Thiết kế nhà máy bia hơi năng suất 15 triệu lít

Tính lượng gạo và lượng malt... Lượng nước dùng trong nấu và rửa bã a.. Lượng nước dùng trong quá trình hồ hoá:... Tính và chọn thiết ị cho phân ƣởng lên men 1... Phần V: Tính toán nhu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA HÓA HỌC

hậ h , ậ h h hị g i h i i g h i h

g gi h h h ị h

Hiệ hi h i , i h h g hiế

h hị g g g i , h h i SÀI G N, HÀ NỘI, HUD S h h i g i h g i h ậ g i

g h i h ế V i hữ g g i i g i h iệ

g h h i h g h g h g i i

g g h i h ế hiế h

Phần I: Lập luận kinh tế kỹ thuật

I Hi n tr ng s n u t và tiêu th i trên thế giới và Vi t N m

1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới

II.Chọn lo i s n phẩm, đị điểm ây dựng, vùng nguyên li u và thị trường

1 Lựa chọn loại bia sản xuất

5 Nguồn cung cấp đi n, nước, lạnh

Nh g g iệ ừ i iệ gi h g iế

i g Ng i , h h i , h g ị

h iệ h g

N g g h i hi h h h Nh

h ế ừ h h g ghiệ Ng i g h giế g h h i h h

Nh g hệ h g h, hệ h g h h i CO2 h é h

h i g h h h h g h

Hệ h g h h g h h NH3 h F e , h i h g

g h i

Ngoài ra còn có khu h h , h g h ú , HNO3

6 Nguồn cung cấp nhiên li u

Phần II: Lự chọn phương pháp s n u t và dây chuyền công ngh

Bảng 2: Thành phần hóa học của gạo

H h h g g i 3 g: h h, h a viên và cao hoa

1 kg hoa viên = 1,3 – 1,5 kg hoa cánh

1 kg cao hoa = 7 – 10 kg hoa cánh

g h ghi ị h g h h g ,

h ọ h ậ i

C h i h g h e họ h g h ghi ghi g ghi ghi

*Nghiền gạo: Đ hiệ h h g h g h i

ghi hậ ị gi i h ghi g g ghi ú h g

h gi hiệ

2 Hồ hoá và đường hoá

V i g g iệ h hế h g h g h g

h g h h i i h g h h h h h hi g 100% g iệ h ễ e i Nế g h g h

5 Lắng trong và làm lạnh dịch đường houblon hoá

Đ gi i ễ hiễ h iệ hiễ i i h hị hiệ

h g h i h h h i ị hiế ế hiế ị

h hiễ h i

Đ g ị h g h g hiế ị: h g h h , h g ọ , ọ , g e họ hiế ị g g ị h

g Thiế ị g gi , ậ h h ễ g,

ọ g h hiệ g iệ h h g h

h i ị h g Đ h hiễ g hi g h g h i h g g hiế ế g h g h g 1/10 g h h g g h i

h h ị h e h hiệ g 4˚C e ế g, i h hiệ

ị h e g 2˚C h hiệ e h

S e i ọ hiế

IV Thuyết minh dây chuyền s n u t

S h g ghệ

Malt G

L h L h Nghi 10% Nghi

Yêu cầu: V g ẹ h h i i h , g h h Đ ị

h ghi h h ọ , g iệ h hế h g malt

g ị h g, ị h e h ị h; h ei e z e

iệ i i h ậ g h ị h i h họ ị h g

h e ị h g h h h i hệ e z e e Ng i

g h h hiệ h g e i , h g

8 Cấp nấm men và tiến hành lên men

N g h g : 1667000/25 = 66680(lít)

M i g 4 ẻ, g ẻ h g: 16670(lít)

B Tính cân ằng s n phẩm

T g h , h g h g h h h i

g g h h h i h ế g h ừ g g

L g h h h hi ế h h g g iệ , hế g ghệ hiế ị

I Tính cân ằng s n phẩm cho 1000l i hơi

1 Tính lượng gạo và lượng malt

3 Lượng nước dùng trong nấu và rửa bã

a Lượng nước dùng trong quá trình hồ hoá:

85,01

6,09,

260



 = 1043,5(g) ≈ 1,04( g)

5 Các nguyên li u khác

a Các hoá chất bổ sung trong quá trình nấu:

i h h i g h g i i h H ị h g 5,4 – 5,5 h ậ i h h g hệ e z e h ỷ h L g i g i h

h g h g 0,06% g g , g i g i g h g 0,04% g T g g i g :

0,06% × 55,43 + 0,04% × 128,90 = 0,085(kg) = 85(g)

i g h g g i h i ị ậ ,

g i g g i 1000 i : 200g

b Các hoá chất bổ sung trong quá trình lọc dịch bia:

m



* Bảng 5: Tổng kết nguyên liệu chính, bán thành phẩm tương ứng với bia hơi

III Hoá ch t v sinh:

1 Hóa chất v sinh các nồi nấu:

C h h g ệ i h i : g ị h N OH 2%, g ị h HNO3 0,1%

C he hị : Giữ ẻ g g h ệ i h i g

g T g h g gh i ệ i h i g h h , h

g Th h g ị h h h g h ệ i h ị h h g 8% h h i h ( i h ) he h h g ị h ệ i h : 0,08 × 21,8 = 1,744 (m3), h i g g ị h h g 1744 g L g h á

2 Hóa chất v sinh các thiết bị lên men, tàng trữ bia:

Phần IV: Tính và chọn thiết ị

I Tính và chọn thiết ị cho phân ƣởng n u

1 Cân, gầu tải

3 1 1

2 2

h h

D H

)2,0(62,086

,0

D D

3 1 1

2 2

h h

D H

)2,0(62,086

,0

D D

Chi h h i : H2 = 0,8D = 2,56 m

Chọ h h g h: = 0,8D = 2,56 T h 30 / h

Diệ h hiệ 0,5 2/m3 ị h, h h ị h g i g h 14.78 m3, g iệ h hiệ i :

hd =

S

V d

= = 1,68 (m)

Th h g h g 70%, hi h h g :

Ht =

7 , 0

d

h

= = 2,4 (m)

6 Nồi nấu hoa

(4

3 1 1

2 2

h h

D H

)2,0(62,086

,0

D D

Ng i h i hiế ị hiế ế hiế ị gi hiệ g i g h

g g h i h iệ ị h g Diệ h i hiệ 0,5

D

h2

H

h1

m2/m3 ị h, h h ị h g i h 21,68 m3 T g iệ h i nhiệ : F = 0,5 21,68 ≈ 10,84 (m2)

* Chọ hiế ị h hậ ọ g g h h h, hiế ị

h ị h g, h iệ he : g g, hi , gi áp

h3

h2

h1D

Chọ h g CIP g hé h g g , h H = 1,5D, : h1 = 0,1D,

h2 = 0,1D Th h i h g:

68

(4

3 1 1 2

1,05

,14

3 2

2

D D

D D

II Tính và chọn thiết ị cho phân ƣởng lên men

1 Tank lên men

Chọ e hiế ị h g h D, g 60˚, h4 = 0,1D Ph g h g h ị h hi h3, h h

ị h hi h2 = 1,5D, h hi h1 = 0,866D

1 2

2

D D

1 2

2

D D

D 



= 1,012D3

L h h h g hiế ị g 1/5 h h hữ h hiế ị, :

1 2

2

D D

4 Thiết bị rửa men sữa kết lắng

Chọ hiế ị e hiế ị h g h D, g 60˚, h h4 = 0,1D Ph g h g h ị h hi h3, h

1 2

2

h h

2

D D

= 1,46 m

5 Thiết bị hoạt hoá men

Chọ hiế ị h h e hiế ị h g h D, g 60˚, h h4 = 0,1D Ph g h g h ị h hi h3,

1 2

2

D D

D 



= 1,169D3

L h h h g hiế ị g 1/4 h h hữ h hiế ị, :

Ta có: 1,169D3 = 0,72 (m3) Suy ra: D = 0,85 (m), h1 = 0,74m; h2 = 1,02 m;

h3 = 0,32 m; h4 = 0,085m

Th h h hiế ị : V = 1,462D3

= 1,462.0,853 = 0,89 (m3) Thiế ị h h hiệ 100 , g h g i hiế ị : Dng

= 1,05m

6 H thống cip lạnh:

Hệ h g CIP h g : 1 h g N OH 2%, 1 h g T i e HC 2%, 1 h g P3 oxonia 0,5%

Chọ h g CIP g hé h g g , h H = 1,5D, : h1 = 0,1D, h2 = 0,1D Th h i h g:

68

(4

3 1 1 2 2

h h D H

1,05

,14

3 2

2

D D

D D

D  

= 1,218D3

L g CIP h g g 5 ÷ 8% h h h g T h h 1 e h tích 72,6 (m3), hệ g h g CIP 80% h h h i h g : 0,08.72,6/0,8 = 7,26 (m3)

Ta có: 1,218D3 = 7,26 (m3) Suy ra: D = 1,8 (m), H = 2,7 m; h1 = 0,18 m;

h2 = 0,18 m

Th h h i h g: V = 1,218D3 = 1,218.1,83 = 7,1 (m3)

C h g h h 5 , g h g i h g: Dng = 1,81 m

III Tính và chọn thiết ị cho phân ƣởng hoàn thi n

1 Thiết bị lọc trong bia

S g ọ h g i ọ i i g g h g

ọ i

a Tính kích thước thiết bị

3 1 1 2

1,05

,14

3 2

2

D D

D D

= 10625 (l/h) Chọ hiế h g h ậ :

N g 15000 (l/h)

K h h : 4,15 × 1,6 × 3,85

S i hiế : 3

Kh g h giữ 2 i: 1,4

Phần V: Tính toán nhu cầu năng lượng, nhu cầu nước củ nhà máy

I Tính nhi t l nh

1 Lượng nhi t lạnh cần cấp cho thiết bị lạnh nhanh

L g ị h g i e g i ẻ 18170 , g h h 10,5˚B h i g i g 1,042 g/ Kh i g ị h g i e :

1 1 1

t C

t C G

2 Lượng nhi t lạnh cấp cho khu tank lên men

Lƣợng nhi t l nh cần cung c p trong gi i đo n lên men chính

Th h i g i 1 men: 69,07 m3 Bi g h h 3˚B ,

h i g i g 1,012( g/ ) Kh i g ị h h:

G = 69070 × 1,012 = 69898 (kg)

Gi i h h i g h g 5% T g g hiệ h g :

QH hiệ = G.C.Δt/0,95 = 69898.4,13.6/0,95 = 1823.103 (kJ)

c Lƣợng nhi t l nh cần cung c p trong gi i đo n lên men ph :

T g h 1 i h 1 J g g , h h i g i 1 lên men là 69,07 m3 L g hiệ h g i i 10 g gi i

QLM h = Q1 + Q2 = 690,7.103 + 569760= 1260.103 (kJ)

► L g hiệ h h h e g g :

QLên men = QLM chính + QH hiệ + QLM h

= 5439.103 + 1823.103 + 1260.103 = 8522.103 (kJ)

3 Lượng nhi t lạnh cấp cho h thống cấp men giống

Lƣợng nhi t l nh cần c p để tái sử d ng men kết lắng

T g g i g h h, hiệ g :

Q =

184

3,312

Th i gi h h e h g 6h, h g hiệ h h h h h men là:

g h, Δ = 9˚C i iệ h g g h g 26% là:

Q



 =

= 584,910

3 (kg)

68

(4

3 1 1 2

1,05

,14

3 2

L g h i g :

D =

) (

96 ,

h g 102 - 103˚C, Δ = 60˚C i iệ h g g h : Nhiệ h h i : L = 2280( J/ g)

Nhiệ g i g C1 = 4,186(kJ.kg-1 -1

) Nhiệ g i g h he i h C2 = 1,327(kJ.kg-1 -1

Qhh =

05 , 0 1

2 1



Q Q

= 1846,3.103 (kJ)

Th i gi hiệ τ = 2h L g h i h i h h :

Dh h =

)(

96,

hh

i i

2 Lượng hơi cấp cho nồi đường hoá

i g h , hi ị h h g h ị h hiệ h g 54 – 55˚C, g hiệ 63˚C giữ 40 hú , g 72˚C giữ 30 hú , i g

g 76˚C giữ 20 hú , Δ = 22˚C i iệ h g g bình sau:

2 1



Q Q

= 2248.103 (kJ)

Th i gi hiệ τ = 1,85h L g h i h i g h :

D g h =

)(

96,

đh

i i

3 Lượng hơi cấp cho nồi nấu hoa

Dị h ọ hiệ h g 70˚C, g h h ị h i hiệ h g 105˚C, Δ = 35˚C Th i gi h h g 90 hú i iệ

h g g h :

Nhiệ h h i : L = 2245( J/ g)

Nhiệ g i g : C1 = 4,186(kJ.kg-1 -1

) Nhiệ g i g h he g : C2 = 0,997(kJ.kg-1 -1)

2 1



Q Q

= 6702.103 (kJ)

Th i gi hiệ τ = 1,5h L g h i h i h :

Dhoa =

)(

96,

hoa

i i

4 Lượng hơi cấp cho thiết bị đun nóng nước

L g g h h g g i ẻ :

G = 24500 g T g , g i g hi h ị h g g i

ẻ h g 20066 g hiệ h g 70 - 75˚C Ph i i

n

i i

5 Lượng hơi cấp cho phân xư ng hoàn thi n

96,

ht

i i

6 Lượng nhiên li u cho nồi hơi

)(

3 Lượng nước dùng cho phân xư ng hoàn thi n

4 Lượng nước dùng cho các hoạt động khác của nhà máy

C g ị h g 2,5 – 4 h ị iệ ,

h h hiế ị… h g h giữ i g L h g 3 – 4 , h g

h ừ g g i g ế g h g 0,25 – 0,35L ( g h

L = 3,5m; l = 1m)

Nh h h × B( × ) h g he i h g h g g g nhà là:

g 0,2 KV Chọ h iệ g 200KV , iệ ị h 220V

4 Tính đi n năng tiêu thụ hàng năm

Đi n năng thắp sáng hàng năm

c Đi n năng tiêu thụ cả năm

A = A cs A sx



 (KWh)

C i h iệ g g h 5% h η = 0,95

A = A cs A sx



 = 37152 221184

0,95



= 271932,6 (kWh)

Phần VI: Thuyết minh ây dựng củ nhà máy

A Phân tích và lự chọn đị điểm ây dựng

Đị i g h g h g ghiệ N C

g 1A, h h h h Vi h hiệ i h g 15 , h g

C L h g 15 g ừ g h V i ị h h h ậ thuậ i h iệ ậ h i i h g h ậ h g iệ ừ g nhà máy

T g 16 e , g h i D = 3,7 Đ h h 4

h g 4

+ C e g i i gi g g hé + K h h h e :

h ng 660 – 700 g/ , 60 g g h h h g 78 Diệ h hiế h g h i ( g ) h g 0,3 2, hi g

h i h g 30

Ng iệ g h g h 2 h g :

c Nhà ăn, căng tin

T g h g hệ h g g gi h g h giữ h

g gi h g giữ h g g h h h

) Diệ h hiế g h h ậ :

IV Thiết kế phân ƣởng s n u t chính

1 Đặc điểm và cách bố trí các thiết bị trong phân xư ng sản xuất chính

Ph g h h h g ậ g hi hậ

ọ g h i Giữ hậ h g ừ h ậ

* Tổ nấu:

B g hiế ị h h i h h , i g h , h g ọ g, i

h h g g D ậ h h h h hiế ị hiế ế h h i h h i h ng

75 T g h g iệ h h g ẽ hế iế ghi i i g ị i ghi Ph g i

hi h g h h ậ iệ h ậ h h

Ng i i h g g g i h hiệ

2 Thiết kế xây dựng phân xư ng sản xuất chính