a. Nhiệt cung cấp cho nồi hồ hóa.
Lượng gạo cho vào nồi: 1835,15 kg/mẻ
Lượng malt lót cho vào nồi: 20% 1835,15 = 367,03 kg/mẻ
Lượng nước cho vào nồi cháo: 11011 kg/mẻ
Tổng lượng dịch bột trong nồi:
G = 1835,15 + 367,03 + 11011 = 13213,18 kg
Độ ẩm của khối dịch cháo
W = 1835,15 0,12 + 367, 03 0,05 + 11011 100% 13213,18
= 85,14%
Tỷ nhiệt của khối cháo:
C = 100 W 1 W 2
100 C 100 C
Trong đó: C1: nhiệt dung riêng của chất hoà tan, C1 = 0,34 kcal/kg0C C2: nhiệt dung riêng của nước, C2 = 1 kcal/kg0C
Khi đó C = 100 85,14 0,34 85,14 1
100 100
= 0,902 kcal/kg0C
Khi cho toàn bộ nguyên liệu vào nồi, nhiệt độ khối dịch là 45oC, sau đó mở van cấp hơi,nâng nhiệt độ khối dịch lên 72oC.
Nhiệt lượng cần cung cấp trong thời gian này là: Q1= GC(t2 – t1), kcal t2 = 72, t1 = 45
Q1 = 13213,180,902 (72 – 45) = 321793,8 kcal.
Duy trì ở nhiệt độ 72oC trong vòng 20 phút. Lượng nhiệt cần cung cấp trong thời gian này là:
i: nhiệt hàm của hơi nước, hơi nước bão hòa có i = 640 kcal/kg. W2: lượng nước bay hơi ở 72oC trong vòng 20 phút, lấy W2 = 1%. W2 = 13213,18 0,01 = 132,13 kg.
Vậy: Q2 = 640 132,13 = 84563,2 kcal.
Nâng nhiệt độ khối dịch lên 83oC. Nhiệt lượng cần cung cấp trong thời gian này là:
Q3 = (G – W2)C(t2-t1), kcal t2 = 83, t1 = 72
Q3 = (13213,18 – 132,13)0,902(83 – 72) = 129790,2 kcal.
Duy trì ở nhiệt độ 83oC trong vòng 10 phút. Lượng nhiệt cần cung cấp trong thời gian này là:
Q4 = iW4 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
i: nhiệt hàm của hơi nước, hơi nước bão hòa có i = 640 kcal/kg. W4: lượng nước bay hơi ở 83oC trong vòng 10 phút, lấy W4 = 1%. W4 = (13213,18 – 132,13) 0,01 = 130,8 kg.
Q4= 640130,8 = 83712 kcal.
Đóng bớt van để hạ nhiệt độ khối dịch xuống 72oC trong vòng 15 phút sau đó nâng nhiệt độ khối dịch lên 100oC. Lượng nhiệt cần trong giai đoạn này là
Q5 = (G – W2 – W4)C(t2-t1) kcal
Q5 = (13213,18 – 132,13 – 130,8) 0,902 (100-72) = 327071,5 kcal.
Duy trì nhiệt độ 100oC trong vòng 15 phút. Lượng nhiệt cần cung cấp trong giai đoạn này là :
Q6 = i W6
với W6 : lượng nước bay hơi trong vòng 15 phút ở 100oC, lấy W6 = 3%. W6 = (13.213,18 – 132,13 – 130,8 ) 0,03
= 388,5 kg
Q6 = 640 388,5 = 248644,8 kcal
Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 = 321793,8 + 84563,2 + 129790,2 + 8712 + 327071,5 + 248644,8 = 1 195 575,5 kcal.
Tổn thất nhiệt trong nồi hồ hoá gồm:
Lượng nhiệt đun nóng thiết bị 2%
Lượng nhiệt tổn thất ra môi truờng xung quanh 2%
Lượng nhiệt tiêu tốn cho khoảng trống 1%
Vậy tổng tiêu hao là 5%.
Lượng nhiệt thực tế cần cung cấp cho nồi hồ hoá là:
Qhh = 1 195 575,5 1,05 = 1 255 354,3 kcal.
b. Lượng nhiệt cung cấp cho nồi đuờng hoá
Lượng nhiệt cần cung cấp cho quá trình nấu malt
Lượng malt cho vào nồi:
5554,4 – 367,03 = 5187,37 kg Lượng nước cho vào nồi đường hoá: 20749,6 kg/mẻ
Tổng lượng dịch bột trong nồi:
G = 5 187,37 + 20 749,6 = 25 936,97 kg
Độ ẩm của khối dịch malt:
W = 5187,37 0,05 + 20749,6 100%
25936,97
= 81%
Nhiệt dung riêng của khối dịch malt: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
C = 100 W 1 W 2
100 C 100 C
Trong đó: C1: nhiệt dung riêng của chất hoà tan, C1 = 0,34 kcal/kg0C C2: nhiệt dung riêng của nước, C2 = 1 kcal/kg0C
Khi đó C = 100 81 0,34 81 1
100 100
= 0,8746 kcal/kg0C
Ban đầu nhiệt độ nồi đường hoá khoảng 45oC, cấp nhiệt để nhiệt độ nồi tăng lên 50oC
Nhiệt lượng cần cung cấp trong thời gian này là: Q1= GC(t2-t1) kcal
t2 = 50, t1 = 45
Q1 = 25 936,97 0,8746(50 – 45) = 113422,4 kcal.
Duy trì ở nhiệt độ 50oC trong vòng 10 phút. Lượng nhiệt cần cung cấp trong thời gian này là
Q2 = iW2
i: nhiệt hàm của hơi nước, hơi nước bão hòa có i = 640 kcal/kg.
W2: lượng nước bay hơi ở 50oC trong vòng 10 phút, lấy W2 = 0,001%. W2 = 25 936,97 0,00001 = 0,26 kg.
Vậy Q2= 6400,26 = 166,4 kcal.
Lượng nhiệt cần cung cấp cho quá trình đường hoá:
Khi cháo bơm từ nồi hồ hoá sang nồi đuờng hoá ta có: Khối lượng dịch malt :
598,55 43333 1000
= 25 936,97 kg
Khối lượng dịch cháo:
291,94 43333 1000
= 12 650,64 kg
Tổng lượng dịch trong nồi đường hoá:
G = 12 650,64+ 25 936,97 = 38 587,6 kg Hàm lượng chất khô của dịch:
W = 5554,4 0,95 + 1835,15 0,88 100% 38587,6
= 17,86% (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Khi đó W= 100% - 17,86% = 82,14%
Nhiệt dung riêng của khối dịch:
C = 100 82,14 0, 34 82,14 1
100 100
= 0,882 kcal/kg0C
Kết thúc quá trình bơm nhiệt độ khối dịch ở nồi đuờng hoá đạt 650C, ta giữ nhiệt độ này trong 30 phút
Nhiệt lượng cần cung cấp trong thời gian này là : Q3 = i W3
i: nhiệt hàm của hơi nước bão hòa, i = 640 Kcal/kg
W3 : Lượng nuớc bay hơi ở 650C trong thời gian 30 phút là 0,5% W3 = 38.587,6 0,005 = 1929,38 kg. Nên Q3 = 640 1929,38 = 1 234 803,2 kcal
Sau đó nâng nhiệt độ khối dịch lên 750C. Lượng nhiệt cần cung cấp ở giai đoạn này là:
Q4 = (G – W3)C(t2 – t1) t1 = 650C, t2 = 750C.
Nên Q4 = (38 587,6 – 1929,38) 0,882(75-65) = 323 325,5 kcal.
Duy trì ở nhiệt độ 750C trong vòng 25 phút. Lượng nhiệt cần cung cấp trong giai đoạn này là:
Q5 = i W5
W5 : Lượng nuớc bay hơi trong thời gian 25 phút ở 750C, giả sử là 3%. W5 = (G – W3) 0,03 =1099,75 kg
i = 640 kcal/kg
Q5 = i W4 = 640 1099,75 = 703 837,8 kcal.
Cuối cùng nâng nhiệt độ khối dịch lên 76oC. Lượng nhiệt cần cung cấp trong giai đoạn này là:
Q6 = (G – W3 – W4)C(t2 – t1) t1 = 750C, t2 = 760C.
Nên Q6 = (38 587,6 – 1 929,38 – 1 099,75) 0,882(76 -75) = 31 362,6 kcal.
Duy trì ở nhiệt độ 760C trong vòng 5 phút. Lượng nhiệt cần cung cấp trong giai đoạn này là:
W7 : Lượng nuớc bay hơi trong thời gian 5 phút ở 76oC, giả sử là 0,5%. W7 = (G – W3 – W4) 0,005 = (38 587,6 – 1 929,38 – 1 099,75)0,005 =177,8 kg i = 640 kcal/kg Q7 = i W7 = 640 177,8 = 113792 kcal.
Vậy tổng lượng nhiệt cần thiết cho nồi đuờng hóa là:
Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 = 113422,4 +166,4 + 1234803,2 + 323325,5 + 703837,8 + 31362,6 + 113792 = 2520710 kcal.
Tổn thất nhiệt trong nồi đường hóa gồm:
Lượng nhiệt đun nóng thiết bị 2%
Lượng nhiệt tổn thất ra môi truờng xung quanh 2%
Lượng nhiệt tiêu tốn cho khoảng trống 1%
Vậy tổng tiêu hao là 5%. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lượng nhiêt thực tế cần cung cấp cho nồi đuờng hóa là:
Qđh = 2520710 1,05 = 2646745,5 kcal.
c. Lượng nhiệt cung cấp cho nồi đun hoa
Dịch đường sau quá trình đun hoa để sản xuất 1000 lít bia là 1154,6 kg. Lượng chất hòa tan là 127 kg.
Trong quá trình nấu hoa, giả sử lượng nước bay hơi là 10%. Vậy khối lượng dịch truớc khi đun hoa một mẻ là:
G = 1 154,6 43 333/10000,9 = 55 591,44 kg.
Lượng chất khô có trong dịch đuờng truớc khi nấu hoa là: 127 43.333/1000 = 5503,3 kg.
Độ ẩm dịch là:
W = 100%(55 591,44 – 5503,3 ) / 55 591,44 = 90 %. C: nhiệt dung riêng của khối dịch, kcal/kg.oC
Ta có C = (100 – W)C1/100 + WC2/100
C2 : nhiệt dung riêng của nuớc , C2= 1kcal/kg.oC W : hàm ẩm của dịch, = 90%
Thay số vào ta đuợc C = 0,934 kcal/kg.
Sau khi lọc xong nhiệt độ khối dịch khoảng 76oC. Vậy lượng nhiệt cần thiết để nâng nhiệt độ nồi nấu hoa từ 76 oC lên 100 oC là:
Q1 = GC(t2 – t1)
= 55 591,44 0,934 (100-76) = 1 246 137,7 kcal
Lượng nhiệt cần cung cấp để duy trì khối dịch ở nhiệt độ sôi trong suốt thời gian đun hoa là:
Q2 = i W2
W2 : Lượng nuớc bay hơi trong quá trình nấu hoa là 10%
Q2 = 64055 591,44 0,1 = 3 557 852,16 kcal.
Lượng nhiệt cần cung cấp cho nồi đun hoa là:
Q1+ Q2 = 1 246 137,7 + 3 557 852,16 = 4 803 989,86 kcal.
Tuơng tự tổn thất nhiệt cho nồi đun hoa là: 5%
Vậy lượng nhiệt thực tế cần cung cấp cho nồi đun hoa là:
Qhoa = 4 803 989,86 1,05 = 5 044 189,35 kcal
d. Tính lượng nhiệt để đun nuớc nóng cần cho 1 mẻ
Một mẻ nấu cần một lượng nuớc nóng là:
1224,65 43333
1000 = 53 067,76 kg
( tính cho bia hơi vì cần lượng nuớc nóng để rửa bã lớn hơn bia chai).
Lượng nhiệt cần để đun nuớc từ nhiệt độ 25oC đến 780C là: Q1 = GC(t2 – t1) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
C = 1 kcal/kg.độ, là nhiệt dung riêng của nuớc. G = 53 067,76 kg
t1 = 25; t2 = 78
Nhiệt tổn thất là 5%
Vậy lượng nhiệt thực tế cần phải cung cấp là:
Qn = 2 812 591,2 1,05= 2 953 220,76 kcal.
Vậy tổng lượng nhiệt cần cho 1 mẻ nấu trong phân xưởng nấu là :
Q = Qhh +Qdh+Qhoa+Qn
= 1 255 354,3 + 2 646 745,5 + 5 044 189,35+ 2 953 220,76 = 11 899 510 kcal/mẻ.