợc truyền động trực tiếp + Quy cách kỹ thuật:
Tác nhân làm lạnh: R22 Tốc độ: 1450vòng/phút
Nhiệt độ ngng tụ của freon: + 400c Nhiệt độ bốc hơi của freon: - 300C Công suất: 5,4kW
Công suất tiêu thụ: 4kW Nhiệt độ nớc làm mát: 300C Lợng nớc làm mát tiêu thụ 1h: 1m3 ●Bình cầu chứa khí Dung tích: 5m3 Đờng kính: 1570mm Chiều dài: 3140mm
áp suất làm việc tối đa: 200mm cột nớc Vật liệu: cao su bọc vải polyester
5.2.8.Bơm
+ Bơm 1: Bơm bia đi lọc Lợng bia lọc: 7400l/h
Vật liệu làm bơm: thép Crôm – Niken Vật liệu làm giá đỡ: thép Crôm – Niken Động cơ đợc bọc bằng thép không gỉ Năng suất: 10m3/h
Công suất: 4kW
Động cơ đợc trang bị một van nhánh để điều chỉnh năng suất của bơm + Bơm 2: Bơm chuyển bia
Bơm ly tâm có động cơ đợc bọc bằng thép không gỉ Vật liệu làm bơm: thép Crôm – Niken
Năng suất: 10m3/h Công suất: 2,2kW
+ Bơm 3: Bơm nấm men
Bơm ly tâm có động cơ đợc bọc bằng thép không gỉ Tốc độ: 1400 vòng/phút
Công suất: 1,5kW
+ ống cao su mềm dẫn bia và nấm men
ống cao su mềm RESISTOR loại DN 50 x11 với lớp giữa trắng nh sơng. Có khả năng làm sạch bằng hơi nớc với nhiệt độ 1300C
Chiều dài: 4m
5.3.Thiết bị phân xởng hoàn thiện sản phẩm
+ Lợng bia sản xuất trong 1 ngày: 100000l Chai đựng bia: 0,5l
Số lợng chai䩡䩡
+ Thời gian làm việc của các máy: 20h – 22h
5.3.1.Máy rửa chai
Do khi rửa chai tổn thất 1% Số lợng chai thực tế 䩡䩡
Chọn thời gian rửa chai là 21h Năng suất máy rửa chai: 䩡䩡
Chọn máy rửa chai có các đặc tính sau: + Năng suất: 9860chai/h
+ Chiều dài tối đa:11000mm + Chiều rộng tối đa: 2790mm
+ Chiều cao tối đa: 3800mm + áp suất hơi nớc: 2,5kg/cm2 + Số lợng nớc tiêu thụ: 2,5m3/h + Công suất: 22kW + Số lợng chai theo 1 hàng: 10 + Đờng kính chai: 50 – 70mm + Chiều cao tối đa của chai: 260mm
5.3.2.Thiết bị rót chai và dập nút tự động
+ Năng suất:9860 chai/h
+ Bộ phận chiết rót với 36 van ống dẫn loại ngắn và thiết bị chụp nắp chai tự động. Các nắp đợc cung cấp từ 1 phía
+ Số chai chiết và dập nút 1 lúc: 10 chai + áp suất không khí: 2,5kg/cm2
+ áp suất chiết, dập nút: 6kg/cm2 + Công suất động cơ: 2,4kW
Chiều cao của băng truyền tải chai: 1250 50mm±
Chiều quay: theo chiều kim đồng hồ
5.3.3.Máy thanh trùng
+ Năng suất: 9860chai/h + Cỡ chai: 0,5l
+ Chiều dài: 10000mm + Chiều rộng: 3600mm + Chiều cao: 2770mm
+ áp suất hơi thanh trùng: 2,5kg/cm2 + Trọng lợng khí khô: 21000kg
5.3.4.Máy dán nhãn tự động
Năng suất: 9860 chai/h
5.3.5.Máy rửa két tự động
Kiểu: RIVI Italya Loại: TW
+ Công suất bơm rửa: 3kW + Công suất bơm tráng: 4kW + Lợng hơi nớc tiêu thụ: 80kg/h + Lợng nớc tiêu thụ: 2500l/h
Bảng tổng hợp tính thiết bị phân xởng nấu
STTTên thiết bịSố lợngNăng suất kg/hThể tích,m3Kích thớc
D x H x , mmδ
L x R X C, mm1Cân15002Máy nghiền malt215003Máy nghiền gạo15004Nồi hồ hoá18,52300x1840x45Nồi đờng hoá131,723300x3300x66Thùng lọc đáy bằng124,63000x3600x67Nồi đun nớc rửa bã112,32400x2400x48Nồi nấu hoa143,823640x3640x69Thùng lắng xoáy132,910Máy lạnh nhanh19500l/h11Bơm
+ Bơm dịch đờng và hỗn hợp malt, cháo + Bơm dịch sang nồi nấu hoa
+ Bơm đi làm lạnh + Bơm nớc rửa bã + Bơm hoá chất 1 1 1 1 1 84m3/h 84m3/h 12m3/h 24m3/h 3,5m3/h 12Máy nén khí1230m3/h
Bảng tổng hợp thiết bị phân xởng lên men
STTTên thiết bịSố lợngNăng suất, kg/hThể tích, m3Kích thớc D x H x ,mmδ
L x R x C,mm1Thùng lên men 3964,53200x8000x62Máy lọc trong bia17400l/h4Thùng chứa bia258,23200x6400x65Thiết bị rửa men14,46Thiết bị bảo quản men23,37Thiết bị nhân giống cấp II16,451730x2600x38Thiết bị nhân giống cấp I10,6450,8x1200x39Hệ thống thu hồi CO2
+ Máy rửa khí + Bộ lọc, sấy CO2 + Máy nén khí + Bình cầu chứa khí 1 2 1 1 50 50 5 125x3000x3 1257x3140x410Bơm
+ Bơm bia đi lọc + Bơm chuyển bia + Bơm mấm men 1 1 1 10 10
Bảng tổng hợp tính thiết bị phân xởng hoàn thiện sản phẩm
STTTên thiết bịSố lợngNăng suất, chai/hKích thớc
L x R x C,mm1Máy rửa chai198602790x11000x38002Máy chiết và dập nút chai180003Máy thanh trùng17000- 80003600x10000x27704Máy dán nhãn13000-90005Máy rửa két1500két/h6Máy đóng chai vào két17Bơm bia đi đóng chai
Phần VI: Tính năng lợng
Tính năng lợng trong nhà máy bao gồm: + Tính hơi
+ Tính nhiên liệu cho lò hơi + Tính lạnh
+ Tính nớc + Tính điện
6.1.Tính hơi cho toàn nhà máy
Hơi dùng để hồ hoá nguyên liệu thay thế, đờng hoá, houblon hoá dịch đờng, đun nớc nóng để rửa bã, vệ sinh thiết bị.
Sử dụng hơi bão hoà có áp suất p = 2,5kg/cm2 và có nhiệt độ 126,80C.
6.1.1.Tính hơi cho nồi hồ hoá
Trong quá trình hồ hoá nhiệt độ đợc điều chỉnh nh sau: Nhiệt độ ban đầu 250C
Nâng từ 250C lên 520C: 15 ph Giữ 520C trong 15 ph Nâng từ 520C lên 700C 10 ph Giữ 700C trong 10ph Nâng 700C lên 860C 10ph Giữ 860C trong 15ph Nâng từ 860C lên 1000 15ph Giữ 1000C trong 50ph
Khối lợng dịch trong nồi: 6054,3kg Nhiệt dung riêng C = 0,855kcal/kgđộ
+ Lợng nhiệt cần cung cấp để đun dịch từ 250C lên 860C Q11 = GC(86 - 25), kcal
Q11 = 6054,3 x 0,855 x (86 – 25 ) = 315762kcal
+ ở nhiệt độ 860C, coi lợng nớc bốc hơi 1,5% lợng nhiệt cần thiết cho quá trình bốc hơi
Q12 = q.W11, kcal
q: hàm nhiệt của nớc ở 860C, q = 540kcal/kg W11: lợng nớc bốc hơi, kg
W11 = 䩡䩡
Q12 = 540 x 78 = 42120 kcal
+ Lợng nhiệt cần cung cấp để đun dịch từ 86 lên 1000C Q13 = 72470kcal
+ Lợng nhiệt cần cung cấp cho nớc bốc hơi ở 1000C. Coi tỷ lệ nớc bốc hơi 3,5%
Q14 = q.W12, kcal W12 = 䩡䩡
Tổng lợng nhiệt cung cấp cho quá trình hồ hoá Q1 = Q11 + Q12 + Q13 + Q14, kcal
Q1 = 315762 + 42120 + 72470 + 98280 = 528632kcal Lợng nhiệt này bằng lợng hiệt do hơi cung cấp vào.
Lợng hơi cần cung cấp D1 = 䩡䩡,kg/h
ih: hàm nhiệt của hơi nớc bão hoà, kcal/kg i: hàm nhiệt của nớc ngng tụ, kcal/kg 0,96: độ bão hoà của hơi nớc
: thời gian hồ hoá, h. =
τ τ 䩡䩡
Hơi nớc bão hoà ở áp suất p = 2,5kg/cm2 và có nhiệt độ t = 126,80C và khi ngng tụ không thay đổi nhiệt độ.
ih = 650kcal/kg i = 127kcal/kg D1 = 䩡䩡
6.1.2.Tính hơi cho nồi hồ hoá
Trong quá trình đờng hoá, nhiệt độ đợc điều chỉnh nh sau 520C trong 30 ph 520C lên 630C trong 10ph giữ ở 630C trong 30ph 630C lên 700C trong 20ph giữ ở 700C trong 30ph 700C lên 750C trong 10ph giữ 750C trong 30ph
Lợng dịch trong nồi đờng hoá: 24778,3kg Lợng nớc trong nồi đờng hoá: 20243,8kg Nhiệt dung riêng C = 0,858kcal/kgđộ
+ Lợng nhiệt cần cung cấp để đun dịch từ 520C lên 630C Q21 = GC(63 - 52), kcal
Q21 = 24778,3 x 0,858 x (63 – 52 ) = 233858kcal + Lợng nhiệt cần cung cấp để đun dịch từ 63 lên 700C