Zalo QR
Zalo QR
Theo kế hoạch sản xuất của nhà máy và dựa vào tính cân bằng sản phẩm trên cơ sở tháng sản xuất cao nhất của năm để tính khối lượng nguyên liệu cần dùng từ đó chọn thiết bị thích hợp cho từng khâu.
Theo kế hoạch tháng sản xuất cao nhất là 5 triệu lít/tháng, mỗi tháng sản xuất 25 ngày, mỗi ngày sản xuất là 200.000 lít, mỗi ngày nấu 5 mẻ do đó mỗi mẻ sản xuất được 40.000 lít.
Nhà máy sản xuất bia từ nấu và lên men nồng độ cao 14oBx sau đó pha loãng dịch bia này thành 60% bia chai và 40% bia hơi theo yêu cầu.
|
Lượng malt |
4352,75 kg |
|
Lượng đại mạch |
2176,37 kg |
|
Lượng đường |
2176,37 kg |
|
Enzym Termamyl |
2154,61 g |
|
Enzym Neutrase |
4309,22 g |
|
Enzym Cereflo |
861,84 g |
|
Hoa houblon dạng viên |
53846,1 g |
|
Hoa houblon dạng cao |
5000,44 g |
|
Men giống nuôi cấy |
4273,53 lít |
|
Men sữa |
427,35 lít |
|
Nước dùng hồ hóa |
8618,44 lít |
|
Nước dùng đường hóa |
17236,88 lít |
|
CO2 cần bổ sung |
32,21 m3 |
Nguyên liệu dùng cho sản xuất mỗi mẻ bia phải được định lượng bằng cân, ống đong, ... sao cho phù hợp với từng loại.
Lượng malt tối đa cho một ngày sản xuất là: 4352,75 x 5 = 21763,73 (kg)
Lượng đại mạch tối đa cho một ngày sản xuất là: 2176,37 x 5 = 10881,87 (kg)
Lượng đường tối đa cho một ngày sản xuất là: 2176,37 x 5 = 10881,87 (kg)
Tổng lượng nguyên liệu cần nghiền là: 21763,73 + 10881,87 = 32645,6 (kg)
Tổng lượng nguyên liệu cần dùng trong một ngày sản xuất là: 21763,73 + 10881,87 + 10881,87 = 43527,47 (kg)
Nguyên liệu được cân từng mẻ, từng loại riêng biệt nên ta chọn cân cho toàn bộ dây chuyền, năng suất của cân mã lớn nhất là 500 ± 0,5 kg.
Nếu nghiền ẩm thì phải nghiền từng mẻ và do đó khi tính năng suất máy nghiền phải tính theo từng mẻ, nếu nghiền khô thì có thể tính cho cả ngày. Ở nhà máy này em sử dụng máy nghiền ẩm để nghiền malt do đó phải tính theo từng mẻ.
Lượng malt tối đa cho một mẻ là 4352,75 (kg).
Thời gian làm việc của máy là 4h/ca, ngày làm việc 3 ca, ngày nghiền 5 mẻ, thời gian nghiền mỗi mẻ là 2,4h.
Hệ số sử dụng máy là 0,75. Vậy lượng malt nghiền trong 1h là:
4352,75 / (2,4 x 0,75) = 2418,19 (kg/h)
Chọn máy nghiền malt với các thông số kỹ thuật sau:
Lượng đại mạch tối đa cho một mẻ sản xuất là: 2176,37 (kg).
Thời gian làm việc của máy là 4h/ca, mỗi ngày làm việc 3 ca, thời gian nghiền mỗi mẻ là 2,4h, hệ số sử dụng máy là 0,75. Vậy lượng đại mạch nghiền trong 1h là:
2176,37 / (2,4 x 0,75) = 1209,09 (kg/h).
Vậy ta chọn máy nghiền búa để nghiền đại mạch có các đặc tính sau:
Lượng đại mạch sử dụng cho một mẻ nấu lớn nhất là 2176,37 (kg), tổn thất khi nghiền là 1%.
Vậy lượng đại mạch còn lại trong nồi hồ hóa là: 2176,37 x 0,99 = 2154,61 (kg)
Lượng nước cho vào nồi hồ hóa so với nguyên liệu là 4 : 1
Vậy lượng nước cho vào nồi hồ hóa là: 2154,61 x 4 = 8618,42 (kg)
Khối lượng hỗn hợp cho vào nồi hồ hóa là: 2154,61 + 8618,42 = 10773,03 (kg)
Khối lượng riêng của hỗn hợp là d = 1,08 kg/l.
Vậy thể tích của hỗn hợp là: 10773,03 / 1,08 = 9975,03 (lít) = 9,98 (m3)
Hệ số sử dụng nồi là 0,7. Vậy thể tích thực của nồi là:
Vt = 9975,03 / 0,7 = 14250,05 (lít) = 14,25 (m3)
Dựa vào thể tích thực của nồi ta chọn nồi hồ hóa là thiết bị hai vỏ, thân hình trụ, đường kính là D, chiều cao H, đáy và nắp hình chỏm cầu có chiều cao h1 và h2. Thùng được chế tạo bằng thép không gỉ, phía dưới đáy được bố trí cánh khuấy tương ứng làm sao cánh khuấy luôn hoạt động tốt, khuấy trộn đều không lắng xuống đáy tránh gây cháy.
Thể tích nồi được tính theo công thức:
Vậy H = 2,9 x 0,6 = 1,74 (m)
h1 = 2,9 x 0,2 = 0,58 (m)
h2 = 2,9 x 0,15 = 0,44 (m)
Chiều cao toàn bộ của thiết bị là:
Ht = H + h1 + h2 = 1,74 + 0,58 + 0,44 = 2,76 (m)
Bề dày thép chế tạo là: = 5 mm, phần vỏ dầy 50 mm. Vậy đường kính ngoài của thiết bị hồ hóa là:
Dn = D + (50 x 2) = 2900 + (50 x 2) = 3000 (mm) = 3 (m)
Gọi Hl là chiều cao phần 2 vỏ:
Hl = 0,8H = 0,8 x 1,74 = 1,392 (m)
Chọn khoảng cách từ nền nhà đến đáy thiết bị là 1m. Khi đó chiều cao tổng thể của nồi sẽ là: 2,76 + 1 = 3,76 (m)
Chọn cánh khuấy cong có đường kính bằng 0,8D = 0,8 x 2,9 = 2,32 (m)
Số vòng quay của cánh khuấy là 30 vòng/phút.
Động cơ cánh khuấy là 7 kw.
Diện tích bề mặt truyền nhiệt lấy bằng 0,5 m2/m3 dịch.
Vậy ta có diện tích bề mặt truyền nhiệt là: F = 9,98 x 0,5 = 4,99 (m2)
Vậy ta chọn nồi hồ hóa có các thông số sau:
Lượng malt sử dụng cho một mẻ nấu lớn nhất là 4352,75kg. Tổn thất nghiền là 1%. Vậy lượng malt cho vào nồi đường hóa là: 4352,75 x 0,99 = 4309,22 (kg)
Lượng nước cho vào nồi đường hóa so với nguyên liệu theo tỷ lệ là: 4 : 1.
Vậy lượng nước cho vào nồi đường hóa là: 4309,22 x 4 = 17236,89 (kg)
Khối lượng hỗn hợp cho vào nồi đường hóa là: 4309,22 + 17236,89 + 10234,37 = 31780,48 (kg)
Khối lượng riêng của hỗn hợp là d = 1,08(kg/l). Vậy thể tích của hỗn hợp:
31780,48 / 1,08 = 29426,37 (lít) = 29,43 (m3).
Hệ số sử dụng nồi là 0,75. Vậy thể tích thực của nồi là:
Vt = 29426,37 / 0,75 = 39235,16 (lít) = 39,24 (m3)
Dựa vào thể tích thực của nồi ta chọn nồi đường hóa là thiết bị hai vỏ, thân hình trụ, đường kính D, chiều cao H, đáy và nắp hình chỏm cầu có chiều cao h1 và h2. Thùng được chế tạo bằng thép không gỉ, phía dưới đáy được bố trí cánh khuấy tương ứng làm sao cánh khuấy luôn hoạt động tốt khuấy trộn đều không lắng xuống đáy tránh gây cháy.
H = 0,6D; h1 = 0,2D; h2 = 0,15D. Thể tích nồi được tính theo công thức:
Vt = Vtrụ + Vđáy + Vđỉnh
Vt = /4 + [ + 3(D/2)2]/6 + [ + 3(D/2)2]/6
Vt = 0,61D3 = 39,24 (m3)
Vậy H = 4 x 0,6 = 2,4 (m) = 2400 (mm)
h1 = 4 x 0,2 = 0,8 (m) = 800 (mm)
h2 = 4 x 0,15 = 0,6 (m) = 600 (mm)
Chiều cao toàn bộ của thiết bị là: Ht = H + h1 + h2 = 2,4 +0,8 + 0,6 = 3,8 (m)
Chọn khoảng cách từ nền nhà đến đáy thiết bị là 1 (m)
Chiều cao tổng thể của thiết bị là: 3,8 + 1 = 4,8 (m)
Bề dày thép chế tạo là 5 (mm), phần vỏ dày 50 (mm). Vậy đường kính ngoài của thiết bị đường hóa là: 4000 + (50 x 2) = 4100 (mm) = 4,1 (m)
Gọi Hl là chiều cao phần hai vỏ: Hl = 0,8H = 0,8 x 2,4 = 1,92 (m)
Chọn cánh khuấy cong có đường kính cánh khuấy = 0,8D = 0,8 x 4 = 3,2 (m). Số vòng quay của cánh khuấy là 30 vòng/phút. Động cơ cánh khuấy là 8kw. Diện tích bề mặt truyền nhiệt lấy = 0,5 m2/m3 dịch. F = 29,43 x 0,5 = 14,715 (m2)
Vậy ta chọn nồi đường hóa có các thông số như sau:
|
Đường kính trong (mm) |
4000 |
|
Đường kính ngoài (mm) |
4100 |
|
Chiều cao toàn bộ nồi (mm) |
3800 |
|
Chiều cao phần hai vỏ (mm) |
1920 |
|
Khoảng cách từ nền nhà đến đáy thiết bị (mm) |
1000 |
|
Chiều cao tổng thể của thiết bị (mm) |
4800 |
|
Bề dày thép chế tạo (mm) |
5 |
|
Đường kính cửa sửa chữa (mm) |
450 |
|
Đường kính cửa quan sát (mm) |
400 |
|
Đường kính cánh khuấy (mm) |
3200 |
|
Số lượng nồi (chiếc) |
1 |
Khi dùng thùng lọc thì 1kg nguyên liệu sẽ cho 1,2 lít bã còn chứa nhiều nước. Vậy lượng bã lọc sẽ là: (2154,61 + 4309,22) x 1,2 = 7756,6 (l) = 7,76 (m3).
Muốn quá trình lọc xảy ra bình thường thì chiều cao của lớp bã phải vào khoảng 0,4 − 0,6 (m). Chọn h = 0,5m
Diện tích đáy của thùng lọc sẽ là:S = 7,76 / 0,5 = 15,52 (m2)
Lượng dịch đường đem đi lọc là 27,95 (m3).
Chiều cao lớp dịch trong thùng là: 27,95 / 15,52 = 1,8 (m)
Hệ số đổ đầy của thùng chỉ 70%. Do đó chiều cao thực phần trụ của thùng (đã cả khoảng cách giữa đáy và sàng lọc, thường khoảng cách đó là 10−15 mm).
Hthực= (1,8 / 0,7) + 0,015 = 2,6 (m)
Chọn D = 4,5 (m) = 4500 (mm)
Chọn thiết bị là nồi hai vỏ, thân hình trụ, đáy bằng, bên trong có cánh khuấy với số vòng quay là 6 vòng/phút, đường kính cánh khuấy d = 0,9D = 0,9 x 4500 = 4050 (mm). Động cơ cánh khuấy là 4kw. Chiều cao phần đỉnh là h2 = 0,15D = 0,15 x 4500 = 675 (mm)
Đặc tính kỹ thuật của thùng lọc là:
Thể tích dịch sau khi nấu hoa của một mẻ là: 42582,92 (lít)
Trong quá trình nấu tổn thất do bay hơi là 5% so với tổng lượng dịch trước khi nấu. Vậy thể tích của dịch trước khi nấu là: 42582,92 / 0,95 = 44824,12 (lít) = 44,82 (m3)
Hệ số đổ đầy thùng là 75%. Vậy thể tích thực của thùng là:
Vt = 44,82 / 0,75 = 59,76 (m3)
Dựa vào thể tích thực của nồi ta chọn nồi nấu hoa là thiết bị hai vỏ, thân hình trụ, đường kính D, chiều cao H, đáy và nắp hình chỏm cầu có chiều cao h1 và h2. Thùng được chế tạo bằng thép không gỉ, phía dưới đáy được bố trí cánh khuấy tương ứng làm sao cánh khuấy luôn hoạt động tốt khuấy trộn đều không lắng xuống đáy tránh gây cháy.
H = 0,6D; h1 = 0,2D; h2 = 0,15D. Thể tích nồi được tính theo công thức:
Vt = Vtrụ + Vđáy + Vđỉnh
Vt = /4 + [ + 3(D/2)2]/6 + [ + 3(D/2)2]/6
Vt = 0,61D3 = 59,76 (m3)
Chiều cao toàn bộ của thiết bị là: Ht = H + h1 + h2 = 2820 + 940 + 700 = 4460 (mm)
Chọn khoảng cách từ nền nhà đến đáy thiết bị là 1 (m)
Chiều cao tổng thể của thiết bị là: 4,46 + 1 = 5,46 (m)
Bề dày thép chế tạo là 5 (mm), phần vỏ dày 50 (mm). Vậy đường kính ngoài của thiét bị nấu hoa là: 4700 + (50 x 2) = 4800 (mm) = 4,8 (m)
Gọi Hl là chiều cao phần hai vỏ: Hl = 0,8H = 0,8 x 2820 = 2256 (mm)
Chọn cánh khuấy cong có đường kính cánh khuấy = 0,8D = 0,8 x 4,7 = 3,76 (m) Số vòng quay của cánh khuấy là 30 vòng/phút. Động cơ cánh khuấy là 9,5kw. Diện tích bề mặt truyền nhiệt lấy = 0,5 m2/m3 dịch.
F = 44,82 x 0,5 = 22,41 (m2)
Lượng dịch đem làm lạnh và lắng xoáy mỗi mẻ là 42582,92 (lít) = 42,58 (m3). Thể tích sử dụng thùng là 80%. Vậy thể tích thực của thùng là:
42,58 / 0,8 = 53,22 (m3)
Chọn thùng lắng xoáy thân hình trụ, đáy bằng, đường kính D, chiều cao H = 0,6D, đỉnh hình nón có chiều cao h = 0,15D. Thùng được chế tạo bằng thép không gỉ.
Thể tích thùng được tính theo công thức:
Vt = Vtrụ + Vđỉnh
Vt = /4 + [h2 + 3(D/2)2]/6
Vt = 0,532D3 = 53,22 (m3)
Sau mỗi mẻ nấu ta phải vệ sinh bằng nước nóng, mỗi mẻ cần lượng nước vệ sinh tương đương 2% thể tích thiết bị.
Lượng nước nóng cần dùng cho quá trình rửa bã của một mẻ là: 26166,97 (lít) = 26,17 (m3). Vậy lượng nước nóng cần dùng cho phân xưởng nấu là:
0,02 x (14,25 + 39,24 + 59,76 +53,22) + 26,17 = 29,5 (m3)
Hệ số sử dụng thùng nước nóng là 80%. Vậy thể tích thực của thùng đun nước nóng là: Vthùng = 29,5 / 0,8 = 36,87 (m3)
Chọn thiết bị đun nước nóng là nồi hai vỏ, thân hình trụ, đun bằng hơi nước gián tiếp, đường kính D, chiều cao H, đáy bằng, nắp hình chỏm cầu có chiều cao h. Thùng được chế tạo bằng thép không gỉ.
H = 2D; h = 0,15D
Vt = /4 + [h2 + 3(D/2)2]/6
Vt = 1,63D3 = 36,87 (m3)
Chọn gầu tải để vận chuyển nguyên liệu sau khi nghiền xong lên nồi nấu. Gàu tải làm việc mỗi ngày 5 mẻ, mỗi mẻ 1 giờ, hệ số sử dụng thiết bị là 0,8.
Do nguyên liệu sử dụng giữa malt và nguyên liệu thay thế là 50/50 nên ta tính năng suất gầu tải theo lượng malt. Vậy năng suất gầu tải là: 4352,75 / 0,8 = 5440,94 (kg/h)
Chọn gầu tải có năng suất là 5500 kg/h.
Số lượng là 3 chiếc.
Ta lấy bơm bơm dịch từ nồi nấu hoa chuyển sang làm chuẩn để tính công suất cho toàn bộ dây chuyền.
Thể tích dịch đường đem đi lắng xoáy là: 42582,92 (lít) = 42,58 (m3)
Thời gian bơm dịch là 15 phút, hệ số sử dụng bơm là 80%. Năng suất bơm là:
N = (42,58 x 60) / (15 x 0,8) = 212,9 (m3/h)
Sử dụng bơm có năng suất là 220 (m3/h)
Bơm 1: bơm từ nồi hồ hóa sang nồi đường hóa.
Bơm 2: bơm từ nồi đường hóa sang thùng lọc.
Bơm 3: bơm dịch từ thùng lọc sang nồi nấu hoa.
Bơm 4: bơm dịch từ nồi nấu hoa sang thùng lắng xoáy.
Bơm 5: bơm dịch từ thùng lắng xoáy sang thiết bị làm lạnh nhanh.
Chọn thiết bị làm lạnh nhanh hai cấp:
- Cấp 1: làm lạnh dịch đường sơ bộ bằng nước thường.
- Cấp 2: làm lạnh dịch đường xuống nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men bằng chất tải lạnh là glycol.
Lượng dịch đường sau khi lắng (tính cho 100kg nguyên liệu với tổn thất 2,5%) là:
508,71 x 0,975 = 495,99 (lít)
Lượng dịch đường cần làm lạnh một mẻ là:
495,99 x 40000/459,48 = 43178,76 (lít) = 43,18 (m3) Thời gian làm lạnh là 55 phút, hệ số sử dụng thiết bị là 80%.
Vậy năng suất thực của máy là: Nt = (43,18 x 60) / (55 x 0,8) = 58,88 (m3/h)
Vậy ta chọn thiết bị làm lạnh nhanh kiểu tấm bản có đặc tính kỹ thuật là:
- Năng suất 60 m3/h.
- Nhiệt độ đầu vào của dịch là 90oC.
- Nhiệt độ đầu ra của dịch ở cấp 1 là 35 − 40oC
- Nhiệt độ đầu ra của nước ở cấp 1 là 60oC
- Nhiệt độ đầu ra của dịch ở cấp 2 là 10 −12oC
- Nhiệt độ đầu vào của chất tải lạnh glycol ở cấp 2 là -5oC
- Nhiệt độ đầu ra của chất tải lạnh ở cấp 2 là 20 − 25oC
Thùng lên men có cấu tạo bằng thép không gỉ, thân hình trụ, đáy côn, nắp chỏm cầu. Thùng có ba khoang lạnh để điều chỉnh nhiệt độ, có lớp bảo ôn, cửa vệ sinh, đường ống CIP, van lấy mẫu, van tháo sữa men, van lấy cặn, van lấy sản phẩm, hệ thống thu hồi CO2, ống thủy, cửa quan sát, van sục khí.
Các thông số kỹ thuật của thiết bị lên men bao gồm:
Vd: thể tích hữu ích của thùng lên men
D: đường kính của thiết bị
h1: chiều cao phần đáy
h2: chiều cao phần chứa dịch
h3: chiều cao phần trụ không chứa dịch
h4: chiều cao phần đỉnh
α: góc đáy côn, chọn α = 60o.
Ta có: h1 = (Dtg60o)/2 = 0,866D.
Chọn thùng lên men có thể tích chứa đủ lượng dịch của 5 mẻ nấu. Thể tích dịch đường của 5 mẻ nấu là: Vd = 35684,69 x 5 = 178423,45 (lít) = 178,42 (m3)
Do Vd > 100m3 nên h2/D = 1,7 − 2,0. Chọn h2 = 2D h3 = (Vtrống x 4)/ D2
h4 = 0,1D
Vd = Vtrụ + Vcôn
Vd = D2h2/4) + ( D2h1/4 x 3) = 1,8D3
h2 = 4,7 x 2 = 9,4 (m)
h1 = 0,866 x 4,7 = 4,07 (m)
h4 = 0,1 x 4,7 = 0,47 (m)
Mặt khác phần đỉnh của thiết bị có thể tích bằng 25% thể tích hữu ích nên:
Vtrống = 0,25 x Vd = 0,25 x 178,42 = 44,61 (m3)
Thể tích thực tế của thùng lên men là:
Vtt = Vd + Vtrống = 1,25Vd = 1,25 x 178,42 = 223,03 (m3)
Chiều cao phần không chứa dịch là:
h3 = (Vtrống x 4)/ D2 = (44,61 x 4)/ 3,14 x 4,72 = 2,57 (m)
Chiều cao của thùng lên men là: H = h1 + h2 + h3 + h4
H = 4,07 + 9,4 + 2,57 + 0,47 = 16,51 (m)
Thùng được làm bằng thép không gỉ có chiều dày là 10mm. Bề dày của lớp cách nhiệt là 150mm. Đường kính ngoài của thùng là: Dn = 4,7 + (0,15 x 2) = 5 (m)
Chọn khoảng cách từ nền nhà đến đáy thiết bị là 1m. Chiều cao tổng thể của thiết bị là: Htt = 16,51 + 1 = 17,51 (m)
Tính số thùng lên men:
Số thùng lên men được tính theo chu kỳ lên men:
Thời gian lên men chính là 8 ngày
Thời gian lên men phụ là 15 ngày
1 ngày lọc bia và vệ sinh,
Tổng thời gian để lên men, lọc, vệ sinh là: T = Tc + Tp + 1 = 8 + 15 + 1 = 24 (ngày)
Số lượng thùng lên men được tính theo công thức: M = (V x T)/Vt + 1
Trong đó V: thể tích dịch lên men một ngày
Vt: thể tích dịch lên men một thùng
T: số ngày cho một chu kỳ lên men 1: số thùng dự trữ
M = [(35684,69 x 5 x 23)/( 35684,69 x 5)] + 1 = 24 (thùng) (hoặc tank).
Việc tính toán thiết bị gây men giống cấp 1 và cấp 2 dựa trên nguyên tắc tính cho thiết bị lên men chính đã tính toán ở trên.
Nguyên tắc chọn: Thể tích hữu ích của thùng gây men giống cấp 2 bằng 1/10 thể tích dịch lên men của thùng lên men chính. Thể tích hữu ích của thùng gây giống cấp 1 bằng 1/3 thể tích của thùng gây giống cấp 2.
Chọn thùng hình trụ, đáy chóp, làm bằng thép không gỉ, có trang bị hệ thống sục khí, van, nhiệt kế, kính quan sát.
4.2.2.1. Thiết bị gây giống cấp 2
Gọi V2 là thể tích hữu ích của thùng nhân giống cấp 2:
V2 = Vd/10 = 178,42 / 10 = 17,84 (m3)
Các thông số kỹ thuật của thiết bị:
V2: thể tích hữu ích của thùng nhân giống cấp 2
D: đường kính của thiết bị
h1: chiều cao phần đáy
h2: chiều cao phần chứa dịch
h3: chiều cao phần trụ không chứa dịch
h4: chiều cao phần đỉnh
α: góc đáy côn, chọn α = 60o.
Ta có: h1 = (Dtg60o)/2 = 0,866D.
Chọn h2 = D
h3 = (Vtrống x 4)/ D2
h4 = 0,1D
V2 = Vtrụ + Vcôn
V2 = D2h2/4) + ( D2h1/4 x 3) = 1,012D3 = 17,84 (m3)
Mặt khác phần đỉnh của thiêt bị có thể tích bằng 20% thể tích hữu ích nên:
Vtrống = 0,2 x V2 = 0,2 x 17,84 = 3,57 (m3)
Thể tích thực của thùng nhân giống cấp 2 là:
Vtt = 1,2V2 = 1,2 x 17,84 = 21,4 (m3)
Chiều cao phần đỉnh (h3) là:
h3 = (Vtrống x 4)/ D2 = (3,57 x 4)/ (3,14 x 2,62) = 0,67 (m)
Chiều cao của thùng nhân giống cấp 2 là: H = h1 + h2 + h3 + h4
H = 2,25 + 2,6 + 0,67 + 0,26 = 5,78 (m)
Thùng được làm bằng thép không gỉ có bề dày thép chế tạo là 6 mm. Bề dày lớp cách nhiệt là 150mm. Đường kính ngoài của thùng là: Dn = 2.6 + 0,15 x 2 = 2,9 (m)
Chọn khoảng cách từ nền nhà đến đấy thiết bị là 1m. Chiều cao tổng thể của thiết bị là: Htt = 5,78 + 1 = 6,78 (m)
Vậy thiết bị gây giống cấp 2 có các thông số sau:
|
Đường kính trong (mm) |
2600 |
|
Đường kính ngoài (mm) |
2900 |
|
Chiều cao toàn bộ thùng (mm) |
5780 |
|
Khoảng cách từ nền nhà đến đáy thiết bị (mm) |
1000 |
|
Chiều cao tổng thể của thiết bị (mm) |
6780 |
|
Bề dày thép chế tạo (mm) |
150 |
|
Số lượng nồi (chiếc) |
1 |
4.2.2.2. Thiết bị gây giống cấp 1
Tính toán tương tự thiết bị gây giống cấp 2.
V1 = V2 / 3 = 17,84 / 3 = 5,95 (m3)
Các thông số kỹ thuật của thiết bị:
V1: thể tích hữu ích của thùng nhân giống cấp 1
D: đường kính của thiết bị
h1: chiều cao phần đáy
h2: chiều cao phần chứa dịch
h3: chiều cao phần thụ không chứa dịch
h4: chiều cao phần đỉnh
α: góc đáy côn, chọn α = 60o.
Ta có: h1 = (Dtg60o)/2 = 0,866D.
Chọn h2 = D
h3 = (Vtrống x 4)/ D2
h4 = 0,1D
V1 = Vtrụ + Vcôn
V1 = D2h2/4) + ( D2h1/4 x 3) = 1,012D3 = 5,95 (m3)
h2 = D = 1,8 (m)
h4 = 0,1D = 0,1 x 1,8 = 0,18 (m)
h1 = 0,866D = 0,866 x 1,8 = 1,56 (m)
Mặt khác phần đỉnh của thiêt bị có thể tích bằng 20% thể tích hữu ích nên:
Vtrống = 0,2 x V1 = 0,2 x 5,95 = 1,19 (m3)
Thể tích thực của thùng nhân giống cấp 1 là:
Vtt = 1,2V1 = 1,2 x 5,95 = 7,14 (m3)
Chiều cao phần trụ không chứa dịch (h3) là:
h3 = (Vtrống x 4)/ D2 = (1,19 x 4)/ (3,14 x 1,82) = 0,47 (m)
Chiều cao của thùng nhân giống cấp 1 là:
H = h1 + h2 + h3 + h4
H = 1,56 + 1,8 + 0,47 + 0,18 = 4,01 (m)
Thùng được làm bằng thép không gỉ có bề dày thép chế tạo là 5 mm. Bề dày lớp cách nhiệt là 150mm. Đường kính ngoài của thùng là: Dn = 1,8 + 0,15 x 2 = 2,1 (m)
Chọn khoảng cách từ nền nhà đến đấy thiết bị là 1m. Chiều cao tổng thể của thiết bị là: Htt = 4,01 + 1 = 5,01 (m)
Vậy thiết bị gây giống cấp 1 các thông số sau:
|
Đường kính trong (mm) |
1800 |
|
Đường kính ngoài (mm) |
2100 |
|
Chiều cao toàn bộ thùng (mm) |
4010 |
|
Khoảng cách từ nền nhà đến đáy thiết bị (mm) |
1000 |
|
Chiều cao tổng thể của thiết bị (mm) |
4010 |
|
Bề dày thép chế tạo (mm) |
150 |
|
Số lượng nồi (chiếc) |
1 |
Một ngày ta sản xuất ra 200 m3 bia nồng độ cao và cho ra 4m3 sữa men. Để rửa 1 lít sữa men cần dùng 3 lít nước. Do đó ta chọn thùng chứa nước rửa men lớn gấp 4 lần lượng men thu được.
Vậy thể tích hữu dụng của thùng chứa men là:
Vr = 4 x 4 = 16 (m3)
Các thông số của thùng:
Vr: thể tích hữu dụng của thùng rửa men.
H: chiều cao phần hình trụ của thùng men
D: đường kính của thùng
h: chiều cao chỏm cầu của đáy
Chọn thùng hình chỏm cầu có: H = D; h = 0,1D
Hệ số đổ đầy của thùng là 80% nên thể tích thực của thùng là:
Vt = Vr / 0,8 = 16 / 0,8 = 20 (m3)
Thể tích của thùng rửa men được tính theo công thức: Vt = Vtrụ+ Vđáy
Vt = /4 + [h2 + 3(D/2)2]/6
Vt = 0,83D3 = 20 (m3)
H = D = 2,88 (m)
h = 0,1D = 0,1 x 2,88 = 0,288 (m)
Chiều cao tổng thể của thùng = 2,88 + 0,288 = 3,168 (m)
Lượng bia tối đa cần lọc cho một ngày là: 204065,5 (lít) = 204,06 (m3).
Lượng bia mỗi mẻ là: 40813,09 (lít) = 40,8 (m3), thời gian lọc là 75 phút, hệ số lọc là 0,8. Vậy năng suất lọc trong một giờ là: (40,8 x 60)/(75 x 0,8) = 40,8 (m3/h)
Máy lọc bia có năng suất 40,8(m3/h).
Công suất thiết bị là 5 kw/h.
Bia sau khi lọc có thể tích là 201001,1 (lít) = 201 (m3).
Vậy ta có thể tích bã bia là: 204,06 − 201 = 3,06 (m3)
Thiết bị chứa bia và bão hòa CO2 là một thùng hình trụ có đáy và nắp hình chỏm cầu, thiết bị được làm bằng thép không gỉ, bên ngoài thiết bị có áp kế, ống thủy. Tính toán thiết bị dựa trên lượng dịch cần chứa trong một ngày. Ta chọn số thiết bị chứa trong một ngày là 4 thùng. Như vậy mỗi một thùng chứa bia và bão hòa CO2 có hệ số sử dụng 0,8 phải có thể tích là: (40000 x 5)/(4 x 0,8) = 62500 (lít) = 62,5 (m3)
Các thông số kỹ thuật của thiết bị:
D: đường kính phần trụ
H: chiều cao phần trụ
h1: chiều cao phần đáy
h2: chiều cao phần đỉnh
Chọn H = 2D; h1 = 0,2D; h2 = 0,15D.
Thể tích thiết bị được tính theo công thức:
Vt = Vtrụ + Vđáy + Vđỉnh
Vt = /4 + [ + 3(D/2)2]/6 + [ + 3(D/2)2]/6
Đối với bia hơi một ngày sản xuất được 49709,79 lít = 49,71 (m3) bia nồng độ cao. Ta cần pha chế để tạo ra 200 (m3) bia nồng độ 3,5% từ bia có độ cồn 6,096%.
Vậy lượng nước cần bổ sung trong một ngày là: 200 − 49,71 = 150,29 (m3)
Vậy cứ 1 m3 bia nồng độ 14oBx muốn cho ra bia hơi 10oBx thì cần 0,75 m3 nước, tương đương với 1 lít bia nồng độ cao cần lượng nước pha là 0,75 lít nước.
Bia chai:
Đối với bia chai một ngày sản xuất được 170877,1 (lít) = 170,88 (m3) bia nồng độ cao. Ta cần pha chế để tạo ra 200 m3 bia nồng độ 5ov từ bia có độ cồn 6,096ov
Vậy lượng nước cần bổ sung trong một ngày là: 200 − 170,88 = 29,12 (m3)
Vậy cứ 1 m3 bia nồng độ 14oBx muốn cho ra bia chai 12oBx thì cần 0,15 m3 nước, tương đương với 1 lít bia nồng độ cao cần lượng nước pha là 0,15 lít nước.
Do đó ta chọn thùng chứa nước theo bia hơi.
Chọn 5 thùng chứa nước.
Thể tích hữu dụng của mỗi thùng này là: Vhd = 150,29 / 5 = 30,06 (m3)
Ta chọn thùng có thân hình trụ, đáy và nắp hình chỏm cầu, hệ số sử dụng thùng là 85%. Vậy thể tích thực của thùng là: Vt = 30,06 / 0,85 = 35,36 (m3)
Các thông số của thùng:
Vr: thể tích hữu dụng của thùng rửa men.
H: chiều cao phần hình trụ của thùng men
D: đường kính của thùng h: chiều cao chỏm cầu
Chọn thùng hình chỏm cầu có: H = 1,5D; h = 0,1D
Thể tích của thùng được tính theo công thức:
Vt = Vtrụ+ Vđáy
Vt = /4 + [h2 + 3(D/2)2]/6
Vt = 1,22D3 = 35,36 (m3)
H = 1,5D = 1,5 x 3,1 = 4,65 (m)
h = 0,1D = 0,1 x 3,1 = 0,31 (m)
Chiều cao tổng thể của thùng = 4,65 + 0,31 = 4,96(m)
Lượng men giống cần cung cấp cho một thùng lên men (5 mẻ nấu) là: 21367,63 lít = 21,37 (m3)
Thời gian sử dụng bơm là 25 phút.
Hệ số sử dụng bơm là 80%
Vậy năng suất thực của bơm là:
N = (21,37 x 60)/ (25 x 0,8) = 64,11 (m3)
Chọn bơm có năng suất là 65 m3/h
Số lượng là 1 chiếc.
Lượng bia non cần lọc trong một ngày là 204065,5 (lít) = 204,07 (m3)
Thời gian cần lọc là 3 ca/ngày, mỗi ca 4 giờ
Hệ số sử dụng bơm là 80%
Vậy năng suất thực của bơm là: N = 204,07 / (3 x 4 x 0,8) = 21,26 (m3/h)
Chọn bơm có năng suất là 22m3/h
Số lượng bơm là 1 chiếc.
Chọn loại bơm Piston có:
- Năng suất là 300 lít/giờ, có điều chỉnh lưu lượng.
- Số lượng là 1 chiếc.
4.3.1.1. Máy rửa bock
Máy rửa bock cao nhất trong một ngày là 200.000 (lít), chọn loại bock chứa 50 lít. Vậy số lượng bock sử dụng trong một ngày là: 200.000 / 50 = 4000 (bock)
Mỗi ngày làm việc 3 ca, mỗi ca làm việc 4 giờ, hệ số sử dụng của máy là 80%. Vậy năng suất của máy là: N = 4000 / (4 x 3 x 0,8) = 416,67 (bock/giờ)
Chọn năng suất là N = 420 bock/giờ
Công suất động cơ 4kw
Nhiệt độ nước nóng: 50 − 55oC
Lượng tổn hao nước nóng là 5 m3/h.
4.3.1.2. Máy chiết bock
Lượng bia cần chiết bock trong một ngày là 49709,79 (lít) = 49,7 (m3). Máy làm việc mỗi ngày 3 ca, mỗi ca 4 giờ, hệ số sử dụng máy là 0,75. Vậy năng suất của máy chiết bock là: N = 49,7 / (4 x 3 x 0,75) = 5,52 (m3/h)
Chọn máy chiết bock có các thông số sau:
- Năng suất 8 m3/h
- Số vòi chiết: 3 vòi
- Khoảng cách giữa các vòi là 1,5 m
- Áp suất dư là 0,7 atm
- Công suất động cơ là 0,8 kw
- Số máy cần dùng là 1 chiếc.
4.3.2.1. Máy chiết chai
Lượng bia tối đa để chiết chai trong một ngày là 170877,1 lít = 170,88 m3.
Bia đóng vào chai 500ml. Vậy lượng chai cần dùng là: 170877,1 / 0,43 = 397388,6 (chai)
Mỗi bộ phận chiết chai hoạt động 3 ca, mỗi ca làm việc 4 giờ. Hệ số sử dụng máy là 85%. Vậy năng suất dây chuyền chiết chai là: N = 397388,6 / (4 x 3 x 0,85) = 18959,67 (chai/h)
Chọn máy chiết chai có các thông số sau:
4.3.2.2. Máy rửa chai
Dựa vào số liệu của máy chiết chai mà ta đã chọn ở trên ta chọn máy rửa chai có các thông số sau:
4.3.2.3. Máy dập nút chai
Năng suất của máy dập nút chai phụ thuộc vào năng suất của máy chiết chai, bởi vậy ta chọn máy dập nút có các thông số sau:
4.3.2.4. Máy thanh trùng
Chọn máy thanh trùng có các thông số ký thuật sau:
Sưu tầm và biên soạn bởi: Valve Men Team
