Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh Mục lục Lời nói đầu Chơng I: .5 Giới thiệu tổng quan công ty cổ phần bia Nghệ An cần thiết phải mở rộng nhà máy bia, nâng công suất 50 triệu lít/năm .5 I.1.Giới thiệu tổng quan công ty cổ phần bia Nghệ An I.2.Sự cần thiết phải mở rộng Nhà máy bia nâng công suất lên 50 triệu lít/năm I.2.1.Hiện trạng công nghiệp bia giới I.2.2.Tình hình sản xuất tiêu thụ bia Viêt Nam I.2.3.Định hớng phát triển công nghiệp bia Việt Nam đến năm 2005 .8 I.2.4.Sự cần thiết phải mở rộng Nhà máy bia nâng công suất lên 50 triệu lít/năm Chơng II : Giới thiệu quy trình công nghệ, tính toán lựa chọn thiết bị 10 II.1.Quy trình công nghệ sản xuất bia 10 II.1.2.Quy trình sản xuất 10 II.2 Tính toán lựa chọn thiết bị 11 II.2.1 Tính nguyên liệu cho 1000 lít bia 11 II.2.1.1.Tính lợng malt gạo 11 1.Tính lợng chất hoà tan malt, gạo 11 2.Lợng malt cần dùng cho 1000 lít bia 13 3.Lợng gạo cần dùng cho 1000 lít bia .13 II.2.1.2.Lợng hoa houblon 13 II.2.1.3.Tính lợng nớc tiêu dùng cho 1000 lít bia 13 II.2.1.4.Tính toán lợng men .14 II.2.1.5 Tính lợng Cacbonnic (CO2 ) cần nạp cho bia trớc xuất xởng .14 II.2.2.Tính thiết kế nhà nấu 16 II.2.2.1.Công suất nhà nấu 16 II.2.2.2.Tính chọn thiết bị cho xởng nấu 16 1.Tính chọn thùng chứa malt lót 16 2.Tính chọn nồi hồ hoá .17 Tính chọn nồi đờng hoá 19 4.Tính chọn nồi lọc bã 20 5.Tính chọn nồi nấu hoa 21 6.Tính chọn thùng lắng xoáy 22 7.Tính chọn hệ thống CIP 22 8.Chọn thiết bị làm nguội dịch đờng 23 9.Thiết bị làm lạnh nớc (thiết bị trao đổi nhiệt ) 23 12 Thiết bị sục khí vào nớc nha lạnh 24 13.Thiết bị định lợng men vào dịch nha 24 14.Thiết bị lên men 24 15.Tank thành phẩm 26 chơng III: Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cho nhà máy bia công suất 5o triệu lít/năm 27 A.Cân nhiệt cân lạnh 27 A.1 Cân nhiệt .27 A.1.1.Tính nhiệt cho thiết bị nhà nấu 27 A.1.1.1 Quá trình nấu 27 Quá trình nấu nồi hồ hoá 27 Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh .28 Hình 6: Đồ thi nhiệt nồi hồ hoá 28 2.Quá trình nấu nồi đờng hóa 28 3.Quá trình nấu nồi hoa 29 A.1.1.2.Tính nhiệt cần cung cấp cho hệ thống nồi nấu .30 A.1.1.2.1.Nhiệt cần cung cấp cho nồi hồ hoá 30 1.Nhiệt cần cung cấp để nâng dịch cháo từ 750C lên 1000C 30 2.Nhiệt lợng truyền môi trờng 31 Nhiệt tính cho bề mặt vách phẳng 36 A.1.1.2.2.Nhiệt cần cung cấp cho nồi đờng hoá 38 1.Nhiệt cần cung cấp để nâng dịch đờng từ 650C lên 750C 38 2.Nhiệt truyền môi trờng 39 Nhiệt tính cho bề mặt vách phẳng 40 A.1.1.2.3.Nhiệt cần cung cấp cho nồi hoa 42 1.Nhiệt cần cung cấp để nâng dịch đờng từ 750C lên 1000C 43 2.Nhiệt lợng truyền môi trờng 43 Nhiệt tính cho đáy nồi nấu 44 A.1.2.Tính nhiệt cho hệ thống CIP 46 1.Nhiệt lợng cần cung cấp để nâng nhiệt độ nớc từ 200C nên 800C 46 2.Nhiệt lợng toả môi trờng 46 A.1.3.Nhiệt lợng cần cung cấp để gia nhiệt cho nớc nóng dùng để nấu bia 48 1.Nhiệt lợng cần cung cấp để nâng nhiệt độ nớc 48 Nhiệt lợng toả môi trờng 49 A.1.4.Nhiệt lợng cần cho chiết chai 50 A.2.Tính cân lạnh 50 A.2.1.Tính nhiệt lợng QI 50 A.2.1.1.Tổn thất nhiệt với tank 116 m3 .50 A.2.1.2.Tổn thất lạnh tank thành phẩm .53 A.2.1.3.Nhiệt tổn thất qua vách cách nhiệt thùng nớc 0C 54 A.2.1.4.Tổn thất nhiệt qua thành thùng glycol 55 A.2.1.5.Tổn thất lạnh qua bình bay bình tách lỏng .57 A.2.1.6.Tổn thất nhiệt qua phòng lọc 57 A.2.1.7.Tổn thất nhiệt phòng bảo quản hoa 58 A.2.1.8.Tổn thất nhiệt phòng gây rửa men .58 A.2.2.Tính nhiệt lợng QII 59 A.2.2.1.Lợng nhiệt cần làm lạnh nhanh .59 A.2.2.2.Lợng nhiệt để sản xuất nớc lạnh cho công nghệ 59 A.2.2.3.Nhiệt sinh trình lên men .59 A.2.2.4.Lợng nhiệt trình hạ nhiệt độ công nghệ 60 A.2.2.5.Nhiệt tổn thất khâu gây rửa men 60 A.2.3.Tính dòng nhiệt vận hành .60 B.Tính toán thiết kế hệ thống lạnh .61 B.1.Tính toán chu trình 61 B.2.Thiết kế thiết bị ngng tụ 63 B.3.Thiết bị bay .69 B.4.Tính chọn thiết bị phụ 74 B.4.1.Bình chứa cao áp 74 B.4.2 Bình tách dầu 75 B.4.3.Bình chứa dầu 75 B.5.Quy trình vận hành, xử lý cố hệ thống lạnh 75 B.5.1 Quy trình vận hành hệ thống lạnh NH3 75 Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh B.5.2.Sửa chữa, xử lý cố hệ thống lạnh (MYCOM) 80 Chơng iv: Phân tích tính tính đại tiết kiệm lợng đồ án thiết kế 82 IV.1.Phân tích tính tính đại 82 IV.2.Tiết kiện lợng đồ án 84 Kết luận 86 Tài Liệu Tham Khảo 87 Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh Lời nói đầu Ngày bia đóng vai trò quan trọng đời sống ngời Nó loại giải khát có độ cồn thấp, có chất dinh dỡng cao, có mùi vị thơm, ngon bổ dỡng Khi ta uống lợng bia thích hợp, có lợi cho sức khoẻ, ăn cơm ngon dễ tiêu hoá mà giảm đợc mệt mỏi sau ngày làm việc mệt nhọc Khi đời sống xã hội phát triển nhu cầu tiêu thụ bia ngời ngày nhiều, chí nớc giải khát thiếu đợc ngời dân phơng tây Đối với nớc ta nớc đà phát triển, với khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, nhu cầu tiêu thụ bia đóng vai trò quan trọng Trong nớc ta lợng bia nhà máy sản xuất thấp Vì để đáp ứng đợc nhu cầu tiêu thụ, ta phải xây dựng thêm nhà máy sản xuất bia Khi xây dựng sản xuất bia việc lựa chọn công nghệ sản xuất, thiết kế thiết bị, dây truyền sản xuất phải tính toán lợng nhiệt thiết kế hệ thống lạnh, nhằm cung cấp đủ lợng nhiệt cho toàn nhà máy Đối với em sinh viên thuộc viện KH&CN Nhiệt Lạnh, sau trình học tập dới dẫn dắt thầy cô ngành, có cho khối kiến thức tơng đối đầy đủ, nên việc giao thiết kế nhà máy bia phù hợp Qua em xin chân thành cảm ơn tới thầy giáo TS Đinh Văn Thuận, kỹ s Phạm Tuấn Anh, thầy cô giáo Viện, bạn bè đồng nghiệp tận tình bảo, hớng dẫn để đồ án em hoàn thành đạt yêu cầu Với hạn chế thân, nên đồ án chắn không tránh khỏi thiếu sót Em mong đợc bảo, góp ý thêm thầy cô bạn Hà Nội ngày tháng năm 2003 Sinh Viên: Nguyễn Văn Hiếu Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh Lời Cam Đoan 1.Bản đồ án tốt nghiệp tự lập tính toán, thiết kế nghiên cứu dới hớng dẫn thầy giáo: TS Đinh Văn Thuận 2.Để hoàn thành đồ án này, sử dụng tài liệu tham khảo đợc ghi tài liệu tham khảo, không sử dụng tài liệu khác mà không đợc liệt kê phần tài liệu tham khảo Ký tên Sinh Viên: Nguyễn Văn Hiếu Chơng I: Giới thiệu tổng quan công ty cổ phần bia Nghệ An cần thiết phải mở rộng nhà máy bia, nâng công suất 50 triệu lít/năm I.1.Giới thiệu tổng quan công ty cổ phần bia Nghệ An Nhà máy bia Nghệ An nằm thành phố Vinh Nghệ An thuộc miền trung Việt Nam cầu nối hai miền Nam Bắc, vị trí địa lý nhà máy bia thuận tiện cho phát triển nhà máy bia, đầu mối giao thông thuận tiện cho việc cung cấp bia cho tỉnh miền Trung, miền Nam, miền Bắc Nhà máy bia nằm khu vực miền trung với điều kiện thời tiết khắc nhiệt nhu cầu giải khát yếu tố cần thiết bia Với bia loại giải khát phổ biến đợc nhiều ngời dân a chuộng Miền trung nơi có nguồn lực lao động lớn, ngời miền trung có chăm chỉ, cần cù Chính mà việc tăng công suất nhà máy bia Nghệ An lên 50 triệu lít/năm điều quan trọng Nhà máy bia Nghệ An trớc với số vốn đầu t nhỏ, nhà máy đầu t xây lắp với công suất ban đầu triệu lít/ năm sản xuất với dây truyền công nghệ Đan Mạch sau công xuất nhà máy liên tục đợc tăng lên triệu lít/năm 12 triệu lít/năm, 18 triệu lít/năm, với Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh nhu cầu tiêu thụ bia lớn ban lãnh đạo nhà máy định nâng công suất lên 50 triệu lít/năm, với vị trí địa lý thuận lợi nhà máy lại nằm dải đất rộng thành phố Vinh Nhà máy mở rộng cách mua thêm mảnh đất gần nhà máy bia Để mở rộng nhà máy bia với quy mô sản suất lớn hơn, chất lợng Nhà máy trang thiết bị máy móc hệ thống cũ sử dụng đợc tăng thêm suất nhà máy lên, ta cần bổ xung thêm trang thiết bị máy móc đại hơn, chất lợng Để đảm bảo yêu cầu sản suất phù hợp với công nhân cho an toàn dễ sử dụng vận hành Trang thiết bị nhà máy bia Nghệ An sử dụng tốt, nh hệ thống tank lên men, nhà máy có 22 tank nằm nhà gần hệ thống nấu cũ hệ thống nhà chiết bia có 12 tank lên men có dung tích 36 m3 đợc lắp đặt Đối với hệ thống nhà cung cấp cho nhà máy gồm có lò Đức với công suất lò tấn/h tấn/h Còn hệ thống lạnh có máy nén NH3, bình bay bình chứa glycol Hệ thống nồi nấu cũ, với nồi malt, nồi cháo, nồi lọc, nồi lắng, nồi hoa hai nồi nớc sôi với quy mô nhỏ Do để nâng công suất nhà máy nên 50 triệu lít/năm ta cần phải bổ xung thêm số thiết bị mới, nh thêm tank lên men, nâng công suất lạnh, công suất lò I.2.Sự cần thiết phải mở rộng Nhà máy bia nâng công suất lên 50 triệu lít/năm I.2.1.Hiện trạng công nghiệp bia giới Sản xuất tiêu thụ bia giới Sản xuất tiêu thụ bia Châu Châu khu vực tiêu dùng bia tăng nhanh, nhà nghiên cứu thị trờng nhận định Châu ngày giữ vị trí dẫn đầu thị trờng bia giới Trong sản xuất bia Châu Âu suy giảm từ năm 1989-1993 tăng bình quân 4,4% năm, Châu á, trớc kia, nhiều nớc có mức tiêu thụ bia đầu ngời thấp, đến bình quân 6,5% năm Thái Lan có mức tăng bình quân cao 26,5% năm, tiếp đến Philippin 22,2% năm, Malaysia 21,7% năm, Indonesia 17,7% năm Năm 1939 sản lợng bia Nhật 30 triệu lít năm mức tiêu thụ bình quân đầu ngời tơng đơng Việt Nam nay, năm 1960 sản lợng bia vợt 100 triệu lít năm, đến năm 1998 mức tiêu thụ bình quân đầu ngời 55,6 lít/ngời/ năm Công nghiệp bia Trung Quốc, từ năm 1980 tới 1993 sản lợng bia tăng từ 69,8 triệu lít nên 1,230 triệu lít, tức tăng 17 lần Thời kì từ năm 1981 đến 1987, Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh mức tăng trởng 30% năm, từ năm 1988 tốc độ tăng trởng bình quân năm 20% I.2.2.Tình hình sản xuất tiêu thụ bia Viêt Nam Bia đợc đa vào Việt Nam từ năm 1890 với xuất nhà máy bia Sài Gòn nhà máy bia Hà Nội, nh bia Việt Nam có lịch sử trăm năm Bia loại sản phẩm có tỉ suất lợi nhuận cao, tạo nguồn thu ngân sách đáng kể thông qua thuế tiêu thụ đặc biệt thuế thu nhập doanh nghiệp Hiện nhu cầu thị trờng, thời gian ngắn ngành sản xuất bia có phát triển mạnh mẽ thông qua việc đầu t mở rộng nhà máy bia có từ trớc xây dựng nhà máy bia thuộc Trung Ương địa phơng quản lý, nhà máy bia liên doanh với nớc Ngành bia ngành có mức thuế TTĐB cao nên hàng năm nộp vào ngân sách nhà nớc đáng kể Hiện trạng lực sản xuất Theo thống kê nay, nớc có khoảng 320 nhà máy bia sở sản xuất bia với tổng lực sản suất đạt 800 triệu lít năm Bia địa phơng 311 sở, chiếm 97,18% số sở nhng sản lợng chiếm 31,41% sản lợng bia nớc (đạt 241 triệu lít) đạt 60,73% công suất thiết kế Bên cạnh đó, nhà máy bia liên doanh với nớc đạt 172 triệu lít /năm, chiếm 27,5% lợng bia nớc đạt 58,1% công suất thiết kế Hai công ty bia Sài Gòn Hà Nội thuộc tổng công ty Rợu-Bia -Nớc giải khát Việt Nam sản xuất đạt 230 triệu lít/năm (chiếm 30,4% sản lợng bia nớc) vợt công suất 105,13% hai đơn vị có hiệu kinh tế Từ năm 1995-1997 tăng trởng bình quân 22% năm Hiệu kinh kế Theo số liệu thu nhập đợc, nhà máy bia lớn nh: Bia Sài Gòn, Bia Hà Nội có hiệu kinh tề cao Bình quân đồng vốn tạo 0,72 đống lãi, đồng tài sản cố định làm đợc 2,74 đồng doanh thu, nộp ngân sách đợc 1,56 đồng, hẳn sở sản suất có quy mô nhỏ (nh bia Thái Bình, Thanh Hoá, Đồng Nai) bình quân đồng tài sản cố định tạo đợc 1,31 đồng doanh thu nộp ngân sách 0,52 đồng (tơng ứng 47% so với sở bia Trung Ương) Công ty bia Sài Gòn Công ty bia Hà Nội tỷ lít bia nộp ngân sách từ 3,5 đến tỷ đồng Năm 1996: Công ty bia Sài Gòn nộp ngân sách: 881,22 tỷ đồng Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh Công ty bia Hà Nội nộp ngân sách 119,041 tỷ đồng Năm 2000: Tổng công ty Rợu Bia Nớc giải khát Việt Nam nộp 1425,7 tỷ đồng, vợt 10% so với năm 1999 I.2.3.Định hớng phát triển công nghiệp bia Việt Nam đến năm 2005 Do mức sống ngày tăng, mức tiêu thụ bia ngày cao Không kể nớc Châu Mỹ, Châu Âu có mức tiêu thụ bia theo đầu ngời cao có thói quen uống bia từ lâu đời, nớc Châu tiêu thụ bình quân 17 lít cho ngời năm Theo nghiên cứu nớc ngoài, bia chiếm khoảng từ 50% đến 96% tổng mức tiêu thụ loại đồ uống có cồn thị trờng nớc Đông Nam Mức tiêu thụ bình quân theo đầu ngời vào năm 2005 đạt 17 lít cho ngời năm, sản lợng bia đạt khoảng 1500 lít, tức tăng gấp hai lần so với năm 1999, bình quân tăng 20% năm I.2.4.Sự cần thiết phải mở rộng Nhà máy bia nâng công suất lên 50 triệu lít/năm Việc tăng suất, quy hoạch tổng thể, đầu t chiều sâu, đổi công nghệ sản xuất, đại hoá dây chuyền sản xuất bia Ngoài việc đáp ứng đợc nhu cầu cung cấp bia cho ngời tiêu thụ Nâng cao tính đại hoá dây truyền công nghệ, làm cho dây chuyền sản xuất ổn định, an toàn, ngời công nhân dễ dàng điều khiển đợc thiết bị phuc vụ cho công việc mình, đồng thời nâng cao hiệu suất công việc Làm giảm nhân lực lao động, tiết kiệm nguồn tài cho nhà máy Ngoài tiết kiệm đợc nguyên nhiên liệu nh: điện nớc, xăng dầu Việc tăng suất quy hoạch tổng thể đầu t chiều sâu, đổi công nghệ, đại hoá dây chuyền sản xuất làm cho quản lý cán nhà máy đợc dễ dàng xác Với nhiệm vụ phải thực phục hồi phát triển công ty sức cạnh tranh mạnh mẽ loại bia thị trờng lên kinh tế mở cửa, hội nhập khu vực xu phát triển mạnh ngành công nghiệp bia, nớc giải khát việc tiết kiệm lợng, quy hoạch tổng thể, nâng công suất, tính đại dây chuyền công nghệ cần thiết Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh Chơng II : Giới thiệu quy trình công nghệ, tính toán lựa chọn thiết bị II.1.Quy trình công nghệ sản xuất bia Bia đợc sản xuất theo quy trình ủ men cổ điển khoảng thời gian 12 ngày Với thời gian lên men ngày Thời gian lên men phụ ngày Tàng trữ bia ngày II.1.1.Quy trình công nghệ Chọn nguyên liệu chính: Malt mua nớc Châu Âu nh Bỉ, Đan Mạch, Pháp Đợc chứa bảo quản Cilo thời gian để bảo đảm ổn định mùi thơm Thực xay theo yêu cầu công nghệ loại bia dự kiến nấu, sau chuyển sang thùng hoà trộn Đồng thời với trình này, liệu (gạo) đợc cho vào nấu (dịch hoá) nồi gạo Thêm nớc ấm vào nồi hoà trộn, thực trình ngâm, tiếp tục nâng nhiệt lên 500C trì nhiệt độ khoảng thời gian Bơm dịch cháo gạo sang nồi hoà trộn để nâng nhiệt dịch cháo malt Sau lấy khoảng 1/3 khối dịch vừa hoà trộn chuyển sang nồi nấu, nâng nhiệt đến sôi trì khoảng thời gian Bơm toàn khối dịch nồi nấu sang nồi hoà trộn, để yên khoảng thời gian sau chuyển sang nồi lọc Tiến hành lọc rửa bã: toàn lợng dịch đợc chuyển sang nồi nấu hoa Bã đợc chuyển dùng cho chăn nuôi Thực houblon nồi houblon với hoa houblon (dạng viên tinh chất) Dịch houblon hoá chuyển sang làm lạnh nhanh Dịch lạnh đợc nạp khí (nhằm cung cấp oxi cho trình nên men) men giống cho vào tank lên men Quá trình lên men xảy tank lên men Khi kết thúc trình lên men chính, rút nhiệt để thực trình lên men phụ Nhiều sản phẩm tự nhiên đợc tạo giai đoạn này, tạo hơng vị đặc trng cho bia Kết thúc trình lên men bia chín Khi bia chín chuyển sang lọc máy lọc thô dạng đĩa lọc tinh máy lọc khung bản, đảm bảo bia trong, có mùi vị, màu sắc đặc trng Bia sau lọc đợc chứa, bảo quản tank tàng trữ từ đến ngày để bia ổn định Khi bia ổn định đợc bơm qua máy chiết bia vào chai, lon đóng nắp, đa sang trùng, dán nhãn, nhập kho để tiêu thụ II.1.2.Quy trình sản xuất Xem hình H1 Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 10 Đồ án tốt nghiệp tv C q1 W/m2 qa W/m2 -7 3063,2 4825,6 -7,3 3325,8 3561,7 Viện KH CN Nhiệt Lạnh -7,5 3517,3 3561,8 -7,52 3675,8 3513,7 -7,7 3850,9 3099 -7,9 3850,9 2663,1 -8 3938,4 2456 5000 qw qt 4000 3000 2000 -9 -8 -7,52 -7 -6 Hình 19: Đồ thị đờng mật độ dòng nhiệt Từ đồ thị ta tìm đợc giao điểm hai đờng có giá trị tơng ứng tv = 7,520C q = 3515 W/m2 10.Xác định diện tích truyền nhiệt theo bề mặt ống trao đổi nhiệt : Fi = Q0 1506,5.10 = = 428,59 (m2) q 3515 Do diện tích truyền nhiệt theo bề mặt ống trao đổi nhiệt lớn Nên chế tạo ta gặp nhiều khó khăn Do để đảm bảo chế tạo vận chuyển dễ dàng ta thiết kế bình bay có công suất Diện tích truyền nhiệt cho bình Fi = 0,5.428,59 = 214,295 (m2) Khi tổng số ống lối nt = 0,5.112 = 56 (ống) 11.Xác định tổng chiều dài ống truyền nhiệt L= Fi 214,29 = = 3249,8 (m) d i 3,14.0,021 12.Bố trí bình bay Các ống đợc bố trí đỉnh tam giác toàn chùm ống bố trí mặt sàng có hình lục giác Bớc ống đợc tính theo kinh nghiệm Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 73 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh S = (1,24 ữ 1,45).da Chọn S = 1,4.da = 1,4.0,027 = 0,038 (m) Khoảng cách ống theo chiều thẳng đứng : S1 = 3 S = 38 = 33 (mm) 2 Số ống bố trí đờng chéo lớn lục giác : m= n +1 0,75 n: Số ống bình n = nt.z z : Số lối chất tải lạnh, thờng chọn z = 4ữ12 sở chất tải lạnh phù hợp chọn phần nt = 56 Nếu chọn z= ta có tổng số ống n = 112.8 = 896 (ống) m= n 448 +1 = + = 24,4 0,75 0,75 Chọn m = 25 ống 13.Đờng kính bình bay Đờng kính mặy sàng: Ds = m.S = 25.38 = 950 (mm) Đờng kính bình phải chọn lớn để bố trí gioăng nắp tạo lối cho chất tải lạnh chuyển động qua lại bình bay chọn đờng kính thân bình: Di = 1000 mm Chiều dài ống trao đổi nhiệt : l= L 3249,8 = = 7,25 (m) n 448 B.4.Tính chọn thiết bị phụ Trong hệ thống lạnh thiết bị có thiết bị phụ, nh bình chứa cao áp, bình tách dầu, bình tách dầu B.4.1.Bình chứa cao áp Bình chứa cao áp đợc bố trí sau dàn ngng tụ dùng để chứa môi chất áp suất cao, giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt thiết bị ngng tụ, trì áp suất cấp lỏng cho van tiết lu Dung tích bình chứa cao áp đợc tính nh sau Theo công thức (6.2) sách [6] với áp suất cấp lỏng từ xuống ta tính nh sau: Vc = 1,2 0,3.V BH = 0,7.V BH (m3) 0,5 Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 74 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh VBH tổng dung tích tất ống bình bay dn = 28 mm dtr = 21 mm, tổng chiều dài ống bình bay L = 6499,72 m Với dng = 28 mm ta có mét ống V = 6,51.10-4m3 VBH = 6499,72.6,51.10-4 = 4,2 (m3) Vc = 0,7.VBH = 0,7.4,2 = 2,94 (m3) Chọn bình có = m, Chiều dài m B.4.2 Bình tách dầu NH3 môi chất không hoà tan dầu bôi trơn Nên máy chạy phần dầu dạng theo NH3 đến thiết bị nh dàn ngng, bình bay Khi dầu đến thiết bị bám lên bề mặt ống làm giảm khả trao đổi nhiệt Vì để hạn chế dầu đến thiết bị ta đặt bình tách dầu ống đẩy máy nén Việc chọn bình tách dầu phụ thuộc vào đờng kính đầu đẩy môi chất lạnh Đờng kính ống kính đợc tính theo công thức (6.1) sách [6] d= 4.m.v2 Với w : tốc độ ống vào bình tách dầu chọn w = 20 m/s m: Lu lợng môi chất lạnh m= 0,456 kg/s v2: Thể tích riêng nén phía đầu đẩy máy nén v2 = 0,43 m3 /kg 4.0,456.0,43 d= 4.m.v2 = = 0,11 (m) 3,14.20 Chọn d = 0,108 m bình tách dầu có kích thớc = 0,4 m, chiều dài l = 1,5 m B.4.3.Bình chứa dầu Bình chứa dầu nhằm mục đích thu gon dầu từ bình tách dầu bầu dầu toàn hệ thống, giảm nguy hiểm xả dầu giảm tổn thất môi chất xả dầu khỏi hệ thống lạnh Chọn bình tách dầu có kích thớc = 0,35 m l = 0,762 m B.5.Quy trình vận hành, xử lý cố hệ thống lạnh B.5.1 Quy trình vận hành hệ thống lạnh NH3 1.Khởi động a.Nguyên tắc chung: Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 75 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh Trớc cho hệ thống làm việc, phải xem sổ trực để biết rõ nguyên nhân dừng máy trớc Nếu máy đợc dừng bình thờng nghỉ cha ngày ngời vận hành có quyền mở máy Sau sửa chữa, bảo dỡng định kì hay máy nghỉ ngày phải có ý kiến cán kĩ thuật đợc khởi động máy theo biên kiểm nghiệm bàn giao nhật kí phòng trực b.Thao tác mở máy: Làm công việc kiểm tra: xem xét bên máy nén, đảm bảo không gian thuận tiện không ảnh hởng đến công việc chạy máy Kiểm tra dầu máy nén Kiểm tra van khoá hệ thống, chúng phải trạng thái mở, có van đầu hút, đầu đẩy van điều chỉnh khởi động máy nén trạng thái đóng Cho nớc vào áo nớc làm mát máy nén, vào bình ngng dàn lạnh có Mở van giảm tải máy nén khởi động Quay tay trục khuỷu hai vòng trớc đóng mạch động Khi máy đạt số vòng quay định mức mở van khoá đẩy mở van giảm tải Từ từ mở van hút máy nén đồng thời lắng nghe tiếng máy gõ máy, có lỏng phải đóng từ từ mở nhỏ theo chế độ hút ẩm Theo dõi áp suất dầu, không cho phép tiếp tục chạy máy áp suất dầu không cao áp suất hút 0,5 bar Từ từ mở van tiết lu để cấp lỏng cho hệ thống Mở quạt bơm glycol thiết bị bay Khi đa hệ thống vào làm việc phải theo dõi liên tục thông số làm việc, áp kế, nhiệt kế đảm bảo máy chạy êm 2.Ngừng máy Đóng van tiết lu để ngừng cấp lỏng, giảm áp suất thiết bị bay để sau máy khởi động lại nhẹ Đóng van hút máy nén Hút hết vỏ máy Ngắt mạch động sau máy nén không quay đóng van đẩy Ngừng cấp nớc làm mát máy nén, bình ngng thiết bị lạnh Ngừng khuâý glycol, nhng bơm glycol làm việc tiếp tục khoảng thời gian để tận dụng lạnh glycol Kiểm tra tình trạng máy thiết bị: Dầu máy,các mối nắp ghép, có h hỏng phải khắc phục ghi nhật ký vận hành Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 76 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh 3.Kỹ thuật vận hành thiết bị a.Yêu cầu vận hành Máy làm việc ổn định hành trình khô với thông số chế độ yêu cầu b.Dấu hiệu làm việc bình thờng Máy chạy êm, không rung tiếng gõ lạ Thân máy xilanh nóng Không bị chảy dầu, không rò qua mối nối mặt bích, nắp c.Các trờng hợp phải ngừng máy Có tiếng gõ lạ va đập mạnh áp suất dầu giảm, không đủ dầu, dầu bị đốt nóng mức, nhiệt độ đầu đẩy tăng cao 1500C Rò amoniac Mất nớc làm mát máy nén hỏng bơm, tắc ống dẫn, van nớc hỏng d.Chú ý thao tác vận hành Chỉ đóng điện chạy máy quay tay thử mở van giảm tải Chỉ khởi động van hút đóng Sau mở van đẩy mở van hút từ từ, tránh để máy làm việc với hành trình ẩm Khi máy bị đốt cháy mức cố nớc không nên cho nớc lạnh vào để tránh ứng suất nhiệt làm hỏng máy Năng suất máy nén đợc điều chỉnh phù hợp với phụ tải thiết bị bay cách liên tục thêm vào hay ngắt số máy nén làm việc song song tuỳ thuộc nhiệt độ lạnh thấp hay cao 4.Thiết bị ngng tụ Nhiệt độ ngng tụ không cao nhiệt độ nớc làm mát đến 80C (áp suất ngng tụ không cao) Nhiệt độ áp suất ngng tụ trị số cho phép, không bị rò amoniac vào nớc hay không khí Chú ý đề phòng dàn ngng bị rò môi chất làm tổn hao môi chất làm ô nhiễm môi trờng Tuỳ theo phụ tải, nhiệt độ nớc làm mát trạng thái làm việc dàn ngng mà điều chỉnh lu lợng nớc phù hợp 5.Thiết bị bay Hiệu chỉnh từ từ van tiết lu đạt độ mở cần thiết cấp lỏng cho thiết bị bay để giữ đợc chế độ nhiệt độ, độ ẩm yêu cầu Đảm bảo không rò rỉ môi chất lạnh dung dịch muối Nhiệt độ áp suất sôi trị số cho phép Không bị rò rỉ amoniac, bề mặt truyền nhiệt không bị phủ dầu bẩn Nhiệt độ sôi nhỏ nhiệt độ glycol khỏi thiết bị từ đến 0C Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 77 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh Không khởi động bơm dung dịch glycol nhiệt độ bể cha đạt đợc nhiệt độ quy định mà cho quạt khuấy làm việc Khi thiết bị bay hệ thống có nhiều máy nén làm việc song song thận trọng mở van tiết lu từ từ để tránh nạp lỏng mức đề phòng lỏng đầu hút máy nén 6.Bình chứa cao áp Duy trì mức lỏng ổn định theo quy định (khoảng 50% dung tích) Mức lỏng thấp kéo theo giảm công suất lạnh, mà tiêu thụ điện lớn Theo dõi áp suất, mức lỏng, van an toàn, thờng xuyên định kì xả khí, xả dầu 7.Bơm li tâm Đảm bảo chiều cao cột lỏng đầu hút không nhỏ 1,5 mm Khởi động bơm: mở van hút mở bơm xả khí Chạy bơm theo dõi áp kế dòng điện I < Idm Khi đạt vòng quay định mức mở van đẩy Điều chỉnh bơm cách thay đổi số vòng quay (nếu có) thay đổi độ mở van đẩy Theo dõi mức dầu, nắp bít, độ đốt nóng bơm động cơ, số áp kế, áp suất đầu đẩy bơm phải lớn áp suất hệ thống 2,5 đến bar Ngừng bơm: đóng van đẩy ngắt điện đóng van hút van áp kế 8.Các dụng cụ tự động a.Van tiết lu nhiệt Van tiết lu phải làm việc ổn định, tin cậy, cấp lỏng để đạt chế độ nhiệt độ công suất lạnh yêu cầu Chỉ chế độ làm việc hệ thống lạnh thay đổi cần hiệu chỉnh lại van Độ nhiệt chỗ đặt bầu cảm nhiệt không lớn đến 0C Độ nhiệt sau thiết bị bay phạm vi cho phép Có tuyết bám phía nửa thân van phía môi chất Định kì kiểm tra van độ nhiệt môi chất, tiếp xúc tình trạng bầu cảm nhiệt, ống mao dẫn Đề phòng h hỏng: thân van bị đóng băng hoàn toàn tắc ống lọc độ nhiệt khỏi thiết bị bay lớn Tan hết giá thân băng van tiết lu đóng hoàn toàn gẫy ống cảm biến, rò môi chất nạp van áp suất bay giảm b Rơ le nhiệt độ Đóng ngắt xác giữ ổn định nhiệt độ lạnh yêu cầu Giữ tiếp điểm, đảm bảo tiếp xúc tốt Đảm bảo điều kiện tiếp xúc cách nhiệt bầu cảm nhiệt, ống mao dẫn bầu cảm nhiệt kín, không bị rò môi chất nạp làm rơle tác dụng Nối đất thân rơle Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 78 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh c.Rơle áp suất Các rơle áp suất cao rơle áp suất thấp phải làm việc tin cậy, đóng, ngắt dứt khoát, không chập chờn rung động Sau 750 đến 1000 làm việc rơle áp suất phải kiểm tra định kì lần d.Van điện từ Van điện từ phải đóng mở ổn định theo dòng điện Đảm bảo kín đóng, thông hết mở, không rung không kêu, ống hay thân van phải đợc nối đất Van đờng cấp lỏng hay van dung dịch glycol: dàn lạnh phải làm việc ổn định, đạt nhiệt độ công suất lạnh yêu cầu Máy nén khởi động dễ Van khởi động máy nén : máy nén khởi động bình thờng, nhiệt độ đầu đẩy không tăng nhiều Van đờng cấp nớc làm mát: cấp nớc kịp thời để thiết bị ngng tụ bình thờng Lọc bẩn phía đầu van bị hỏng, cuộn dây bị ẩm, hỏng cách điện làm điện trở giảm hay bị đứt 9.Điều chỉnh chế độ nhiệt độ hệ thống lạnh Nhiệt độ sôi nhiệt độ đầu hút máy nén + Nhiệt độ sôi: ổn định giá trị hợp lí quy định Khi t0 giảm 10K công suất lạnh máy giảm đến 5% suất tiêu hao điện tăng đến 4% Khi nhiệt độ sôi giảm: nhiệt độ làm lạnh thấp, công suất dàn lạnh tăng nhng kéo theo hàng loạt yếu tố bất lợi nh công suất lạnh máy nén giảm suất tiêu hao điện tăng, suất hút giảm Do hệ số cấp lu lợng môi chất qua máy nén giảm Khi nhiệt độ sôi tăng chủ yếu không đạt nhiệt độ làm lạnh yêu cầu tăng độ nhiệt hút +Nhiệt độ hút th: Khi th giá trị thích hợp nhiệt độ hút phải đợc điều chỉnh để có độ nhiệt hợp lí cho phép, giữ cho máy làm việc hành trình khô mà công suất nhiệt dàn lạnh cao 10.Nhiệt độ ngng tụ (tk) nhiệt độ đàu đẩy máy nén + Nhiệt độ ngng tụ tk: Cung cấp cho thiết bị ngng tụ đủ nớc hay không khí làm mát để tạo nhiệt độ ngng tụ giá trị thấp đợc Khi tk tăng áp suất ngng tụ pk tăng làm tăng tỷ số nén tiêu hao điện năng, đồng thời hệ số nạp lu lợng khối lợng qua máy nén giảm +Nhiệt độ đầu đẩy máy nén (td): td cao làm giảm khả bôi trơn, tạo cặn dầu bị cháy Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 79 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh Bảo dỡng thiết bị bay hơi: Bình bay dàn lạnh muối, định kì tháo dầu với máy nén, thờng xuyên hiệu chỉnh nồng độ nớc muối, cọ rửa bề mặt truyền nhiệt năm lần Bảo dỡng thiết bị ngng tụ: tháng lần phải xả dầu Lau chùi bàn chải lông sau rửa nớc ấm nhiệt độ khoảng 500C Nếu bề mặt dàn ngng có lớp bẩn bám dính rửa dung dịch NaCO ấm nồng độ khoảng 5% sau thổ khô không khí nén Kiểm tra không khí lọt vào thiết bị ngng tụ Bảo dỡng máy nén: Cứ sau khoảng 72 đến 100 làm việc phải thay dầu máy nén, lần đầu phải thay dầu hoàn toàn, dùng khí nén thổi đổ dầu vào Cứ tháng làm việc phải tháo kiểm tra cụm chi tiết Phá cặn áo nớc làm mát Nếu đờng ống dẫn nớc mặt áo nớc làm mát bị đóng cặn phải cho axit clohiđric 25% ngâm đến 12 sau rửa cẩn thận d NaOH 10 đến 15% rửa lại nớc Xả dầu khỏi hệ thống amoniac B.5.2.Sửa chữa, xử lý cố hệ thống lạnh (MYCOM) Dấu hiệu Triệu chứng (1) Động gầm rú không khởi động đợc Nguyên nhân Lỗi phát sinh Biện pháp khắc phụ A.Do lỗi động B.Dây đai chặt Do cầu chì nổ a.Kiểm tra sửa chữa Động bị thay ngắt mạch b.Điều chỉnh C.Tải lớn (áp suất Động bị c.Mở van giảm tải để phía cao áp cácte ngắt mạch giảm áp suất nén cao ) cácte Đóng van chặt D.Do điện áp thấp Động bị ngắtđầu hút, mở van chặt Không quay mạch đầu đẩy khởi động đợc bánh đà E.áo xylanh, piston áo xylanh, pistonlại máy nén dù tháo secmăng phận cấu bịt ổd.Kiểm tra nguồn cấp dây đai kim loại (cơ cấu bịt ổ trục trục bị kẹt e.Tháo kiểm tra điều bị kẹt ) Các thiết bị tự chỉnh thay chi F.Do mối nối pha tới động bị hỏng tiết h hỏng hệ thống điều khiển tự f.Kiểm tra điều động thiết bị chỉnh điện không (1) Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 80 Đồ án tốt nghiệp Động điện không hoạt động (2) Không có phản ứng ấn nút công tắc Viện KH CN Nhiệt Lạnh G.Cầu chì nổ H.Tiếp xúc công tắc từ không tốt, rơle bảo vệ tải làm Máy nén ngừng việc chạy I.Dây điện đứt J.Công tắc OP HP chế độ làm việc không đợc đặt lại g Kiểm tra thay h.Kiểm tra sửa chữa thay i Kiểm tra sửa chữa thay j.Đặt lại công tắc đặt lại vị trí khởi tạo (3) k.Kiểm tra điều Có nguồn K.Các mối nối với chỉnh tay tiếp thiết bị không Máy nén ngừngl.Kiểm tra điều chỉnh xúc với L.Tiếp xúc bị hỏng chạy thay công tắc từ nguồn bỏ tay (4) Động dừng thời gian ngắn sau khởi động M.Công tắc OP ngắt.Dầu bị thả ra, áp suất dầu thấp N.áp suất đầu đẩy cao công tắc HP ngắt Dàn ngng có hkí không ngng, áp suất đầu hút cao O.Lỏng chảy ngợc cácte làm tăng áp suất kết công tắc OP làm việc P.Các mối nối tới thiết bị điều khiển tự động công tắc từ không Q.Rơle bảo vệ làm việc công tắc OP kích hoạt Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 Máy nén ngừng bị kẹt Động bị ngắt máy nén ngừng chạy Máy nén ngừng chạy Hệ thống điều khiển bị hỏng cháy Không thể thực đợc Chờ đến công tắc lỡng kim nguội Trong trờng hợp chuyển công tắc OP sang "Manaul" khởi độnh lại máy, Sau khoảng 10 phút chuyển công tắc Atomatic sau điều tra nguyên nhân 81 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh Chơng iv: Phân tích tính tính đại tiết kiệm lợng đồ án thiết kế IV.1.Phân tích tính tính đại Nhà máy bia nghệ An đợc nắp đặt để nâng công suất nhà máy từ 18 triệu lít/năm lên 50 triệu lít/năm với đầy đủ tính đại, yêu cầu công nghệ sản xuất bia theo tiêu chuẩn quốc tế Hệ thống hoạt động cách ổn định, an toàn thiết bị đợc chế tạo hoạt động phải đảm bảo đợc vệ sinh chung, không gây ảnh hởng độc hại với sức khoẻ nguời, nh môi trờng xung quanh Đối với hệ thống nấu đợc chế tạo nắp đặt theo công nghệ tiên tiến nhất, hoạt động thiết bị nồi nấu hoàn toàn điều khiển tự động bán tự động Chính mà hệ thống hoạt động cách xác, đạt hiệu cao, an toàn cho ngời sử dụng Hệ thống nồi nấu đợc nắp đặt hệ thống điều khiển tự động hoá trình hoạt động Hơi đợc cung cấp từ nồi đợc đa đến nồi hồ hoá trớc tiên phải qua loạt van điều khiển, sau đợc vào nồi qua van chặn điều chỉnh tinh Khi vào nồi nấu có tác dụng nấu chín nguyên vật liệu nh gạo, malt lót, nguyên vật liệu đợc cung cấp tự động vào nồi nhờ phận cánh khấy đợc cấu tạo đặc biệt, khuấy tạo dịch cháo đồng đều, tơi, không bị vón cục Khi dịch cháo đủ nhiệt độ nhờ van ngắt điều chỉnh nhiệt độ đợc đặt nồi tự động ngắt không cho cấp vào nồi Do hoạt động nồi cháo có hiệu cao đặc biệt xác Tơng tự nh hoạt động nồi đờng hoá dới tác dụng van, động đồng hồ đo hoạt động hệ thống nấu nàycũng xác, an toàn đợc điều chỉnh dễ dàng Hệ thống nồi đờng hoá đợc thiết kế hai dể đảm bảo hoạt động phiên nhau, tạo đợc tính liên tục sản xuất, đồng thời tạo thời gian nghỉ nồi tạo điều kiện cho thiết bị có tuổi thọ nâu bền Với nồi lọc bã đợc cấu tao thích hợp, lọc bã đợc hiệu suất cao Đối với hệ thống lọc bã ta dùng nồi lọc bã để chúng thay phiên hoạt động cho hiệu đảm bảo an toàn Đối với nồi húp lông hoá, đợc cấu tạo hợp lý, hệ thống đợc đa vào nồi với hệ thống trao đổi nhiệt có hiệu suất cao tạo điều kiện cho nồi nấu nấu đến nhiệt độ thích hợp Khi nhờ rơle nhiệt độ điều khiển ngắt tự động nhờ contacto điều khiển nhiệt độ Hệ thống đợc cấu tạo gồm hai nồi húp lông cúng hoạt động phiên vừa tạo điều kiện cho Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 82 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh hệ thống nấu hoạt động đợc liên tục vừa đảm bảo khả an toàn, thời gian sử dụng nồi húp lông hoá cao Khi hệ thống nấu hoạt động, dịch cháo malt qua nồi húp lông trình công nghệ mà ta thêm vào số loại thảo dợc có tác dụng làm cho dịch bia đợc thơm dịch bia có lợng chất bã Vì cần bố trí thêm thùng lắng xoáy có tác dụng lọc lợng bã tạo cho dịch bia đợc Nồi lọc bã có cấu tạo với hệ thống động quay tạo lực ly tâm quay tròn nồi Khi nhờ lực ly tâm mà ta lọc đợc dịch bia tinh khiết Hệ thống nồi nấu đợc thiết kế với loạt hệ thống đờng đờng đến để dẫn nhiên liệu, dịch bia, Với loạt van điều khiển tự động Các động hoạt động theo chế độ làm việc nồi Chính cấu tạo nồi nấu, điều khiển tự động hoá hệ thống tính đại hệ thống nấu Tính đại công nghệ đợc thể qua hệ thống tank lên men với cấu tạo phù hợp: có thân hình trụ, đáy dới hình nón, đáy dạng bombê (elip) Kết cấu tank đảm bảo kỹ thuật, sức bền Toàn tank đợc bảo ôn cách nhiệt plyurethane Phía đáy tank có vệ sinh, cụm bích, van chân không, van chiều, van an toàn Tank đợc cấu tạo với lớp áo lạnh, đợc làm lạnh glycol với môi chất lạnh glycol làm lạnh nhiệt độ thấp, mà glycol khả ăn mòn kim loại sử dụng môi chất tốt phù hợp với loại tank Vật liệu chế tạo tank inox có khả vừa chịu trọng lực lớn lại không bị oxi hoá, nên có khả chống gỉ tốt, tank đựơc vệ sinh Hệ thống tank đợc điều khiển loạt van tự động bán tự động làm cho vận hành tank đợc dễ dàng, an toàn cho ngời sử dụng Đồng thời đạt đợc xác hiệu cao Tank đợc thiết kế theo công nghệ tiên tiến nhất, với phần tiếp xúc với dịch bia đợc chế tạo inox Averta-Thuỵ Điển.Tank có khả làm việc chế độ áp suất 1,5 bar áp suất thử bền bar Hệ thống lạnh nhà máy để đảm bảo đủ công suất ta phải bố trí hệ thống lạnh với máy nén N12WB Nhật Bản với môi chất lạnh NH3 Ba máy nén hoạt động độc lập cung cấp lạnh cho nhà máy Môi chất lạnh qua hệ thống máy nén đợc nén áp suất cao sau đợc qua bình tách dầu Tại dầu đợc tách đợc đa tới bình chứa dầu, để sau dầu đợc đem lọc sau đợc đem quay lai máy nén Sau môi chất lạnh qua bình tách dầu, môichất lạnh đợc tới dàn ngng tụ, môi chất lạnh đợc làm mát dàn nớc để hạ nhiệt độ môi chất lạnh từ dạng xuống dạng lỏng, sau môi chất lạnh dạng lỏng đợc đa đến bình chứa cao áp Từ bình Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 83 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh chứa cao áp môi chất lạnh tiếp tục đợc đa đên dàn bay sau qua hệ thống van tiết lu Tại dàn bay môi chất lạnh đợc bay làm lạnh glycol, làm lạnh glycol môi chất lạnh chuyển từ dạng lỏng sang dạng đợc đa máy nén để tiếp tục chu trình khác Tại dàn bay môi chất lạnh làm lạnh môi chất lạnh glycol trình làm lạnh gián tiếp Glycol sau đợc làm lạnh chuyển đến bình chứa glycol thông Từ bình chứa glycol đợc cung cấp để làm lạnh hệ thống, thiết bị khác Sau đợc làm lạnh thiết bị hệ thống khác glycol đợc quay lại bình chứa glycol để tiếp tục đợc bơm quay trở lại bình bay để đa nhiệt độ glycol quay lại nhiệt độ ban đầu Hệ thống lạnh đợc sử dụng van điều khiển tự động, hoạt động cách xác, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật an toàn nh đảm bảo vệ sinh môi trờng xung quanh Trớc hệ thống cũ nhà máy cần phải có nhiều ngời để thực nhng với thiết kế với công nghệ tiên tiến cần số ngời điều khiển, theo dõi công việc hệ thống cách xác, an toàn tiện lợi cho ngời sử dụng Tính tính đại đợc thể qua dây truyền công nghệ, vừa gọn nhẹ vừa gọn gàng, an toàn thiết bị cho nhà máy thực xác hiệu quả, không gây cố đáng kể, thiết bị đợc nắp đặt theo quy mô hợp lý tạo ngăn nắp, gọn gàng cho nhà máy Với không gian nh trớc nhng công suất thiết kế nhà máy lại cao nhiều so với trớc Đó công nghệ đợc cải tạo đáng kể, với trang thiết bị đại nhiều so với trớc Các hệ thống đợc cải tạo từ làm việc tay đến bán tự động, tự động hoá hoàn toàn số thiết bị Chính lý mà ta thấy đợc tính mới, tính đại dây truyền công nghệ sản xuất IV.2.Tiết kiện lợng đồ án Một vấn đề quan trọng đợc đề thiết kế dây truyền công nghệ sản xuất tính tiết kiệm lợng Tiết kiệm lợng sản xuất quan trọng, làm giảm chi phí cho nhà máy việc cung cấp lợng sản xuất Tiết kiệm lợng sản xuất tiết kiệm nguyên vật liệu sản xuất nh : than,dầu, điện, nớc Đồng thời kể đến nhân công làm việc Trớc tiên ta xét đến trang thiết bị, máy móc thiết kế Do thiết bị đợc chế tạo theo công nghệ tiên tiến Nh nồi hệ thống nấu đợc cấu tạo thích hợp, vừa có khẳ gia nhiệt tốt đồng thời nhiệt đợc cung cấp cho hệ thống đợc bố trí thích taọ điều kiện cho nguyên liệu nấu chín nhanh không bị vón cục khê Đối với nồi đờng hoá hồ Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 84 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh hoá Hơi đợc đa vào từ lò tới nồi nấu thông qua số van điều chỉnh tự động Sau đa vào hệ thống qua dàn trao đổi nhiệt dới đáy nồi Đồng thời với động cánh khấy tạo điều kiện cho nguyên liệu nấu có khả tơi xốp, trao đổi nhiệt nồi nấu đợc nhanh xáo trộn nồi tiết kiện đợc Còn nồi húp lông hoá hệ thống cung cấp nhiệt lại đợc bố trí khác Dàn trao đổi nhiệt đợc đa vào lòng nồi nấu Do tính chất nồi chứa dịch cháo malt với thảo dợc cho vào nồi nâú Do bố trí nh tạo hiệu suất cao cho nồi nấu Sự tiết kiệm lợng đặc biệt đợc xét trình dùng hệ thống nồi nấu nh sau: Khi dịch bia từ nồi nắng xoáy nhiệt độ cao, yêu cầu công nghệ phải làm lạnh nhanh để thay đổi môi trờng đột ngột cho loại vi khuẩn độc hại chết Quá trình làm lạnh nhanh đợc thực thiết bị làm lạnh nhanh Thiết bị thực trình thay đổi nhiệt nớc lạnh 20C với dịch bia nóng Khi nớc đầu thiết bị tăng nhiệt độ lên khoảng 80 0C Lợng nớc nóng ta thu hồi vào tank chứa nớc nóng Tank có nhiệm vụ cung cấp nớc cho nồi nấu Do ta tận dụng đợc lợng nhiệt nớc 800C Chính mà nồi nấu đợc gia nhiệt nhanh tiét kiệm đợc lợng làm giảm nhiên liệu cho nồi Đồng thời ta tiết kiệm đợc lợng nớc cho nhà máy Đây điều quan trọng trình tiết kiệm lợng Đối với tank lên men hệ thống đợc cấu tạo đặc biệt vừa tạo hiệu suất cho tank đảm đợc nhiệt độ mong muốn đồng thời tránh tổn thất nhiệt môi trờng Tank đợc cấu tạo với lớp áo lạnh với môi chất lạnh glycol có hệ số trao đổi nhiệt cao tạo đợc cho tank có đủ nhiệt độ để thực trình lên men Đồng thời tank có lớp áo cách nhiệt vật liệu polyurethane có hệ cách nhiệt cao, với độ dầy áo cách nhiệt đợc tính toán hợp lý Do nhiệt tank đợc bảo quản tốt tránh tình trạng tổn thất nhiệt mức thấp nhất, hợp lý Vì nhiệt đợc cung cấp làm tiết kiệm lợng cho trình sản xuất Đối với hệ thống lạnh với máy nén MyCom Nhật Bản có công suất cao nhng tiêu tốn điện ít, chúng hoạt động không bị rò rỉ môi chất lạnh đồng thời với rơle tự động đủ suất lạnh máy tự ngắt để tránh tổn thất điện năng, lại có đủ suất lạnh cho nhà máy Các thiết bình bay hơi, bình ngng tụ đợc thiết kế với hệ số trao đổi nhiệt tốt Các đờng ống đợc thiết kế cho khả tổn thất cục bộ, tổn thất ma sát môi chất lạnh bên nhỏ Đồng thời đợc bảo ôn cẩn thận tránh tợng tổn thất nhiết nhiệt Tiết kiệm lợng cho hệ thống lạnh đợc sử dụng số trang thiết bị đại, nh Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 85 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh van an toàn, rơle điều chỉnh vừa tạo khả an toàn, dễ sử dụng, vừa có tác dụng làm giảm lợng tổn thất Kết luận Sau mời năm tuần làm việc khẩn trơng, tập trung, tự giác với hớng dẫn, bảo, tận tình thầy giáo TS Đinh Văn Thuận, kỹ s Phạm Tuấn Anh thầy cô Viện KH&CN Nhiệt Lạnh, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Bản đồ án em bao gồm chơng Chơng I:Giới thiệu tổng quan Công ty cổ phần bia Nghệ An cần thiết phải mở rộng nhà máy bia nâng công suất lên 50 triệu lít/năm Trong chơng em sử dụng số tài liệu có liên quan tình hình thực trạng bia giới Việt Nam, đồng thời với thời gian ngắn em đợc thăm quan thực tế nhà máy bia Nghệ An em giới thiệu đợc phần nhà máy bia Nghệ An cần thiết phải mở rộng nhà máy bia Chơng II: Giới thiệu quy trình công nghệ, tính toán lựa chọn thiết bị Với số tài liệu tham khảo quy trình công nghệ sản xuất bia tài liệu có liên quan đến tính toán lựa chọn thiết bị, em giới thiệu tính toán công nghệ sản xuất bia Chơng III: Tính toán, thiết kế hệ thống lạnh cho nhà máy bia công suất 50 triệu lít/năm Trong chơng em vận dụng kiến thức học, tài liệu tham khảo thầy cô môn, số liệu thực tế nhà máy bia Nghệ An, nói chung em tính toán đầy đủ Chơng IV: Phân tích tính tính đạivà tiết kiệm lợng đồ án Với bảo tận tình thầy giáo hớng dẫn em hiểu đợc phần tính mới, tính đại, tiết kiệm lợng đồ án Do khối lợng tính toán lớn hiểu biết em công nghệ sản xuất bia hạn chế Vì không tránh khỏi sai sót em mong đợc bảo góp ý thầy cô Một lần em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo hớng dẫn TS Đinh Văn Thuận, kỹ s Phạm Tuấn Anh, thầy cô Viện tận tình bảo, giúp đỡ em hoàn thành đồ án Hà Nội Ngày Tháng5 Sinh Viên Nguyễn Văn Hiếu Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 86 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh Tài Liệu Tham Khảo [1] PGS.TS Bùi Hải TS Dơng Đức Hồng TS Hà Mạnh Th Thiết bị trao đổi nhiệt Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 1999 [2] PGS TSKH Trần Văn Phú Kỹ thuật sấy sở Nhà xuất giáo dục [3] PGS TS Bùi Hải PGS TS Trần Thế Sơn Bài tập truyền nhiệt kỹ thuật lạnh sở Nhà xuất khoa học kỹ thuật [4]PGS TS Nguyễn Đức Lợi Hớng dẫn thiết kế hệ thống lạnh Nhà xuất khoa học kỹ thuật [5] PGS TS Nguyễn Đức Lợi PGS TS Phạm Văn Tuỳ Bài tập kỹ thuật lạnh Nhà xuất giáo dục [6] PGS TS Nguyễn Đức Lợi PGS TS Phạm Văn Tuỳ Kỹ thuật lạnh sở Nhà xuất giáo dục [7] PGS TS Nguyễn Đức Lợi PGS TS Phạm Văn Tuỳ TS Đinh Văn Thuận Kỹ Thuật Lạnh ứng dụng Nhà xuất giáo dục [8] PGS TS Bùi Hải Chuyên đề I [9]Dự án khả thi đầu t mở rộng côsng suất nhà máy bia Nghệ An Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 87 [...]... công suất trung bình Để sản xuất bia đạt công suất 50 triệu lít/năm thì ta có thể thiết kế nhà máy với hai hệ nồi nấu, với hệ nồi nấu cũ có công suất ban đầu là 18 triệu lít /năm Do đó ta phải thiết kế hệ nhà nấu mới có công suất 32 triệu lít /năm mới đủ khả năng cho nhà máy hoạt động đủ công suất Vậy đối với hệ mới ta phải tính toán thiết kế Thời gian sản xuất thực tế: 300 ngày Hệ số giảm thể tích... và bia nói riêng, không phải lúc nào sản lợng tiêu thụ cũng đạt mức bình quân mà phụ thuộc theo mùa Trong thực tế qua các số liệu thống kê cho thấy rằng để đạt đợc sản lợng 50 triệu lít/năm, thì sản lợng tiêu thụ đợc phân bố theo các tháng nh sau: vào các tháng có mùa ma sản lợng đạt khoảng 70% công suất trung bình Các tháng còn lại phải sản xuất đạt công suất 110% công suất trung bình Để sản xuất bia. .. chứa bia sau khi đã lên men, hạ và duy trì nhiệt độ của bia Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 26 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh chơng III: Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cho nhà máy bia công suất 5o triệu lít/năm A.Cân bằng nhiệt và cân bằng lạnh A.1 Cân bằng nhiệt Nhiệt là nguồn năng lợng rất quan trọng trong quá trình sản xuất bia Nó đợc sử dụng trong các nồi nấu, vệ sinh các thiêt bị bia, ... vào: từ 900C đến 950C Nhiệt độ dịch đờng ra: 50C Nhiệt độ nớc làm lạnh vào: 20C Nhiệt độ nớc làm lạnh ra: 750C Công suất 240 hl/h Bơm và các phụ lion kèm theo 9 .Thiết bị làm lạnh nớc (thiết bị trao đổi nhiệt ) Chọn thiết bị dạng tấm, một khoang (máy làm lạnh nhanh) chất tải lạnh (dung dịch cồn 30%) Các thông số kỹ thuật: Nhiệt độ nớc vào: từ 250C đến 300C Nhiệt độ nớc ra: 20C Công suất 100 hl/h Bơm... trong bia là 2,5 g/l nhng do tổn thất trong quá trình lọc lợng CO2 còn lại là 2 g/l mà bia hơi thành phẩm phải có hàm lợng CO2 là 3,5 g/l tổn thất khi bão hoà là 20% Với hệ số tổn thất 1,2 Vậy lợng CO2 cần nạp là : (3,5 - 2).1035.1,2 = 1863 (g/l) = 1,863 (kg/l) Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 15 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh II.2.2.Tính thiết kế nhà nấu II.2.2.1 .Công suất nhà nấu Đối với sản. .. Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 20 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh H = 0,4.D Đờng kính của nồi lọc bã D =3 4.Vn 4.27 =3 = 4,4 (m) 0,4. 0,4. Chiều cao phần trụ là H = 0,4.D =1,76 (m) Chọn hệ thống khuấy của nồi lọc bã Đờng kính cánh khuấy: 4,1m Mô tơ khuấy có công suất 7,5kW, tốc độ 1 450 vòng/phút Hộp giảm tốc với tỉ số truyền 1/54 Vậy tốc độ của cánh khuấy 1 450/ 54 = 27 (vòng/phút) 5.Tính chọn... thống CIP Hệ thống CIP của nhà máy bao gồm thùng CIP nóng và thùng CIP lạnh, hai thùng này có kích thớc bằng nhau, do đó ta chỉ cần tính cho một thùng CIP nóng Sau mỗi mẻ nấu ta cần vệ sinh bằng nớc nóng, mỗi nồi cần 300 lít Vậy 5 nồi cần 1500 lít Nớc nóng cần vệ sinh và rửa máy lọc là 500 lít, 200 lít vệ sinh các thiết bị khác Nh vậy dung tích nớc nóng trong CIP 1500 + 500 + 200 = 2200 (lít) = 2,2(m3)... 2-K43 11 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh Hình 1: Quy trình sản xuất g.Dịch đờng có khối lợng riêng khoảng 1,043kg/lít Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 12 Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh Khối lợng của dịch: 1131.1,043 =1180 (kg) h.Tổng lợng chất khô hoà tan trong dịch (với bia 11Bx) 1180.0,11 =129,8 (kg) Trong quá trình đun sôi với hoa houblon có một lợng nhất định hoà tan kết tủa,... kính ngoài của nồi là Dn = D + 0,1.2 = 2,39 + 0,2 = 2,59 (m) Chọn hệ thống khuấy của nồi hồ hoá Đờng kính cánh khuấy: 2m Mô tơ khuấy có công suất 4kW, tốc độ 1 450 vòng/phút Hộp giảm tốc với tỉ số truyền 1/54 Vậy tốc độ của cánh khuấy 1 450/ 54=27 (vòng/phút) Nguyễn Văn Hiếu - Nhiệt Lạnh 2-K43 18 Đồ án tốt nghiệp h2 D H h1 Viện KH CN Nhiệt Lạnh Hình 2: Nồi hồ hoá 3 Tính chọn nồi đờng hoá Lợng malt đem... Đồ án tốt nghiệp Viện KH CN Nhiệt Lạnh II.2 Tính toán và lựa chọn thiết bị II.2.1 Tính nguyên liệu chính cho 1000 lít bia II.2.1.1.Tính lợng malt và gạo 1.Tính lợng chất hoà tan của malt, gạo a Tổn thất do khâu chiết bock là 3% Vậy bia trớc khi chiết là: 1000.1,03 =1030 (lít) b Tổn thất trong quá trình nạp CO2 là 0,5% Lợng bia trớc khi nạp CO2 là: 1030.1,005 =