tìm hiểu công nghệ sản xuất bia - luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp

1.2 Quy trình công nghệ sản xuất bỉa 1.2.1 Nguyên liệu sản xuất bia: Bia được sản xuất từ các nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa huplông và nước.. 1.2.2 Các bước tiến hành sản xuất

CHUONG I TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA

1.1 Tình hình phát triển của công nghiệp sản xuất bia

1.2 Quy trình công nghệ sản xuất bỉa

1.2.1 Nguyên liệu sản xuất bia:

Bia được sản xuất từ các nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa

huplông và nước Nói một cách tổng quát, ta có một công thức để chế

biến bia là:

Bia = Malt đại mạch + Hoa huplông + Nước

Xay, ngâm nước

Duong hoa

Dun soi — Loc Ba

Nước nha bán thành phẩm Nấu hoa — Lọc hoa Cặn hoa

Lạnh nhanh | 72°C Men giống Lên men chính sC Thu hồi CO,

Lên men phụ | 0c | Chai téc CO, Can men Loc bia œc | Bão hoà CO,

Bia thành phẩm | 0l”

1.2.2 Các bước tiến hành sản xuất:

Tên phòng Nhiệt độ (°C) | Nhu cầu lạnh (k]/m”)

Việc thiết kế phải đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau:

Cần phải căn cứ vào diện tích mặt bằng sản xuất của nhà máy

Cần phải kinh tế: Vốn đầu tư nhỏ, có thể sử dụng máy và thiết bị trong nước

Tận dụng được các thiết bị sắn có nhằm tiết kiệm vốn

Đáp ứng các yêu cầu về kỹ thuật, độ an toàn khi sản xuất, vận hành Đạt được sản lượng theo như yêu cầu thiết kế

TINH TOAN KIEM TRA HE THONG

2.1 Các số liêu ban dau:

Phân xưởng lên men công suất 5 triệu lít/ năm có 35 tăng

-_ Bốn máy nén MYCOM một cấp dùng môi chất lạnh NH; (R717) gồm | may N4WA (80kW) va 3 may N4WB (165kW)

- Hé th6ng lanh gidn tiép su dung chat tai lanh 14 nudc mudi NaCl Bốn dàn ngưng tụ kiểu tưới nước 8 dàn ống chia thành 2 loại: một loại có chiều dài 2.9 m và một loại dài 3,2 m

2.2 Tính toán toàn bô hệ thống hiên tai:

- Nhiét do s6i (ty) cua moi chat lanh NH;:

- Cac thong sé khi tuong của địa phương

Chu trình hoạt động cơ bản của hệ thới

Năng suất lạnh của các máy nén:

2.2.3 Tinh toán các thông số của hệ thống lạnh:

e_ Độ quá nhiệt hơi hút f„ = 10°C_, độ quá lạnh lỏng ty = 5°C

e_ Công suất trên trục Newzawa = 26,2[kW], Newzwg = 53,6 [kW]

Từ các thông số của hệ thống ta thiết lập bảng tính toán kiểm tra:

TT Đại lượng Công thức N4WA N4WB

Năng suất lạnh Qy=72,17[KW] | Qạ=147,31|kW]

được làm lạnh =

qua dan BH Ty=ty+ 273 Ty=261[°K]

2.2.4 Tính toán dàn ngưng tụ:

Bìnhngung kiểu tưới nước

3 - Máng tưới nước 8 — Phiếu xả tràn

4 - Thùng phân phối nước tưới 9— Bể chứa nước tuần hoàn

5- Ong dẫn nước bổ sung 10 — Bình chứa lỏng NH,

Diện tích truyền nhiệt của các dàn ngưng:

Tính toán bơm cấp cho dàn ngưng tH:

- Nhiệt độ ngưng tụ: t, = 45[°C]

- Nhiệt độ nước vào và ra khỏi bình ngưng: t, =36|°C],t„`= 41[°C]

- Nang suat lanh: Qoygwa = 72,17 [KW], Qoxawn = 147,31 [kW]

- Lượng nước làm mát cần cho dan ngung: G,= = 32,98 [kg/s]

- Lưu lượng thể tích của nước làm mát: V„= &, ø= 1000 [kg/mỶ]

p

V, = › = 3228 = 0.03298 [m/s] = 118,73[m?/h]

Hiện nhà máy đang sử dụng 5 bơm ly tâm của Nga loại 3K — 9 dé tưới nước cho dàn ngưng tụ,

e Năng suất mỗi bơm 50,4 m”/h

e Hiệu suất bơm 72[%]

e Công suất trên trục N =5,5 [kW]

Lưu lượng nước lớn nhất mà các bơm có thể cung cấp được:

2.2.5 Tính toán thiết bị bay hơi:

Thiết bị bay hơi theo kiểu gián tiếp: môi chất lạnh NH; làm lạnh chất tải lạnh nước muối Quá trình TĐN diễn ra nhờ thiết bị bay hơi

kiểu dàn ống hình xương cá

Tổng diện tích truyền nhiệt của thiết bị bay hơi là:

E=ŠF= I10+ 40 +30 = 180 m”

Tính kiểm tra:

-_ Tải nhiệt riêng của thiết bị bay hơi: qy = k At= 2900 [W/m”]

- Dién tích truyền nhiệt của thiết bị BH: F = 2 = 177,35 [m’]

thế chất tải lạnh nước muối bằng chất tải lạnh glycol Ưu điểm

của glycol là không gây ăn mòn thiết bị, khả năng trữ lạnh lớn Đặc biệt là tiết kiệm được diện tích chứa và giữ vệ sinh khu vực sản xuất

2.2.6 Tinh todn đường ống hơi hút, hơi đẩy:

a Bảng kết quả tính toán kiểm tra:

11

2 2.7 Khi mở rộng nhà máy lên 10 triệu linăm:

Sản lượng bia một tháng khi đã mở rộng: 1.000.000 [lit / tháng]

Mỗi tháng làm việc 25 ngày, vậy mỗi ngày lượng bia được nấu là:

e Khi mo rong lên 10 triệu li/năm: 40.000 [lit / ngày]

Một ngày nấu 4 mẻ, khi mở rộng, mỗi mẻ sẽ nấu 10.000 [lit /mẻ]

Hệ thống bơm, đường ống hơi hút, hơi đẩy:

Hệ thống các nôi, tăng sản xuất:

Cần lắp đặt thêm một nồi đường hoá có dung tích tối thiểu 6,5 m

Kích thước nồi ¿ 2100 x H 2600 x A 3 [mm]

Lắp đặt thêm một nồi lọc dung tích 6,5 mỶ

Nồi nấu hoa huplông dung tích 14 m hiện có đủ khả năng đáp ứng khi nhà máy nâng công suất lên 10 triệu lit/năm

Cần thêm 2 tăng CIP để đảm bảo việc vệ sinh cho các thiết bị sx

Số lượng tăng sẽ nâng lên là 70 tăng trong đó có 35 tăng sẵn có Kích thước tăng ÿ 2000 x H 6650 x A 4 [mm] V = 15 mẻ

CHUONG III TINH TOAN HE THONG LANH

Tính cân bằng nhiệt:

Nhu cầu lạnh của hệ thống đúng bằng đồng tổn thất nhiệt:

Q=Q,+Q;+Q;+Q,

Tính dòng nhiệt tổn thất Q,: Q, = 44,32 [kW]

Tinh dong nhiét ton that Q,: Q, = 380,3 [kW]

Tính dòng nhiệt ton that O,: Q, = 25,7 [kW]

Nhu cầu lạnh của toàn bộ hệ thống khi đã mở rộng:

Kết luân:

Theo tính toán mục 2.2.2 thì hệ tống 4 máy nén lạnh cung cấp năng suất lạnh là Qạwwy = 514,31 kW Vậy các máy nén luôn đáp ứng được yêu cầu sản xuất khi đã mở rộng nhà máy lên 10 triệu lit năm

13

CHUONG IV

TINH TOAN TANG LEN MEN

4.1 Hé théng tăng lên men:

Hiện nhà máy sử dụng loại tăng tự hành có dạng thân trụ, đáy côn,

có áo lạnh bao bọc bên ngoài, tăng được cách nhiệt bằng polystirol dày

100 mm, 2000 x H 6650 [mm], V = 15m Khi mở rộng, số lượng

tăng là 70 tăng Nhiệt độ glycol vào áo lạnh —6°C và ra là —1°C

Quá trình lên men dịch đường trong các tăng :

e Thời gian lên men chính: 6 ngày

e Thời gian lên men phụ: l4 ngày

4.2 Tính tổn thất nhiệt tăng lên men:

e_ Diện tích vách ngoài của tăng: F, = 27,8 [m”]

e_ Diện tích áo lạnh glycol: F, = 14,06 [m”]

«_ Hệ số truyền nhiệt k: k=0,46 [W/ m”K]

e Luong ton that nhiét

a.Thời kỳ lên men chính t,= 6°C: Q= 484,66 [W]

b Thời kỳ lên men phụ 2°C: Q= 38,8995 [W]

C Tính toán diện tích áo lạnh glycol:

- Dién tich TDN của áo lạnh theo yêu cầu là: F= 14,02 [m']

-_ Thực tế diện tích áo glycol tính được là: F/¿= 14,06 [mi]

4.3 Tính bình chứa glycol: V =n.h.(D + 2.b/2).b.11

e Luong glycol qua do lanh của 70 tăng lên men: V, = 16,7 [m*]

e©_ Lượng glycol qua áo lạnh của 5 tăng chứa bia: V;=0,5 [mi]

e Lượng glycol qua áo lạnh bồn chứa men là: V; =0,05 [mỶ] e_ Lượng glycol qua áo lạnh của bồn gây men: V, = 0,05 [m*]

e Luong glycol tiéu ton cho dàn lạnh, đường ống lấy khoảng 10%

Với hệ số điền đây 0,8 , V bình chứa glycol là: Vay = 23,7875 [m7]

Kế luận:

Như vay glycol được chứa trong 2 thùng chứa mỗi thùng 12 [mi] Kích thước thùng ¿ 2000 x H 3820 [mm]

15

CHUONG V

NANG CAP - BO SUNG THIET BI

5.1 Hé thong dan ngung tu:

Tăng số dàn ống của các dàn ngưng lên 12 dàn ống:

Diện tích truyền nhiệt của các dàn ngưng: F = 8,278 [m”]

5.2 Hé thống dan bay hơi:

Binh bay hơiống vỏ nằm ngang dùng chất tải lạnh slycol:

1 Nhiệt độ Glycol vào và ra bình BH là : tạ, = -1°C, t„ = -6°C

2 Kích thước cơ bản bê mặt truyên nhiệt bình BH:

Bình dùng loại ống chùm bằng thép trơn Dy 25 với kích thước:

e Đường kính ngoài d,= 32 mm

e Đường kính trong d,= 27,5 mm

e Chiểu dày ống ö = 2,25 mm

3 Tốc độ CTL đi trong ống: œ„ = l,5 m/s, c6 n; = 31 Ong

4 Mat dé dong nhiét CTL glycol theo dién tich bê mặt trong ống:

g, = 6447 [W/ m?|

t, = -11,126°C

Xác định chiêu dài ống trao đổi nhiệt: Ì = 7,45 [m]

Thể tích không gian giữa các ống: V = 2,17 [m']

5.3 Hiéu suat thap giai nhiét:

Vào thời điểm mùa hè, nhiệt thực toả ra tại các dàn ngưng tụ là lớn nhất Nước sau khi trao đổi nhiệt ở dàn ngưng có nhiệt độ cao Để đạt hiệu quả kinh tế, lắp đặt thêm 2 tháp giải nhiệt FRK — 80 [kW] của hãng RINKI sẽ tiết kiệm được một lượng lớn nước Lượng nước cần bổ sung cho tháp không lớn, chỉ khoảng 3 + 10 [%] lượng nước tuần hoàn

e Lưu lượng nước 17,4 [l/s]

5.4 Một số thiết bi phu của hê thống:

e Binh tach long

e Bình trung gian Bình tách dầu Bình chứa dầu Van một chiều

19

CHUONG VI

HE THONG THU HOI CO,

Sơ đồ hê thống thu hồi CO,:

Tính toán máy nén khí 2 cấp của hê thống thu hồi CO, :

Sơ đồ máy nén 2 cấp 2 tiết lưu, làm mát trung gian hoàn toàn:

Q:

Lượng môi chat G, qua nén ha ap: G, = 0,056 [kg/s]

Lượng môi chất G, qua nén cao áp: G,= 0,0686 [kg/s]

Công suất nén đoạn nhiệt : N, = 32,284 [kW]

Tính toán bình ngưng của hê thống thu hồi CO, :

Nhiệt độ nước vào và ra khỏi BN: t„¡= 389 C, t,„= 43° C

Lưu lượng nước qua bình ngưng: m,= 3,28 kg/s

Tốc độ nước bình ngưng œ, = l,5 m/ s

Diện tích bề mặt truyền : F=12,53 [m”]

Bình ngưng ống vỏ nằm ngang amoniäc có kí hiệu KTJ - 20

Nước tiêu tốn làm mát bình ngưng: V„ = 0,00334 [m”/h]

21

MUC LUC

CHUONGI: TIM HIEU VE CONG NGHE SAN XUAT BIA

1.1 TINH HiNH PHAT TRIEN CUA CONG NGHIEP SAN XUAT BIA

1.2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA

CHƯƠNGII: TÍNH TOÁN KIỀM TRA HỆ THỐNG

2.1

CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU

2.2TÍNH TOÁN TOÀN BỘ HỆ THỐNG HIỆN TẠI

I Hệ thống máy nén, hệ thống lạnh ,dàn ngưng, thiết bị bay hơi,

I Kế luận về hệ thống thiết bị sản xuất của nhà máy

CHƯƠNGIII: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LẠNH

3.1 NHIỆM VỤ CỦA HỆ THỐNG LẠNH

3.2 TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT

CHUONGIV: TINH TOAN HE THONG TANG LEN MEN

4.1 HE THONG TANG LEN MEN

4.2 TINH TON THAT NHIET TANG LEN MEN

CHUONGV: NANG CAP - BO SUNG THIET BI

CHUONGVI: TINH TOAN HE THONG THU HOI CO,

CHƯƠNGVII: NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN