Đề tài Tổng quan về qui trình sản xuất bia

PHẦN I. MỞ ĐẦU Bia là loại nước giải khát mát bổ, có độ cồn thấp, có bọt mịn xốp, có hương vị đặc trưng, giàu dinh dưỡng. Ngoài việc cung cấp 1 lượng calo lớn trong bia ,còn chứa một phức hệ enzim có tác dụng kích thích tiêu hoá. Từ những nguyên liệu chính malt đại mạch , hoa houblon và nước đã tạo cho bia hương thơm đặc trưng , vị đắng lớp bọt trắng mịn hàm lượng CO2 bão hoà có tác dụng giảm bớt cơn khát. Vì vậy nó được sử dụng rộng rãi ở hầu hết các quốc gia trên thế giới Với sản lượng ngày càng tăng .con người biết chế biến và sử dụng sản phẩm này khoảng 7000 năm Quá trình phát triển của bia được chia làm 2 thời kỳ,công nghệ không ngừng đổi mới và thiết bị ngày càng tân tiến *Quá trình trước pasteur Quá trình phát triển chủ yếu nghành bia là theo kinh nghiệm Từ bước khởi đầu thổ dân ở các bộ lạc dùng hạt đại mạch hoặc kê rang lên rồi nghiền nhỏ nấu chín sau đó đem ủ làm thức ăn cho gia súc . Từ ấy con người phát hiện trong sản phẩm này rất đặc trưng, hương vị ngon và làm sản phẩm cho người được gọi là bia nước uống và được lưu truyền đến bây giờ Bia lúc đầu được chế biến thô sơ hay đại mạch sau đó nghiền nhỏ và nấu chín tiếp đó ngâm vào nước , nấu nước ngâm để tiến hành lên men tự do và quá trình lên men rượu với các quá trình sinh hoá dưới sự tác động của vsv người ta thu được một thứ nước uống hơi chua có nhiều bọt . Khi uống vào cơ thể con người cảm thấy kích thích dễ chịu ,sau đó biết sử dụng malt đại mạch để chế biến nước uống . Dần dần họ biết dùng hương thơm cỏ dại để tạo hương thơm cho loại nước uống trên . Con người không ngừng tìm tòi để bổ xung cho chất lượng của bia và tại đây họ đã tìm được hoa houblon cách đây 3000 năm trước công nguyên . Từ khi biết chế biến và sử dụng hoa houblon kỹ thuật được nâng lên một bước .ở những thành phố lớn và những nơi buôn bán đều có các cơ sở sản xuất bia , đặc biệt là các nước châu âu sự phát triển này rất nhanh với nguyên liệu cố định . Bia = matl đại mạch + hoa houblon + nước *Giai đoạn sau pasteur Vào thế kỷ 19 nhờ phát minh về kính phóng đại người ta đã tìm tòi phát hiện và nghiên cứu nấm men , đường kế đo dịch đường . pasteur nhận thấy tác nhân chính gây men là vi sinh vật . cũng chính nhờ sự phát hiện này mà thúc đẩy ngành bia theo một bước phát triển mới Sau một thời gian dài nghiên cứu pasteur đã khảng định, nấm men là vi sinh vật duy nhất mà hoạt động của chúng đã làm lên quá trình lên men bia. Đến cuối thế kỷ một số nhà khoa học Đức và Nga mới chứng minh được rằng một số nấm men đã sản sinh ra enzim chuyển hoá đường thành rượu và CO2 đó là hai thành phần quan trọng của bia từ chổ lên men theo tự nhiên con người đã dùng kiến thức khoa học can thiệp vào quá trình lên men . ứng dụng điều chỉnh nhiệt độ thích hợp để giảm tối đa mức ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên với qui mô công nghiệp . Tổng sản lượng bia thế giới hiện nay gần 100 tỷ lít/ năm . Trong đó châu âu chiếm 40%, bắc mỹ chiếm 25%. Còn lại phân bố ở các nước châu Phi, Nam Mỹ và Châu Á . Tính bình quân theo đầu người ở khu vực châu âu 150-200 lít/người/năm . khu vực đông nam á 20-50 lít/người/năm. đối với nước ta nghành bia là một nghành mới chỉ phát triển mạnh ở hai thập kỷ gần đây. Do hàng trăm năm nước ta bị thực dân pháp đô hộ sau đó liên tục xảy ra chiến tranh chống giặc ngoại xâm . vì vậy nền công nghiệp nói chung phát triển chậm so với nước khác và nghành công nghệ sản xuất bia rượu cũng bị ảnh hưởng lớn . Trong những năm gần đây nghành bia cũng đã được đảng và nhà nước ta chú trọng lên đã có chiều hướng phát triển . Đến nay tổng sản lượng bia của nước ta khoảng là khá lớn, nhà máy bia HảI Phòng Thanh Hoa, Khánh Hoà, Vinh… ngoài ra còn có các nhà máy nhỏ và vừa ở các thành phố và ở các tỉnh khác như bia Đà Nẵng, bia Khánh Hoà. Ngoài ra còn có một số bia vốn đầu tư nước ngoài như Tiger, Halida, Nada... Bình quân mỗi đầu người nước ta khoảng 8-10 lít/người/năm . Do vậy nhu cầu bia ở nước ta là rất lớn nhất là vào mùa nóng oi bức nhu cầu giải khát càng dâng cao . Malt đại mạch là nguyên liệu chính, trong sản xuất bia . Hàng năm chúng ta vẫn phải nhập khẩu hàng triệu tấn malt của nước ngoài . Do đó việc ứng dụng enzim để tăng tỷ lệ nguyên liệu gạo thay thế malt là hợp lý . Thành phố Hải Phòng là nơi có nhiều tiềm năng phát triển và tập trung dân cư đông đúc . Hiện nay thành phố Hải Phòng có nhà máy bia Hải Phòng từ trước tới nay rât được ưa chuộng, Xung quanh thành phố tuy có khá nhiều xưởng bia tư nhân nhưng nhu cầu về bia trên thị trường Hải Phòng là vẫn còn rất lớn và bởi vì các nhà máy đều sản xuất theo quy mô nhỏ, năng suất còn thấp chưa đáp ứng đủ nhu cầu của người tiêu dùng. Việc xây dựng thêm một nhà máy bia là hợp lý . Nếu xây dựng bây giờ sẽ có nhiều thuận lợi, vì thành phố Hải Phòng là một thành phố trẻ tập trung đông dân cư và đang trên đà phát triển thu hút sự đầu tư trong nước và nước ngoài . Tạo điều kiện cạnh tranh giúp thúc đẩy nghành công nghiệp sản xuất bia trong nước. Từ Hải Phòng mọi hướng giao thông đều thuận tiện (Đường thuỷ, đường bộ, đường sắt...) PHẦN II. LẬP LUẬN KINH TẾ . 1.Địa điểm xây dựng Đây là một nhà máy bia vừa để sản xuất bia có giá trị phù hợp với túi tiền của đa số người tiêu dùng nên nhà máy phải áp dụng sao cho hợp lý. Địa điểm xây dựng . Nhà máy được xây dựng cạnh tuyến đường quốc lộ 5A (chạy xuyên qua thành phố Hải Phòng) Thành phố Hải Phòng là một trong những trung tâm văn hoá của tỉnh Hải Phòng cũng như của Miền Bắc nằm giữa tam giác kinh tế Hà Hội, Hải Phòng , Quảng Ninh . nên việc buôn bánh kinh tế và vận chuyển hàng hoá rất thuận tiện . Những năm gần đây có những bước chuyển hoá cụ thể. Nhịp độ tăng trưởng kinh tế nhanh . Mật độ phân bố kinh tế đông. Có nguồn lao động dồi dào , trình độ dân trí và nhu cầu về đời sống tương đối cao . Nhu cầu người tiêu dùng lớn với điều kiện giao thông thuận tiện đáp ứng việc vận chuyển và tiêu thụ sản phẩm . 2. Nguồn cung cấp nguyên liệu . Nguyên liệu chính malt đại mạch và hoa houblon phải nhập từ các nước Đức , Cộng Hoà Sec , Đan Mạch , Pháp, úc , chủ yếu là úc theo con đường thương mại và vận chuyển về nhà máy theo đường bộ , đường thuỷ , và đường sắt đều rất thuận lợi , máy móc, thiết bị vật liệu xây dựng cũng được vận chuyển dễ dàng với hệ thống giao thông trên . +Nguyên liệu thay thế là gạo , có sẵn trong nước mua tại các vùng nông thôn + Men giống: sử dụng nấm men sachromyces carlsbergensis đã được huấn luyện và thuần hoá để lên men ở nhiệt độ cao . +Nguồn cung cấp giống mua tại các viện nghiên cứu sau đó ta nuôi và nhân giống lên. 3-Tiêu thụ sản phẩm . Sản phẩm đối với bia hơi càng gần lơi tiêu thụ càng tốt . Ở đây ta chủ yếu phục vụ cho các bà con xung quanh vùng và vùng lân cận có nhu cầu(Các tỉnh bên cạnh như Hải Dương, Quảng Ninh, Thái Bình đèu là những tỉnh có nhu cầu giải khát rất cao). Sản phẩm bia chai được đóng vào két nhựa và tiêu thụ rộng rãi ở những nơi khách hàng có nhu cầu (Do có một thuận lợi là giao thông ở Hải Phòng rất thuận tiện nên bia sẽ được vận chuyển đén các nơi tiêu thụ một cách rất đễ dàng). Nhà máy có mở đại lý để giới thiệu sản phẩm và đào tạo một đội ngũ maketting để giới thiệu sản phẩm đến tận tay người tiêu dùng . Các sản phẩm phụ được bán cho bà con nông dân quanh vùng để chăn nuôi. 4.Nguồn cung cấp điện nước +Nguồn điện Sử dụng nguồn điện lưới thành phố . Trong nhà máy có đặt thêm một biến thế và hai máy phát để đề phòng sự cố mất điện . Trong nhà máy có xây dựng hệ thống lò hơi để cấp nhiệt + Nguồn nước Trong sản xuất bia nước là một trong những nguyên liệu rất quan trọng đòi hỏi chất lượng cao. Hiện tại nhà máy sẽ sử dụng nguồn nước trong cung cấp cho Thanh phố, đồng thời nhà máy có xây dựng bể nước dự chữ và khoan thêm giếng nước ngầm. 5. Giao thông đi lại Đảm bảo thuận tiện . Tuyến đường quốc lộ 5A đã được hoàn thành và đưa vào sử dụng từ năm 1997, đảm bảo tiêu chuẩn quốc tế và những tuyến đường tiếp giáp với khu du lịch như Côn Sơn , Kiếp bạc , Động Kính Chủ đã được làm lại tuyệt đẹp đi lại dễ dàng đảm bảo việc nhập nguyên liệu và cung cấp sản phẩm được giẩm chi phí tối đa. Bên cạnh đó là Cảng Hải Phòng nhưng năm gần đây đã được sửa chữa và nâng cấp rất nhiều(Là một trong những cảng lớn nhất Miền Bắc). Do đó giao thông đường thuỷ cũng rất thuận tiện. Từ đây ta có thể vận chuyển nghuyên liệu bằng đường thuỷ từ nước ngoài về một cách dễ dàng. 6. Khả năng cung cấp lao động Hiện nay nguồn lao động , nhân công hết sức dồi dào đang có nhu cầu bức súc về việc làm . Vì vậy xây dựng nhà máy cũng là đáp ứng một số lượng lớn về nhu cầu công việc làm cho công nhân lao động . Bên cạnh đố nhà máy sẽ có một đội ngũ hướng dẫn nâng cao tay nghề cho chị em công nhân , tạo cho họ nắm vững qui trình công nghệ và sẵn sàng hoạt động khi nhà máy hoạt động . 7.Hợp tác hoá giữa các xí nghiệp Việc hợp tác làm ăn để đạt hiệu quả là vô cùng cần thiết vì vậy việc đối tác với các xí nghiệp , công ty khu công nghiệp , khu du lịch là tạo cho nhà máy dễ dàng tiêu thụ và lấy sản phẩm 8. Môi trường Đảm bảo khô giáo sạch sẽ môi trường không bị ô nhiễm để không đảm bảo đến chất lượng của nhà máy sức khoẻ của công nhân phải đảm bảo . Có hệ thống sử lý khí lò, chất thải , nước thải. 9. Đặc điểm khí hậu, địa hình Khí hậu của thành phố quanh năm tương đối ổn định.Thuận lợi cho việc sản xuất và vệ sinh thiết bị với lượng nước ổn định .Không bị ứ đọng nước, không bị bão lụt hay động đất gây lên . PHẦN III.THUYẾT MINH VÀ CHỌN QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ A.nguyên liệu cho quá trình sản xuất. Nguyên liệu chính cho quá trình sản xuất là malt đại mạch ,gạo , nước và hoa houblon. 1-Malt đại mạch. Malt đại mạch là nguyên liệu chính để sản xuất các loại bia quá trình quan trọng nhất mà qua đó hạt đại mạch trở thành hạt malt là sự nảy mầm .Tạo điều kiện thích hợp về nhiệt độ , độ ẩm của môi trường cho phôi phát triển, hệ enzim trong hạt đại mạch giải phóng khỏi trạng thái liên kết trở thành trạng thái tự do . hệ enzim (amylaza , protera , sitara,. .., này sẽ là động lực chủ yếu để phân cách các hợp chất protit và gluxit cao phân tử trong nồi như cưa hạt thành những sản phẩm thấp phân tử ( chủ yếu là đường đơn giản . Dextin loại thấp , axit amin , albumoza pepton và nhiều chất khác hoà tan bền vững vào nước để trở thành chất chiết của dịch đường. Sau quá trình nảy mầm đem sấy khô tách rễ , làm sạch ta được malt phục vụ chủ yếu cho nghành sản xuất bia . Malt đại mạch dùng để sản xuất bia chỉ tiêu như sau . * Chỉ tiêu cảm quan . Có màu vàng sáng , có mùi thơm nhẹ đặc trưng , không có mùi vị lạ. Không bị mối mọt, không bị mốc . Không lẫn tạp chất, hạt không bị vỡ , bị bệnh . Hạt mảy đều khi nhấm có vị ngọt . Chỉ tiêu hoá lý Độ ẩm : 6-8% Độ hoà tan : 65-75% Tinh bột : 56-58% Protit : 8-10% Hemixenlluloza : 6-9% Polyphenol: 5-8% Các chất khoáng, chất tro : 2,5% Các chất hữu cơ :5-6% Hoạt lục amilaza 200-250 wk (wildish – kolback) * Chỉ tiêu cơ học . Dung trọng : 530-600 g/lít Trọng lượng tuyệt đối là trọng lượng của 1000 hạt malt từ 28-38 g/1000 hạt (theo trọng lượng ) kích thước hạt : đường kính hạt – 2,5-2,8m m . 2. Hoa houblon : Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản ,đứng thứ hai trong công nghệ sản xuất bia . Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu hương thơm rất đặc trưng làm tăng khả năng tạo và giữ bọt , làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm . Hoa houblon có ba loại sau : LoạI I . màu vàng đến màu vàng óng LoạI II . màu vàng lục Loai III . có màu xanh vàng đến vàng các chỉ tiêu hoá học . Độ ẩm : 10-12% Tinh dầu thơm : 0,5-1% Chất đắng : 15-21% Chất chát : 2,5-6% Các chất có nitơ : 10-21% Xenllulo : 12-14% Những chất khó tan không có nitơ : 26-28% Chất đắng : là thành phần thiết yếu và đặc trưng nhất của hoa houblon gồm có hai nhóm axit đắng và nhựa đắng (do các quá trình biến đổi của axit đắng tạo ra . trung bình trong hoa houblon 16-19% ( axit đắng 9-11% , nhựa đắng 7-8% ) Humulon và các đồng phân của nó ( cohumulon, adhumulon ) tạo ra 85-95% chất đắng trong bia , nó có vị đắng mạnh .Độ hoạt động bề mặt rất lớn ( tạo bọt và giữ bọt ) và tính kháng sinh mạnh (hoà tan trong nước ở nhiệt độ nóng chảy 65oc ) .Ngoài ra còn có lupulon (và đồng phân của nó , có vị đắng kém humulon nhưng tính kháng sinh mạnh hơn ( nhiệt độ nóng chảy 92oc ít hoà tan trong nước ) Tinh dầu : có dạng nước trong , vàng sánh và có mùi thơm rất mạnh . Khi đun sôi hoa đa phần tinh dầu hoa bay hơi và thành phần tinh dầu bị thay đổi , sản phẩm tạo thành cùng với các thành phần không bay hơi của tinh dầu tạo ra mùi thơm dễ chịu , đặc trưng của bia Chất chát : có ý nghĩa lớn trong việc làm kết tủa các protit kém bền vững nó làm tăng tính ổn định cho bia . Song như vậy nó cũng làm giảm một lượng đáng kể các protit khác nên làm tăng khả năng tạo bọt cho bia . 3 .Gạo Về khả năng thay thế malt đại mạch trong sản xuất bia thì gạo là loại ngũ cốc dùng nhiều hơn cả . Vì gạo chứa nhiều tinh bột , protein vừa phải , chất béo và xelluloza thì ở dưới dạng thấp trong quá trình nấu ta thu được nhiều chất hoà tan , việc khác việc sử dụng gạo làm nguyên liệu thay thế một phần là giảm giá thành sản phẩm mà chất lượng bia không thua kém so với sử dụng toàn bộ malt đại mạch để sản xuất . *Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của gạo Màu sắc : trắng đục Mùi : có mùi đặc trưng của gạo , không có mùi mốc , vị lạ mùi bao. Độ hoà tan : 80-90% . Độ ẩm: 12-14%. Chất béo : 1-1,5% . Protit : 7-8% . Các chất khoáng : 1-1,2% . Xenllulo : 5-8% . Tinh bột : 70-75% . 4. Nước Ta biết rằng bia thành phẩm hàm lượng nước chiếm 88-90% , hàm lượng các chất hoà tan trong dịch đường trước lúc lên men là 10-12% . Như vậy là trong bia thành phẩm nước là chủ yếu vậy nước có vai trò vô cùng quan trọng nó là một trong nguyên liệu chính để sản xuất bia . Trong quá trình sản xuất bia ngoài việc cung cấp cho các khâu sản xuất như phối trộn nguyên liệu , hồ hoá , đường hoá , nước rửa bã . . . thì nước sử dụng một lượng lớn cho việc vệ sinh thiết bị và nhà xưởng . Thành phần hoá học và chất lượng của nước còn ảnh hưởng trực tiếp đế bia thành phẩm . Do đó việc cải tạo sử lý nước để có thành phần và tính chất thích hợp với từng mục đích sử dụng trong sản xuất bia là điều cần thiết . Nước dùng trong sản xuất bia phải có chất lượng cao hơn nước uống hàng ngày . Nếu nước có chứa sinh vật lạ ,các tạp chất hữu cơ thì chất lượng bia sẽ thay đổi . Trong bia sẽ xuất hiện mùi vị lạ như mùi mốc mùi chua . Các loại muối hoà tan trong nước cũng gây ảnh hưởng không ít tới chất lượng của bia . Các loại muối cacbonat có trong nước sẽ hoà tan chất đắng trong vỏ malt , làm cho bia có vị khó chịu . * Yêu cầu của nước dùng trong sản xuất bia cần đạt chỉ tiêu sau : Màu sắc : nước sạch , trong , ít hữu cơ . Mùi : không có mùi vị lạ không chứa chất gây mùi như H2S , cl , NH3. Độ cứng tạm thời < 7 mg đương lượng /lít . Độ cứng vĩnh cửu : 0,4-0,7 mg đương lượng /lít . Độ PH : 6,5-7,5 . Hàm lượng muối CO3 : <50 mg/lít . Hàm lượng muối Mg : <100 mg/lít . Hàm lượng muối clo : 70-150 mg/lít . Hàm lượng muối CaCO4 : 150-200 mg/lít . Hàm lượng muối Fe : < 0,3 mg/lít . Vi sinh vật <100 cm/lít . Các kim loại lặng: không có . Vi sinh vật gây bệnh : không có . Ecoli £ 2(2 tế bào /lít ) Một phần nước dùng trong sản xuất bia là để vệ sinh nhà xưởng . nước trong quá trình này không đòi hỏi phải có chất lượng cao . nấm men : Nấm men dùng để sản xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc chủng seccharomyces . + Giống nấm men nổi : seccharomyces cerevisiae . +Giống nấm men chìm : seccharomyces carlsbezgensis . ở đây ta sử dụng nấm men seccharomyces carbsbezgensis có nguồn gốc nước ngoài mua từ viện công nghệ thực phẩm đã được huấn luyện thích ứng lên men chìm ở nhiệt độ cao 15-16%c nhằm rút ngắn thời gian sản xuất bia và phù hợp với yêu cầu công nghệ . * Yêu cầu kỹ thuật : + Nấm men phải được nhân giống từ chủng thuần khiết và một đời lên men giống có thể đùng được 6-12 chu kỳ lên men . + Việc nhân giống phải tạo điều kiện ( nhiệt độ , PH , thành phần môi trường gần giống sản xuất . + Số lượng men giống ít nhất phải đạt 10-12 triệu TB / lít dịch lên men . 6. Nhóm các chất phụ gia : Là những chất được sử dụng dạng nguyên liệu phụ để đạt yêu cầu kỹ thuật cần thiết trong quá trình sản xuất bia . Nhóm phụ gia dùng để sử lý nước : nhóm này có thể dùng các hoá chất để kìm mềm nước phục vụ cho sản xuất và nồi hơi . . . đó là các muối Na2CO3 , NaCL , AL2(SO4)3 Than hoạt tính . . . axít lactic nhóm ionit vô cơ ( silicat tự nhiên – volit , perimutit ) nhóm ionit hữu cỏ ( simpho cacbon vofatit ) - Nhóm sát trùng nước và điều chỉnh PH : gồm các dung dịch CL , H2SO4 , H3Po4 - Nhóm tẩy rửa sát trùng vệ sinh đường ống , thiết bị sản xuất gồm dung dịch axit , xút ngoài ra có thể dùng nước tẩy rửa ship - Nhóm các chất dùng để thu hồi CO2 như : NAOH , KMnO4 , CL2 khan , than hoạt tính . - Nhóm các chất chống oxy hoá cho bia như axit ascorbis H2O2 . - Nhóm chất trợ lọc : bột điatomid , kirlgua . * Thuyết minh dây truyền sản xuất I . Chọn quy trình công nghệ : Công đoạn sản xuất bia là quá trình phức tạp dù được thực hiện trên dây truyền thủ công hay tiên tiến thì công nghệ sản xuất đều phải qua các giai đoạn ( công đoạn) chính sau : Công đoạn nấu : Được thực hiện từ phân xưởng nấu là quá trình biến đổi các nguyên liệu malt , gạo , nước hoa houblon thành dịch đường để phục vụ cho quá trình lên men sau này . Hiện nay có nhiều phương pháp nấu và đường hoá nguyên liệu . Phương pháp đương hoá đơn giản Quá trình của phương pháp này là tiến hành đường hoá trong cùng một thiết bị với thành phần và nguyên liều là 100% malt tốt. -ưu điểm : thời gian nhanh thao tác đơn giản chi phí cho thiết bi và nhà xưởng giảm tốn ít hơn Nhược điểm : không sử được nguyên liệu thay thế cho nên giá thành cao , thời gian đường hoá ngắn nên chưa tiệt để . Phương pháp đun sôi một lần : phương pháp này được tiến hành trong hai nồi ( nồi hồ hoá và nồi đường hoá ) sử dụng nguyên liệu thay thế -ưu điểm do có sử dụng được nguyên liệu thay thế nên giá thành hạ tiết kiệm hơn và thời gian ngắn -Nhược điểm : chi phí cho thiết bị và nhà xưởng tăng 1.3.Phương pháp đun sôi 2 lần và 3 lần đặc điểm của phương pháp này được tiến hành trong 2 nồi và sử dụng nguyên liệu thay thế -ưu điểm : giá thành hạ hiệu suất thu hồi cao Nhược điểm: tốn hơi, tốn thời gian thao tác phức tạp, chi phí thiết bị và nhà xưởng tăng Vì vậy để chọn được phương pháp nấu và đường hoá có hiệu quả thu hồi được chất hoà tan cao. Đúng yêu cầu công nghệ rút ngắn thời gian làm việc và rút ngắn chi phí thiết bị nhà xưởng là điều quan trọng . Sau khi tham khảo tài liệu và nơi thực tập tôi chọn cho nhà máy phương pháp đun sôi một lần có sử dụng nguyên liệu thay thế 30% là gạo không sử dụng chế phẩm enzim , nhằm giảm chi phí sản xuất mà vẫn đảm bảo được chất lương. 2-Công đoạn lên men : Đây là quá trình lên men địch đường houblon dưới tác dụng của nấm men . 2.1 Chủng nấm men : Để thuận lợi cho các quá trình công nghệ tôi chọn những nấm men chìm saccharomyces và lên men được ở nhiệt độ tương đối cao lên men ngắn ngày . Tế bào hình cầu, lên men nắng xuống dưới đáy thiết bị làm cho bia trong và dễ lọc hơn . * Đặc tính ưu việc của nấm men này trong sản xuất bia là . có khả năng phân huỷ hoàn toàn đường rafino ( glilato, melibio, disaccarit) khả năng kết nắng tốt . khả năng lên men nhanh do được huấn luyện và thuần hoá , lên men chính ở nhiệt độ cao dẫn tới rút ngắn thời gian lên men , cho năng suất cao phù hợp với công nghệ sản xuất bia ngắn ngày có độ thuần khiết SH cao . Phương pháp lên men : Hiện nay có nhiều phương pháp lên men tuỳ thuộc vào đặc điểm công nghệ và tình hình thiết bị vào từng cơ sở sản xuất . Song dù bằng phương pháp nào cũng đòi hỏi phải có hiệu suất cao nhất và hạn chế sự tạo thành nhưng sản phẩm phụ không có lợi trong bia như alđehyt , diacetyl , dầu fusel . . . và được sản phẩm lên men tốt nhất . Sau đây là một số phương pháp Lên men liên tục : Đặc điểm của phương pháp này là dịch đường liên tục được đưa là lên men và bia non liên tục được lấy ra . Phương pháp này có ưu điểm là thời gian lên men ngắn xong nhược điểm là chất lượng không đảm bảo , chi phí giá thành đầu tư thiết bị lớn Phương pháp lên men cổ điển: Phương pháp này được sử dụng phổ biến ở các cơ sở chưa đảm bảo về mặt thiết bị và được tiến hành trong phòng lạnh hoặc hầm lạnh . thời gian lên men cính 8-9 ngày lên men phụ từ 20 ngày -30 tháng - ưu điểm : chất lượng đảm bảo bia trong dễ lọc Nhược điểm : thời gian lên men dài , chi phí thiết bị về nhà xưởng lớn hao tổn về lạnh nhiều. c .Phương pháp lên men nhanh: Phương pháp này đang được sử dụng rông dãi ở nước ta . đặc điểm của thiết bị này là lên men chính và lên men phụ trong cùng một thiết bị lên men chính trong vòng từ 5-7 ngày lên men phụ từ 8-10 ngày ưu điểm : do lên men ở nhiệt độ cao lên tốc độ lên men nhanh , vong quay sản xuất lớn , chi phí phí về thiết bị và nhà xưởng giảm ít hao tổn về lạnh. Nhược điểm : Lên men ở nhiệt độ cao lên nhiều sản phẩm phụ chưa lắng kết lên khó lọc . Vậy để phù hợp với điều kiện hiện nay tôi chọn phương pháp lên men gia tốc, Đảm bảo các ưu điểm của nó là : Lên men ở nhiệt độ cao lên tốc độ lên men nhanh , vòng quay sản xuất ngắn , ít tổn hao về lạnh giảm tổn thất bia . Lên men bằng phương pháp này vẫn đảm bảo chất lượng , có độ bền vững keo và sinh học cao , khả năng giữ bọt và tạo bọt tốt hơn CO2 thừa được thu hồi ( có thể 1,3-1,5 kg/hb dịch lên men) 3.Phân xưởng hoàn thiện : Được thực hiện tại xưởng chiết đây là quá trình hoàn thiện bia hơi , bia chai ( chiết chai , chiết bock , dán dãn , xếp két ) theo đúng yêu cầu kỹ thuật rời xuất xưởng . Thiết bị ở đây hoàn toàn tự động . Trên cơ sở đã nêu ta chọn dây truyền sản xuất cho nhà máy bia theo sơ đồ sau QUY TRÍNH CÔNG NGHỆ NGHIỀN NGHIỀN MALT GẠO 10% malt đường hoá Nấu chín Rửa bã Lọc thu hồi dịch đường Bã Hoa houblon blonhoublon đun sôi với hoa houblon Bã dùng chăn nuôi Lắng trong Men giống giống Làm lạnh Nhân giống Co2 Lên men chính Sữa men Thu hồi co2 Lên men phụ và tàng trữ xử lý Bã Lọc trong bia Bổ xung co2 chai Chiết chai Rửa Rưảe bock Chiết bock Thanh trùng Xuất xưởng Dán nhãn Bia hơi Xếp két BIA CHAI Xuất xưởng II . thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất . phân xưởng nấu : ( chế biến dịch đường houblon hoá ) : Mục đích chính của công đoạn sản xuất dịch đường houblon hoá là chuyển các hợp chất cao phân tử ( tinh bột , protein , hemixelluloza )không hoà tan có trong malt , gạo thành các sản phẩm thấp phân tử , để cùng với các chất thấp phân tử có sẵn trong nguyên liệu hoà tan vào nước . Ngoài ra còn một lượng lớn chất tan trong hoa houblon cũng được hoà tan vào dịch đường như chất đắng , tinh dầu thơm , poly phenol nhằm tạo hương và vị đặc trưng của bia sau này . : Nghiền nguyên liệu : a : Nghiền malt đại mạch . Mục đích : mục đích của quá trình nghiền malt là đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp súc vơi nước , làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần của nồi nhũ nhanh hơn , thúc đẩy quá trình đường hoá và các quá trình thuỷ phân khác nhanh và triệt để hơn . Tiến hành : malt được cân theo từng mẻ nấu sau đó đem malt đi nghiền . thiết bị nghiền malt là máy nghiền trục . Ơ đây ta chọn máy nghiền 6 trục 2 sàng . máy nghiền loại này được cấu tạo bởi 3 cặp trục phân bố giữa các cặp trục sẵng sàng phân loại mức độ nghiền nhỏ loại nghiền to được điều chỉnh bởi khoảng cách gần hoặc xa giữa 3 cặp trục . Mức độ nghiền nhỏ của malt có vai trò vô cùng quan trọng vì hạt malt nghiền nhỏ thì diện tích chịu ảnh hưởng của enzim lớn , tạo điều kiện cho các enzim thuỷ phần hoạt động nhanh rút ngắn thời gian đường hoá . Tuy nhiên nếu nghiền nhỏ malt thành bột hết thì sẽ có những nhược điểm sau : + Không tạo được lớp lọc lý tưởng khi lọc dịch đường ( vì vỏ bị nghiền nhỏ ) + ảnh hưởng tới chất lượng malt sau này ( bia sẽ có vị chát khó chựu do các chất chát trong vỏ malt hoà tan ) Do vậy nếu dùng máy ép lọc khung bản thì tỷ lệ nghiền của malt sau khi nghiền là : + Vỏ chấu : 9-12% + Tấm lớn : 12-15% + Tấm bé : 30-35% + Tột : 40-45% b .Nghiền gạo : Để chiết được nhiều chất tan từ gạo ta phải nghiền thật nhỏ , mặt khác quá trình hồ hoá tinh bột xảy ra dễ dàng . Gạo được cân định lượng cho từng mẻ nấu , sau đó ta đem nghiền gạo bằng máy nghiền búa , cấu tạo của máy nghiền búa bao gồm một sàng phân loại , một roto quay ( trên roto có lắp nhiều đĩa mới đĩa được ngắn nhiều lưỡi bằng thép ) Hồ hoá nguyên liệu : a . Mục đích: Mục đích chính của quá trình hồ hoá là dùng nhiệt độ cao để nấu chín tinh bột gạo . Tạo điều kiện cho hệ enzim có trong malt lót sẽ phân cắt các hợp chất cao phân tử có trong gạo ( tinh bột , protein ) để tạo thành các hợp chất thấp phân tử dễ hoà tan vào nước và trở thành chất chiết của dịch đường . Đồng thời với lượng malt lót sẽ làm giảm độ nhớt , không bị rón cục làm cho cháo không bị khô khét hay cháy . b. Cách tiến hành . ở nồi hồ hoá toàn bộ lượng gạo và 5% bột malt lót được chọn đều với nước theo tỷ lệ 1/5 ở nhiệt độ 450C cho cánh khuấy hoạt động để khuấy đều dịch bột và giữ ở nhiệt độ này khoảng 10 phút . Nâng nhiệt độ của nồi cháo lên 86oc ( đây là nhiệt độ trương nở của tinh bột ) giữ nhiệt độ này 30 phút sau đó hạ nhiệt độ của khối cháo xuống 72oc và cho 5% malt lót còn lại giữ ở nhiệt độ này 30 phút tạo điều kiện cho enim a amylaza phân cách tinh bột . Tiếp đó ta đun khối cháo trong khoảng một giờ dưới tác dụng của nhiệt độ cao phần tinh bột khó tan sẽ trở thành dạng hoà tan ( dextrin ) . Sau khi tinh bột đã chín khối cháo được bơm sang nồi đường hoá đến đây là hồ hoá kết thúc . 1-4 : Đường hoá nguyên liệu : Mục đích . Mục đích chính của quá trình đường hoá nguyên liệu là chuyển hoá những hợp chất cao phân tử có trong malt và gạo thành những nước hoà tan có trong nước . Cơ sở khoa học cho mục đích trên là do sự xúc tác của hệ enzim thuỷ phân amylafa , proteza , phosphataza , có trong malt . Sau khi đường hoá có tới 50-60% các hợp chất cao phân tử đã chuyển thành hợp chất dễ hoà tan ( đường axit amin dextzim bậc thấp , peptid ) Những biến đổi cơ bản trong quá trình đường hoá nguyên liệu . Đường hoá là một quá trình sinh hoá phức tạp xảy ra dưới tác dụng của hệ enzim có sẵn trong nguyên liệu malt. Quá trình này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như : nhiệt độ , độ PH của dịch cháo , nồng độ tinh bột ( cơ chất ) , nồng độ và hoạt động của enzim . Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn không chỉ đến tốc độ đường hoá , hiệu suất đường hoá mà còn ảnh hưởng đến tỷ lệ các thành phần của sản phẩm đường hoá , khi tăng nhiệt độ thuỷ phân ( nhiệt độ đường hoá ) lên một giới hạn nhất định tốc độ đường hoá sẽ tăng nhanh , nhưng nếu tiếp tục tăng quá giới hạn thì các enzim sẽ giảm hoạt lực , quá trình đường hoá sẽ giảm hay bị đình chỉ . Nhiệt độ tối ưu của proteaza hoạt động là 48-52oc . Nhiệt độ tối ưu của enzim và b amilara là 63oc , còn nhiệt độ tối ưu của enzim và a amilara là 70-73oc . vì vậy điều chỉnh nhiệt độ trong quá trình đường hoá là một yếu tố vô cùng quan trọng . Độ PH của dịch cháo cũng có ảnh hưởng đến quá trình đường hoá , mỗi một enzim có một PH tối ưu riêng . a amilaza 5,5-5,8 PH tối ưu của b amilaza là 4,8-5,0 còn amylophosphataza là 5,5-5,7 . Vậy khi đạt được PH tối ưu thì các enzim hoạt động rất mạnh , thúc đẩy quá trình đường hoá diễn ra nhanh hơn . Do đó theo dõi độ PH của dịch cháo là quan trọng . Nồng độ dịch cháo ảnh hưởng khá lớn đến khối lượng và chất lượng của sản phẩm thuỷ phân do sự phân cắt của hệ enzim thuỷ phân trong quá trình đường hoá . Nếu dịch cháo càng loãng , lượng đường tạo ra càng nhiều . Đặc biệt là nhóm được thấp phân tử có khả năng lên men được . Khi đường hoá dịch cháo đặc thì dịch đường malt toza sẽ thu được nhiều hơn so với dịch cháo loãng . bởi vì ở nhiệt cháo đặc thì độ bền nhiệt của . b ami laza cao hơn . Còn khi dịch cháo loãng thì hoạt động của proteza lại kém đi bởi vì trong cháo loãng chiếm nitơ hoà tan bền vững ít hơn so với dịch cháo đặc . Nồng độ enzim có ảnh hưởng tới sản phẩm của quá trình đường hoá , bằng cách thay đổi bằng nhiệt độ , PH , nồng độ cơ chất ta có thể tạo ưu thế cho enzim này hay enzim khác . thông qua đó ta có thể thuỷ phân cục bộ các chất riêng biệt . + Những quá trình biến đổi khác . Sự thuỷ phân các axít béo các hợp chất photpho và hợp chất cao phân tử . Sự biến tính tích tụ và kết lắng protein . Xảy ra nhằm loại được những pha protein có phân tử lượng lớn ra ngoài tránh làm đục bia sau này . Sự tạo thành melanoit là sự kết hợp giữa protein ( axit amin ) với đường khử tạo thành mùi thơm đặc trưng làm tăng cường độ màu của dịch đường sau này. Các bước tiến hành đường hoá nguyên liệu . ở nồi đường hoá , toàn bộ phần bột malt còn lại trộn với nước theo tỷ lệ bột nước là 1:5 ở nhiệt độ là 38-40oc ta bổ xung axit lactic hay phosphozic sao cho PH hạ xuống 6,5 kết hợp chay cánh khuấy để trộn đều dịch bột trong 10 phút . Sau khi kết thúc quá trình hồ hoá thì nhiệt độ của khối dịch cháo đạt 100o C. Ta bơm từ từ toàn bộ khối dịch cháo sang nồi đường hoá , lúc này nhiệt độ chung của khối đường hoá là 500C sau đó ta nâng lên 520C cách khuấy làm việc liên tục duy trì ở nhiệt độ này 30 phút tạo điều kiện cho enzim protera hoạt động thuỷ phân protit có phân tử lượng thấp ( peptit bậc thấp và các amino axit) ta gọi quá trình này là quá trình đạm hoá . Sau nâng nhiệt độ dịch đường hoá lên 62-65oc giữ ở nhiệt độ này trong 50 phút tạo điều kiện cho enzim b amilaza hoạt động tạo nhiều đường maltovà dextrin. Sau đó cấp hơi tiếp để nhiệt độ đường hoá tăng lên 72-75o C, để 50 phút ở nhiệt độ này , trong thời gian này tạo điều kiện cho enzim a amilara hoạt động . Tiếp tục tăng đường hoá lên 78oc duy trì ở nhiệt độ này 20 phút đồng thời ta tiến hành kiểm tra dịch đường bằng phương pháp Iod nếu thấy dịch đường không làm Iod chuyển sang màu xanh thì đó là đường hoá kết thúc . 1.5 Loc dịch đường : Mục đích : Tách dịch đường ra khỏi bã và các chất không tan khác . Đặc trưng của dịch đường hoá là trong đó có nhiều phần tử rất rắn , nhỏ .Trong quá trình lọc các phân tử này sẽ tạo một lớp nguyên liệu lọc phụ cho dịch đường trong hơn. Quá trình lọc được tiến hành theo hai giai đoạn . + Tách dịch đường trong ( chứa tất cả các chất hoá tan của malt ) khỏi phần bã malt . + Dùng nước nóng rửa bã : nhằm tận thu tối đa các chất hoá tan còn bám lại bã. - Cách tiến hành : Đổ lọc dịch đường ta có thể dùng hai loại thiết bị lọc thông dụng là thùng lọc và thiết bị lọc khung bản . ở đây ta chọn thiết bị lọc là máy lọc khung bản Trước khi chuyển dịch đường vào máy lọc ta bơm nước nóng ở nhiệt độ 70-75oc từ nồi nước đun sôi vào . Giữ yên 30 phút sau đó bơm cháo malt vào khoảng chống giữa các khung áp suất tăng từ 0,2-0,3 atm chất lỏng chui qua vải lọc sang các rãnh của phía bản rồi theo van chuyển sang thùng nấu hoa . Dịch đường ban đầu còn đục , ta phải bơm chuyển lại để lọc lại . Sau khi dịch đường trong chảy hết thì khung giữ lại bã malt . Trong quá trình lọc chất rắn của hỗn hợp thuỷ phân được giữ lại giữa các tấm vải lọc , dần dần nén chặt thành khối đã tạo ra một màng lọc phụ rất tốt làm cho dịch đường trong hơn . Sau khi dịch đường chảy hết, ta tiến hành rửa bã malt . Để thu được lượng chất hoà tan lớn nhất , cần tăng độ hoá tan bằng cách dùng nước nóng ở 75oC để rửa . Để rửa bã, ta ngừng cho dịch đường mà cho nước rửa vào . Nước rửa sẽ chui qua lớp vải lọc , qua toàn bộ bề dày lớp bã kéo theo chất hoá tan còn lại trong bã qua lớp vải lọc rồi theo malt và nồi chứa . Quá trình rửa bã kết thúc khi nồng độ các chất hoá tan trong dịch lọc còn 1%. Nếu cứ tiếp tục rửa bã thì các chất đắng tamin sẽ kéo theo vào dịch và gây mùi vị lạ cho dịch đường . Chú ý : trong khi rửa bã , bã phải luôn ngập nước để tránh hiện tượng oxy hoá chất tamin của vỏ malt tạo mầu sẫm cho bia . nước rửa phải < 78oC nếu không tinh bột bị hồ hoá sẽ không kịp đường hoá bịt kín bề mặt lọc làm giảm hiệu suất , chất lượng dịch đường . + Yêu cầu : dịch đường sau khi lọc phải trong vì nếu có mặt của các phần tử không hoà tan sẽ gây khó khăn cho quá trình lên men và gây mùi vị không tốt cho bia sau này . Đun dịch đường với hoa houblon : Mục đích : - Chiết các chất có trong hoa vào dịch đường như trích ly chất đắng , tinh dầu thơm , polyphenol , các hợp chất chứa nitơ và các thành phần khác của hoa vào dịch đường . tạo cho vị đường vị đắng và hương thơm dễ chịu đặc trưng cơ bản về tính chất cảm quan của bia sau này . Polyphenol , chất đắng , các chất chứa nitơ trong hoa houblon là những chất tạo sức căng bề mặt , có hoạt tính cao . nhờ có màng này mà bọt khí CO2 trong bia không dễ dàng thoát khỏi bề mặt của nó . Những chất này tham gia vào quá trình tạo bọt và giữ bọt cho bia . Khi nấu còn xảy ra nhiều quá trình khác những quá trình này ít tác động theo chiều hướng tích cực đến việc hình thành chất lượng sản phẩm bia sau này như quá trình tạo melanoid , tăng độ chua định phân , tăng cường độ màu giảm bớt độ nhớt . + Cách tiến hành nấu : -Thiết bị nấu hoa được chế tạo giống như nồi thuỷ phân , nhưng khả năng cấp nhiệt cao hơn . thiết bị này có thể chế tạo bằng thếp không rỉ hoặc hợp kim khác . -Lượng hoa cần dùng và phương pháp nạp hoa và dịch đường . ở đây ta bổ xung hoa houblon dạng cánh. + Lượng hoa houblon : 1,2-1,6 g/l dịch đường . + Cách nạp hoa : cho 1/3 số lượng hoa houblon của một mẻ nấu vào nước sôi. 1/3 hoa cho vào sau khi hoa đun sôi 30 phút . 1/3 cho vào còn lại trước lúc hết 10 phút . thời gian đun hoa từ 60- 90 phút . - Kỹ thuật đun sôi : Ngay từ lít đầu tiên khi dịch đường được bơm vào thùng đun hoa ta phải lập tức gia nhiệt để nâng nhiệt độ của dịch đường lên . ở nhiệt độ 70-75 oC hệ enzim amilaza kịp thuỷ phân hết tinh bột còn sót lại . Trong quá trình đun ta phải đảm bảo yêu cầu sau : Khi quá trình rửa bã kết thúc thì dung dịch đường ở nồi hoa cũng vừa sôi sau khi đun nốt dịch rửa bã vào nồi đun hoa ta cấp tiếp hơi để dịch đường sôi ở nhiệt độ thật mạnh. Với cường độ sôi mạnh các chất hoa houblon sẽ hoà tan một lượng lớn vào dịch đường . Chỉ tiêu quan trọng để kết thúc đun hoa là nồng độ chất hoà tan của dịch đường . Chỉ tiêu thứ hai là sự tồn tại của các kết tủa dạng bông do prôtein đông tụ tạo thành . 1.7 . Làm lạnh và tách cặn dịch đường : Mục đích : Mục đích của quá trình làm lạnh và tách cặn dịch đường là loại cặn ( cặn thô là chủ yếu ) prôtein đông tụ các hợp chất poly phenol , hợp chất đắng . Đưa nhiệt độ dịch đường về nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men là 15-16oc hoà tan cho dịch đường một lượng oxy cần thiết . ( 6mg/l )tạo điều kiện cho nấm men phát triển đồng thời làm lạnh nhanh để tránh vi sinh vật xâm nhiễm vào dịch lên men . + Cách tiến hành : Quá trình tách cặn và làm lạnh dịch đường được tiến hành theo hai bước : Tách cặn và làm nguội dịch đường đến 90oc . Làm lạnh nhanh dịch đường từ 90oC đến nhiệt độ len men 1: Tách và làm nguội dịch đường đến 90 oC thiết bị ta chọn tách cặn và làm nguội dịch đường đến 90o c là thùng nắng wirfool . Đây là thiết bị lắng kiểu mới được chế tạo bằng thép không rỉ, thường có dung tích phù hợp với nồi nấu hoa . Việc hạ nhiệt độ dịch đường từ 1000C - 900C trong vòng 15 -20 phút ở nhiệt độ cao 1/4 thân thùng 9 từ đáy lên là đường ống để bơm dịch vào thùng . Hướng đi của ống là tuyếp tuyến với thân thùng khoảng đường ống bơm dịch và cách thùng wirlfool 0,4-0,5 m ) bị thắt lại . Bằng cách đó tốc độ của dịch đường phóng vào thùng với vận tốc rất lớn tạo một sức đẩy mạnh lực này tạo ra một xung lực theo phương tiếp tuyến của chất lỏng xay tròn . Nhờ lực hướng tâm lớn , cặn lắng bị xoáy xuống tâm thùng và lắng xuống đáy khi nhiệt độ của dịch đường hạ xuống 90oc thì dịch đường được bơm sang thiết bị làm lạnh nhanh còn cặn lắng ở đáy thùng được dội nước và xả ra ngoài . Đây là công việc tách cặn làm nguội dịch đường đến 90 o dựa trên nguyên tắc của thùng lắng wirlpool . 2: Làm lạnh nhanh dịch đường từ 90oc xuống tới nhiệt độ lên men ( 15-16oC ) quá trình làm lạnh nhanh diễn ra theo hai bước . Bước 1 : giảm nhiệt độ của dịch đường 15-16oC . Bước 2 : giảm nhiệt độ của dịch đường xuống nhiệt độ lên men , thiết bị làm lạnh nhanh ở đây ta chọn thiết bị trao đổi nhiệt tấm bản thiết bị này làm lạnh dịch đường trong một thời gian rất ngắn ta quen gọi là máy lạnh nhanh . Cấu tạo của máy là những tấm bản gấp sóng được chế tạo từ thép không dỉ các tấm bản có hình chữ nhật có bốn tai ở bốn góc mỗi tai có một lỗ trong dẫn dịch Vơí cấu tạo như vậy khi lắp gép chúng váo nhau sẽ tạo thành 4 mương dẫn dịch đường vào máy và ra khỏi máy , tác nhân lạnh vào và ra khỏi máy được thu hồi . để quá trình trao đổi nhiệt diễn ra nhanh ta chao đổi chao đổi theo nguyên tắc ngược chiều . Máy có nguyên tắc làm lạnh như sau : Hai khoang dùng tác nhân lạnh khác nhau Khoang 1: dùng nước lạnh làm tác nhân lạnh . Khi đó nhiệt độ dịch đường từ 900C hạ nhiệt độ xuống còn 600C ( nhiệt độ của nước lã vào là 20oC ra là 300C ) Khoang 2 dùng tác nhân muối để hạ nhiệt độ hạ nhiệt độ dịch đường từ 600C xuống nhiệt độ lên men 150 xuống nhiệt độ 15-16oC ( nhiệt độ của nước muối vào là -8oC và ra là 20C 2. Phân xưởng lên men 2.1 Phân xưởng lên men chính Mục đích : Mục đích của quá trình lên men chính là tạo ra thành phần rượu etylic, CO2 và một số sản phẩm có trong bia nhằm định hình hương và vị của bia . Sau quá trình lên men chính thì dịch đường hoa houblon đã được chuyển vào thành phẩm bia non , do sự cộng tác của tế bào nấm men. Tuy nhiên lượng chất hoà tan trong bia non còn thấp hơn so với dịch đường trước khi len men , nhưng trong thành phần bia non là một hỗn hợp chất hoà tan , đảm nhận việc tạo hương và vị đặc trưng của bia thành phẩm sau này . Ngoài hai sản phẩm chính rượu etylic và co2 trong quá trình lên men chính còn tạo ra nhiều sản phẩm bậc hai . Những sản phẩm này có vai trò quan trọng trong việc hình thành hương vị cho bia . Một số sản phẩm phụ ( sp bậc hai có mặt trong bia ) + glyxezin : là một cấu từ khi phân giải đường thành C2H5OH+ C2H803 + CO2 Lượng glyxezin có trong bia 2-3g/lít , sự có mặt của glyxezin sẽ làm cho bia có vị mềm hơn , tăng độ đậm đà của sản phẩm và tăng khả năng giữ CO2 . + Este là sản phẩm loại hai không thường có của quá trình lên men . nó được hình thành là kết quả của phản ứng giữa axít bay hơi và không bay hơi với các loại rượu khác nhau . Tổng lượng este trong bia dao động trong khoảng 30-80 mg/lít este có ý nghĩa rất quan trọng trong việc hình thành hương thương thơm cho bia . + Aldêhit có trong bia dao động từ 9-10mg/lít ở mức độ vừa phải ( 10-15 mg/lít) alđêhit làm tăng hương cho bia . + Diaxetyl : nó được tạo thành do quá trình hoạt động sống của tế bào có tác dụng kích thích rất mạnh lên hệ thần kinh con người , gây đau đầu cho người uống . giai đoạn đầu của quá trình lên men chính điaxetyl được tạo ra tương đối nhiều những quá trình lên men phụ và tăng trữ lượng điaxetyl giảm đi rõ rệt , lượng điaxetyl qui định ≤ 0,2 mg/lít đây là cấu tử có ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia nên phải loại triết để . + Axit hữu cơ : hàm lượng trung bình của chúng ở trong bia khoảng 150-200 mg/lít chúng được tạo thành do sự trao đổi chất của nấm men . Axit axetic , axit focmic . . . , các axit hữu cơ này rất có giá trị trong việc hình thành chất lượng cho bia . Rượu bậc cao : thông thường rượu bậc cao có trong bia khoảng 50-60 mg/lít , khi tồn tại trong bia sẽ làm cho bia có hương vị khó chịu ( tạo cho khứu giác người uống khó chiụ ) các loại rượu bậc cao đều gây ảnh hưởng xấu tới tính chất cảm quan của bia sau này . Tiến hành lên men chính : Ta tiến hành lên men chính trong hình trụ , đáy côn kín khả năng tạo và giữ bọt tốt , có thể thay đổi co2 từ dịch lên men . Còn men giống được chuyển vào dịch đường lên men là giống men chìm : saccharomyces carlsbergensis . số lượng men giống chuyển vào dịch đường lên men khoảng 10-11 triệu dịch tế bào / cm3 . Men giống được bơm vào thùng lên men cùng với dịch đường . Việc làm này nhằm tạo cho tế bào nấm men phân tán đều vào toàn bộ khối dịch lên men ban đầu , tạo điều kiện thích nghi và sinh trưởng nhanh.Thùng lên men có hệ thống thống áo lạnh bên ngoài . Thời gian lên men chính tuỳ thuộc vào nồng độ chất hoà tan ban đầu của dịch đường và yêu cầu chất lượng các loại bia .Nồng độ dịch đường trước lúc lên men đối với bia hơi là 10o Bx và bia chai là 11o Bx, thường thời gian lên men chính từ 4-5 ngày , 2 ngày đầu nhiệt độ lên men là 100C . trong thời gian này tạo rượu bậc cao ,CO2,diaxetyl và các chất khác . đến ngày thứ 3 nâng nhiệt độ lên dần sao cho đến ngày thứ 4 đạt nhiệt độ 15-160C và gữ nhiệt độ này trong vong một giờ . Theo dõi tình hình quá trình lên men . Ngày thứ nhất , thứ hai đã có dấu hiệu của sự lên men nhiệt độ tăng 0,5oc xung quanh thùng lên men đã suất hiện vàng bọt sau đó bọt lan phủ đầy mặt thùng . Hàm lượng chất hoà tan lúc này giảm 0,3-0,5% , trong khoảng thời gian tiếp theo 2-4 ngày đêm tiếp theo thì quá trình lên men diễn ra rất mạnh men phát triển nhanh nhất đạt đến mật độ cực đại kích thước của bọt rất to , thô hàm lượng hoà tan lúc này giảm 2-2,5% ngày đêm , còn nhiệt độ có chiều hướng tăng rất mạnh . ở thời gian này ta cấp nhiệt cho khoang lạnh để đạt nhiệt độ ban đầu ( 15-16oc ) sau giai đoạn lên men mạnh thì tốc độ lên men bắt đầu giảm dần ( khoảng 2-3 ngày cuối ) vì hàm lượng chất hoà tan đã cạn kiệt ta cấp lạnh làm hạ nhiệt độ của bia non ( làm lạnh cục bộ ) ở thời gian cuối này bọt xẹp hết trên bề mặt bia non phủ một lớp bọt màu xám nâu , hàm lượng chất hoà tan giảm khoảng 0,8-1% /lít trong thời gian này lấm men và cặn được kết lắng , bia non dần dần trong hơn . Để kiểm tra xem quá trình lên men chính đã kết thúc . + Trên bề mặt có một lớp bọt mỏng , mịn đều có màu xám nâu . + Nồng độ chất hoà tan : nếu sau một ngày nồng độ chất hoà tan trong bia giảm 0,1-0,2 % thì quá trình lên men chính kết thúc . + Độ trong : nếu sau 24 giờ bia trong hoàn toàn thì kết thúc quá trình lên men chính . Giai đoạn lên men chính kết thúc khi độ khô còn 2,8-3o và chuyển sang lên men phụ . 2.2 Lên men phụ và tàng trữ bia : a . Mục đích . Mục đích của quá trình lên men phụ và tàng trữ là . + Quá trình quan trọng để ổn định thành phần chất lượng của bia ( tạo hương vị tạo boạt và giữ bọt cho bia ) + khử rượu bậc cao , diaxetyl và alđêhit đến mức độ cho phép . + Một số aste đặc trưng được tạo ra cho axít tác dụng với rượu tạo hương thơm hơn cho bia . + Nhiệt độ và áp suất thấp , bọt bia được tạo ra ở dạng liên kết , bền vững , lâu tan và mịn . + Do tiến hành ở nhiệt độ thấp , thời gian kéo dài dẫn đến các chất hữu cơ , xác men , bã men nắng xuống đáy làm cho bia trong , thuận yiện cho quá trình lọc bia . b . Tiến hành lên men phụ và tàng trữ . Thiết bị lên men phụ chính là thiết bị lên men chính Sau khi kết thúc quá trình lên men chính ta tiến hành hạ nhiệt độ xuống 40C lúc này nấm men dễ dàng lắng xuống đáy , ta thu hồi nấm men . Sau đó thu hồi song thì ta tiến hành hạ nhiệt độ xuống 1-2oc và quá trình lên men phụ tàng trữ bắt đầu . Toàn bộ quá trình lên men phụ được thực hiện 7-8 ngày mỗi ngày ta đều xả cặn men ( do còn trong dịch bia non ) lắng xuống đáy thùng . Việc kiểm tra kết thúc quá trình lên men phụ thuộc vào quan sát lượng CO2 thoát ra , đo độ giảm của chất hoà tan tiếp đó là đến độ trong của bia . Trong toàn bộ quá trình lên men phụ lượng chất hoà tan giảm khoảng 1% . Lọc bia ( lọc trong bia ) . a. Mục đích : Mục đích của quá trình lọc bia là loại bỏ nấm men , các hạt phân tân cơ học , chất prôtêin , polyphenol , nhựa đắng và nhiều loại hạt nhỏ li ti khác nhằm tăng độ lên của bia tăng thời gian bảo quản khi chúng lưu hành trên thị trường . b. Tiến hành lọc bia . Thiết bị lọc bia là máy lọc khung ban kết hợp với bột trợ lọc điatomit , vật liệu lọc là vải lọc . Trước tiên ta trộn bột điatomit và một ít bia trưa lọc trong thùng chứa rồi bơm vào máy lọc . Lúc đầu phần bia từ máy lọc chảy ra chứa trong cần phải đưa trở lại lượng bia này vào thùng . khoảng 10-15 phút sau bột trợ lọc sẽ tạo lên một tấm màng lọc mỏng trên vải lọc và nhờ đó bia bắt đầu trong bia được truyển về thùng chứa bia đã lọc . Trong thời gian lọc cùng với việc bơm bia vào thiết bị lọc cần bơm thêm một lượng nhỏ hỗn hợp bia cùng với bột trợ lọc điatomit để đảm bảo độ xốp cho xác tế bào nấm men được giữ trên vải lọc . Khi lớp bã trên vải lọc đã quá đầy , áp suất lọc cao không thoát bia hay bia bị đục thì ta ngừng lọc . + Một số thông số khi tiến hành lọc . nhiệt độ bia khi lọc 0-10C. Công suất lọc bằng bọt trợ lọc điatomit 1 giờ lọc được 5000 lít bia qua 1m2 bề mặt lọc . Tiêu hao bột trợ lọc / 1m2 bề mặt lọc khoảng 550-1000 g/1000 lít bia thành phẩm và tại đây ta tiến hành nạp CO2. Bão hoà CO2 Mục đích : Khi CO2 nhờ quá trình lên men rượu , nấm men chuyển hoá đương thành rượu etylíc và CO2 trong quá trình lên men chính và quá trình lên men phụ một lượng lớn CO2 được thải ra một phần trong bia một phần thải vào không khí . Tuy nhiên trong công đoạn sau khi lên men ta tiến hành lọc bia CO2 bị tổn thất khá nhiều vì vậy phải tiến hành nạp đủ CO2 cần thiết cho bia đảm bảo chất lượng cho bia thành phẩm . Tiến hành : Bia được cho vào thùng Inox dầy chịu áp lực , hạ nhiệt độ của bia xuống tới 0oC rồi cho CO2 vào đến khi áp suất trong thùng nạp CO2 đạt 4-5 kg/cm3 . Nguyên tắc ta sục CO2 từ dưới lên , nên khả năng ngậm CO2 của bia là rất lớn sau khi nạp CO2 thì ta tiến hành chiết bock và chiết chai . 3. Phân xưởng thành phẩm . 3.1 Chiết bia : a . Mục đích nhằm chuyển bia từ thùng chứa bia thành phẩm vào bock , chai để đảm bảo vận chuyển đến tay người tiêu dùng . b . Chiết bia hơi : Bia hơi được tiêu thụ trong ngày nên không phải qua khâu thanh trùng . chúng được chiết vào bock thùng bock có hình tang trống dung tích 25 lít , 50 lít , 100 lít . Được chế tạo bằng kim loại ( hộp kim nhôm ) thùng bock trước khi chiết phải vệ sinh và thanh trùng bằng nước sôi trong quá trình rót cần phải đảm bảo : Rót đầy , không sủi bọt , hao phí bia ít . Bia được chiết vào thùng nhờ máy chiết với áp suất ngược chiều nhằm tránh sự hao tổn CO2 . Chiết bia chai : Yêu cầu đối với chai . Được làm bằng thuỷ tinh có màu xẫm mục đích là tránh sự tác động của ánh sáng làm giảm bớt lượng bia . Đồng thời phải cùng một kích cỡ đồng nhất không bị sứt mẻ . Nguyên tắc rửa chai lần lượt được rửa qua các khoang trong máy có chế độ xút, clo , nhiệt độ thích hợp Chế độ rửa : -Rửa ( ngâm, phun ) nước (lạnh , ấm ) -Rửa bằng dung dịch NAOH 2-5% kết hợp nhiệt -Tráng lại bằng nước (lạnh ấm )và sát trùng bằng khí Clo -Thổi khô chai . bảng chế độ rửa chai Các khoang rửa 1 2 3 4 5 6 Dungdịch NAOH(g/l) 22 20 15 10 0 0 Dung dịch cl2(g/l) 0 0 0 0 1 0 Nhiệt độ (00C) 50 80 70 45 35 25 Sau khi rửa chai xong được kiểm tra lại bằng cách dùng đèn huỳnh quang rọi vào và kiểm tra bằng mắt thường .Nếu thấy chai bẩn bên trong sứt miệng thì loại bỏ Quá trình chiết bia chai được tiến hành dưới áp suất đủ của khí C02 và nhiệt độ từ 0-10C , hạn chế sự tiếp xúc với bia và không khí . tránh rót bia đầy quá sẽ gây vỡ chai hoậc bị bật đậy chai khi thanh trùng . Máy dùng để chiết có bộ phận quan trọng nhất là vòi chiết : Vòi chiết có cấu tạo hai bộ phận chính xi lanh ở phía ngoài và phittông ở phía trong . Phần xilanh được kết thúc ở phía dưới bằng một miệng lọc ( hình hoa kèn ) bằng cao su , khi chai đẩy lên men thì núm cao su sẽ ôm chặt lấy cổ chai . phittong là một ống rỗng , dài phía cuối và được kết thúc bằng một suppe pittong chuyển động dọc lên xuống theo xilanh là nhờ lực lên khí , khi máy làm việc phittong được đẩy xuống , ôm vào miệng chai đựa theo cân bằng áp suất giữa chai và thùng chứa bia khoảng không CO2 trước khi chiết cần thông với khoảng không CO2 trên bề mặt chứa bia . nhờ đó có sự cân bằng về áp suất giữa chai và thùng chứa bia hạn chế tối đa của sự xâm nhập oxy trong khi chiết . Sau khi chiết được đưa sang máy đập nút rời đưa đi thanh trùng . 3.2 Thanh trùng bia chai Mục đích : đình chỉ hoạt động của nấm men , tiêu diệt các vsv còn sót lại trong quá trình lắng , tách cặn và lọc , tạo điều kiện cho bia bảo quản được lâu dài Chai sau khi đạp nút được đưa vào máy thanh trùng và hệ thống băng tải xích lần lượt đi qua 8 vùng nhiệt độ của máy . ở mỗi vùng nước được điều chỉnh ở nhiệt độ thích hợp qua các lỗ của lưới kim loại rồi rơi đều trên chai để đạt nhiệt độ mong muốn . Các vùng 1 2 3 4 5 6 7 8 Nhiệtđộ (00C) 25 35 45 65 60 45 35 25 Qua bảng trên ta thấy vùng nhiệt độ 1,2,3 có tác dụng làm nóng chai lên từ trước khi vào vùng nhiệt độ thanh trùng , vùng 6,7,8 là các vùng làm nguội trai từ từ sau khi chai ở nhiệt độ thanh trùng nhằm mục đích là để tránh sự thay đổi đột ngột nhiệt độ sẽ gây ra vỡ nứt chai .Các vùng được bơm tuần hoàn với nahu như các vùng :1-8 ; 2-7 ; 3-6 Vùng 4 là vùng quá nhiệt có tác dụng đưa chai nhanh chóng tới nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ thanh trùng 3-50C để khi chai rờ khỏi vùng này sẽ có nhiệt độ bằng nhiệt độ thanh trùng . Nhiệt độ này được duy trì không đổi . Nước luôn luôn được bơm tuần hoàn 3.3 Dán dãn và sếp kết : Là giai đoạn cuối cùng để hoàn thiện sản phẩm trước khi dán nhãn ta xì khô lau sạch chai . Chú ý phải sử dụng nhãn đạt tiêu chuẩn có ghi đầy đủ đăng ký chất lượng ngày tháng sản xuất do nhà nước cấp hạn sử dụng . Đặc biệt là ngoài dản phải được trang trí đệp ưa nhìn Chai sau khi hoàn tất công việc dán nhãn thì đưa sang hoàn thiện sản phẩm được xếp vào két sau khi hoàn tất công việc xếp két thì suất xưởng , đem sản phẩm tới nơi tiêu thụ . Đến đây là kết thúc quá trình sản xuất bia . 3.4 Các tiêu chuẩn về bia thành phẩm : Sản phẩm bia nhà máy có hai loại bia hơivà bia chai mỗi loạ một nửa . Các chỉ tiêu về cảm quan . Độ bột : khi rót chai vào cốc cả hai loại đều có bọt đáy , trắng mịn , ở dưới đáy cốc luôn có nhửng bong bóng nhỏ li ty được tách dần lên bề nặt . Chiều cao lớp bọt ( cm ) : + ở bia hơi là ³ 1 cm + ở bia chai ³ 2 cm - Thời gian tan hết ( phút ) ở bia hơi ³ 1 phút ở bia chai ³ 2 phút + Mùi và vị : bia phải có mùi đặc trưng của nguyên liệu , mùi thơm nhẹ và thấy đặc trưng của malt và đại mạch và hoa houblon , không mùi vị lạ , vị chua + Màu sắc : bia có màu vàng óng ánh , trong suốt . màu của bia đánh giá qua máy so màu hay dùng dung dịch iot 0,1 N để xác định độ màu . + độ trong của bia phải trong suốt không có cặn , qua cốc thuỷ tinh . khi cầm cố phải thấy rõ vân tay b.chỉ tiêu hoà học loại bia bia hơi bia chai chất hoà tan ban đầu 10±0.2 11 ± 0.2 độ cồn (%) 4³0.2 4.6±0.2 hàm lượng co2 (g/l) ³3.5 ³4.5 độ chua ( ml naoh 0,1N/ 10ml) 1.5±0.2 1.5 ±0.2 Với cả 2 loại bia Hàm lượng Diaxetyl (mg/lít ) : ≤ 0.2 Độ đường xót( %) : 2.3-2.8 Glixerin (%) : 0.1 - 0.3 Chất khoáng (%) : 0,14 - 0,38 Đạm tổng (g/lít ) : 3,5 - 5 Este: ( mg/l ) : 15 - 50 Aldehit (mg/lít ) : 10 - 15 PHẦN IV : TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM Sơ đồ hao phí trong quá trình nấu bia Nấu + Lọc Hao phí 1.5% Lắng trong & Làm lạnh Hao phí3% Lên men Lọc bia Suc CO2 Chiết bia Thành phẩm Hao phí 4% Hao phí 1% Hao phí 0.2% Hao phí 1.5% I . Cơ sở lý thuyết : Năng suất là 45 triệu lít / năm nhà máy sản xuất 50 % bia hơi 50 % bia chai Bia hơi có nồng độ chất ban đầu là 10obx . Bia chai có nồng độ ban đầu là 11obx . Chọn đơn vị tính : Tính cho 100 lít bia thành phẩm . Cách tính dựa vào lượng phần trăm hao phí để tính lượng sản phẩm lượng nguyên liệu cần dùng . II . Tính cân bằng sản phẩmTính cân bằng sản phẩm : BIA HƠI : 1: Tính lượng dịch đường trước lúc lên men . 100 lít bia hơi nồng độ 10os . Quá trình chiết bia tổn thất 1,5 % . Lượng bia đã bão hoà co2 là : *Quá trình sục co2 tổn thất 0.5 - 1 % lấy 0.5 % , - Lượng bia trước khi bão hoà co2 là : *Qua trình lọc bia tổn thất 1-2% lấy 1%. -Lượng bia trước khi lọc là . *Quá trình lên men chính và lên men phụ trong cùng một thiết bị hao tổn 4%. -Lượng dịch đường đưa lên men là . *Quá trình lắng trong và làm lạnh nhanh tổn hao 3% - Lượng dịch đưa vào làm lạnh là . * Dịch đường 10% ở 200C khối lượng riêng là D=1.039(kg\l) - Khối lượng dịch đường sau quá trình đun hoa ở 200C là: - Lượng chất triết có trong dịch đường 10% là : *Quá trình nấu và lọc tổn hao chất triết là 1,5% - lượng chất chiết cần thiết là : Tính lượng malt và gạo . Gọi lượng malt cần dùng là: M Các chỉ số ban đầu: Độ ẩm : w =7% Độ hòa tan: 76% Tổn thất do xay nghiền 0,5% -Lượng chất chiết thu được từ M kg malt là . lượng gạo cần dùng là: 3/7 M Các chỉ số ban đầu : Độ ẩm :14% Độ hoà tan: 85% Tổn thất do xay nghiền: 0.5% -Lượng chất chiết thu được từ gạo là . -Tổng lượng chất chiết thu được từ M kg malt và 0.3/ 0.7M gạo là . 0.703M +0.312M=11.675(kg) 1.015M=11.675(kg) M=11.5(kg) Vậy lượng malt đại mạch dùng để sản xuất 100 lít bia hơi 100BX là :11,5( kg) -Lượng gạo cần dùng là : 3.Tính lượng hoa Houblon (Dùng hoa cánh to là 1.4 g hoa / lit bia ) -Lượng hoa cánh bé xung trước lúc lên men là 4.Tính lượng bã 4.1 Tính lượng bã malt và gạo Độ ẩm malt là : w =7% Lượng malt là :11,5(kg) Tổn thất do xay nghiền là 0,5% -Lượng chất chiết thu được từ M kg malt là : 0.703M Độ ẩm gạo là :14% Khối lượng của gạo là :4,93(kg) Tổn thất do xay nghiền là : 0.5% -Lượng chất chiết của gạo là : 0.312M -Lượng chất chiết của malt la: 11.5x0.995x0.93=10.64(kg) -Lượng chất chiết của gạo là:4.93x0.995x0.86=4.22(kg) - Tổng lượng chất chiết của malt và gạo là : 10.64 + 4.22 = 14.86(kg) - Tổng lượng bã khô của malt và gạo là : 14,86-11,675 = 3,185(kg) Vậy lượng bã malt và gạo có độ ẩm 80% là : -Lượng nước trong bã là : 15.925 - 3.185 = 12.74(kg) 4.2 Tính lượng bã hoa : Lượng4.93*0.14+ chất không hoà tan trong hoa là 60% Độ ẩm của bã hoa là 85% -lượng bã hoa là : 5. Tính lượng nước rửa bã trong quá trình nấu . Quá trình hồ hoá bột gạo + 10% malt lót, nước tỷ lệ 1\5 +Lượng nước cho vào nồi hồ hoá là : +Lượng nước có sẵn trong nguyên liệu ở nồi hồ hoá là : +Trong đó 0.14 :là độ ẩm của gạo 0.07 :là độ ẩm của malt +Tổng hỗn hợp bột + nước ở nồi hồ hoá là : +Lượng dịch cháo sau khi đun bay hơi 5% Vậy lượng dịch còn lại là : +Lượng nước cho vào nồi đường hoá tỷ lệ nước và nguyên liệu 1:5 +Lượng nước cho vào nồi đường hoá là : (11.5-0.493)x5=55.03(kg) +lượng nước có sẵn trong nguyên liệu ở nồi đường hoá là : (11.5-0.493)x0.07=0.770(kg) +Tổng lượng dịch ở nồi đường hoá sau khi chuyển dịch cháo sang là : +Dịch còn lại ở nồi đường hoá sau khi đun bay hơi 4% là : 96.94 x 0.96 =93.06(kg) +lượng nước trong dịch trước khi lọc là : 93.06-14.86 = 78.20 (kg) + lượng nước rửa bã là : lượng nước trong dịch sau khi đun hoa 100 S là khi nấu hoa lượng nước bay hơi khoảng 8-10% so vớ tổng lượng dịch ( lấy 10%) +Do đó lượng nước trong dịch trước khi đun hoa là: 103.5+110.67 x 0.1= 114.56(kg) *Lượng nước rửa bã sẽ cần là : vnước rửa bã = vnước trong dịch đun hoa + vbã - vtrước khi lọc = 114.56+12.74-78.2=49,1(kg)lit 6. tính lượng men giống cần thiết Lượng men giống tiếp vào trước khi lên men chính là 10% so với lượng dịch đưa vào lên men . 107.35x0.1=10.735(l) lượng men sữa tiếp vào trước khi lên men chính 1%so vớ lượng dịch đưa vào lên men là : 107.35x0.01=1.07(l) 7. Tính các sản phẩm phụ 7.1 Tính lượng men thu hồi Thực tế cứ 100lít dịch đường thu được 2 kg sữa men độ ẩm 80% 50% tái sản xuất ,50% làm sản phẩm phụ -Vậy lượng men thu được là : Lượng men tái sản xuất = lượng men làm sản phẩm phụ =1.0735(kg) 7.2 Tính lượng cặn lắng 100kg nguyên liệu có khoảng 1.75kg cặn lắng Vậy 16.43kg nguyên liệu là : 7.3 Tính lượng C02 Theo phương trình lên men: C12H22O11 +H20 --> 4C2H5OH + 4CO2 Cứ 342g maltoza tạo thành 176 g CO2 Coi toàn bộ lượng đường lên men là đường maltoza Hiệu suất lên men là 55% -Lưọng CO2 thu hồi được là . -Hàm lượng CO2 bền vững khi lên men : -Lượng CO2 thoát ra là: 3.25-0.206 = 3.044 -Lượng CO2 cần trong bia thành phẩm 4g/lít là 102.03x4 =408.12( g) -Lượng CO2 cần nạp thêm là : 408.12-206=202.12 *BIA CHAI : Tính cho 100 lit bia chai nồng độ 110BX 1.Tính lượng dịch đường trước lúc lên men Quá trình chiết bia tổn thất 4% +Lượng bia đã bão hoà CO2 là Quá trình sục CO2 tổn thất 0.5-1% lấy 0.5% +Lượng bia trước khi bão hoà CO2 là : Quá trình lọc bia tổn thất 1% +Lượng bia trước khi lọc là : Quá trình lên men chính và lên men phụ trong 1 thùng tổn hao 4% +Lượng dịch đường đưa vào lên men là : Quá trình lắng trong và làm lạnh tổn hao 3% +Lượng dịch đưa vào làm lạnh là : Dịch đường 11% ở 200C khối lượng riêng là d= 1.054(kg/l) +Khối lượng dịch đường sau quá trình đun hoa ở 200C là : 113.57 x 1.054 =119.69(kg) lượng chất chiết có trong dịch đường 11% là : Quá trình nấu và lọc tổn hao chất chiết là 1.5% +Lượng chất chiết cần thiết là : 2.Tính lượng malt và gạo (Tương tự như phần tính bia hơi) Lượng chất chiết thu được từ M kg malt là : 0.703 M Lượng chất chiết thu được từ gạo là : 0.312M -Tổng lượng chất chiết thu được từ M kg malt và 0.3 / 0.7 Mgạo là 0.703M + 0.312M= 13.36(kg) vậy lượng malt và gạo để sản xuất bia chai nồng độ 110BX là :11,3 kg -Lượng gạo cần dùng là : 3. Tính lượng hoa houblon dùng hoa cánh tỷ lệ 1.6 g hoa /lít bia *Lượng hoa cần bổ xung trước lúc nấu hoa là 1.6 x 110.56 =180(g) =0.18(kg) 4. Tính lượng bã malt và gạo + Tính lượng chất khô của malt Độ ẩm malt : w=70% Tổn thất do xay nghiền là 0,5% -Lượng Chất khô của malt là : 0.93 x 0.995 x 13.1 =12.12(kg) + Tính lượng chất khô của gạo Độ ẩm : w=14% Khối lượng gạo là 5,62 (kg) Tổn thất do xay nghiền là : 0.5% -Lượng chất khô của gạo là : 0.86 x 0.995 x 5.61 =4.8(kg) + Tổng lượng chất khô của malt và gạo là: 12.12 + 4.8 = 16.92(kg) + Tổng lượng bã khô của malt và gạo là : 16.92 - 13.36= 3.56(kg) Độ ẩm bã 80% - Vậy lượng bã malt và gạo là : + Tính lượng bã hoa Lượng chất không hoà tan trong hoa là : 60% Độ ẩm bã hoa là 85% *Lượng bã hoa là : 5.Tính lượng nước rửa bã Quá trình hồ hoá bột gạo + 10% malt lót nước tỷ lệ 1:5 + lượng nước cho vào nồi hồ hoá là (5.61 +5.61x 0.1 ) x 5 = 30.85(kg) Độ ẩm của gạo là :14% Độ ẩm của malt là : 7% +Lượng nước có sẵn trong nguyên liệu ở nồi hồ hoá là : 5.61 x 0.14 + 0.561 x 0.07 = 0.824 (l) Tổng hỗn hợp bột + nước trong nồi hồ hoá là : (5.61+0.561) x6=37.03(kg) +Lượng dịch cháo sau khi đun bay hơi 5% 37.03x0.95=35.18(l) +Lượng nước cho vào nồi đường hoá là : (13.1-0.561x0.1)x5=62.69(l) +Lượng nước có sẵn trong nguyên liệu ở nồi đường hoá là: (13.1-0.561)x0.07=0.88(l) +Tổng lượng dịch trong nồi đường hoá sau khi chuyển dịch cháo sang là : 35.18 +(13.1-0.561)x6=110.41(l) Dịch còn lại trong nồi đường hóa sau khi đun bay hơi 4% là 110.41x0.96=106 (l) Lượng nước trong dịch trước khi lọc là : 105.99-16.92 =89.07 + lượng nước rửa bã +Lượng nước trong dịch sau khi đun hoa 110s là Khi nấu hoa nước bay hơi 8-10% +Lượng nước trong dịch trước khi đun hoa là : 105.02+113.57x0.1=116.38(l) *Vậy lượng nước rửa bã là : 116.38+14.24-89.07=41.55(l) 6. Tính lượng men giống cần thiết Lượng men giống tiếp vào trước lúc lên men là 10% so với lượng dịch 110.15x0.1=11.015(kg) 7. Tính sản phẩm phụ 7.1 .Tính lượng men thu hồi : Lượng men thu được là : 7.2 .Tính lượng CO2 -Lượng CO2 thu hồi là : -Lượng CO2 liên kết là -Lượng CO2 thoát ra là 3.72-0.21=3.51 (kg) -Lượng CO2 cần bổ xung để đạt 4.5 g\l là 104.69 x 4.5=471.10 (g) -Lượng CO2 cần bổ xung thêm là : 471.1-210=261.1 (g) *Vậy ta cần nạp bổ xung là 261.1 g CO2 cho 1 lít bia 7.3 Chất chợ lọc Datomit cho cả bia hơi và bia chai Tỷ lệ 0.09 kg\103.06(l) 7.4 Chất vệ sinh cho cả bia hơi và bia chai 100 lít bia cần 0.07 kg NAOH 7.5 Lượng nước vệ sinh cho cả bia hơi va bia chai nước vệ sinh thiết bị khoảng 5% so với thể tích thiết bị mỗi nồi đường hóa, nồi hồ hoá, nấu hoa vệ sinh ngày 3 lần , mặt khác mỗi ngày vệ sinh 3 thùng lên men mỗi thùng 3 m khối Vệ sinh nồi lắng ,làm nguội máy mọc vải giặt mất khoảng 10-20 m3 Vậy ta cần khoảng 20m3 nước vệ sinh \ngày. Bảng cân bằng sản phẩm STT Nguyên liệu Đơn vị 100lit bia 10000lit bia 45.106(lit bia) 25.106 20.106 100Bx 110Bx 100Bx 110Bx 100Bx 110Bx 1 Malt Kg 11.5 13.1 1150 1310 2875000 2620000 2 Gạo Kg 4.93 5.64 493 564 1232500 1122000 3 Hoa Kg 0.155 0.18 15.5 18 38750 36000 4 Lượng chất khô Kg 14.86 16.95 1486 1695 3715000 3384000 5 Bã khô Kg 3.18 3.59 318 359 795000 712000 6 Bã malt, Gạo ẩm Kg 15.92 18.49 1592 1849 3980000 3560000 7 Bã hoa Kg 0.62 0.72 62 72 155000 144000 8 Nước rửa bã Lít 49.1 45.79 4910 4579 12275000 8300000 9 Men giống Lít 10.73 11.01 1073 1101 2682500 2202000 10 Men tái sản xuất Lít 1.07 1.101 107 110.1 267500 220200 11 Lượng nước nấu Lít 82.14 93.55 8214 9355 25035000 18710000 12 Lượng C02 tạo ra Kg 3.24 3.74 324 374 810000 740000 13 Chất trợ lọc Kg 0.09 0.09 9 9 22500 18000 15 Chất sát trùng Kg 0.07 0.07 7 7 17500 14000 16 Lượng Co2 nạp vào Kg 0.22 0.26 22 26 55000 52000 17 Lượng nước vệ sinh Lít 50 50 5000 5000 12500000 10000000 Kế hoạch sản xuất . Nhà máy sản xuất bia quanh năm nhưng lượng bia sản xuất nhiều hay ít tuỳ thuộc vao mùa mùa nóng khả năng tiêu thụ tăng lên sản lượng bia sản xuất tăng lên trong mùa nóng. Hơn nữa do bia chai lượng tiêu thụ ở các thời điểm là chênh lệch kông đáng kể(Đáng kể nhất là lương bia hơi) . Nên ta chọn kế hoạch sản xuất như sau: Mỗi năm nhà máy sản xuất lượng bia là 45x106lít Trong đó lượng bia hơi : 100 BX 25 triệu lit Lượng bia chai : 110BX 20 triệu lit Kế hoạch sản xuất được phân bố theo quí như sau Quý I II II IV Sản lượng 10x106 12.5x106 12.5x106 10x106 Bia hơi 5x106 7.5x106 7.5x106 5x106 Bia chai 5x106 5x106 5x106 5x106 Để tính toán ta tính cho tháng có sản lượng cao nhất đó là các tháng trong quý II hoặc qúy III Sản lượng trong tháng là 12.5x106/ 3 =4.17x106 lít Mỗi ngày lưọng bia được nấu là 4.17x106/25 =167.000 lít Để thuận lợi và tiết kiệm thời gian ta chiọn ngày nấu 4mẻ trong đó có 2 mẻ bia hơi và 2 mẻ bia chai. Sản lượng bia hơi trong một ngày: Sản lượng bia chai trong một ngày: Vậy mỗi mẻ bia hơi là: 50.000 lit mỗi mẻ bia chai là: 33.334 lit Cho nên ta phải tính thiết bị cho 50.000 lit bia / mẻ / ngày (lấy số liệu cân bằng vật chất cho bia chai) V. TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ I. THIẾT BỊ PHÂN XƯỞNG NẤU Định lượng nguyên liệu cho 1 mẻ nấu Được lên bảng ngay tại cân để tiện theo dõi tránh nhầm lẫn Malt được định lượng chuẩn 50 kg \ bao Gạo được định lượng chuẩn 100 kg \ bao Cân dùng để cân là loại cân bàn có các thông số sau *Trọng lượng cân tối đa 500 kg *Sai số cho phép +1kg *Kích thước cân : *Dài x Rộng xCao: 1200x1000x1200 (mm) 2.Máy nghiền + Nghiền malt . Lượng malt cao nhất dùng trong một ngày là: Thời gian làm việc 2 ca mỗi ca 4 giờ Hệ số sử dụng cửa máy là : 0,8 Chọn máy nghiền 3 đôi trục đặc tính kỹ thuật là *Kích thước máy : Dài x Rộng x Cao : 1800 x1600 x1600(mm) *Năng suất máy : 2000kg\giờ *Công suất động cơ :10 kw *Trọng lượng máy :2500 kg *Kích thước 3 đôi trục : 600mmx250mm *Số lượng máy cần dùng : Trong đó M: là số máy cần dùng G= 5254 số lượng malt cần nghiền trong một ngày Q=2000 năng suất máy nghiền T=8(h) thời gian máy làm việc trong 1 ngày Vậy ta chọn 2 máy nghiền Nếu ta chon 2 máy nghiền, để tích kiệm thời gian ta có thể cho 2 máy làm việc 2 ca, mỗi ca 3 tiếng. + Nghiền gạo Lượng gạo cao nhất trong một ngày là : Máy làm việc định kỳ 2 ca mỗi ca 3 giờ *Chọn máy nghiền búa MM-03 *Năng suất máy là 1000kg\giờ *Kích thước guồng nghiền 300x180(mm) *Công suất động cơ : 7 KW *Kích thước máy :Dài xRộng xCao:1400x 1600x1600(mm) *Trọng lượng máy :2000kg *Số búa :72 *Số lượng máy cần dùng là Vậy ta chọ 2 máy Thùng chứa bột malt Một tấn bột malt thể tích là: 1,3 m3 Hao hụt do xay nghiền là: 0,5% Một mẻ cần: 6580kg malt Một mẻ cần:2820kg gao Thể tích dùng cho 1 mẻ là (6580-282)x1.3x10-3x0.995=8.1465 m3 Hệ số đổ đầy là 0.9 vậy thể tích thùng chứa bột malt là : 8.1465/0.9=9.052 m2 Chọn Vthùng=9.1 m2 Chọn hìnhg chứa hình trụ đáy mòn góc ở đáy 60o . ta có chiều cao nón . Chọn D=H góc ở đáy 600 D=H=2.2 (m) h=D/2 tg600=1.9(m) Vậy ta chọn thùng chứa bột malt bằng tôn hình trụ đáy nón góc ở đáy nón góc ở đáy 600chiều cao H=đường kính D D=H=2,2(m) H=1,9(m) Thùng chứa bột gạo : Một tấn bột gạo thể tích là 0.75m3 . Tổn thất do xay nghiền là 0.5% . Thể tích của gạo dùng cho một mẻ là: 2820x0.75x10-3x0.995=2.104 m3 Một tấn bột malt thể tích =1.3m3 vậy 10% malt dùng cho một mẻ là : M==0.364767 m3 Vậy thể tích nguyên liệu là dùng cho một mẻ nấu . 0.364767 + 2.104 = 2.46867 m3 -Thể tích thùng là : D=H=1.85m h=1.24m Gàu tải Để vận chuyển nguyên liệu theo phương thẳng đứng hay phương nghiêng 45o. Nguyên liệu đưa vào sản xuất cao nhất trong một ngày là . Malt : 22712 (kg) Gạo : 9418.8 (kg) Để chuẩn bị nguyên liệu cho nấu 4 mẻ trong một ngày thì ta phải bố trí sao cho đáp ứng đủ hay bố chí hợp lý . Gàu tải mỗi ngày làm việc 2 ca mỗi ca 4 tiếng . 2 tiếng tải gạo 2 tiếng tải malt Lấy hiệu suất làm việc của gàu tải là 0,9 Năng suất làm việc của gàu tải là : Chọn gàu tải đặc tính kỹ thuật Năng suất gàu tải 6.5 tấn \giờ Công suất động cơ 0.8 KW 6. Nồi hồ hoá Lượng gạo nấu cho một mẻ là:2820(kg) Lượng malt lót : 282 Nước phối trộn với nguyên liệu theo tỷ lệ 1:5 Vậy tổng số lượng dịch trong nồi là : (2820 x 6 +2820 x6)x0.995 = 18518.94(kg) Tỷ trọng của dịch bột là 1.08kg/lít Hệ số sử dụng của nồi nấu cháo là 0,8 Vậy thể tích nồi là : Lây H=0,5D Thể tích thùng được tính theo công thức : V=0.15pD3 Các thông số nồi hồ hoá: *Đường kính nồi :D=3.8m *Chiều cao phần lắp :h1=0.38m *Chiều cao phần đáy :h2=0.38m *Chiều cao thân thùng: H=1.9m *Chọn đường kính cánh khuấy 3m *Tốc độ vòng quay 40 vòng /phút *Công suất động cơ 5 Kw *Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt Q: là khối lượng nhiệt qua bề mặt đốt nóng (kcal/h) K: là hệ số dẫn nhiệt : Kcal/m2.h.0C Dt: trung bình hiệu giữa nhiệt độ hơi nóng và khối dịch cần đun nóng Dt=t-ts=140-100=40 Tính Q. Q= Q1/T Trong đó : Q1 : là khối lượng nhiệt cần thiết ở chế độ toả nhiệt max T : là thời gian cấp nhiệt Với nồi hồ hoá Q được xác định ở chu kỳ tải nhiệt lớn nhất tức là thời gian đun từ 45 0C-860C trong 55 phút Q1= GC( t2-t1) Trong đó : G: là khối lượng mẻ nấu C: là tỷ hỗn hợp cháo T2=860C T1=450C Trong đó åM là Tổng nguyên liệu cần đun nóng CCK=0.34kcal/kg0C MCK=2820x0.86+282x0.93=2687.46(kg) CNC=1 MNC=(3102-2687) +3102x5 = 10924.54 (kg) åM= 18518.94(kg) Q1=18518.94x0.64x41=485937Kcal Tính K (hệ số truyền nhiệt) a1 : hệ số cấp nhiệt từ hơi nóng đến thành nồi P=2.5atm thì a=600 kcal/m2h 00C a2: hệ số cấp nhiệt từ thành nồi vào dịch a2 =200Öp kcal/m2h00C=3200 l: Hệ số dẫn nhiệt của thành ống với áo hơi bằng thép l =50 S độ dày của áo hơi , chọn 3x10-3 ( m) Tính Dt Thay số : 7.Nồi đường hoá . Lượng bột malt cho một mẻ nấu là : 6580(kg) Dùng: 282 kg matl lót Lượng dịch có sẵn trong nồi đường hoá là: (6580-282)x6x0.995=37599.06(kg) tỷ trọng dịch là :d=1.08kg/lít Vậy thể tích khối dịch là : Lượng nước từ nồi hồ hoá bơm sang bay hơi là 10% Toàn bộ khối dịch ở nồi đường hoá là: Vtổng =Vđường hoá + Vhồ hoá x 0.9 = 50246.4 lit Hệ số sử dụng nồi là 0.8 . * Vậy thể tích nồi là : Tương tự như nồi hồ hoá Ta chọn H=0.5D Chọn D=5.5m Các thông số nồi đường hoá : *Đường kính:D=5.5m *Chiều cao thân thùng : H=2.75m *Chiều cao phần lắp : h1=1m *Chiều cao phần đáy : h2=0.8m *Đường kính cánh khuấy: 4.6 (m) *Công suất định mức :6 kw Tính bề truyền nhiệt tương tự nồi hồ hoá : Tính Q: Q được xác định ở chu kỳ tải nhiệt lớn từ 65-750C trong vòng 15 phút vì lúc này chu kỳ tải nhiệt là lớn nhất . Q=Q1 /T . Trong đó Q1 : Lượng nhiệt cần thiết để toả nhiệt max. T: thời gian cấp nhiệt Q1=GC(t2-t1) Trong đó G : là khối lưọng một mẻ C:tỷ nhiệt hỗn hợp malt và cháo t1=650C,t2=750C Mmalt=6580x0.93 = 6119.4 kg Mnc =(6580-6119.4)+10924.54x0.9+6580.5 = 43192.686 (kg) Trong đó 0.07 là độ ẩm của malt 0.08 là lượng nước bay hơi khi đun Mchao=2687.46 (kg) G=51999.6 (kg) Q1=51999.6x0.9(75-65)= 467996 kcal Vậy: Tính Dt K=1776Kcal/m2.h.0C Thay số ta có: 8.Máy lọc dịch đường( máy ép lọc khung bản ) Lượng dịch ở nồi đường hoá là: 50246.4 (lit) Trong quá trình đường hoá lượng nước hao hụt 0.3% . Vậy lượng dịch đưa đi lọc là : 50246.4x0.997 = 50095.66 (lít) Hệ số sử dụng máy là: 0.7 *Do đó năng suất máy lọc là : Quá trình lọc trong dịch đường 30-40 (phút) kết thúc . (Chọn là 40 phút) Vậy năng suất máy lọc (lit/giờ): 71565.23x60/40=107347.85 (l/h) Ta có thể sử dụng máy lọc khung bản thông số sau . *Năng suất máy lọc : 108000 lít/h *Kích thước khung :1200´1200´100(mm) *Kích thước bản :1200´1200´50(mm) Mỗi mẻ nấu có :9245 kg bã Mỗi khung có thể tích là : 1200´1200´100=0.144(m3) Số khung cần chứa hết bã là : 9245/144=64.2 Vậy số khung là :65khung Số bản là : 64 bản Máy có kích thước là : 15000 ´300´2000 áp suất lọc : P ban đầu =0.2-0.4 kg/cm2 . áp suất rửa : Pcuối =1.5-1.8 kg/cm2. Thùng chứa bã malt + gạo sau khi lọc . Qua bảng tổng hợp phân bằng sản phẩm 11oBX ta có lượng bã ẩm 1 mẻ là : 9245 kg bã malt + gạo Với độ ẩm 80% chiếm 1 thể tích là 1,5 (lít ) Thể tích khối bã là 9245x1.5=13867.5 (lít ) » 13.8675 m3 Hệ số sử dụng 90% ÞV thùng là : Chọn thùng chứa bã hình trụ đáy nón làm bằng tôn góc ở đáy nón a =60o. D=H D=2.479m3» 2.5m3. D=H=2.5m3. 9.Nồi nước nóng . Mỗi mẻ nấu nước rửa bã cần là 24550 (lít ) Mặt khác khi nấu nồi phải được vệ sinh bằng nước nóng do đó lượng nước vệ sinh thiết bị nồi cháo , nồi đường hoá , nồi nấu hoa , nồi lọc thùng lắng trong đường ống cần khoảng 5450 lít . Vậy lượng nước có trong nồi là : 24550+5450=30000 (lít )=30(m3) Hệ số sử dụng nồi là 0.8 Chọn H=D. Chọn thiết bị đun nóng hình trụ đáy chóp . Có ống xoắn ruột gà . D=3.63m : H=3.63m. Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt của nồi nước nóng . F=Q/kDtt (m2 ) G ( khối lượng nước ) Tính : Q=GC DT .(kcal/h)C (Tỷ nhiệt của nước ) ( C=1kcal/kgoC ) DT =100-25=75oC hiệu số to của nước trước và sau khi đun . G=30 (m3)= 30000 (lit) Vậy Q=30000x1x75=2250000 (kcal/h) Tính Dtt Þ Dtm=1.38.2-25=113.2oC . Dtk=138.2-100=38.2oC . Tính K. ( hệ số truyền nhiệt ) a1=4500 đối với ống ruột gà . a2=2000Öp P=2.5atm. l=50 d chọn =2m m. =0.002m. Vậy : Bề mặt truyền nhiệt: Tính chiều dài ống ruột gà . Chọn đường kính ống ruột gà D =0.03m. Chiều dài là:208.7 m Nhóm các chất trợ lọc cho bia . bột điatomid,, kizelgua. 11. Nồi nấu hoa : Lượng dịch trước khi nấu hoa là Một mẻ là : 116.38x50000/100=58190 lít » 58.2 m3 Lượng hoa bổ xung vào quá trình nấu là (1mẻ ) 0.18x50000/100=90 (kg)=0.09 (m3) Chọn hệ số sử dụng nồi nấu hoa là 0.8 . *Vậy thể tích thực của nồi là : pd3 = 72.863 (m3 )Þ D=H=4.53m -Chọn nồi nấu hoa có các thông số sau *Đường kính nồi : D=4.53m *Chiều cao thân nồi : H=4.53m *Chiều cao chỏm : h1 =0.5m *Chiều cao đáy : h2=0.5m *Đường cách khuấy : D=4m *Tốc độ 30v/phút . Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt của nồi . F=Q/kDt. Với Q=1871983 (kcal/h). a1=600kcal/m2h0C S=3mm=0.003m. Diện tích bề mặt truyền nhiệt là : 12. Thùng lắng cặn và nguội dịch đường đến 90oC . Lượng dịch đường đưa vào một mẻ nấu thể tích là : 113.57x50000/100=56785 (lít ) Hệ số sử dụng 90%. -Thể tích của thùng là : Chọn thùng lắng hình trụ dịch chạy tiếp tuyến với thành ống Chiều cao thân thùng H=D. Chiều cao chỏm cầu h=0.2D Bán kính R=0.5D -Vậy ta chọn nồi lắng xoáy có các thông số sau *Chiều cao nồi : H = D =4.18 m *Chiều cao chóp :h = 0.836 m. 14. Bơm Ta lấy dịch đường từ nồi nấu hoa chuyển sang , công suất bơm qui chuẩn cho toàn bộ dây truyền phân xưởng nấu. Thể tích dịch cho một mẻ nấu là : VVmax = 113.57x5000/100 = 56785 (lit) Thời gian bơm dịch là 20 phút Hệ sô sử dụng bơm 0.8 Vậy năng suất bơm Vậy sử dụng bơm có năng suất 213 (m3/h) Những bơm cần sử dụng : *Bơm 1 Từ nồi hồ hoá sang nồi đường hoá Từ nồi đường hoá sang lọc khung bản *Bơm 2 Từ lọc khung bản sang nấu hoa Từ nấu hoa sang thùng lắng xoáy *Bơm 3 Từ thùng lắng xoáy sang nồi làm lạnh nhanh *Bơm 4 Bơm nước sôi Bơm từ bể chứa chung II.Thiết bị phân xưởng lên men Máy lạnh nhanh : Hạ nhiệt độ từ 90oC - 60oC = nước lã ( thời gian 30 phút ). Khi đó nhiệt độ nước là 20oC ra là 30oC Dùng nước muối để làm lạnh dịch đường từ 60oC -16oC ( trong 35 phút ) Nước muối vào là -10oC Ra là + 5oC. 15.1 Tính diện tích truyền nhiệt đối với nước lã . Q : Lượng nhiệt đi qua K: Hệ số dẫn nhiệt . Dt: Nhiệt độ nước đường . Q= GC (t1-t2) (kcal) G là lượng nước đường kg Một mẻ là 119.63x50000/100=59845 kg C là tỷ nhiệt của nước đường (kcal /kgoC ): C=0.95 t1 , t2 Nhiệt độ đầu và cuối khi làm lạnh dịch đường . t1 =900C ,t2=600 Q=1705582.5(kcal) Trong 30 phút vậy trong 1 giờ là : 1705582.5x2 =3411165(kcal/h) . K=1100kcal/m2hOC Dt1 là hiệu số lớn nhất giữa hơi nóng và khối dịch cần đun . Dt2 là hiệu số nhỏ nhất giữa hơi nóng và khối dịch cần đun . Dt1 =90-30=60 Dt2=60-20=40 Dt1-Dt2=20. Thay số : Gọi diện tích truyền nhiệt của một tấm là 0.8x0.5 Số tấm là : Vậy ta chọn 156 tấm 1.5.2 tính diện tích truyền nhiệt đối với nước muối là : Q= G C( t2 - t1) kcal Q=59845 x 0.95(60-16) =2501521 (kcal) Lượng nhiệt tốn cho cho làm lạnh 160C qui ra 1 giờ là (Từ 35 phút) K=1100(kcal/ m2h0C) Với Dt1=60-2=580C Dt2=16+10=260C Dt1-Dt2=32 Dt1\Dt2=2.23 Thay số số tấm là : + Tính năng suất và chọn thiết bị -Dịch cần làm lạnh một mẻ là 56785(lít) -Hệ số sử dụng thiết bị là :0.8 * Năng suất máy là : -Chọn máy lạnh nhanh có các thông số sau: * Mã máy AUT-11 * Năng suất : 71000 ( lít /h) *Số tấm bản làm lạnh bằng nước thường 156 tấm *Số tấm bản làm bằng nước muối 244 tấm *áp lực cần thiết : * Dịch đường : 3kg/cm2 * Nước : 2 kg/cm2 * Nước muối : 1 kg/cm2 * Kích thước máy : Dài xRộng xCao =2000x1000x1000(mm) 2 Thiết bị lên men 2.1 Quá trình lên men chính và lên men phụ . Trong cùng một thiết bị lên men Hình trụ đáy côn có hệ thống máy lạnh bên ngoài làm bằng thép không dỉ thùng được bảo ôn bằng lớp xốp cần chịu được áp lực óc áp kế đo có hệ thống vệ sinh và thu hồi C02 Lượng dịch đưa vào lên men 1 mẻ là : 110.16 x 50000/100 = 55080(lít) Hệ số sử dụng là 0.85 *Vậy thể tích thùng là: 355080\0.85=64.8 m3 ≈65 m3 Chọn H=1.5D ( góc ở đáy là 600) Chiều cao đáy: -Vậy ta chọn thùng lên men có các thông số sau : * Đường kính D =3,6(m) * Chiều cao thân thùng: H=5.4(m) * Chiều cao đáy h1=3.12(m) * chiều cao chỏm : h2=0.72(m) Tính số lượng thùng lên men: Thời gian lên men chính :7 ngày Thời gian lêm men phụ :10 ngày Thời gian vệ sinh thùng:1 ngày Vậy chu kỳ lên men là 18 ngày 18 ngày cần 18x4=72 thùng (4 mẻ) 4 thùng dự trữ Vây ta chọn 76 thùng Thiết bị gây men giống cấp II Thể tích thùng lên men giống cấp II = 1\10 thể tích thùng lên men chính V1=1/10 x65=6.5(m3) -Ta chọn thùng lêm men giống cấp II có các thông số sau : *Đường kính thùng : D=2.0.23».2.03(m) *Chiều cao thân thùng : H=20.3 (m) * Chiều cao đáy thùng : h1=0.5(m) *Chiều cao chỏm : h2=0.2 (m) Thiết bị lên men giống cấp I V=1/3Vt=1/3x6.5=2.17(m3) -Ta chọn thùng lên men giống có các thông số sau Đường kính thùng :D=1.4(m) Chiều cao thân thùng H=1.4(m) h1=0.4(m) h2=0.1(m) 2.4. Thiết bị rửa men Lượng men thu hồi cứ 100 lít bia thu 20 lít sữa men Vậy 1 lit thu được 0.2 lit Dùng thiết bị V=2Vthu hồi Lượng men thu hồi sau một mẻ là : 50000x0.2=10000(lít) V=2x10000=20000(lít) = 20(m3) Chọn 2 thùng mỗi thùng 10m3 Thân trụ đáy chóp H = D *Đường kính thùng : D=2.34m *Chiều cao thân thùng : H=2.34(m) *Chiều cao đáy : h=0.5(m) *Chọn cánh khuấy mái chèo 5vòng /phút Chọn máy lọc bia Lượng bia cao nhất trong một ngày là : 100.000+67.000=167.000(lít) hệ số sử dụng là : 0.8 mỗi ngày làm việc 4 ca mỗi ca 3 tiếng năng suất máy là : vậy ta chọn máy lọc khung bản kín được làm bằng inox có dùng bột trợ lọc Diatomit vải lọc -Đặc tính kỹ thuật sau: *Năng suất là 30.000lít /giờ *Kích thước Dài xRộng x Cao: 5000x1500x1400(mm) *áp lực tối đa là 8kg/cm2 *Kích thước bản lọc :800x800(mm) *Trọng lượng 5000kg 5. Thùng bão hoà CO2 Lượng bia cần nạp trong một ngày cao nhất là : 100.000+67.000=167.000(lít) Trong đó lượng bia mỗi ngày nạp là : Bia chai :20834 lít Bia hơi :20834lít Chọn thùng co2 hình trụ kiểu đứng được làm bằng inox chịu được áp suất 7kg/cm2 Chọn 4 thùng bão hoà co2 2 thùng dành cho bia chai 2 thung dành cho bia hơi Chọn thùng thể tích V = 65 (m3) H=D D=H=4.36 m III. Phân xưởng chiết chai hoàn thiện sản phẩm Đây là phân xưởng gồm các công đoạn rửa chai, chiết chai ,đập nút thanh trùng dán nhãn đối với bia chai và rửa bock chiết bock đối với bia hơi A.BIA HƠI 1.Máy rửa bock . Lượng bia hơi cần thiết trong ngày cao nhất với 4 ca sản xuất là : 100.000 lit Do hao tổn 0.15% trong quá trình chiết Loại bock có dung tích là : 50(lít) Số lượng cần dùng là Ta chọn máy rửa bock mỗi ngày làm việc 12giờ Hệ số sử dụng máy là :0.8 Vậy ta chọn máy có năng suất là -Ta chọn máy rửa bock có đặc tính kỹ thuật sau: *Năng suất 210 Bock/giờ *Dung tích bock 50(lít) *áp lực nước nóng là 1.5-2atm *Nhiệt độ của nước rửa :50-550C *Công suất động cơ:5kw *Kích thước 2000(mm)x3050(mm)x3100(mm) *Khối lượng 10.000 kg 2. máy chiết bock. Lượng bia cần thiết cao nhất trong ngày là :100.000lít Mỗi ngày làm việc 2ca mỗi ca 4 giờ Hệ số sử dụng máy 0.8 Năng suất máy triết bock: -Ta chọn máy chiết bock U2 của nga có đặc tính kỹ thuật *Năng suất :20000lít /h *áp suất :0.7atm *Công suất động cơ: 8 KW *Kích thước 7000x3000x3000(mm) *Trọng lượng máy : 3000(kg) *Số vòi chiết : 8 vòi B.Bia chai Máy rửa chai : Lượng bia cao nhất trong ngày : 67.000 lit Tiêu hao trong quá trình đóng chai thành phẩm là 4% Vậy năng suất yêu cầu của bia chai có dung tích là 0.5lít Mỗi ngày làm việc 2 ca mỗi ca 6 giờ Hệ số sử dụng máy là 0.8 -Chọn máy rửa chai có đặc tính kỹ thuật sau: *Năng suất 15000chai /h *Chu kỳ một vòng 12,9 phút *Chu kỳ nghỉ 1.9 phút *Dung tích chứa kiềm 6000lít *Đường kính van số kiềm 32(mm) *Lượng nước tiêu tốn 1500 lít /h *Số vòng quay bơm 1450 v/p *Công suất động cơ dẫn 5kw *Bơm nước 2.5kw *Bơm kiềm 2.5kw *Kích thước máy 8000x4000x2000(mm) *Trọng lượng 4000 kg 2 .Máy chiết chai Năng suất chiết tương đương với năng suất rửa chai - Chọn máy có đặc tính kỹ thuật sau : *Năng suất 15000 chai/h *Số chai đóng cùng một lúc 10 (chai) *áp suất không khí 2,5atm *áp suất đóng nút 6 (kg/cm2) *công suất động cơ 3 kw *trọng lượng máy 6000 kg *kích thước máy 2500x3000x2500 (mm) 3.Máy đập nút chai. -Chọn máy có đặc tính kỹ thuật sau: *Năng suất 15000 chai /h *Số chai đóng cùng một lúc 10 (chai) *áp suất không khí 2.5atm *áp suất đóng nút6(kg/cm2) *Công suất động cơ 1.8 kw *Trọng lượng máy 2500kg *Kích thước máy :2000x1000x2500(mm) 4. Máy thanh trùng -Chọn máy có đặc tính kỹ thuật sau: *Năng suất 15000 chai *Dung tích chai 0.5lít *Thể tích bể chứa nước 750C:1.42m3 *Thể tích bể chứa nước 650C:1.78m3 *Thể tích bể chứa nước 350C: 1.155m3 *Lượng nước lạnh 8m3/h *áp suất hơi thanh trùng 2(kg/cm2) *Công suất : bơm bể nước 750C 4Kw bơm bể nước 650C 4Kw bơm bể nước 350C 4Kw *Động cơ chuyển chai vào :2Kw *Kích thước máy : 7000 x 3500 x 3000(mm) *Trọng lượng máy :5000 kg 5. Máy dán nhãn -Chọn máy có đặc tính kỹ thuật sau : *Năng suất 15000 chai/h *Số vòng quay 13.7v\p *Số nhãn dán 5 vòng\chai *Tốc độ bé nhất của băng truyền 0.28(m\s) *Công suất máy 2 KW *Kích thước máy 2500x1500x1000(mm) Bảng tổng hợp thiết bị phân xưởng nấu S TT Tên thiết bị Số lượng Năng suất Công suất động cơ(kw) Kích thước DRC (mm) 1 Cân 1 500 kg 1200x1000x1200 2 Máy nghiền gạo 1 1000kg/h 7 1800x1600x1600 3 Máy nghiền malt 1 2000kg 10 1400x1600x1600 4 Gàu tải. 1 6500kg/h 2 5 Nồi hồ hoá 1 21434lít 5 3800x2660 6 Nồi đường hoá 1 62808lít 5 5500x4550 7 Thiết bị lọc dịch đường 1 108000lít/h 15000x3000x2000 8 Nồi đun nước sôi. 1 37500lít 3630x3630 9 Nối nấu hoa 1 72863lít 5 4530x5530 10 Thùng lắng xoáy 1 63095lít 4180x5016 11 Bơm dịch 4 213000lít 5 Bảng tổng hợp Thiết bị phân xưởng lên men S TT Tên thiết bị Số lượng Năng suất Công suất động cơ(kw) Kích thướcD.R.C (mm) 1 Máy lạnh nhanh 1 71000lít/h 2000x1000x1000 2 Thiết bị lên men 76 65000lít 3600x9240 3 Thiết bị nhân giống Cấp I 1 2170lít 1400x1900 4 Thiết bị nhân giống cấp II 1 6500lít 2030x2100 5 Thiết bị rửa men 2 10m3 2340x2840 6 Máy lọc bia 1 30000lít\h 5000x1500x1400 7 Thùng bão hoà CO2 4 65000lít 4358x4358 Bảng tổng hợp Thiết bị phân xưởng thành phẩm S TT Tên thiết bị Số lượng Năng suất Công suất (kw) Kích thướcD.R.C (mm) 1 Máy rửa bock 1 210bock/h 5 2000x3050x210 2 Máy chiết bock 1 20000lít/h 8 7330x3000x3000 3 Máy rửa chai 1 15000chai/h 10 8000x4000x2000 4 Máy chiết chai 1 15000chai/h 3 2500x3000x2500 5 Máy đập nút 1 15000chai/h 2 2000x1000x2500 6 Máy thanh trùng 1 15000chai/h 2 7000x3500x300 7 Máy dán nhãn 1 15000chai/h 1.5 2500x1500x1000 PHẦN VI TÍNH ĐIỆN -HƠI -LẠNH- NƯỚC Tính hơi cho toàn nhà máy: Tính hơi cho nồi hồ hoá: Trong quá trình hồ hoá nhiệt độ được điều chỉnh như sau: 450C/10’ ® 860C/30’ ® 720C/30’ ® 1000C/60’ Tính lượng hơi cho từng mẻ: Q= G.C(t2 - t1) G: khối lượng dịch của 1 mẻ nấu C: tỷ nhiệt của dịch cháo t1, t2: nhiệt độ đầu, cuối Tính G: khối lượng dịch cho 1 mẻ 18519 kg Tính C: C1: tỷ nhiệt chất hoà tan: 0,34 kcal/kg0C C2: tỷ nhiệt nước nấu: 1 kcal/kg0C W: hàm lượng nước của dịch cháo: 83,33% kcal/kg0C *Tính nhiệt lượng cung cấp cho dịch cháo từ 450C đến 860C Q11 = 18519 x 0,9(86 - 45) =683351.1kcal Lượng nhiệt duy trì dịch cháo ở nhiệt độ 860C/30’ là 540W Lượng nước bay hơi tính cho 1h là 5% Q21 = 540 x 643 = 347220kcal Do quá trình hạ nhiệt độ từ 860C xuống 720C ta không phải cung cấp nhiệt. Vậy lượng nhiệt duy trì 720C/30’ là Q = 540W Lượng nước bay hơi tính cho 1h là 4% Lượng nhiệt nâng dịch hồ hoá lên 1000C/1h là : Q41 = 18509 x 0,9(100 - 72) = 466678.8kcal Lượng nhiệt duy trì dịch cháo ở 1000C/1h là Þ Tổng nhiệt tiêu tốn cho nồi hồ hoá : 2496843.7kcal Tính hơi cho nồi đường hoá: Quá trình đường hoá nhiệt độ được điều chỉnh như sau: 520C/30’ ® 630C/50’ ® 730C/50’ ® 780C/20’ Tương tự như nồi hồ hoá: Q= G.C(t2 - t1) C= 0,9 kcal/kg0C G: khối lượng dịch đường hoá G= 50246.4 x1.08=54266.112kg W: độ ẩm dịch cháo tính theo % W = 83,33% Ban đầu dịch đường hoá đạt 500C để nâng nhiệt độ lên 520C ta dùng công thức Q12 =54266.112 x0.9(52-50)= 97679kcal Lượng nhiệt để duy trì dịch đường hoá ở nhiệt độ 520C/30’ *Nâng nhiệt độ từ 520C lên 630C cần Q32=54266.112x0.9(63-52)= 537234.51kcal Lượng nhiệt để duy trì dịch đường hoá ở nhiệt độ 630C(50’) *Nâng nhiệt độ dịch từ 630C lên 730C cần Q52 = 54266.112 x 0,9(73 -63)= 488395.008 kcal Lượng nhiệt để duy trì dịch đường hoá ở nhiệt độ 730C *Nâng nhiệt từ 730C lên 780C cần lượng nhiệt Q72 = 54266.112 x 0,9(78 - 73 )= 244197.504 kcal Lượng nhiệt duy trì dịch đường hoá 780C trong (20’) Þ Vậy Q2 == 4590886.024 kcal Tính hơi cho nồi nấu hoa với dịch đường Như đã tính ở phần truyền nhiệt đối với nồi nấu hoa : Lượng nhiệt cần cho nồi hồ hoá là : Q3=1871983 kcal Tính hơi cho nồi đun nước 4.1) Lượng nhiệt để đun nóng nước pha trộn nguyên liệu C: tỷ nhiệt của nước = 1 kcal/kg0C G = (2820+282)x5 + (6580-282)x5=47000kg T1 =450 (nhiệt độ nước pha trộn nguyên liệu) T2 = 250(nhiệt độ của nước thường) Q14 = 47000 x (60 - 25) = 1645000 kcal 4.2) Lượng nhiệt đun nóng nước tới 780C để rửa bã malt, gạo, hoa sau khi lọc: Vậy G =49.1x50.000/100 = 24550 (kg) Q24 = 24550 x (78 - 25) = 1301150 kcal 4.3)Tính lượng nhiệt để đun nước nóng tới 600C để rửa thiết bị Nước rửa thiết bị thường sử dụng 8% so với tổng dung tích ba thiết bị cộng lại: Thiết bị đường hoá: 62808 lit Thiết bị hồ hoá: 21434 lit 157105 lit Thiết bị nấu hoa: 72863 lit Þ Q34 = 157105x (60 - 25) = 5498675 kcal 4.4) Tính nhiệt để đun nước nóng tới 1000C để rửa men 2.2x500 = 1100 lit/mẻ G = 10000 kg Þ Q44 = 11000(100 - 25) = 825000 kcal Þ Tổng : Q4 = 825000+5498675+1301150+1645000 = 9269825 kcal Tính tổng lượng hơi tiêu tốn toán xưởng sản xuất Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 =2496843.7+4950886.024+1871983+9269825 =25362519.024 kcal Đổi lượng kcal nhiệt về dạng hơi theo công thức: kg hơi/mẻ Tính lượng hơi cần cung cấp trong thời gian 1h để nấu hoa Coi thời gian cấp hơi là 12h/ngày, mỗi ngày nấu 4 mẻ. Vậy lượng hơi là: kg/h Lượng hơi tổn thất ra môi trường xung quanhh: 15% 15287.87 : 0,85 = 17985.73 kg/h - Chọn nồi hơi có đặc tính kỹ thuật như sau: * Ký hiệu nồi: LHG *Hệ số sử dụng: 0.7 *Năng suất 18.000kghơi/giờ *áp suất làm việc :8 atm Tính nhiên liệu (than) cho nhà máy: Than ở nước ta chủ yếu là than gầy. Vì vậy ta chọn loại than này để đốt lò hơi Nhiệt lượng từ 1 kg than là 5500 kcal/kg Lượng nhiên liệu được tính theo công thức: kg/h D: năng suất nồi hơi in : nhiệt hàm của hơi ở áp suất làm việc in = 660 ih : nhiệt hàm của nước đưa vào nồi = 60 kcal/kg Q: nhiệt lượng của than 5500 kcal/kg h: hệ số tác dụng hữu ích của nồi , 75% kg/h Tổn hao than do khói mang ra ngoài, cháy không hết là 20% Lượng than thực tế: Lượng than dùng hết trong ngày: 3272.75x 24 = 78546kg/ngày lượng than dùng trong một tháng là : 78546x25=1963650 kg - lượng than dùng trong một năm là : 1963650x12=23563800 kg Tính lạnh cho nhà máy Tính lạnh của nhà máy chủ yếu là tính lạnh để hạ nhiệt độ của dịch đường, lạnh cho bộ phận lên men, tàng trữ bia và bão hoà CO2. Tính lạnh để hạ nhiệt độ của dịch đường: Q1 = GC(t1 - t2) G: khối lượng dịch đường cần làm lạnh G=59845 (kg) cho 1 mẻ C: tỷ nhiệt của dịch đường 0,95 kcal/kg0C t1,t2: nhiệt độ đầu, cuối của dịch đường t1 = 600C t2 = 150C Þ Q1 = 59845x0,95(60 - 15)= 2558373.75kcal/h Þ Lượng nhiệt để hạ nhiệt độ dịch đường từ 1000C xuống 150C trong 1 ngày là: 2558373.75x4=10233495 kcal/ngày Tính lạnh cho quá trình lên men: Q21= Gq(b-c) Q2 : là nhiệt lượng lạnh để cung cấp gữ nhiệt trong các thùng lên men để nấm men ổn định phát triển G: khối lượng đường được lên men G=55080x1.054x4=232217.28 kg c: nồng độ chất hoà tan ban đầu của dịch đường 110 S b: nồng độ thực chất còn lại trong dịch đường lên men 3.50S q: lượng nhiệt toả ra khi lên men 1kg đường q=144,6 kcal/kg đường Þ Q21= 232217.28x144,6(12-3.5)/100=2854182.58848kcal/ngày Nhiệt lượng toả ra để hạ xuống nhiệt độ 10C cho nấm men lắng xuống đáy Q22=GC(t2-t1) Trong đó G: là lượng bia tàng trữ trong ngày G=Vxd V: thể tích bia tàng trữ =55080x4=220320 lít G: 1.0117x220320=222897.744kg C: tỷ nhiệt của bia non =0.92 Q22=222897.744x0.92(14-1)= 2665857.01824kcal Vậy tổn hao lạnh do quá trình lên men chính. Q2=2665857.01824+2854182.58848=5520039.61 kcal 3.Tính hao tổn lạnh do quá trình lên men phụ trong một ngày : Tương tự như lên men chính Q1’=232217.28x144,6(3.5-2.5)/100=335786.18688 kcal/ngày *Nhiệt lượng cần giữ bia ở 20C ,trên cơ sở thực nghiệm cứ 100lít bia non cần 25kcal để duy trì nhiệt độ 10C vậy tổn hao lạnh trong một ngày là : Q2’=220320x25/100=55080 kcal Vậy Q3=335786+55080=390866 kcal 4.Tính lạnh để hạ nhiệt độ nước rửa men Q4 = GC(t1 - t2) G: 1000 kg (khối lượng nước làm lạnh) C: tỷ nhiệt =1 t1,t2: nhiệt độ đầu, cuối của dịch đường t1 = 250C t2 = 40C Þ Q4 = 1000x1x(25-4 -)= 92000 kcal 5.Tổn hao lạnh do quá trình sục CO2 sau khi lọc bia nhiệt độ tăng lên 50C ta cho vào thiết bị nạp CO2 có hệ thống nước muối làm lạnh hạ nhiệt độ xuống 10C nhiệt lạnh cần thiết trong ngày : Q5=232217.28x0.92x(5-1)= 854559.6 kcal 6.Tổng nhiệt lạnh cần cho nhà máy trong một ngày: Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5= 17090780.2004 kcal Căn cứ vào lượng nhiệt tiêu tốn ta chọn máy lạnh có các thông số sau. Năng suất máy lạnh được tính theo công thức Q: là tổng lạnh hao tổn cho toàn nhà máy j:là hệ số hao tổn lạnh cho toàn nhà máy =0.9 Số giờ làm việc trong ngày :20 Vậy năng suất là : * Chọn máy lạnh có đặc tính kỹ thuật sau Stt đặc tính đơn vị Thông số 1 Ký hiệu ERW 2 Công suất máy lạnh Kcal/h 1.000.000 3 Công suất tiêu thụ Kw 48/67 4 Công suất động cơ Kw 15.0 5 Số xi lanh Cái 8 6 Hành trình pittong Mn 130 7 đường kính xilanh Mn 150 8 Tốc độ vong quay Vòng/phút 720-690 9 Dung tích pitong M3/h 396-528 10 Kích thước dàI x rộng x cao Mm 2000x1500x1200 11 Khối lượng Kg 2000 Tính điện cho toàn nhà máy Tính phụ tải chiếu sáng: Mục đích của việc chiếu sáng: đảm bảo độ chiếu sáng và tạo ra ánh sáng. Đối với nhà máy bia thường dùng các loại đèn như: đèn bóng có dây tóc phục vụ cho khu sản xuất, đèn neon phục vụ khu vực hành chính. Cách bố trí: các nhà xưởng và khu vực sản xuất bố trí đèn căn cứ vào các thông số sau: Chiều cao đèn H tính từ mặt đất hay sàn nhà trở lên. Lấy H=2.5-4.5m. Khoảng cách giữa các đèn L =2-3m Khoảng cách đèn ngoài cùng đến tường là l=0.25L Số đèn chiếu sáng bố trí theo chiều dọc: A: chiều dài nhà B: chiều rộng nhà Tổng số bóng đèn chiếu sáng N=n1xn2 Tính: Số đèn chiếu sáng nhà nấu nghiền: Lấy L=3 m ; l=0.25 L=0.75m (bóng đèn) (bóng đèn) Tổng số bóng chiếu sáng nhà nấu : N=(n1xn2)=14 x 7 = 98 bóng Chiếu sáng nhà lên men: (bóng đèn) (bóng đèn) Tổng số bóng: 31 x 15 = 465 bóng Chiếu sáng nhà thành phẩm - Bia hơi (bóng đèn) (bóng đèn) - Bia chai (bóng đèn) (bóng đèn) Tổng số bóng: 64 + 88 = 152 bóng Tổng só bóng nhà sản xuất chính là : 152 +465+98 = 715 bóng Công suất mỗi bóng là :0.1Kw/giờ Vậy tổng công suất cho nhà nấu là :715x0.1=71.5 kw Tính điện chiếu sáng của bộ phận phụ trợ cho sản xuất, sinh hoạt: STT Tên công trình Diện tích (m2) Số bóng Công suất (W) Tổng công suất (W) 1 Nhà giới thiệu sản phẩm 300 100 40 4000 2 Nhà ăn, nhà nghỉ 200 30 40 1200 3 Nhà hành chính 400 40 40 1600 4 Nhà để xe 1 500 80 40 3200 5 Nhà để xe 2 300 20 40 800 6 Nhà bảo vệ 100 20 40 800 7 Kho nguyên liệu 200 40 40 1600 8 Nhà vệ sinh 310 30 40 1200 9 Kho chất đốt 300 30 40 1200 10 Nhà nồi hơi. 100 20 40 800 11 Đường đi 3000 50 40 2000 12 Nhà thành phẩm 1 400 40 40 1600 13 Nhà thành phẩm 2 600 60 40 2400 14 Nhà thu hồi CO2 150 15 40 600 15 Xưởng cơ điện 200 20 40 800 16 Bãi vỏ chai 1650 40 40 1600 17 Khu xử lý nước 450 20 40 800 18 Bể nươc 450 10 40 400 19 Trạm hạ thế 50 5 40 200 Tổng cộng 26800 Vậy bộ phận sản xuất dùng 71.5 KW Bộ phận phi sản xuất dùng 26.8 KW Tổng công suất chiếu sáng là: 98.3 KW Tính phụ tải động lực STT Tên thiết bị Số động cơ Công suất định mức (kW) Tổng công suất (kW) Máy nghiền malt 2 10 30 Máy nghiền gạo 2 7 14 Gàu tải 1 2 2 Nồi đường hoá 1 5 5 Nồi hồ hoá 1 5 5 Nồi nấu hoa 1 5 5 Bơn li tâm phân xưởng nấu 6 5 30 Máy rửa bock 1 5 5 Máy chiết bock 1 8 8 Máy chiết chai 1 3 3 Máy rửa chai 1 10 10 Máy đập nút 1 2 2 Máy thanh trùng 1 2 2 Máy dán nhãn 1 1.5 1.5 Máy lạnh 1 15 15 Bơm nước 4 4 16 Bơm khí nén 2 4 8 Tổng công suất: 164.5 kW Trừ hao phí, vậy ta lấy tổng công suất là: 166 kw Ngoài các thiết bị trên còn có các phụ tải khác như hút quạt đẩy gió . nồi hơi,trạm sử lý nước phòng nghiên cứu kiểm nghiểm tất cả lấy =25% phụ tảI động lực nhà máy 166 x 0.25=41.5 Tổng công suất sử dụng điện là: 41.5 + 166 + 71.5 + 26.8 =305.8 Kw * Xác định phụ tải tính toán : Phụ tải tính toán tức là công suất tính toán dùng thực tế tính toán và chọn máy biến áp phù hợp cho nhà máy : ptt=Kc.pđl với Kc: hệ số phụ thuộc vào mức mang tải của thiết bị Pdl : phụ tải động lực nhà máy Vậy: ptt=0.6 x 305.8= 183.48 (kw) Xác định công suất và dng lượng . Xác định hệ số công suất cosj Hệ số công suất để xác định phụ tải làm việc thực tế của các thiết bị mang tải Trong đó : åP:tổng công suất các thiết bị điện åQ:công suất phản kháng của các thiết bị điện thực tế các thiết bị điện thường làm việc non tải nên: trong đó :Ptd=Kc.Pdl+ Kk.Pcs kk : hệ số chiếu sáng Kk=0.9 Kc=0.6 Pdl: công suất động lực =305.8KW Pcs: công suất chiếu sáng Vậy Ptd=0.6 x 305.8 x 0.9x98.3=271.95 KW Với cos d=0.65 thì d=490C tgd=1.15 Ta có : Qphu=271.95 x 1.15=312.8 (kw/giờ) Tính dung lượng bù . Mục đích là nâng hệ số cos mục đích là dùng tụ điện . Dung lượng của tụ xác định như sau Qbù=Ptđ(tgd1 -tgd2 ) Trong đó : Tgd1: tương ứng với cosd là hệ số công suất ban đầu Tg d2 :tương ứng với cosd2 là hệ số công suất nâng lên Khi có tụ điện thì cosd2 =0.95 Tacó cosd2 =0.95 thì tgd2 =0.31 Qbù=271.95(1.15-0.31) =228.438 kw Chọn máy biến áp cho nhà máy Máy biến áp được tính theo công thức Ta chọn máy biến áp có công suất 500 kw VI .Điện năng tiêu thụ trong năm Hệ số sử dụng máy móc thiết bị lấy 70% Cosj :hệ số công suất :0.8 Thời gian sử dụng điện lấy 85% Số giờ sử dụng điện /năm là 300x24 Vậy tổng năng lượng điện cần sử dụng trong một năm: 305.8 x 0.85 x 0.8 x 300 x 24= 1497196.8 kW/năm Tính nước cho toàn nhà máy Nước dùng cho phân xưởng nấu: Nước dùng để pha trộn nguyên liệu: Nguyên liệu malt cho một mẻ nấu: 6580 kg Nguyên liệu gạo cho một mẻ nấu: 2820 kg Tổng lượng nguyên liệu: 6580 +2880 = 9460 kg Lượng nước cần phải phối trộn là: 9460 x 5 =47300 kg (tỷ lệ nguyên liệu trên nước bằng 1/5) Ngày nấu 4 mẻ, do vậy lượng nước cần pha trộn là: 47300 x 4 = 189200 lit/ngày Nước dùng để rửa bã sau khi lọc 24550 cho một mẻ Vậy ngày nấu 4 mẻ là : 24550 x 4=98200 (lít) Lượng nước dùng vệ sinh và rửa thiết bị: 31700 x 2=63400 (lít)/ngày Tổng lượng nước dùng cho khâu nấu: V1= 189200+98200+63400=350800 lit/ngày Nước dùng cho bộ phận làm lạnh dịch đường: Nước dùng để làm nguội dịch đường lấy gấp 2 lần so với lượng dịch đường: Theo phân tích cân bằng sản phẩm, lượng dịch cần lám nguội: 56785 lit/mẻ ÞLượng dịch cho 4mẻ nấu: 227140 lit/ngày lượng nước sau khi làm lạnh bị hao hụt20% ÞNước làm lạnh dịch đường là : 227140 x 2 x 20/100 =90856 (lít/ngày) Nước vệ sinh: 227140 x 0.1=22714 lit/ngày Lấy 23000(lít)/ngày Tổng lượng nước cho bộ phận làm lạnh: V2 = 90856 +23000=113856 lit Nước vệ sinh cho bộ phận lên men: Nước rửa thiết bị lên men thường lấy 5% so với dung tích thiết bị. Mỗi ngày vệ sinh 2 thùng. Thể tích thùng lên men là 65 m3 Þ lượng nước cần dùng là: lít /ngày Nước vệ sinh sàn nhà, thùng thu hồi men: 1 m2 sàn nhà ta dùng 3 lit/ngày 3600 m2 sàn nhà ta dùng hết 10800 lit/ngày Nước rửa men: ta dùng1000 l/ngày Nước rửa máy lọc bia: ta dùng 1200 l/ngày Tổng lượng nước cần dùng cho bộ phận lên men là: V3 =13000 +10800 +1000+1200= 26000 lit/ngày Nước dùng cho bộ phận thành phẩm: Lượng bia hơi ra trong một ngày: 100.000 lit Dung tích mỗi bock là :50 Do đó số lượng bock cần rửa: Lượng nước rửa bock là : 2000x15=30.000 lít Nước vệ sinh nhà xưởng, máy: 2000 lit/ngày Nước vệ sinh máy chiết chai: 1000 lit/ngày Nước dùng cho máy rửa chai: Trung bình 100 lit bia sử dụng hết 200 cái chai(dung tích 500ml) 67.000 lit(lượng bia/ngày) 134.000chai Mỗi chai rửa hết 3 lit nước Þ nước rửa chai: 134.000x3 = 402.000 lit/ngày Tổnglượng nước dùng cho bộ phận thành phẩm là : V4= 30.000 +2000 +1000 + 402.000= 435.000 lit/ngày Nước dùng cho máy lạnh: Trung bình cứ 1000 kcal tiêu thụ hết 20 lit nước Tổng lượng lạnh cho nhà máy là: V5=341815.6 (lít /ngày) Nước dùng cho nồi hơi Theo thực tế thì lượng nước dùng cho nồi hơi bằng lượng hơi cung cấp cho toàn nhà máy. Nhưng 80% lượng hơi ngưng tụ được đưa trở lại nồi hơi nên lượng nước cần cho nồi hơi bằng 20% lượng hơi cung cấp cho nhà máy, biết tổng lượng hơi cho toàn nhà máy bằng kg hơi/mẻ Ngày nấu 4 mẻ nên x 4 = 183454.4 lit/ngày Vậy lượng nước là (lít /ngày) Vậy: V6=2076.8(lít/ngày) Nước dùng cho công nhân viên ,cán bộ nhà máy Tổng số người trong nhà máy là : 250 người V7=250 x 40=10.000lít * Tổng lượng nước cho toàn nhà máy V =1279548.4 (lít /ngày)» 1279.5484m3 /ngày Vậy lượng nước dùng trong một ngày là : 1280 (m3) Vậy lượng nước dùng trong một năm là : 1280 x 12 x 25 = 384000 m3 PHẦN VII. TÍNH XÂY DỰNG I.Xây dựng nhà máy bia năng suất 45 triệu lít năm Nhà máy được xây dựng ở quận Kiến An thuộc Thành Phố Hải Phòng. Trước đây Kiến An là một Huyện của tỉnh nhưng đã được sát nhập thành quận từ mấy năm trước. Đây là nơi có diện tích đất chưa sử dụng tương đối lớn(Thuận tiện cho việc mua cũng như thuê đất) - Địa hình khu đất bằng phẳng không bị xảy ra ngập lụt khi có mưa bão Hệ thống cấp thoát nước thuận tiện Nguồn nước thành phố và nguồn nước tự khai thác Vị trí nhà máy nằm về phía đông nam của thành phố cách đưòng cao tốc xuyên xuất Hà Nội Hải Phòng không xa nên rất thuận tiện cho quá trình vận chuyển thiết bị , nguyên liệu và sản phẩm Vật liệu xây dựng lấy từ nguồn cung cấp nguyên liệu ở thành phố II. Giải pháp hình khối mặt bằng . Tổng bình đồ nhà máy là một vấn đề quan trọng trong thiết kế .khi xây dựng phải đảm bảo các yêu cầu sau: -Tổng bình đồ phải phù hợp với dây truyền sản xuất ngắn nhất . dây truyền không chồng chéo lên nhau và phù hợp với cải tiến công nghệ trong tương lai. Bố trí tổng bình đồ sao cho đảm bảo giao thông gữa các bộ phận trong nhà máy và bên ngoài. Đường giao thông ngắn nhất , đơn giản nhất , ta bố trí đưòng giao thông tuần hoàn Kết hợp chặt chẽ các điều kiện địa hình ,địa chất ,công trình ,thuỷ văn sao cho thi công được dễ dàngà tiết kiệm Đảm bảo vệ sinh an toàn phòng cháy chữa cháy . III . Tính thuyết minh phân xưởng Nhà sản xuất chính Gồm các bộ phận : nghiền nguyên liệu , nấu ,lên men và thành phẩm được xây dựng Phân xưởng nấu : Chiều dài 40 m Chiều rộng 15 m Phân xưởng lên men : Chiều dài 90 m Chiều rộng 42 m Phân xưởng thành phẩm : - Bia hơi: Chiều dài 20 m Chiều rộng 20m Bia chai: Chiều dài 30 m Chiều rộng 20m Cả 3 phân xưởng gộp vào thành nhà sản xuất chính Được kết cấu nhà khung chịu lực ,tường bao che .Mái được kết cấu mái lập tôn xà gồ hướng thép chữ c vì kèo sát khu vực phòng lạnh để dầm sàn hệ thống cốt thép toàn khối và có lớp cách nhiệt Kích thước cột : 250x250mm Tường dày 2500mm phân xưởng nấu : diện tích 26x20=520m2 Gồm 2 nhà + nhà chuyển bị nguyên liệu : Diện tích là 144 m2 Gồm các thiết bị 1. Cân nguyên liệu 2. Máy nghiền malt 3. Máy nghiền gạo 4. Gàu tải + Nhà nấu :Diện tích là 456 m2 Gồm các thiết bị : 1 Nồi nước nóng 1 Nồi nấu cháo 1 Nồi đường hóa 1 Máy lọc khung bản 1 Nồi nấu hoa 1Thùng lắng xoáy Phân xưởng lên men : Diện tích là 3780 m2 + Phòng vi sinh vật, chứa men giống diện tích là 18 x12=216 m2 + Phòng vệ sinh, chứa dụng cụ : 12 x 12 = 144 m2 + Phòng lên men chính diện tích là : 3420 m2 c)Phân xưởng thành phẩm - Bia hơi: Diện tích là : 400 m2 - Bia chai: Diện tích là : 600 m2 Phòng hành chính . Là khu nhà 3 tầng nằm ở ngay cổng chính đi vào tiện lợi cho cán bộ công nhân viên đi vào làm việc và khách đến giao dịch Nhà được xây diện tích là : 40 x 10 = 400 m2 Cao mỗi tầng là 3.3m Cầu thang bố chí giữa nhà rộng 2m Hành lang nhà 1 m Nhà được xây các phòng như sau . + Phòng giám đốc + Phòng kế toán tài vụ + Phòng họp + Phòng khách + Phòng kế hoạch + Phòng công đoàn Nhà giới thiệu sản phẩm Diện tích nhà : 30 x 10 = 300m2 Được xây dựng gần cổng chính, có cửa lớn quay ra đường chính thuận lợi cho việc bày bán và giới thiệu sản phẩm. Tại đây có có trưng bày 1 số mẫu và các nhãn hiệu nhà máy Nhà ăn và nhà nghỉ của công nhân Diện tích là : 12x20=240 m2 Nhà để xe . Diện tích là : 800 m2 Nhà bảo vệ Diện tích : 100 m2 Kho chất đốt Diện tích: 300 m2 9.Kho nguyên liệu : Diện tích là 18x12=216m2 10. Nhà xử lý nước Diện tích là : 450 m2 11. Trạm biến thế Diện tích 50 m2 Mục đích là chuyển điện cao thế thành điện sản xuất 12. Hệ thống sử lý nước thải Ta chọn hệ thống sử lý nước thải aeroten Diện tích là: 450m2 15. Khu vệ sinh, Diện tích : 310 m2 16. N