3. Tình hình sản xuất bia nồng độ cao trên thế giới và ở Việt Nam
6.4.2. Lượng nhiệt lạnh cung cấp cho quá trình lên men chính để duy trì nhiệt
nhiệt độ lên men
6.4.2.1. Nhiệt lượng để hạ nhiệt độ sinh ra trong quá trình lên men tính cho một ngày lên men mạnh nhất
Nhiệt lượng được tính theo công thức: Q = G x q
Trong đó:
G: khối lượng chất khô lên men trong một ngày mạnh nhất q: Lượng nhiệt tỏa ra khi lên men 1kg đường (kcal)
Ta có phương trình lên men:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + Q
180kg → 28 calo
q =
180 28
1000 = 155,56 (kcal)
Lượng dịch đường đi vào lên men trong 1 ngày là 146052,56 lít Dịch đường 140Bx có d = 1,0568 kg/l.
Vậy khối lượng dịch đường có trong 1 ngày lên men là: 146052,56 x 1,0568 = 154348,35 (kg)
Chọn nồng độ cơ chất lên men mạnh nhất = 2%/ngày. Vậy lượng chất khô được lên men trong một ngày là:
154348,35 x 0,14 x 0,02 = 432,18 (kg/ngày) Q21 = 432,18 x 155,56 = 67229,92 (kcal/ngày)
6.4.2.2. Nhiệt lạnh tổn thất qua các lớp cách nhiệt
Q22 = F x K x (Tn Tt) Trong đó:
K: hệ số truyền nhiệt qua lớp cách nhiệt, K = 0,3 kcal/m2.h0C Tn: nhiệt độ bên ngoài tank lên men, Tn = 300C
Tt: nhiệt độ bên trong tank lên men, Tt = 120C F: diện tích xung quanh tank lên men.
F = 2 2 3 2 4 1 2 1 D D h h D = 3,14 x 4,7 x (8,8 + 2,4) + 2 2 7 , 4 14 , 3 4 1 7 , 4 14 , 3 2 1 = 217,31 (m2) Q22 = 0,3 x 217,31 x (30 12) x 24 = 28163,38 (kcal/ngày)
6.4.2.3. Lượng nhiệt lạnh để làm nước rửa sữa men
Lượng nước lạnh để rửa sữa men thường bằng hai lần lượng men cần rửa. Vậy lượng nước lạnh cần rửa là:
1406,80 x 2 = 2813,6 (lít)
Lượng nước cần rửa sữa men trong một ngày khoảng 4000 lít. Lượng nhiệt để làm lạnh nước từ 250C xuống 20C là:
Q23 = 4000 x 1 x (25 2) = 92000 (kcal/ngày)
Tổn hao lạnh do bảo quản sữa men khoảng 60000 kcal/ngày. Vậy lượng nhiệt cần để lên men chính là:
Q2 = Q21 + Q22 + Q23 + 60000
= 67229,92 +1173,47 + 92000 + 60000 = 220403,39 (kcal/ngày)
6.4.3. Tính nhiệt lạnh cần thiết để hạ nhiệt độ bia từ lên men chính xuống lên men phụ
Lượng nhiệt lạnh cần để hạ từ 120C xuống 10C được tính là: Q3 = G x C x (T2 T1)
Trong đó:
G: lượng bia non có trong một tank lên men (một ngày) có hàm lượng chất khô 140Bx có d = 1,0568 kg/lít.
Do đó: G = 139480,48 x 1,0568 = 147402,97 (kg) Tỷ nhiệt của bia non là:
C = C1 x X1 + C2 x X2 Trong đó:
C1: tỷ nhiệt của chất hòa tan, C1 = 0,34 kcal/kg0C C2: tỷ nhiệt của nước, C2 = 1 kcal/kg0C
X1: hàm lượng chất khô, X1 = 0,14
X2: hàm lượng của nước trong bia, X2 = 1 0,14 = 0,86 C = 0,14 x 0,34 + 0,86 x 1 = 0,91 kcal/kg0C
Q = 147402,97 x 0,91 x (12 1) = 1475503,73 (kcal/ngày)
Lượng nhiệt tổn thất qua lớp cách nhiệt là 10%. Vậy lượng nhiệt cần thiết là: Q3 = 1475503,73 x 1,1 = 1623054,1 (kcal/ngày)