Cấu tạo các thiết bị gây giống cũng tương tự như thiết bị lên men chính. Việc tính toán cho thiết bị gây men giống cấp 1 và cấp 2 dựa theo nguyên tắc tính cho thiết bị lên men chính.
Nguyên tắc: thể tích hữu ích của thùng gây men giống cấp II bằng 1/10 thể tích dịch lên men của 1 tank lên men chính. Thể tích hữu ích của thùng gây men giống cấp I bằng 1/3 thể tích hữu ích của một thùng gây men giống cấp II. [14]
Thiết bị nhân men giống cấp II
Chọn thiết bị lên men cấp II là thiết bị thân trụ D là đường kính
Nắp cầu nhô lên h4 =0,1D
Phần trụ không chứa dịch có chiều cao h3
Phần trụ chứa dịch có chiều cao h2 =D Phần đấy côn có chiều cao h1 = = 0,866D Góc côn ở đáy là 600
Thể tích hữu ích của thiết bị nhân men giống cấp II là Vh2
Vh2 = 1,012D3
Chọn V trống =25% Vh
Ta có: V trống =0,25.1,012D3 = 0.253 D3 Suy ra h3 = 0,322D
Thể tích hữu ích của thiết bị bằng 1/10 thể tích dịch lên men trong 1 tank lên men:
Vh = 0,1.82= 8,2m3
Vh =1,012D3= 8,2m3. Vậy D ≈ 2m
D = 2m; h1 = 1,732m; h2 = 2m; h3 = 0,644m; h4 = 0,2m Tổng chiều cao của thiêt bị: H=h1+h2+h3+h4 = 6,57m Khoảng cách từ đáy thiết bị đến sàn nhà chọn 0,85m
Thể tích thực của thiết bị là V= Vh+ V trống = 8,2+0,253.23=10,224m3
Chọn vỏ áo thiết bị bằng inox có độ dày 10mm, bề dày lớp cách nhiệt 100mm Đường kính ngoài của thiết bị là: Dng = D + 0,1.2 = 2 + 0,1.2 = 2,2 m
Thiết bị nhân men giống cấp I
Chọn thiết bị lên men cấp I là thiết bị thân trụ D là đường kính
Nắp cầu nhô lên h4 =0,1D
Phần trụ không chứa dịch có chiều cao h3
Phần trụ chứa dịch có chiều cao h2 =D Phần đấy côn có chiều cao h1 = =0,866D Góc côn ở đáy là 600
Thể tích hữu ích của thiết bị nhân men giống cấp I là Vh1
Vh1=1,012D3
Chọn V trống =25% Vh
Ta có: V trống =0,25.1,012D3 = 0.253 D3 Suy ra h3 = 0,322D
Thể tích hữu ích của thiết bị bằng 1/3 thể tích dịch nhân men cấp II:
Vh1 =
Ta có Vh1 =2,73= 1,012D3
Vậy D = 1,39m; h1 = 1,2m; h2 = 1,39m; h3 = 0,447m; h4 = 0,139m Tổng chiều cao của thiêt bị: H=h1+h2+h3+h4 = 3,176m
Thể tích thực của thiết bị là V= Vh+ V trống =2,72 + 0,253.1,393 = 3,4 m3 Chọn vỏ áo thiết bị bằng inox có độ dày 8mm, bề dày lớp cách nhiệt 100mm Đường kính ngoài của thiết bị là: Dng = D + 0,1.2 = 1,39 + 0,2 = 1,59m.
3.2 Thiết bị lạnh nhanh
Chọn thiết bị làm lạnh nhanh là thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm bản một cấp.
Lượng dịch đưa vào lên men là 82m3 Thời gian làm lạnh nhanh là 2h
Hệ số sử dụng thiết bị là 90%. Vậy năng suất thực máy cần:
m3/h
Chọn thiết bị làm lạnh với thông số kĩ thuật sau:
Năng suất là 50 m3/h
Nhiệt độ dịch vào là 80OC, nhiệt độ dịch ra là 8-10OC Nhiệt độ nước vào là 2 OC , nhiệt độ nước ra là 60-70OC.[14]
3.3 Hệ thống CIP
Hệ thống CIP lạnh gồm:
- 1 thùng nước sạch
- 1 thùng NaOH 2%
- 1 thùng Trimeta HC 2%
- 1 thùng P3 oxonia 0,5%.[2]
Mỗi mẻ lên men lượng CIP rửa bằng 6% thể tích thùng. Ta có tank lên men có thể tích 82 (m3/mẻ), hệ số sử dụng của các thùng CIP là 80% thì thể tích mỗi thùng cần đạt:
0,06.= 6,15 (m3)
Chọn thùng CIP làm bằng thép không gỉ, thân trụ, đáy chóp nón, đỉnh hình cầu:
Chọn H=1,2D; h1= 0,15D; h2= 0,2D.
Thể tích mỗi thùng V = 1,055D3
Ta có V = 1,055D3 = 9,9963(m3). Suy ra D = 2,1160(m)
Quy chuẩn D = 2200mm; H = 2640mm; h1 = 330mm; h2 = 440mm.
Thể tích thực của mỗi thùng: V = 1,055. 2,23 = 11,23 (m3).[14]
3.4 Bơm cho hệ thống CIP
Sử dụng bơm di động, số lượng 2 chiếc, thời gian bơm 30 phút, hệ số sử dụng bơm là 80%, bơm từng dung dịch vệ sinh vào thùng sau khi ngâm thì bơm về thùng hồi CIP.
Năng suất bơm: m3/h
Năng suất bơm di động là 15,4 m3/h . 3.5 Hệ thống chất tải lạnh
Chọn hệ thống lạnh sử dụng chất tải lạnh là nước glycol 33%. Nước glycol được làm lạnh xuống nhiệt độ khoảng -5oC được chứa trong thùng glycol. Từ đây nước glycol được đưa đi để làm lạnh các bộ phận, nước glycol sau cấp lạnh nhiệt độ tăng lên khoảng 2oC được đưa đi qua hệ thống làm lạnh để trở thành nước glycol lạnh,
Nhiệt dung riêng: C = 3,76 (kJ.kg-1.độ-1) Khối lượng riêng: d = 1062 (kg/m3).
Do lượng lạnh tổng chưa tính toán nên ở đây sẽ tính theo lượng glycol theo lượng lạnh cung cấp trong 1 ngày đã tính toán để ước chừng lưu lượng glycol:
Ta có: Qc=13058,79 kcal Qp=46378,87 kcal
Vì Qp>Qc nên ta lấy lượng lạnh cần cung cấp trong quá trình lên men phụ để tính:
Lượng nước glycol cần cấp tương ứng với một ngày là:
Gnước glycol = == 8603,71 (kg).
Thể tích nước glycol tuần hoàn trong một giờ là:
Vnước glycol =(m3).
Sử dụng 2 thùng chứa nước glycol, 1 thùng chứa nước glycol cấp và 1 thùng nước glycol hồi mỗi thùng có thể tích khoảng 9 m3 . Sử dụng thùng chứa nước glycol thân trụ
đường kính D cao H = 3D, đáy cầu nhô ra h1= 0,15D, nắp cầu nhô lên h2= 0,15D, thể
tích thùng:
V =
=2,42.D3 = 9 . Suy ra D = 1,54 (m)
Hiệu chỉnh: D = 1,54 m; H = 4,62 m; h1 = 0,231 m; h2 = 0,231 m.
Thùng có vỏ cách nhiệt dày 50 mm, đường kính ngoài của thùng: Dng= 1,63 m.