CHƯƠNG 5 TÍNH - HƠI - NƯỚC - ĐIỆN - LẠNH
5.2 Tính lạnh cho nhà máy
5.2.1: Lượng nhiệt cần thiết cho thiết bị làm lạnh nhanh.
Ở thiết bị làm lạnh nhanh, dịch đường được làm lạnh từ 90oC xuống 12oC.
- Lượng nhiệt cần cung cấp cho 1 mẻ là.
Q = G ì C ì (t1- t2)
Trong đó: G là khối lượng dịch đường G = 26264 ì 1,05 = 27577,2 kg
C là tỉ nhiệt của dịch đường C = 0,91 kcal/kgoC t1 = 90oC; t2 = 12oC
Vậy Q = 27577,2 ì 0,91 ì (90-12) = 1957429,66 kcal/mẻ - Lượng nhiệt lạnh cần cho 1 ngày nấu 6 mẻ là.
QI = Q ì 6 = 11744578 kcal/ngày
5.2.2: Lượng nhiệt lạnh cần để cung cấp cho quá trình lên men chính.
- Ở công đoạn này ta cần cung cấp nhiệt để hạ nhiệt sinh ra trong quá trình lên men chính tính cho ngày lên men mạnh nhất. Lượng chất khô len men từ 1,5 ÷ 2% /ngày
- Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp tính theo công thức.
Q1 = G ì q Trong đó:
G là khối lượng chất khô lên men trong 1 ngày mạnh nhất. Dịch đường lên men có nồng độ 12,5oBx, có khối lượng riêng d = 1,05 kg/lit. Khối lượng chất khô được lên men trong 1ngày là.
156588,6 ì 1,05 ì 0,125 = 20552,3 kg/ngày
Chọn nồng độ cơ chất lên men mạnh nhất là 2%/ngày, suy ra lượng đường được lên men trong 1 ngày là.
G = 20552,3 ì 0,02 = 411,05 kg
q là nhiệt lượng toả ra khi lên men 1kg đường (kcal/kg) Phương trình lên men.
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 37,3 kcal
180 g 37,3 kcal
1000 g X kcal
X =
180 3 ,
1000x37 = 207,22 kcal - Vậy Q1 = 411,05 ì 207,22 = 85177,8 kcal/ngày - Lượng nhiệt lạnh tổn thất qua lớp cách nhiệt.
Q2= F ì k ì (tn- tt) Trong đó:
k là hệ số truyền nhiệt qua lớp cách nhiệt k = 0,3 kcal/m2hoC tt là nhiệt độ bên trong tank lên men tt = 12oC
tn là nhiệt độ bên ngoài tank lên men tn= 25oC F là diện tích xung quanh tank lên men
F = xDx(h2 h3) +
2 xD2
+
4 xD2
F = 125,03 m2
Vậy Q2 = 125,03 ì 0,3 ì (25-12) = 487,62 kcal/h - Tổn hao lạnh qua lớp cách nhiệt trong 1 ngày là
487,62 ì 24 = 11702,9 kcal/ngày
- Mỗi ngày có 2 tank lên men nên lượng lạnh tổn hao là Q2 = 11702,9 ì 2 = 23405,8 kcal/ngày
5.2.3: Nhiệt lạnh để làm lạnh nước rửa sữa men:
- Lượng nước rửa sữa men bằng 3 lần lượng men sữa thu được.
Mỗi ngày thu được lượng men sữa là 2142 lit.
Lượng nước dùng rửa men 1 ngày là.
2142 ì 3 = 6426 lit/ngày
- Nhiệt độ nước là 25oC. Để rửa sữa men ta cần hạ nhiệt độ của n ước xuống 3oC. Lượng nhiệt cần dùng là.
Q3 = G ì C ì (t1- t2)
Q3 = 6426 ì 1 ì (25 - 3) = 141372 kcal/ngày
- Tổn hao lạnh do bảo quản sữa men khoảng 50000 kcal/ngày
* Vậy lượng nhiệt cần cho lên men chính là.
QII = Q1 + Q2 + Q3 + 50000 QII= 299955,6 kcal/ngày
5.2.4: Lượng nhiệt lạnh cần cho quá trình lên men phụ.
- Lượng nhiệt lạnh cần thiết để hạ nhiệt độ bia từ 12oC xuống 1oC QIII= G ì C ì (t1– t2)
Trong đó:
G là khối lượng bia non trong hai tank lên men G = 156588,6 ì 1,05 = 164418,03 kg
C là tỉ nhiệt bia non C = 0,92 kcal/kgoC t1 =12oC ; t2 = 1oC
Vậy QIII= 164418,03 ì 0,92 ì (12-1) QIII= 1663910,5 Kcal/ngày
- Thực tế cứ 1 lit bia non tốn hao 0,25 Kcal/ngày.
- Lượng bia non có trong 2 tank nên men của 1 ngày là 164418,03Kg.
Lượng nhiệt cần cho một ngày là:
164418,03 ì 0,25 = 41104,5 kcal/ngày - Tổn thất qua lớp cách nhiệt một ngày là:
Q = 2 ì F ì k ì (tn– tt) ì 24
Q = 2 ì 125,03 ì 0,3 ì (25 – 1) ì 24 Q = 43201,4 kcal/ngày
Vậy tổng lượng nhiệt cần cung cấp cho quá trình nên men phụ là:
QIV = 41104,5 + 43210,4 = 84315 kcal/ngày 5.2.5 : Tính nhiệt lạnh cho thùng men giống
Tính lượng nhiệt toả ra trong quá trình gây giống - Lượng men giống cần cho một ngày là: 15659 lit
Trong quá trình này cần cung cấp oxy để nuôi sinh khối
- Khối lượng dịch đường 12,5o Bx ( d = 1,05 kg/l ) đưa vào gây men là:
15659 ì 1,05 = 16442 kg
- Lượng chất hoà tan có trong dịch đường:
16442 ì 0,125 = 2055,25 kg
- Trong đó chỉ có khoảng 70% đường có khả năng lên men. Mà cứ 1kg đường tham gia phản ứng lên men thì toả ra 207,22 kcal. Vậy lượng nhiệt toả ra trong một ngày là:
2055,25 ì 0,7 ì 207,22 = 298122,23 kcal/ngày - Lượng nhiệt tổn thất qua lớp cách nhiệt trong 1 ng ày:
Q = 24 ì F ì k ì (tn– tt) tn = 25oC ; tt = 12oC F = D ì (h2 + h3) +
2
1 D2+
4 1 D2 Thiết bị gây men cấp một :
F1 = ì 1,37 ì (1,37 + 0,44) +
2
1 ì1,372 +
4
1 ì 1,372 F1 = 12,21 m2
Thiết bị gây men cấp hai : F2 = ì 2 ì (2 + 0,62) +
2
1 ì ì 4 +
4
1 ì ì 4 F2 = 25,89 m2
Suy ra F = F1 +F2 = 38,1m2
Vậy Q = 24 ì 38,1 ì 0,3 ì (25-12) Q = 3566,16 kcal/ngày
Vậy lượng nhiệt tổng là :
QV = 298122,23 + 3566,16 = 301688,4 kcal/ngày
5.2.6: Lượng nhiệt lạnh cần thiết để hạ nhiệt độ bia trong tháp nạp CO2. - Sau khi lọc bia có nhiệt độ là 5oC, ta cần hạ xuống 1oC để bão hoà CO2 cho bia.
Lượng nhiệt lạnh tính theo công thức Q = G ì C ì (t1- t2)
Trong đó:
G là lượng bia cần nạp trong 1 ngày
Bia sau khi lên men có nồng độ 12,5oBx, có d = 1,050 kg/lit G = 146566 ì 1,050 = 153894,3 kg
C là tỉ nhiệt của dịch bia C = C1 ì X1 + C2 ìX2
C = 0,34 ì 0,125 + 1 ì 0,875 = 0,9175 kcal/ kgoC t1 = 5oC; t2 = 1oC
Vậy Q = 153894,3 ì 0,9157 ì (5 - 1) = 564792,08 kcal/ngày - Lượng nhiệt tổn thất qua lớp cách nhiệt l à 10%
Vậy lượng nhiệt lạnh cần thiết là.
QVI= 564792,08 ì 1,1 = 621271,3 kcal/ngày 5.2.7: Nhiệt lạnh cung cấp cho toàn bộ nhà máy:
- Tổng nhiệt lạnh cần cho cả nhà máy trong 1 ngày là.
Qt = QI+ QII + QIII + QIV + QV + QVI
Qt = 14715718,8 kcal/ngày
* Chọn máy lạnh:
- Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp cho nhà máy trong 1h là.
14715718,8/24 = 613155 kcal/h
- Hiệu suất máy là 90% nên năng suất máy cần là.
613155/0,9 = 681283,33 kcal/h
Vậy ta chọn 2 máy nén có thể chạy luân phi ên hay đồng thời.
Máy có đặc tính kĩ thuật:
Năng suất lạnh 700000 kcal/h
Số xi lanh 4
Công suất động cơ 90 kw