I. Tính nhiệt lạnh
3.Lượng nhiệt lạnh cấp cho hệ thống cấp men giống
a. Lượng nhiệt lạnh cần cấp để tái sử dụng men kết lắng
* Rửa men:
Lượng nước rửa sữa men kết lắng ứng với 1 tank lên men có thể tích bằng 3 lần thể tích sữa men kết lắng ứng với một tank lên men
Vn = 3 × 2184 = 6552(l), hay Gn = 6552(kg)
Nước ban đầu vào có nhiệt độ 25˚C, để thực hiện quá trình rửa men kết lắng nước cần được làm lạnh xuống 1 – 2˚C, Δtn = 24˚C. Ở điều kiện này nhiệt dung riêng trung bình của nước là: Cn = 4,185(kJ.kg-1.độ-1)
Nhiệt lạnh cần cung cấp để làm lạnh nước là:
Lượng men kết lắng ứng với 1 tank lên men là 2184(l) có thể tái sử dụng được khoảng 1100(l), khi hoạt hoá sẽ cho 5000(l) men giống có thể cấp để lên men dịch đường ứng với 2 tank.
* Bảo quản men:
Men sữa sau rửa, kiểm tra hoạt lực cần được bảo quản lạnh ở nhiệt độ 0 – 2˚C. Thực hiện bảo quản ngay trong thùng rửa men, tổn thất lạnh trong quá trình bảo quản là:
Qtt = K × F × Δt (kJ/h)
K: Hệ số truyền nhiệt qua lớp cách nhiệt K = 1,2(kJ.m-2.độ-1.h-1) Nhiệt độ không khí bên ngoài tng = 32˚C
Nhiệt độ bảo quản men sữa ttr = 0˚C Δt = tng – ttr = 32˚C
F: Diện tích truyền nhiệt (m2)
Coi tổn thất lạnh chủ yếu ở thân trụ của thùng thì: F = π × Dng × H = π × 1,8 × 2,52 = 14,3(m2) Suy ra: Qtt = K × F × Δt = 1,2 × 14,3 × 32 = 547,2(kJ/h)
Lượng nhiệt lạnh cần cấp để bảo quản men trong một ngày là: Qbảo quản = 24 × Qtt = 24 × 547,2 = 13,1.103(kJ)
* Hoạt hoá men:
Men sữa trước khi tái sử dụng được hoà trộn với lượng dịch đường có thể tích gấp 4 lần thể tích men sữa và để nhiệt độ tăng từ từ tới gần nhiệt độ lên men 8˚C. Trong quá trình hoạt hoá độ cồn của dịch tăng lên tới khoảng 0,3%.
Thể tích dịch men sữa đã hoạt hoá bằng 1/100 thể tích dịch ứng với 1 tank lên men: 1092(l). Coi tỷ khối của dịch bằng 1. Khối lượng cồn được tạo ra là:.
0,003 × 1092 = 3,276(kg)
Tương ứng với lượng cồn tạo thành, nhiệt lượng toả ra là: Q = 184 3 , 312 × 3276 = 5,56(kJ)
Tổn thất lạnh trong quá trình hoạt hoá: Qtt = K × F × Δt (kJ/h)
K: Hệ số truyền nhiệt qua lớp cách nhiệt K = 1,2(kJ.m-2.độ-1.h-1) Nhiệt độ không khí bên ngoài tng = 32˚C
Δt = tng – ttr = 24˚C
F: Diện tích truyền nhiệt (m2)
Coi tổn thất lạnh chủ yếu ở phần thân trụ của thiết bị thì: F = π × Dng × H = π × 1,2 × 1,57 = 5,9(m2)
Suy ra: Qtt = K × F × Δt = 1,2 × 5,9 × 24 = 170,5(kJ/h)
Thời gian hoạt hoá men khoảng 6h, thì lượng nhiệt lạnh cần cấp cho quá trình hoạt hoá men là: Qhoạt hoá = Q + 6 ×Qtt = 5,56 + 6 × 170,5 ≈ 103(kJ)
► Lượng nhiệt lạnh lớn nhất cần cấp trong một ngày để tái sử dụng men kết lắng là:
Qmen sữa KL = Qrửa men + Qbảo quản + Qhoạt hoá = 658.103+ 13,1.103+ 103 = 672,1.103(kJ)