Nghiên cứu hiệu quả tiết kiệm năng lượng của giải pháp thu hồi hơi nước trong công nghệ sản xuất bia

Nghiên cứu hiệu quả tiết kiệm năng lượng của giải pháp thu hồi hơi nước trong công nghệ sản xuất bia Nghiên cứu hiệu quả tiết kiệm năng lượng của giải pháp thu hồi hơi nước trong công nghệ sản xuất bia Nghiên cứu hiệu quả tiết kiệm năng lượng của giải pháp thu hồi hơi nước trong công nghệ sản xuất bia luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

B Ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

TÊN ĐỀ TÀI

LỜI CAM ĐOAN

Luận văn thạc sỹ " Nghiên cứu hiệu quả tiết kiệm năng lượng của giải pháp thu h ồi nước trong công nghệ sản xuất bia ", được hoàn thành bởi tác giả

Nguyễn Việt Cường - học viên lớp Cao học Kỹ thuật nhiệt lạnh, khoá 2009 - 2011,

Viện Khoa học và công nghệ Nhiệt – Lạnh, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, kết quả nêu trong

luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Hà n ội, ngày 12 tháng 03 năm 2012

Tác gi ả luận văn

Nguy ễn Việt Cường

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin được bày tỏ sự cảm ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn GS.TSKH

Đặng Quốc Phú và các thày cô giáo trong Viện Kh & CN nhiệt-lạnh đã hướng dẫn

tận tình trong quá trình thực hiện đồ án là cơ sở để tôi hoàn thành bản luận văn này

Tôi cũng chân thành gửi lời cảm ơn tới :

Tất cả các thầy giáo đã tham gia giảng dạy các học phần của chương trình cao

học Các Thầy đã cung cấp cho tôi những kiến thức cần thiết làm nền tảng để tôi có

thể hoàn thành tốt nội dung của luận văn tốt nghiệp này

Ban Giám đốc công ty cùng toàn thể cán bộ công nhân viên tại nhà máy bia

Huế tại Phú Bài đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình thực tập tại công ty

Cuối cùng, tôi muốn gửi lời cảm ơn đặc biệt tới những người thân trong gia

đình, bạn bè và đồng nghiệp – với sự quan tâm, động viên và ủng hộ nhiệt tình của

họ đối với tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài này

Trong quá trình thực hiện luận văn không thể tránh khỏi những sai sót, tác giả

rất mong những ý kiến đóng góp, phê bình của các thầy cô và các bạn đồng nghiệp

MỤC LỤC

L ỜI CAM ĐOAN i

L ỜI CẢM ƠN ii

M ỤC LỤC iii

DANH M ỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ viii

L ỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRONG QUÁ TRÌNH S ẢN XUẤT BIA 3

1.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT BIA 3

1.1.1 Tình hình sản xuất bia trên thế giới 3

1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ rượu bia ở Việt Nam 4

1.2 QUY TRÌNH CÔNG NGH Ệ VÀ TRANG THIẾT BỊ TRONG NHÀ MÁY BIA 4

1.2.1 Gi ới thiệu quy trình công nghệ sản xuất bia 4

1.2.2 Thi ết bị trong công nghệ sản xuất bia 5

1.2.2.1 H ệ thống nấu 5

1.2.2.2 H ệ thống cấp nhiệt 6

1.2.2.3 H ệ thống cấp lạnh 6

1.2.2.4 H ệ thống lên men 7

1.2.2.5 H ệ thống thu hồi và cấp CO 2 7

1.2.2.6 H ệ thống chiết chai và thanh trùng sản phẩm 8

1.2.2.7 H ệ thống tích nhiệt 8

1.2.2.8 H ệ thống vệ sinh, thanh trùng thiết bị 8

1.2.2.9 Các h ệ thống thiết bị phụ trợ khác 8

1.3 T ỔNG QUAN KỸ THUẬT TRONG NHÀ MÁY BIA HUẾ 8

1.3.1 Mô t ả công suất của nhà máy bia Huế 8

1.3.2 Thành ph ẩm 9

1.3.3 T ổn thất trong quá trình sản xuất 9

1.3.4 Đóng gói 10

1.3.5 Th ời gian vận hành sản xuất 11

1.3.6 CIP 11

1.3.7 Mô t ả tổng quát về tự động hóa cho toàn bộ nhà máy 13

1.3.8 Đặc điểm kỹ thuật của các phân xưởng 13

1.3.8.1 Khu x ử lý nguyên liệu 13

1.3.8.2 Nhà N ấu 14

1.3.8.3 D ữ liệu kỹ thuật về lên men 15

1.3.8.4 D ữ liệu kỹ thuật của xưởng đóng gói 17

1.3.8.5 Điều kiện động lực 17

1.4 PHÂN B Ố TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG TRONG NHÀ MÁY BIA 18

1.5 NH ẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN 19

CHƯƠNG 2: THỰC TRẠNG TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG NHIỆT TRONG H Ệ NẤU 23

2.1 CÂN B ẰNG CHẤT 23

2.1.1 Thành ph ần khối lượng nguyên liệu trong hệ nấu 23

2.1.2 Tính cân b ằng chât cho hệ nấu 24

2.2 CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG 32

2.2.1 N ồi hồ hoá 32

2.2.2 N ồi đường hoá 39

2.2.3 N ồi lọc 41

2.2.4 N ồi húp lông 41

2.2.5 Thùng l ắng xoáy 43

2.2.6 Lượng hơi cấp cho toàn bộ hệ nấu (một ngày nấu) 44

2.3 NH ẬN XÉT ĐÁNH GIÁ 45

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG 47

3.1 CƠ SỞ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP 47

3.2 PHÂN TÍCH L ỰA CHỌN GIẢI PHÁP. 47

3.2.1 Cơ sở lựa chọn giải pháp 47

ải pháp lựa chọn 49

3.3 LỰA CHỌN THIẾT BỊ THỰC HIỆN GIẢI PHÁP 50

3.3.1 Tính toán cân b ằng nhiệt 50

3.3.2 Thi ết bị trao đổi nhiệt 51

3.3.2.1 Tính ch ọn tháp rửa hơi 51

3.3.2.2 Tính ch ọn thiết bị gia nhiệt cho dịch 54

3.3.2.3 Tính ch ọn thiết bị gia nhiệt cho nước 63

3.3.3 Thi ết bị phụ 67

3.3.3.1 Bình ch ứa nước 68

3.3.3.2 Bơm nước 68

3.4 NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ 69

CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA CÁC GI ẢI PHÁP TH ỰC HIỆN 70

4.1 HI ỆU QUẢ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG KHI THỤC HIỆN GIẢI PHÁP 70

4.1.1 Lượng nhiệt tiết kiệm 70

4.1.2 Phân tích và đánh giá tính hiệu quả năng lượng của giải pháp 70

4.2 CHI PHÍ ĐẦU TƯ CHO GIẢI PHÁP 70

4.3 CHI PHÍ V ẬN HÀNH 72

4.4 HI ỆU QUẢ THU ĐƯỢC TỪ GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT 74

4.4.1 Hi ệu quả kinh tế thu được 74

4.4.2 Th ời gian hoàn vốn 75

4.5 KI ẾN NGHỊ BIỆN PHÁP THỰC HIỆN 75

CHƯƠNG 5: K ẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76

5.1 K ẾT LUẬN 76

5.2 KI ẾN NGHỊ 76

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 78

DANH M ỤC CÁC KÝ HIỆU- CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu Thứ nguyên Ý nghĩa

t 0C Nhiệt độ Celcius

t1 0C Nhiệt độ Celcius phía nóng

t2 0C Nhiệt độ Celcius phía lạnh

Cp J/kg.K Nhiệt dung riêng khối lượng

ρ kg/m3 Khối lượng riêng

N W Công suất

G kg/s Lưu lượng khối lượng

V1,2 m3/s Lưu lượng thể tích

DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ

B ảng biểu

Bảng 2.1: Thành phần nguyên liệu của hệ nấu với công suất 63m3 24

Bảng 2.2: Lượng nhiệt tiêu thụ tại nồi hồ hoá 38

B ảng 2.3: Lượng nhiệt tiêu thụ tại nồi đường hóa 40

B ảng 2.4: Lượng nhiệt tiêu thụ tại nồi húp lông 43

B ảng 2.5: Lượng nhiệt và lượng hơi tiêu thụ 45

Bảng 3.1: Tính toán lựa chọn thiết bị gia nhiệt cho nước 64

Bảng 4.1: Giá thành thiết bị đầu tư 71

B ảng 4.2: Giá điện năng trong ngày (Đơn vị VNĐ) .73

Hình v ẽ Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ của hệ nấu 48

Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý tận dụng lượng nhiệt bay hơi 49

Hình 5.1: Sơ đồ nguyên lý có máy nén hơi 77

LỜI MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CH ỌN ĐỀ TÀI

Đất nước Việt Nam đang trong thời kỳ công nghiệp hoá và hiện đại hoá nên khai thác và sử dụng nguồn năng lượng có hiệu quả là một trong những vấn đề cấp thiết trong tất cả các ngành nghề Ngoài những yếu tố về công nghệ thì thiết bị đóng vai trò rất quan trọng trong việc sản xuất ra 1đơn vị sản phẩm với tiêu hao nhiên

liệu là ít nhất Trong ngành bia rượu và nước giải khát cũng vậy, cần tiêu hao năng lượng trên 1 lít sản phẩm là nhỏ nhất từ đó dẫn đến chi phí sản xuất 1 lít bia là nhỏ

nhất Hiệu quả của quá trình sản xuất ấy được quyết định bởi một trong các yếu tố

đó là tận dụng hơi thải môi trường có nhiệt lượng lớn để tái sử dụng vào mục đích làm nóng nước dùng vào mục đích khác

Từ tính cấp thiết đó nên tôi lựa chọn đề tài “Nghiên cứu hiệu quả tiết kiệm năng lượng của giải pháp thu hồi nước trong công nghệ sản xuất bia”

VI NGHIÊN C ỨU

Ở Việt nam, bia được sử dụng rộng rãi Chính vì vậy rất nhiều nhà máy bia ra đời phục vụ nhu cầu xã hội Tuy nhiên các nhà máy bia ở Việt Nam đang gặp phải

một tình trạng chung là mức độ sử dụng năng lượng rất cao mà hiệu quả rất thấp

Thực trạng này đặt ra một vấn đề là làm sao tìm ra biện pháp giảm tổn thất năng lượng trong các khâu, các qui trình sản xuất để đạt hiểu quả năng lượng cao nhất

Bên cạnh đó vấn đề bảo vệ môi trường cũng phải quan tâm đến, đặc biệt khi nước

ta đang trên con đường công nghiệp hoa sản sinh ra nhiều khí thải môi trường Trong nhà máy bia thì phàn khí CO2 sinh ra thải ra môi trường nhiều nhất ở lò hơi, nếu ta giảm được lượng hơi cần sử dụng cho các khâu thì sẽ làm giảm khí CO2sinh ra môi trường

Chính vì vậy, tôi chọn đề tài này để nghiên cứu và tìm ra giải pháp tiết kiệm

ệu quả năng lượng hơi trong nhà máy bia Trong đề tài này tôi đã tính toán và

đánh giá được lượng nhiệt tổn thất trong quá trình húp lông hóa Từ đó nghiên cứu đưa ra giải pháp để áp dụng vào các dây chuyền sản xuất bia làm giảm thiểu tổn thất năng lượng và nâng cao hiệu quả Đồng thời giải pháp này có thể được áp dụng

rộng rãi trong các nhà máy bia của Việt Nam Nội dung của luận văn được trình bày thành các chương như sau:

Chương 1: Qui trình công nghệ và hệ thống thiết bị trong quá trình sản xuất bia Chương 2: Thực trạng tiêu thụ năng lượng nhiệt trong hệ nấu

Chương 3: Tính toán thiết kế và lựa chọn thiết bị trong hệ thống tiết kiệm năng lượng

Chương 4: Phân tích đánh giá hiệu quả của các giải pháp thực hiện

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Tiết kiệm năng lượng là một giải pháp công nghệ mới được áp dụng nhằm

mục đích giảm lượng điện, nước, nhiên liệu tiêu thụ trong quá trình sản xuất, góp

phần tăng sức cạnh tranh cho doanh nghiệp, cũng như giảm thiểu ô nhiễm môi trường, hạn chế phát thải khí CO2, khí mêtan…

Giải pháp quan trọng và đặc biệt có hiệu quả trong công nghiệp sản xuất bia

đã được ứng dụng thành công là nghiên cứu thiết kế và ứng dụng hệ thống tiết kiệm năng lượng cho nồi đun sôi hoa Húp lông trong sản xuất bia

Nghiên cứu lý thuyết, khảo sát thực tế phân tích các số liệu đo thực tế để làm

cơ sở tính toán và xác định được vai trò tiết kiệm năng lượng trong công nghệ sản

xuất bia

CHƯƠNG 1 QUY TRÌNH CÔNG NGH Ệ VÀ HỆ THỐNG THIẾT BỊ

TRONG QUÁ TRÌNH S ẢN XUẤT BIA

1.1.1 Tình hình sản xuất bia trên thế giới

Ngành công nghiệp sản xuất bia có lịch sử phát triển lâu đời (nhà máy bia đầu tiên trên thế giới được xây dựng tại Đức năm 1040, và ngay tại thời điểm đó, bia đã trở thành thức uống rất được ưa chuộng tại các nước Châu Âu khác như: Tiệp

Khắc, Đan Mạch, Pháp,…) Hiện nay, ngành công nghiệp bia phát triển rất nhanh, đem lại nguồn thu nhập tương đối cao cho ngành kinh doanh bia và các dịch vụ, sản

phẩm phụ đi kèm

Một số nước Châu Âu có khí hậu lạnh, nhưng lại là khu vực có truyền thống

sản xuất bia, ngành công nghiệp bia ở khu vực này phát triển rất mạnh, tiêu biểu là nhu cầu tiêu thụ bia của một số nước trong khu vực rất cao so với tiêu thụ bia trên

thế giới, thống kê bình quân mức tiêu thụ bia hiện nay ở một số nước Châu Âu:

Cộng hòa Séc 160 lít/người/năm; Công hòa liên bang Đức 127 lít/người/năm; Đan

Mạch 125 lít/người/năm, Bỉ, Hà Lan là 120 đến 160 lít/người/năm và phố biến là 80 lít/người/năm

Châu Á là khu vực có ngành công nghiệp bia phát triển muộn hơn Châu Âu, nhưng khu vực này có dân số đông và là thị trường trẻ cho nên mức tiêu thụ bia đang ngày càng tăng Sản xuất và tiêu thụ bia hàng năm của một số nước trong khu

vực trước kia thấp, nhưng đến nay đã tăng trưởng khá nhanh, bình quân 6,5%/năm,

ví dụ: Thái Lan có mức tăng bình quân cao nhất 26,5%/năm, tiếp đến là Philipin 22,2%/năm, Malaysia 21,7%/năm, Indonesia 17,7%/năm, Trung Quốc có mức tăng trưởng trên 20%/năm

Theo thống kê, hiện nay trên thế giới có khoảng trên 25 nước sản xuất bia với

sản lượng khoảng 100 tỷ lít/năm Trong đó có một số nước có sản lượng cao, chiếm khoảng 10% tổng sản lượng của thế giới như: Mỹ, CHLB Đức mỗi nước sản xuất trên dưới 10 tỷ lít/năm và Trung Quốc khoảng 7 tỷ lít/năm

1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ rượu bia ở Việt Nam

Trong 10 năm gần đây, do tác động của những yếu tố chính như tốc độ tăng GDP, tăng dân số, đô thị hóa, du lịch, tốc độ đầu tư, sắp xếp tổ chức sản xuất,… ngành công nghiệp bia Việt Nam đã có tốc độ tăng trưởng cao, bình quân 8-12%/năm

MÁY BIA

1.2.1 Gi ới thiệu quy trình công nghệ sản xuất bia

Bia được sản xuất từ nguyên liệu chính là: malt, gạo, nước và các nguyên liệu

phụ như hoa húp lông, men giống Ngoài ra còn một số nguyên liệu có thể được thêm vào để thay thế malt như: mì, ngô,… Sản xuất bia được tiến hành qua nhiều quá trình

Malt được nghiền thành bột sau đó hòa trộn với nước theo tỷ lệ nhất định và ngâm ủ theo yêu cầu của công nghệ sản xuất

Gạo nghiền thành bột được chuyển đến nồi hồ hóa Tại đây bột được hòa trộn

với nước và ngâm ủ trong nồi Sau đó được cấp nhiệt để phá vỡi màng tế bào của tinh bột, tạo điều kiện biến chúng thành trạng thái hòa tan trong dung dịch

Kết thúc quá trình hồ hóa, cháo được bơm chuyển sang hòa trộn với malt Tại

nồi đường hóa, malt được trộn đều với cháo, sau đó được ủ và gia nhiệt, mục đích

để chuyển các chất không hòa tan trong malt và những chất hòa tan trong tinh bột,

tạo thành đường và các acid amin Sau đó dịch được bơm đi lọc thô tại nồi lọc

Mục đích của quá trình lọc bã malt là tách pha lỏng khỏi hỗn hợp để tiếp tục các bước tiếp theo của tiến trình công nghệ, còn pha rắn phế liệu sẽ được loại bỏ ra ngoài Trong quá trình này, nước được thêm vào có tác dụng rửa bã, đồng thời để

bù lại tổn thất do bay hơi trong khi nấu Quá trình lọc hoàn thành, dịch được chuyển sang nồi húp lông

Ở nối húp lông hóa, người ta cấp nhiệt nấu dịch sau khi đã được trộn với hoa húp lông trong thời gian khoảng từ 1- 2 giờ ở nhiệt độ 100 - 105oC Mục đích của quá trình húp lông là tạo cho bia thành phẩm có vị đắng, hương thơm và khả năng tạo bọt Sau quá trình húp lông, dịch được chuyển sang thừng lắng xoáy để tiếp tục lọc

lần cuối bằng phương pháp ly tâm

Kết thúc quá trình lọc ở thùng lắng xoáy, dịch được bơm chuyển đến thiết bị làm lạnh nhanh, sau đó được sục khí vô trùng và trộn với men giống rồi chuyển đển các tank lên men, thực hiện quá trình lên men

Quá trình lên men thường được thực hiện qua 2 giai đoạn, đó là lên men chính

và lên men phụ Kết thúc hai quá trình lên men, dịch có mùi thơm và vị đắng đặc trưng, dịch này được gọi là bia bán thành phẩm Tiếp đó tiến hành lọc, sục CO2đưa

đi bảo quản tại tank thành phẩm để bia ổn định

Bia đã ổn định một phần được đem đi chiết chai, đóng nắp, đưa sang thanh trùng, dán nhãn, nhập kho để tiêu thụ

1.2.2 Thi ết bị trong công nghệ sản xuất bia

Nhà máy bia có các hệ thống chính sau: Hệ thống nấu, cấp nhiệt, cấp lạnh, lên men, bảo quản, vệ sinh, thanh trùng thiết bị (CIP), thu hồi CO2, chứa nguyên liệu,

cấp nước sản xuất, xử lý nước, đóng chai,… Do khuôn khổ của đề tài nghiên cứu không cho phép, ở đây chỉ xét đến những thiết bị trong các hệ thống có liên quan đến tính toán nhiệt sau này

1.2.2.1 H ệ thống nấu

Hệ thống nấu có các thiết bị chính sau: nồi hồ hóa, nồi đường hóa, nồi lọc, nồi húp lông, thùng lắng xoáy và các thiết bị phụ như: động cơ điện, hộp giảm tốc, cách khuấy, bơm bã, các loại van, phụ kiện đường ống,…

- Nồi hồ hóa: nồi hồ hóa có nhiệm vụ ủ và gia nhiệt cho dung dịch bột gạo

để nấu thành cháo, mục đích là nhằm phá vỡ màng tế bào của tinh bột, tạo điều kiện

biến tinh bột thành trạng thái hòa tan trong dung dịch

- Nồi đường hòa: Thực hiện quá trình ngâm ủ malt và dịch cháo, hỗn hợp này sẽ thủy phân dịch thành đường maltoza và các dextrin Sau đó tạo ra một lượng đường glucoza

- Nồi lọc: Nồi lọc bã có nhiệm vụ lọc thô dịch đường, nhằm loại bỏ bã nguyên liệu và tạo cho dịch đường có được độ trong theo yêu cầu công nghệ trước khi chuyển sang thực hiện quá trinh húp lông hóa

- Nồi húp lông: Nồi húp lông có nhiệm vụ gia nhiệt cho dịch đến nhiệt độ sôi, đây là quá trình húp lông hóa dịch đường sau khi được trộn hoa húp lông Mục đích của quá trình húp lông là tạo cho bia thành phẩm có vị đắng, hương thơm và

khả năng tạo bọt

- Thùng lắng xoáy: thùng lắng xoáy là thiết bị lọc tinh dịch hèm trước khi đi làm lạnh nhanh để đưa đến tank lên men

1.2.2.2 H ệ thống cấp nhiệt

Để thực hiện quá trình nấu nguyên liệu, thanh trùng thiết bị và hệ thống cung

cấp nước nóng cần phải có hệ thống cấp nhiệt Nhiệt cấp cho các thiết bị được sản

xuất từ nồi hơi Tùy theo từng nhà máy, nồi hơi có thể sử dụng nhiên liệu đốt là chất

rắn, lỏng hay khí

1.2.2.3 H ệ thống cấp lạnh

Quá trình lên men, hạ nhiệt độ của dịch và bảo quản bia thành phẩm được thực

hiện ở nhiệt độ thấp, do đó trong nhà máy bia cần thiết phải thiết kế và lắp đặt một

hệ thống lạnh đảm bảo cung cấp lượng lạnh tới các bộ phận tiêu thụ

Hệ thống cấp lạnh bao gồm: máy nén lạnh, thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay hơi,

và các thiết bị phụ như: Các lại van chặn, bơm, các thiết bị điều khiển và đo lường, thiết bị giải nhiệt,… Để thực hiện quá trình làm lạnh trong các tank lên men người

ta thường dùng phương pháp truyền thống là sử dụng chất tải lạnh bằng dịch glycol

hoặc nước muối

Tuy nhiên trong điều kiện cạnh tranh như hiện nay, vấn đề tiết kiệm năng lượng đang là cấp thiết cho nhà máy, đặc biệt khi vận hành nhà máy trong giờ cao điểm về điện Việc sử dụng hệ thống tích lạnh dùng đá sệt sẽ giúp giải quyết được

tiết kiệm năng lượng trong nhà máy Hệ thống lạnh có thể được chọn tùy theo cách đáp ứng tải với hệ thống theo yêu cầu lạnh hiện tại Hệ thống đá sệt là hệ thống sản

xuất đá dưới dạng đá loãng, nhão hay tuyết, ưu điểm của loại đá này là không dính

kết và bề mặt dàn bay hơi, không cần chu trình xả băng, do vậy không ảnh hưởng đến quy trình sản xuất đá sệt

Ưu điểm của việc sử dụng hệ thống tích lạnh bằng đá sệt so với loại hệ thống

1.2.2.5 H ệ thống thu hồi và cấp CO 2

Hệ thống thu hồi CO2 là một hệ thống thiết bị phụ trợ rất quan trọng Nhờ có

hệ thống thu hồi CO2 mà các nhà máy bia có thể thu hồi lượng CO2 sản sinh ra trong quá trình lên men và cấp cho các tank trữ bia và cho quá trình chiết chai Hệ thống này ngoài việc giúp các nhà máy bia thu hồi tận dụng được CO2, giảm phát thải ra môi trường và không phải mua CO2 phục vụ quá trình tank trữ và bảo quản bia mà còn đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm do sử dụng đúng CO2 sản sinh từ quá trình lên men bia cho các công đoạn khác trong nhà máy

Hệ thống thu hồi CO2 cũng tiêu hao một lượng điện và năng lượng lạnh tương đối lớn

1.2.2.6 H ệ thống chiết chai và thanh trùng sản phẩm

Hệ thống dây chuyền chiết chai thường được nhập khẩu đồng bộ từ các nước công nghiệp phát triển Hệ thống thiết bị này sử dụng một lượng hơi tương đối lớn cho việc thanh trùng sản phẩm và rửa chai, đồng thời đòi hỏi một lượng nước làm mát rất lớn để làm mát sản phẩm sau khi ra khỏi thiết bị

1.2.2.7 H ệ thống tích nhiệt

Để duy trì hoạt động của nhà máy trong khi các thiết bị cung cấp lạnh trực tiếp

dừng hoạt động và giảm phụ tải của máy nén lạnh, cấn có hệ thống tích nhiệt Hệ

thống tích nhiệt trong nhà máy bia bao gồm: bình tích đá sệt, bình chứa chất tải

lạnh, bình chứa nước nóng, nước lạnh

1.2.2.8 H ệ thống vệ sinh, thanh trùng thiết bị

Hệ thống vệ sinh và thanh trùng thiết bị có nhiệm vụ làm sạch và khử trùng các thiết bị để đảm bảo vệ sinh an toàn trong quá trình sản xuất Hệ thống vệ sinh thiết bị thường có: bình chứa dung dịch xút loãng, bình acid loãng, bình chứa nước nóng

1.2.2.9 Các h ệ thống thiết bị phụ trợ khác

Ngoài các hệ thống thiết bị được liệt kê ở trên, nhà máy bia còn có các hệ

thống thiết bị phụ trợ khác như hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt, nước nấu, nước

cấp lò hơi, nước thải, hệ thống điện phục vụ sản xuất và sinh hoạt, hệ thống máy nén khí, hệ thống máy phát điện dự phòng…

1.3.1 Mô tả công suất của nhà máy bia Huế:

Sản lượng bán / năm / HL 1.400.000

Tháng cao điểm % 10.0%

Công suất lắp đặt / năm / HL 1.600.000

Số ngày vận hành / tuần 6

Hàm lượng chất

chiết 80 % Nguyên liệu cho mỗi HL bia bán 13.7 kg

Hàm lượng alpha acid trong Húp lông

Tổn thất chai bên ngoài % 2

Tổn thất chai bên trong % 1

Chiều cao pallet võ chai 2 pallet

Chiều cao pallet chai thành

1.3.5 Th ời gian vận hành sản xuất

Nhà Nấu 6 ngày/tuần 3 ca/ngày 8.0 giờ/ca

Chế biến bia 6 ngày/tuần 3 ca/ngày 8.0 giờ/ca

Lọc 6 ngày/tuần 1 vòng/ngày 13.0 giờ/ca Chiết chai 6 ngày/tuần 3 ca/ngày 7.0 giờ/ca Chiết lon 6 ngày/tuần 2 ca/ngày 7.5 giờ/ca (Nếu cần thiết có thể tăng lên 3 ca)

Phụ trợ 7 ngày/tuần 3 ca/ngày 8.0 giờ/ca

H2O2 25％ ( ECOLAB P3-oxonia active)

Dung dịch vệ sinh xút nóng (đường ống, thiết bị áp lực thường)

Nước ấm vệ sinh (đường ống, thiết bị áp lực thường)

Quy trình Nhiệt độ Nồng độ (％) Thời gian (phút)

Rửa ban đầu Nhiệt độ thường － 10～30

Rửa Nhiệt độ thường － 5

Dung dịch vệ sinh xút nhiệt độ thấp (Thiết bị đóng kín)

Quy trình Nhiệt độ (0C) Nồng độ (％) Thời gian

(phút)

Rửa ban đầu Nhiệt độ thường － 10

Dung dịch xút Nhiệt độ thường 2 40

Chất tiệt trùng Nhiệt độ thường 0.13 10

Rửa Nhiệt độ thường － 5

Dung dịch vệ sinh axit nhiệt độ thấp (Thiết bị đóng kín)

Quy trình Nhiệt độ (0C) Nồng độ (％) Thời gian

(phút)

Rửa ban đầu Nhiệt độ thường － 10 Dung dịch axit Nhiệt độ thường 2 40

Chất tiệt trùng Nhiệt độ thường 0.13 10

Rửa Nhiệt độ thường － 5

Quy trình vệ sinh CIP: Khi vệ sinh, tốc độ dòng chảy và áp lực của thiết bị vệ sinh phải thỏa mãn các yêu cầu và phần đáy của thiết bị phải được rửa sạch đồng

thời nhiệt độ và nồng độ cũng phải thỏa mãn các yêu cầu Khi thỏa mãn các điều

kiện trên, thời gian vệ sinh phải theo đúng trình tự

Phương pháp vệ sinh đường ống: Đường ống phải được rửa sạch cho mỗi lần

sử dụng theo thời gian đã được ấn định Đảm bảo chắc chắn rằng dường ống phải

sạch hoàn toàn Việc vệ sinh phải được tiến hành theo trình tự, bắt đầu từ trên cao Thông thường, tốc độ dòng chảy của dung dịch vệ sinh trong đường ống không nhỏ hơn 3m/giây

1.3.7 Mô t ả tổng quát về tự động hóa cho toàn bộ nhà máy

Tên xưởng Phương pháp điều khiển Bố trí phòng

điều khiển Ghi chú

Khu xử lý nguyên liệu

Điều khiển tự độngPC/PLC Điều khiển trung tâm và điều khiển từng phần riêng biệt

Nhà nấu

Nhà Nấu Điều khiển tự độngPC/PLC

Điều khiển trung tâm và điều khiển từng phần riêng biệt

Nhà nấu

Xưởng Lên men PC/PLC Điều khiển trung tâm

và điều khiển từng phần riêng

biệt

Nhà nấu

Xưởng phụ trợ PC/PLC Điều khiển trung tâm Xưởng phụ

trợ Khu xử lý nước thải PC/PLC Điều khiển trung tâm Khu xử lý

1.3 8 Đặc điểm kỹ thuật của các phân xưởng

1.3.8.1 Khu x ử lý nguyên liệu

Nguyên liệu

Loại Kiểu Dung tích Tỷ trọng Ghi chú

Malt Container 20 feet 0.50～0.60 container

Gạo Bao 50kg 0.75～0.90 Bốc dỡ bằng tay

Tỷ lệ nguyên liệu

Loại A

HUDA beer

B Festival Beer

C Carlsberg Beer Ghi chú

Tốc độ gia nhiệt ở nồi gạo 1.20/phút

Tốc độ gia nhiệt ở nồi gạo 1.00／phút（650→780／13 phút）

Nồi Húp lônglon

Tỷ lệ bay hơi 6% -8%

Thời gian đun sôi 70 phút

Lọc dịch đường

Độ đục sau khi lọc ≤100ppm(10EBC)

Thời gian lọc nhỏ hơn 100 phút

Nhiệt độ làm lạnh dịch đường 98-150C

98-120C

Thời gian làm lạnh dịch đường nhỏ hơn 50 phút

Sục khí dịch đường 12 ppm 02

Biểu đồ Nấu xem biểu đồ đính kèm

Phụ gia cho nhà Nấu

Loại Kiểu Beer A Beer B Beer C Vị trí Phương

pháp cấp

Húp lông

húp lông viên húp lông

Nồi húp lông Tự động

Tự động

Hóa chất CaSO4

Nồi gạo (100%) Tự động

Yêu cầu về thiết bị tự động hóa

Điều chỉnh PH Cấp tự động acid H3PO4 theo thời

automation instrument Điều khiển trung tâm tự động (bao

1.3.8.3 D ữ liệu kỹ thuật về lên men

Điều kiện quy trình cơ bản

Nhiệt độ dịch đường 16oC

Biểu đồ lên men xem biểu đồ đính kèm

Tỷ lệ cấp men 0.3％-0.5％(15 triệu tế bào / ml dịch đường)

Thời gian cấp cấp một lần vào dịch đường cho mẻ đầu tiên

Chu kỳ lên men chính 16oC trong vòng 6 - 8 ngày

Điều kiện làm lạnh 16oC - 8oC trong vòng 24h

Số lần tàng trữ men tái sử dụng 6

Nhiệt độ tàng trữ men tái sử dụng 4oC

Thời gian làm lạnh men tái sư dụng và

nhiệt độ tàng trữ 12h

Axit hóa men không

Nhiệt độ bia ra khỏi thùng lên men -1 oC

Nhân men Nhân men hai cấp

Tác nhân lạnh propylene glycol

Đường ống và điều khiển

Đường ống bia trong Co đấu nối CIP (CIP swing bend) 1

Hệ thống lấy mẫu của thùng lên men /bia trong 1

2 hệ thống vệ sinh CIP Điều khiển và cấp liều lượng tự

Thiết bị tự động Điều khiển trung tâm bao gồm

Hệ thống nhân men

Nhân men Bước 0 Bước1 Bước2

tank Carlsberg tank PT PT

Dung tích（m3） 25 L 1 kl 10kl

Nhiệt độ (0C) 20 16 14

Thời gian 3 ngày 3 ngày 2 ngày

Lọc bia và pha loãng nồng độ cao

Hệ thống lọc Hoàn toàn tự động Ghi chú

Hệ thống cấp phụ gia Hai bộ tự động hoàn toàn

Pha loãng nồng độ cao sau khi

Số lượng tế bào men sau khi lọc 0 tế bào/ml

Độ đục của bia sau khi lọc nhỏ hơn 0.35 EBC

Hệ thống pha loãng nồng độ cao Thiết bị đo Oxy hòa tan và

Công suất điện tối đa được cấp từ

Phân phối điện hạ thế 3ΦAC400V±10% × 50 Hz 1

Năng lượng sử dụng trong nhà máy bia gồm cả ba dạng: điện, nhiệt nóng, nhiệt lạnh Nhưng do khuôn khổ của luận văn không cho phép, ở đây chỉ nói đến 2

dạng: nhiệt nóng và nhiệt lạnh, trong đó phần nhiệt nóng là phần chính được tác giả

đề cập trong bản luận văn này Hai dạng năng lượng này được sử dụng ở nhiều quá trình, công đoạn khác nhau

Các quá trình sử dụng nhiệt:

- Quá trình nấu: Quá trình này có nhiều giai đoạn cần sử dụng hơi từ lò hơi

để gia nhiệt cho dịch

- Quá trình CIP: Sau một thời gian định kỳ phải tiến hành vệ sinh các thiết

bị nấu, lên men,… bằng nước nóng, xút nóng và acid

- Quá trình thanh trùng: Để bảo quản được bia lâu dài hơn sau khi đóng chai, bia phải được thanh trùng bằng nước nóng để diệt men

Dạng năng lượng lạnh được sử dụng ở các công đoạn khác nhau:

- Quá trình làm lạnh dịch hèm: dịch hèm nóng ở thùng lắng xoáy trước khi

đi lên men phải được làm lạnh bằng chất tải lạnh (đá sệt, dịch glycol, nước lạnh,…)

xuống nhiệt độ yêu cầu (từ 6 - 12oC tùy thuộc vào yêu cầu công nghệ lên men của

từng loại sản phẩm) Nhu cầu lạnh ở khâu này rất lớn do dịch hèm có độ chênh lệch nhiệt độ cao, khối lượng dịch lớn Thông thường, thiết bị trao đổi nhiệt kiểu tấm được sử dụng làm thiết bị trao đổi nhiệt giữa dịch hèm và chất tải lạnh do nó có ưu điểm là hiệu quả trao đổi nhiệt cao, kích thước nhỏ gọn

- Quá trình làm lạnh các tank lên men: vì quá trình lên men tỏa nhiệt nên để đảm bảo cho quá trình lên men diễn ra ở nhiệt độ yêu cầu phải có một phụ tải lạnh tương đương để bù vào lượng nhiệt đó Lượng nhiệt này thường được lấy đi nhờ

chất tải lạnh như: đá sệt, dịch lạnh glycol, nước lạnh hoặc trong một vài trường hợp được làm lạnh trực tiếp bằng gas lạnh (NH3, Freon)…

- Quá trình thu hồi CO2: sản phẩm đồng hành với rượu (C2H5OH) được tạo

ra trong quá trình lên men là CO2 Để thu hồi CO2, phải nén CO2 đến áp suất đủ lớn

để hóa lỏng lạnh Quá trình hóa lỏng CO2đòi hỏi năng suất lạnh lớn

- Các quá trình khác: bảo quản bia, nuôi cấy lên men cũng cần sử dụng lạnh

1.5 NH ẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN

Ngày nay, ngành công nghiệp bia đang đứng trước một thách thức lớn là đưa

ra một mô hình tối ưu để nâng cao năng lực cạnh tranh Việc ứng dụng công nghệ

mới đóng vai trò quan trọng trong việc tăng lợi ích cũng như hiệu quả kinh tế

Công nghệ sản xuất bia sử dụng năng lượng nóng, trên cơ sở hệ thống thiết

bị công suất lớn, cần tiêu hao nhiên liệu và điện năng nhiều hơn so với một quy trình sản xuất thực phẩm khác

Tiết kiệm năng lượng là một giải pháp công nghệ mới được áp dụng nhằm

mục đích giảm lượng điện, nước, nhiên liệu tiêu thụ trong quá trình sản xuất, góp

phần tăng sức cạnh tranh cho doanh nghiệp, cũng như giảm thiểu ô nhiễm môi trường, hạn chế phát thải khí CO2, khí mêtan…

Hệ thống tiết kiệm năng lượng cho sản xuất bia gồm: Hệ nén khí thu hồi hơi

từ nồi đun hoa, nâng cao hiệu quả cấp của máy làm lạnh bằng máy lạnh kiểu ghép

tầng và sản xuất đá dynamic, hệ bơm nhiệt tiết kiệm hơi cấp cho máy thanh trùng,

hệ xử lý nước thải và lò hơi khí sinh học…

Giải pháp quan trọng và đặc biệt có hiệu quả trong công nghiệp sản xuất bia

đã được ứng dụng thành công là “Nghiên cứu hiệu quả tiết kiệm năng lượng của

gi ải pháp thu hồi nước trong công nghệ sản xuất bia”

Hiện nay, hầu hết các nhà máy bia ở Việt Nam có công suất trên 50 triệu lít/năm như: Nhà máy Bia Huế tại Phú Bài công suất 160 triệu/lít; Bia Sài Gòn – Bình Tây công suất 120 triệu/lít; Bia Sài Gòn – Daklak công suất 100 triệu/lít cả hai giai đoạn; … đang lên kế hoạch đầu tư hệ thống tiết kiệm năng lượng cho toàn nhà máy

Thực trạng tiêu hao năng lượng trong quá trình nấu

Phân b ố tiêu thụ năng lượng của

h ệ thống nấu:

1: Nồi hồ hóa;

2: Nồi đường hóa;

3: Nồi lọc;

4: Nồi trung gian;

5: Nồi đun hoa;

T ỷ lệ lượng nhiệt tổn thất do bốc hơi của các thiết bị nấu

Phân b ố tiêu thụ năng lượng của

h ệ nấu theo thanh phần nhiệt tổn

th ất

1: Nhiệt nâng nhiệt độ vỏ

2: Nhiệt tổn thất qua kết cấu

3: Nhiệt tổn thất do hơi mang đi

4: Nhiệt tổn thất do bã mang đi

5: Nhiệt nâng nhiệt độ dịch

Cơ sở của việc lựa chọn giải pháp tiết kiệm năng lượng trong sản xuất bia:

Lượng nhiệt thải ra môi trường của nồi húp lông lên tới 30% - 40% năng lượng nhiệt tiêu thụ trong hệ nấu

Lượng nhiệt tiêu thụ cho sản xuất nước nóng vệ sinh, rửa bã, hoàn nguyên than

hoạt tính và hòa trộn nguyên liệu là rất lớn Bình quân một nhà máy bia công suất 160 triệu lít/năm, một ngày cần khoảng 2800 m3nước có nhiệt độ từ 600C đến 800C

2: Nồi đường hóa

Giải pháp tiết kiệm năng lượng:

Tận dụng lượng nhiệt bay hơi tại nồi đun hoa húp lông

Sử dụng bơm nhiệt nhiều cấp tăng hiệu suất thiết bị và tận dụng thu hồi nhiệt

Thiết kế cải tiến hệ thống ra nhiệt trung tâm cho nồi húp lông

Tự động hóa quá trình nấu nhằm kiểm soát tối ưu năng lượng nhiệt

Dưới đây là sơ đồ mô hình tiết kiệm năng lượng cho nồi đun hoa Húp lông: Nhưng, do đầu tư máy nén hơi là rất tốn kém vì thiết bị này phải nhập khẩu từ nước ngoài Để giảm chi phí đầu tư, chúng tôi đã nghiên cứu và thay đổi mô hình cho phù hợp với mức đầu tư của các nhà máy ở Việt Nam như mô hình dưới đây:

Mô hình này hiên nay là nhà máy Bia Huế ở khu công nghiệp Phú Bài đang áp

dụng và hoạt động rất hiệu quả

Kết hợp với hệ thống thiết bị tiết kiệm năng lượng, việc nghiên cứu thiết kế

nồi đun sôi hoa húp lông đã được cải tiến tối ưu trên cơ sở ứng dụng lý thuyết truyền nhiệt Trong quá trình đun sôi với chu kỳ sáu vòng tuần hoàn trong hơn 60 phút đun sôi hoa húp lông, dịch được bơm tuần hoàn cưỡng bức qua tâm bộ giao nhiệt trung tâm

Hiệu quả khi áp dụng hệ thống tiết kiệm năng lượng cải tiến hệ thống thiết bị gia nhiệt trung tâm của nồi đun hoa sẽ giảm tiêu hao năng lượng khoảng 10% và có

khả năng giảm được tới trên 30% tiêu hao năng lượng khi áp dụng cùng với các giải pháp khác: Hệ làm lạnh nhiều cấp và hệ làm đá lạnh tích trữ nhiệt, hệ bơm nhiệt lắp cho máy thanh trùng, hệ thống xử lý nước thải và lò hơi khí sinh học Giải pháp đề

ra không những nâng cao hiệu quả kinh tế mà còn làm giảm được một khí thải độc

hại ra môi trường, góp phần phát triển chương trình mục tiêu Quốc gia về sử dụng

tiết kiệm năng lượng hiệu quả, nhằm thúc đẩy sự phát triển bền vững của sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa ngành Bia – Rượu – Nước giải khát Việt Nam

và bù vào các tổn thất nhiệt trong quá trình nấu như: Tổn thất nhiệt do bay hơi và

tổn thất truyền qua kết cấu ra môi trường do độ chênh lệch nhiệt độ

Dây chuyền được lựa chọn trong tính toán là: dây chuyền của nhà máy bia

Huế tại Phú Bài với công suất 160 triệu lít/năm Nhà máy bia Huế có trang bị dây chuyền công nghệ hiện đại mới được đưa vào sửa dụng Trong phần tính toán của

luận văn này tác giả chỉ tính toán cho hệ nấu của nhà máy để tìm ra phương pháp

tiết kiệm năng lượng trong hệ nấu

Điều kiện làm việc của hệ nấu với công suất 160 triệu lít/năm như sau:

- Dịch nóng ra khỏi nồi hoa húp lông 63 m3 dịch nóng/mẻ

- Tỉ lệ bốc hơi tại nồi húp long 6%

- Thời gian bốc hơi 60 phút

- Nhiệt độ tại nồi trung gian 760C

- Nhiệt độ dịch cấp vào nồi húp lông 760C

- Nhiệt độ nước thường 330C

2.1.1 Thành ph ần khối lượng nguyên liệu trong hệ nấu

Nguyên liệu sản xuất bia được tính toán, hoà trộn theo tỷ lệ nhất định trước khi đưa vào hệ nấu Để tính được chi phí năng lượng trong hệ nấu, cần biết được tỷ lệ

hoà trộn nguyên liệu từ đó tìm ra khối lượng, nhiệt dung riêng của dịch và lượng nhiệt cần cấp cho dịch

Thành phần nguyên liệu của hệ nấu có công suất 63 m3dịch nóng/mẻ

Theo tài liệu kỹ thuât của nhà máy bia Huế tại Phú Bài, thành phần nguyên

liệu cho hệ nấu với công suất 63 m3 dịch nóng/mẻ được trình bày trong bảng 2.1

B ảng 2.1: Thành phần nguyên liệu của hệ nấu với công suất 63m 3

Nguyên liệu Đơn vị Dung dịch

gạo ngâm ủ

Dung dịch malt ngâm ủ

Thể tích dung dịch hèm ban đầu : 24 m3

tạo cho bột đạt được độ trương phồng lớn nhất Để giảm thời gian trong quá trình

nấu, người ta hòa trộn bột với nước nóng 800C và nước lạnh 23,900C (tỷ lệ nước hòa trộn được tính ở phần dưới) để đạt được nhiệt độ của dịch là 470C

GDịch cháo = Ggạo + Gnước + Gmalt

Ggạo: Khối lượng của gạo, Ggạo = 3000 kg

Gmalt: Khối lượng của malt, Gmalt = 600 kg

GNước: Khối lượng của nước hòa trộn

Gnước = V ρ(kg)

V: thể tích của nước, V = 15600 lít = 15,6 m3

ρ: Khối lượng riêng của nước tại 520C (do chưa xác định được tỷ lệ lượng nước nóng 800C hoà trộn với nước lạnh 23,90C, Nên giả thiết khối lượng riêng của nước được tính tại nhiệt độ trung bình của nước nóng 800C và nước lạnh 23,90C),

CK: nhiệt dung riêng của vật liệu khô

Ca: nhiệt dung riêng của vật liệu ẩm (nước)

ω: Độ ẩm tương đối Độ ẩm tương đối của gạo ω =13 %, malt ω =8 %

Khối lượng chất khô dung dịch hồ hoá:

Tổng khối lượng cua nước trong dung dích hô hoá:

Phương trình cân bằng nhiệt cho nồi hồ hoá:

Gdịch Cpdịch Tdịch = Ggạo Cgạo Tgạo + Gmalt Cmalt Tmalt + G23,9 Cp23,9 T23,9 +

Khối lượng của dịch tại nồi malt bao gồm: khối lượng của malt và khối lượng

của nước hoà trộn (bỏ qua tổn thất do bay hơi) Trong nồi malt lượng nước được hoà trộn với bột malt theo tỷ lệ Sau khi hoà trộn nước 800C và nước 23,90C với bột malt, dịch tạo thành có nhiệt độ là 470C (theo yêu cầu công nghệ)

Gdịch malt = GMalt + GN

GMalt = 6000 kg

GN = VN .ρ= 22,8 985 = 22458 (kg) (2 - 7)

Phương trình cân bằng nhiệt cho nồi malt:

Gdịch Cpdịch Tdịch = Gmalt Cmalt Tmalt + G23,9 .Cp23,9 T23,9 + G80 Cp80 T80

Tỷ lệ nước 80 C hoà trộn với nước 23,9 C là:

c N ồi đường hóa

Tại nồi đường hoá xảy ra quá trình thuỷ phân tinh bột thành đường và các axít amin Quá trình này được thực hiện theo phản ứng:

(C6H10O5)n + nH2O => nC6H12O6

Giả thiết khối lượng đường hoá tạo thành trong quá trình thuỷ phân dịch sẽ không tính vào cân bằng chất tại nồi đường hoá Lượng đường tạo ra này được tính vào cân bằng chất cho các quá trình sau Như vậy, khối lượng dịch tại nồi đường hoá bao gồm: khối lượng dịch ở nồi hồ hoá và dịch trong nồi malt, trừ đi khối lượng nước đã bay hơi tại nồi hồ hoá

Gđường hoá = Gdịch cháo + Gdịch malt - Gbayhơi

Thể tích nước bay hơi ở nồi hồ hoá:

Vbay hơi = 0,6 m3

Khối lượng riêng của nước ở 1000C là: ρ= 958,4 kg/m3

Khối lượng nước bay hơi là:

Gbay hơi = Vbay hơi ρ= 958,4 0,6 = 575,04 (kg) (2 - 12)

Theo kết quả tính toán (3 - 2) và (3 - 8)

Độ ẩm của dung dịch:

38162,92

81, 47 38166,92 8682

Theo tài liệu [6] tổn thất do tinh bột sót trong quá trình nấu là 0,4%, tổn thất

trong quá trình đường hoá là 5%

Khối lượng chất khô trong dịch là:

Gkhô= 5520 + 3162 = 8682 (kg)

Lượng tinh bột tham gia vào phản ứng :

Gtinh bột = Gkhô - 0,004 Gkhô - 0,05 Gkhô (kg)

Thể tích nước thêm vào nồi húp lông trong cả hai lần là 44 m3

Theo [7] khối lượng riêng của đường là: ρ= 1554,54 kg/m3

Như vậy, thể tích của đường trong dung dịch hèm ở nồi húp lông là:

Vđường = Gđường :ρ= 9125,7 : 1554,54 = 5,87 (m3)

Thê tích nước ở nồi húp lông:

Nhiệt độ dùng để tính toán trong quá trình gia nhiệt cho dịch từ 750C đến

1000C sẽ được lấy theo nhiệt độ trung bình là: 87,50C Nhiệt dung riêng cho dịch đường glucol: CK = 0,378 kcal/kg.K

Độ ẩm tương đối của dịch: