Trung bình 1 lít bia non tổn hao 1 kJ trong ngày, thể tích bia non ứng với 1 tank lên men là 195,728 m3. Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp đối với 11 tank trong giai đoạn lên men phụ trong một ngày là:
Q1 = 11 . 195,728.103 . 1 = 2153.103 kJ Tổn thất lạnh:
Qtt = K . F . Δt, kJ/h Trong đó:
K - Hệ số truyền nhiệt qua lớp cách nhiệt, K = 1,2 kJ.m-2.độ-1.h-1; F - Diện tích truyền nhiệt F = 167,3 m2;
Nhiệt độ không khí bên ngoài thùng lên men tng = 28˚C Nhiệt độ dịch lên men ở giai đoạn lên men phụ ttr = 2˚C
Δt = tng – ttr = 26˚C Nên:
Qtt = K.F.Δt = 1,2.167,3.26 = 5220 kJ/h
Tổn thất lạnh trong 1 ngày ứng với 11 tank trong giai đoạn lên men phụ: Q2 = 11 . 24 . Qtt = 11 . 24 . 5220 = 1378.103 kJ
Tổng lượng nhiệt lạnh cần cung cấp cho các tank ở giai đoạn lên men phụ trong 1 ngày là:
QLMphụ = Q1 + Q2 = 2153.103 + 1378.103 = 3531.103 kJ
Lượng nhiệt lạnh lớn nhất cần cấp cho các tank lên men trong 1 ngày là: QLên men = QLM chính + QHạ nhiệt + QLM phụ
1.3. Lượng nhiệt lạnh cấp cho hệ thống cấp men giống
1.3.1. Lượng nhiệt lạnh cần cấp để tái sử dụng men kết lắng
1.3.1.1. 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 1 tank lên men
Vn = 3 . 4121 = 12363 lít → Gn = 12363 kg
Nước ban đầu vào có nhiệt độ 25oC, để thực hiện quá trình rửa men kết lắng, nước cần được làm lạnh xuống 1 – 2˚C, Δtn = 24oC. 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:
Qrửa men = Gn . Cn . Δtn = 12363 . 4,185 . 24 = 1242.103 kJ
1.3.1.2. Bảo quản men
Men sữa sau rửa, kiểm tra hoạt lực cần được bảo quản lạnh ở nhiệt độ 0 – 2oC. Thực hiện bảo quản ngay trong thùng rửa men, tổn thất lạnh trong quá trình bảo quản là:
Qtt = K . F . Δt, kJ/h Trong đó:
K - Hệ số truyền nhiệt qua lớp cách nhiệt với K = 1,2 kJ.m-2.độ-1.h-1; F - Diện tích truyền nhiệt, m2.
Nhiệt độ không khí bên ngoài tng = 28oC Nhiệt độ bảo quản men sữa ttr = 0oC
Δt = tng – ttr = 28oC Coi tổn thất lạnh chủ yếu ở thân trụ của thùng thì:
F = π . Dng . H = π . 2,1 . 3,01 = 20 m2
Suy ra: Qtt = K . F . Δt = 1,2 . 20 . 28 = 672 kJ/h
Lượng nhiệt lạnh cần cấp để bảo quản men trong 1 ngày (ứng với 1 tank) là: Qbảo quản = 24 . Qtt = 24 . 672 = 16,1.103 kJ
1.1.3.3. 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: 2060 lít. Coi tỷ khối của dịch bằng 1. Khối lượng cồn được tạo ra là: 0,003 . 2060 = 6,18 kg (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tương ứng với lượng cồn tạo thành, nhiệt lượng toả ra là:
Q = 184 3 , 312 . 6180 = 10 489 kJ
Tổn thất lạnh trong quá trình hoạt hoá:
Qtt = K . F . Δt, kJ/h Trong đó:
K - Hệ số truyền nhiệt qua lớp cách nhiệt với K = 1,2 kJ.m-2.độ-1.h-1; F - Diện tích truyền nhiệt, m2.
Nhiệt độ không khí bên ngoài tng = 28oC Nhiệt độ men hoạt hoá ttr = 8oC
Δt = tng – ttr = 20oC
Coi tổn thất lạnh chủ yếu ở phần thân trụ của thiết bị thì: F = π . Dng . H = π . 2,3 . 3,3 = 23,8 m2
Nên:
Qtt = K . F . Δt = 1,2 . 23,8 . 20= 571,2 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 = 10489 + 6 . 571,2 ≈ 13916,2 kJ
Lượng nhiệt lạnh lớn nhất cần cấp trong 1 ngày để tái sử dụng men kết lắng là: Qmen sữa KL = Qrửa men + Qbảo quản + Qhoạt hoá = 1272.103 kJ.