thiết kế phân xưởng lên men bia dịch đường nồng độ cao 18bx, năng suất 27 triệu lítnăm

Bên cạnh đó, sản xuất bia theo phương pháp lên men cổ điển với một qui trình công nghệ tối ưu, thời gian lên men kéo dài sẽ tạo ra một sản phẩm bia hoàn hảo về mùi, vị cũng như các chỉ t

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay ngành công nghệ thực phẩm là một ngành khoa học đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Nó đáp ứng nhu cầu về dinh dưỡng của con người ngày càng cao và góp phần giải quyết công việc cho người lao động Ở nước

ta công nghiệp nước giải khát đang phát triển mạnh trong đó phải kể đến là sản phẩm bia.

Bia là loại nước uống có độ cồn thấp, có mùi thơm đặc trưng và vị đắng dịu của hoa houblon Ngoài khả năng làm thỏa mãn nhu cầu giải khát, bia còn cung cấp một lượng lớn năng lượng cho cơ thể con người.

Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là: malt đại mạch, hoa houblon và nước Ngoài ra để làm tăng hiệu quả kinh tế hoặc để đáp ứng nhu cầu và thị hiếu của người tiêu dùng, các nhà máy còn sử dụng thêm một số nguyên liệu khác để thay thế một phần malt đại mạch như: Ðại mạch chưa nẩy mầm, gạo, ngô đã tách phôi, malt thóc, để sản xuất bia

Bia được sản xuất với nhiều phương pháp và với nhiều loại nguyên liệu thay thế khác nhau nên có nhiều loại bia và mỗi loại bia được đặc trưng bởi mùi vị, màu sắc, độ rượu khác nhau

Nước ta có ưu điểm là thị trường giải khát lớn Do chính sách mở cửa của nhà nước các thương hiệu bia nước ngoài tràn ngập vào thị trường Việt Nam tạo ra sức cạnh tranh rất lớn Vì vậy, nước ta cần tạo ra một loại bia có chất lượng cao và giá thành sản phẩm ổn định, đẩy mạnh xuất khẩu.

Hiện nay trên thế giới đã nghiên cứa ra những chủng nấm men bia với những qui trình công nghệ hiện đại đã tạo ra các loại bia có chất lượng cao Bên cạnh đó, sản xuất bia theo phương pháp lên men cổ điển với một qui trình công nghệ tối ưu, thời gian lên men kéo dài sẽ tạo ra một sản phẩm bia hoàn hảo về mùi, vị cũng như các chỉ tiêu chất lượng khác.

Với mục đích trên, tôi được phân công thiết kế phân xưởng lên men bia dịch đường nồng độ cao 18Bx, năng suất 27 triệu lít/năm.

CHƯƠNG I: NGUYÊN LIỆU

Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon, nước

và sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo

2.1 Malt đại mạch:

1 Vai trò:

-Malt đại mạch vừa là tác nhân đường hoá, vừa là nguyên liệu đặc trưng dùng

để sản xuất bia, bia sản xuất từ malt của đai mạch có mùi vị và tính chất công nghệhơn hẳn so với bia được sản xuất từ malt của các hạt hoà thảo khác

2 Thành phần hoá học:

Thành phần hoá học trung bình của malt bia tính theo phần trăm chất khô là:tinh bột 58%, đường khử 4%, sacaroza 5%, pentozan hoà tan 1%, pentozan vàhexozan không hoà tan 9%, xenluloza 6%, chất chứa nitơ 10%, chất béo 2.5%, chấtkhoáng 2.5% Ngoài ra trong malt còn chứa một ít chất inozit, chất màu, các tanin,chất đắng Trong malt còn chứa các enzim thuỷ phân như: ,-amylaza, proteinaza,peptinaza, fitaza, xitaza, amylophotphataza…

3 Chỉ tiêu chất lượng của malt:

+ Phải sạch, có mùi thơm đặc trưng, có vị ngọt, màu vàng sáng đều Khôngđược có mùi vị lạ, không mốc, không hôi khói

+ Kích thước hạt malt phải đồng đều : Hạt trên sàng 2,8mm và 2,5mm chiếm94%, hạt dưới sàng 2,2mm không quá 0,5%

+ Khối lượng riêng của malt trong khoảng 520 - 600gam/lít

+ Ðộ ẩm của malt không quá 6%

+ Malt có thời gian đường hoá 1035phút, hoạt lực amylaza là 100-300 đơnvị

2.2 Hoa houblon:

1 Vai trò:

Hoa houblon là nguyên liệu không thể thiếu được trong sản xuất bia Nó làmcho bia có mùi thơm và vị đắng dễ chịu, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng

độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm

Người ta có thể sử dụng cao hoa, hoa viên hoặc hoa nguyên cánh

2 Thành phần hoá học

Thành phần hoá học của hoa houblon gồm nhiều chất khác nhau nhưng cácchất có giá trị trong công nghệ sản xuất bia là nhựa houblon, các tanin và tinh dầu.Ngoài ra trong hoa còn chứa một số chất khác như: protein, mỡ, sáp, các hợp chấtphiprotein

+ Nhựa hoa houblon là thành phần chính và quan trọng của hoa houblon baogồm nhựa cứng và nhựa mềm

+ Các chất tanin của hoa houblon là các polyphenol, dễ hoà tan trong nước, dễ

bị ôxi hoá nên nó bảo vệ nhựa houblon

+Tinh dầu hoa houblon là một hỗn hợp phức tạp của các hydrat cacbon vànhiều hợp chất chứa ôxi dạng tecpen Tinh dầu houblon không hoà tan trong nướcnhưng dễ bay theo hơi nước

3.Phương pháp bảo quản và nâng cao hiệu quả sử dụng hoa:

Để bảo quản tốt cần giữ hoa trong các điều kiện sau:

- Ngăn chăn sự xâm nhập của không khí vào hoa bằng cách bảo quản trong thùng kín hoặc môi trường khí trơ

-Xông SO2 để hạn chế sự oxi hoá và phát triển của vi sinh vật

-Bảo quản ở nhiệt độ thấp, gần 00C vì ở nhiệt độ thấp có tác dụng kiềm chế các quá trình hoá học, hạn chế sự phát triển của vi sinh vật

-Cách ẩm tốt

Hiệu quả sử dụng các chất đắng còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khi đun sôihoa với dịch đường, quan trọng nhất là thời gian và cường độ đun sôi, lượng hoa sửdụng và pH của dịch đường

2.3 Nước:

1 Vai trò:

Hàm lượng nước trong bia thành phẩm chiếm trung bình khoảng 90% Trongnhà máy bia nước được dùng với nhiều mục đích khác nhau: xử lý nguyên liệu, nấunguyên liệu, làm nguội bán thành phẩm, thanh trùng, vệ sinh sát trùng thiết bị, vệsinh xí nghiệp…Do đó lượng nước dùng trong nhà máy rất lớn

2 Thành phần hoá học:

Nước thực chất là một dung dịch loãng của các loại muối ở dạng ion

-Nhóm cation chiếm nhiều nhất là: Ca2+, Mg2+, H+, Na+, K+, Fe2+, Mn2+, Al3+.-Nhóm anion chủ yếu là: OH-, HCO3-, Cl-, SO42-,NO3-, NO2-, SiO32-, PO43-.Các muối của canxi và magie là nguyên nhân gây độ cứng của nước

3 Những yêu cầu cơ bản của nước dùng nấu bia:

Nước dùng để nấu bia trước hết phải trong suốt, không màu, có mùi dễ chịuhoặc không mùi và không chứa các vi sinh vật gây bệnh

- Độ cứng trung bình của nước 5-6 miligam đương lượng/lit

- pH= 6,87,3

- Độ oxi hoá không vượt quá 1-2 mg/lit

- Hàm lượng cặn khô không vượt quá 600mg/lit

Các chỉ tiêu sinh học:

- Chuẩn độ coli không nhỏ hơn 300ml

- Chỉ số coli không lớn hơn 3

2.4 Nguyên liệu thay thế:

Người ta sử dụng nguyên liệu thay thế trong sản xuất bia nhằm mục đích giảmgiá thành sản phẩm Đối với nhà máy sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo

2.5 Nấm men bia:

Men bia có hai chủng :

-Saccharomyces cerevisiae: Thuộc loại lên men nổi.

-Saccharomyces carlsbergensis: Thuộc loại lên men chìm

Ở đây ta sử dụng nấm men chìm, lên men ở nhiệt độ 100C và ngừng lên men ởnhiệt độ 00C

Chủng nấm men chìm có chứa enzim melibiaza lên men được hoàn toànđường rafinose Vào thời kỳ cuối của lên men chính, chủng men chìm lắng xuốngđáy thiết bị lên men vào tạo thành kết tủa đặc, đồng thời cũng kéo theo những chất

lơ lững góp phần làm trong bia

Khi sử dụng men chìm , một phần nấm men bị yếu và nó kết tủa kém cho nên

có thể làm cho bia có mùi men Do đó phải thường xuyên thay men Tuy nhiên menchìm ít bị nhiễm khuẩn

 Yêu cầu của nấm men:

Đối với lên men dịch đường có nồng độ cao thì phải chọn chủng nấm menchịu được áp suất thẩm thấu lớn và chịu được độ cồn cao

 Phương pháp nuôi cấy nấm men giống :

- Nuôi cấy nấm men giống thuần khiết :

Nấm men giống thuần khiết được nuôi cấy qua 2 giai đoạn : Giai đoạn nuôicấy trong phòng thí nghiệm và nuôi cấy sản xuất

Nấm men thuần khiết là nấm men thu nhận từ một tế bào Trong phòng thínghiệm, để đảm bảo men giống người ta nuôi cấy nó trong môi trường dịch đường10% và bảo quản ở nhiệt độ 2 ÷ 4 0C Sau thời gian 1÷2 tháng phải cấy chuyền 1lần

Ðể đưa men giống vào sản xuất, trước hết phải nuôi cấy trong phòng thínghiệm cho đến 5 ÷10lít Sau đó nhân giống trong các thiết bị chuyên dụng đặttrong phòng bên cạnh phân xưởng lên men Mỗi lần nhân giống , thể tích men giốngtăng từ 5 ÷ 7 lần

Men thuần khiết thường phải tuyển chọn và bắt đầu nuôi cấy ở 250C Trongphòng thí nghiệm nó sinh sản ở nhiệt độ 18 ÷ 200C Khi đưa vào nuôi cấy sản xuất

thì cho nĩ phát triển ở 12 ÷ 150C và tiếp tục giảm đến 8 ÷ 100C rồi đưa vào thiết bịlên men.

Ðể nấm men giống sinh sản nhanh, dịch men chuyển từ giai đoạn trước sanggiai đoạn sau phải đang ở thời kỳ lên men mạnh

Thiết bị nuơi cấy men giống gồm các thùng hình trụ bằng inox hoặc thépkhơng gỉ, cĩ thể tích hữu ích khác nhau Trước khi tiến hành nuơi cấy yêu cầu thiết

bị và mơi trường phải vơ trùng tuyệt đối

- Xử lý men cái :

Men cái được thu vào các chậu chuyên dùng và chuyển đến phân xưởng lênmen để xử lý Ðầu tiên men cái được trộn với nước vơ trùng cĩ cùng thể tích, sau đĩcho qua rây cĩ đường kính 0,4 ÷ 0,6mm và đem ngâm trong nước lạnh Hằng ngàyphải thay nước cho men và giữ nhiệt độ của nước trong thiết bị bảo quản gần 00C.Trong nước lạnh, nấm men cĩ thể bảo quản tốt từ 4 ÷ 6 ngày

Ðể lên men trở lại ta tiến hành như sau: Men cái sau khi đã rửa và sát trùng thìcho trộn với dịch lên men theo tỉ lệ 2 ÷ 6lít men/100lít dịch đường, khuấy đều rồi

để yên 1 ÷ 3 giờ Cho lên men ở nhiệt độ khơng vượt quá nhiệt độ lên men chínhđầu tiên Khi nào nấm men nẩy chồi mạnh và rượu tạo thành khoảng 0,3% coi nhưđược Men cái cĩ thể tái sử dụng nhiều lần Tuy nhiên số lần tái sinh cịn phụ thuộcvào hoạt lực và sự nhiễm tạp của nĩ

Lên men phụ và tàng trữ bia nonLàm trong bia

Ổn định bia

Đi chiết rót

sữa men xử lý

GiốngCặn

Nước vô trùng

Lên men là quá trình rất quan trọng trong công nghệ sản xuất bia, nó quyếtđịnh đến chất lượng của sản phẩm và năng suất của nhà máy.

2.1.1 Lên men chính:

2.1.1.1 Bản chất:

Khi lên men chính dịch đường houblon hoá, một lượng lớn cơ chất, chủ yếu làđường và dextrin bậc thấp bị nấm men hấp thụ để tạo thành rượu etylic, khícacbonic và các sản phẩm phụ Sản phẩm của quá trình lên men chính là bia non

2.1.1.2.Tiến hành lên men chính:

Dịch lên men sau khi làm lạnh được chuyển vào thùng lên men Dịch mengiống được chuyển vào thùng lên men theo luồng dịch đường với tỉ lệ men giống 1lít men giống đặc /100 lít dịch lên men nhằm tạo điều kiện cho nấm men tiếp xúc tốtvới môi trường và nhanh bước vào gian đoạn lên men đầu Nhiệt độ lên men chính

là 100C, áp suất dư trong thiết bị lên men chính là 0,2÷ 0,4at

CO2 sinh ra trong quá trình lên men sẽ hòa tan vào bia non một phần Ðộ hoàtan của CO2 vào bia non sẽ tăng khi nhiệt độ giảm, do đó để đảm bảo lượng CO2hòa tan trong bia nhiều thì nhiệt độ thời kỳ cuối của quá trình lên men còn khoảng

50C, hàm lượng CO2 trong bia non phải đạt 0,2%

Thời gian lên men chính phụ thuộc vào nồng độ dịch lên men đầu tiên vànhiệt độ lên men Lên men chính được xem là kết thúc khi chất chiết trong dịch lênmen giảm đi từ 0,2% ngày đêm Đối với dịch lên men có nồng độ 18Bx thì thời gianlên men chọn 9 ngày

2.1.2 Lên men phụ và tàng trữ bia non.

2.1.2.1 Mục đích:

Lên men phần đường còn lại để bổ sung CO2 cho bia và hoàn thiện chất lượngcủa bia

2.1.2.2 Tiến hành lên men phụ:

Quá trình lên men phụ được tiến hành trong các thùng kín đặt trong phònglạnh từ 1÷20C Nhiệt độ lên men phụ khoảng 10C, áp suất dư 0,3÷0.7 at Trong quátrình lên men phụ cần theo dõi áp suất trong thiết bị lên men, mức độ trong của bia,nhiệt độ trong phân xưởng

Bia non được chuyển vào từ đáy thiết bị nhằm giảm sự tạo bọt và giảm mấtmát CO2 Ðầu tiên có thể cho bia chảy nhanh nhưng về sau do có sự tạo bọt nên chobia chảy gián đoạn Khi bia non đã đầy thùng bắt đầu thải không khí trên bề mặt bianon Ðể đảm bảo bia thành phẩm có chất lượng như nhau về màu sắc, mùi vị cũngnhư thành phần hóa học thì bia non từ một thùng lên men chính có thể chuyển vàonhiều thùng lên men phụ Quá trình chuyển bia non vào thiết bị lên men phụ có thể

tiến hành từ từ và kéo dài 1÷2 ngày đêm Tuy nhiên sau 2 ngày đêm thì thùng lênmen phụ cần phải chứa đầy bia non nếu không thì dễ bị nhiễm vi sinh vật và sự bãohòa CO2 khó do sự bốc hơi của nó Khi bia chứa đầy thùng thì đóng van điều chỉnh

áp suất, tiến hành thải không khí trên bề mặt bia và nâng áp suất đạt theo yêu cầu.Quá trình nâng cao áp suất kéo dài 1÷3 ngày kể từ lúc chuyển xong bia nonvào Nếu nâng áp suất quá nhanh thì không khí trên bề mặt bia non sẽ hòa tan vàobia và oxy trong không khí sẽ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia thành phẩm Thời gian lên men phụ là 39 ngày Sau khi lên men phụ bia được chuyển vàothùng chứa và đem đi lọc

Bia ra khỏi máy lọc lúc đầu thường còn đục nên cho hồi lưu lọc trở lại, khi nàobia có độ trong đạt yêu cầu mới cho vào thùng chứa Áp suất lọc của thiết bị là 1,2-1,3at Nếu vượt khỏi 3at thì lớp vải lọc có thể bọ rách

2.3 Ổn định bia sau lọc:

Bia sau khi lọc thì hàm lượng CO2 bị giảm do đó để khôi phục lại sự bão hoà

CO2 trong bia thì sau khi lọc, bia được giữ trong thùng chứa ở nhiệt độ 0,5-10Cdưới áp suất của CO2 là 0,5at và thời gian tối thiểu là 4 giờ Hàm lượng CO2 trongbia thành phẩm phải đạt ít nhất là 0,3% khối lượng Nếu chưa đạt được hàm lượng

CO2 này phải bổ sung CO2 cho bia

II Tính cân bằng sản phẩm:

18 404 , 107

Thể tích riêng của nước ở 200C là 1000,77x10-6 (kg/mm³)/kg) [2, tr 12]

và ở 100C là 1000,27x10-6 (kg/mm³)/kg)

Như vậy thể tích của dịch lên men là :

99 , 95

10 77 , 1000

10 27 , 1000 100

98    (kg/mlit)

2.1.6 Lượng nước vô trùng cần bổ sung:

Chọn lượng nước vô trùng bổ sung để đạt độ bia là 10%

công

đoạn

lênmenchính

lênmenphụ

lọcbia

chiếtrót vàthanhtrùngtiêu

hao,

%

Theo mục (kg/m2.1.1), lượng chất khô có trong dịch lên men ban đầu là 19,33kg Haohụt qua các công đoạn lên men chính, lên men phụ, lọc là 2,5%.

Lượng chất khô còn lại là: 18 , 85

100

5 , 2 100 33 ,

Lượng bia sau khi pha nước là:

-Tính theo khối lượng: 188 , 5

10

100 85 , 18





(kg/mkg)-Tính theo thể tích:

Khối lượng riêng của dịch đường 10% ở 20oC là:  =1039,98 (kg/mkg/m3) [2, tr 58]

Thể tích của bia 10% ở 20oC là: 181 , 25

98 , 1039

10 5 ,





(kg/mlít)Tiến hành lọc ở 1oC nên có sự giảm thể tích bia, ta coi sự giảm này cũng là sự giảmthể tích riêng của nước theo nhiệt độ

Thể tích riêng của nước ở 20oC là: 1000,77x10-6 (kg/mm3/kg) [2, tr 12]

Và ở 1oC là: 1000,07x10-6 (kg/mm3/kg)

Do đó lượng bia sau khi pha nước vào là: 181 , 12

10 77 , 1000

10 07 , 1000 25

, 181

2.1.7 Lượng bia sau khi chiết rót và thanh trùng:

69 , 175 100

) 3 100 (kg/m 12 , 181







(kg/mlít)

2.1.8 Lượng men giống đặc cần dùng:

Cứ 100 lit dịch lên men thì cần 1lit men giống đặc có độ ẩm 8588% Vậy lượng men giống cần dùng là:

999 , 0 100

1 95 , 99

58

x 33 , 19

 (kg/mkg)Phần lớn các chất lên men được trong dịch lên men là disaccarit Nên quátrình lên men được biểu diễn bởi phương trình :

C12H22O11 + H2O  2C6H12O6 342

2C6H12O6 4 C2H5OH + 4CO2 + Q 176

Lượng CO2 sinh ra :

zymaza

77 , 5 342

176

x 21 , 11

 (kg/mkg)Chọn hàm lượng CO2 trong bia chiếm 0,4 %, do đó hàm lượng CO2 liên kếttrong bia là :

72 , 0 100

0,4

x 12 , 181

 (kg/mkg)Vậy lượng CO2 tự do thu hồi được :

5,77- 0,72 = 5,05 (kg/mkg)

2.1.10 Lượng men thu hồi :

Thường cứ 100 lít dịch lên men thì thu được 2 lít sữa men có độ ẩm 85%,trong số đó chỉ có 1lít dùng làm men giống, số còn lại được sử dụng vào mục đíchkhác

-Lượng sữa men thu hồi được:

1 , 999

100

2 95 , 99





= 2 (kg/mlit) -Lượng sữa men dùng làm giống:

0 , 9995

100

1 95 , 99

2.2 Kế hoạch sản xuất của nhà máy:

Nhà máy làm việc một năm 12 tháng, nghỉ các ngày lễ, chủ nhật Một ngày

Đối với phân xưởng lên men, do đặc thù của công nghệ nên làm việc liêntục.

2.3 Tính cân bằng sản phẩm cho một ngày:

Như đã tính ở phần 2.1.7: Cứ 100 lít dịch lên men ban đầu cho ra 175,69 litbia thành phẩm Như vậy, với năng suất 27 triệu lít trong một năm thì lượng dịchlên men cần dùng là:

69 , 175

100 10

305

69 , 15367977

, 99

, 98

, 98

, 97

81 , 50386 64

, 83

81 , 50386 12

, 181

, 175

2544 , 53

100

81 , 50386 05

, 5

4.1 Thiết bị lên men chính:

Thể tích hình học thiết bị:

Vtb = Vtr + 2Vchỏm cầu .Thể tích phần hình trụ:

Vtrụ =

4

2H D



(kg/mm3)Với D: Ðường kính thùng

Tính cho 1 ngày

Tính cho 1 năm

1 Dịch lên men (kg/mlit) 99,95 50361,62 15360294,1

2 Bia sau lên men chính (kg/mlit) 98,95 49857,75 15206613,75

3 Bia sau lên men phụ (kg/mlit) 98,46 49610,85 15131309,25

4 Lượng bia sau lọc (kg/mlit) 97,48 49117,06 14980706,3

5 Lượng bia thành phẩm (kg/mlit) 175,69 88524,59 26999999,95

6 Lượng nước bổ sung (kg/mlit) 83,64 42143,53 12853776,65

7 Lượng bia sau khi pha nước (kg/mlit) 91260,59 27834479,95

8 Lượng CO 2 thu hồi (kg/mkg) 5,05 2544,53 776081,65

9 Lượng men giống (kg/mlit) 1 503,87 153680,35

10 Lượng men thu hồi (kg/mlit) 2 1007,74 307360,7

H2

h

h D

h h

-Thể tích của 1 thiết bị:

Vtb= 15 , 51

82 , 0 4

86 , 50



 (kg/mm3)Chọn: H = 1,6 D ; h = 0,1D

-Thể tích hình trụ:

Vtrụ =

4

2H D

4

6 , 1



 =0 , 4   D3-Thể tích chỏm cầu:

2

h h

3

375

5 , 159 1500

19 2 4

375 51 , 15 5

, 159

10

26 , 2

D

(kg/mm)-Chiều cao toàn bộ thiết bị: H + 2h = 2,26+2 0 , 23 = 2,72 (kg/mm)

-Số lượng thiết bị lên men:

Theo phần thuyết minh.: Thời gian lên men chính là 10 ngày, do đó số thiết bịlên men là:9x4= 36 (kg/mthiết bị)

Chọn 4 thiết bị dự trữ, vậy có 40 thiết bị

l

4.2.Thiết bị lên men phụ:

Giống thiết bị lên men chính nhưng đặt nằm ngang

L : Chiều dài thân thiết bị

D : Ðường kính thiết bị

l: chiều dài chỏm cầu

Chọn thiết bị lên men phụ có thể tích đủ chứa lượng bia non từ 1 thiết bị lênmen chính, tức là có 4 thùng lên men phụ trong 1 ngày

Theo bảng 3, thể tích bia non đi lên men phụ trong một ngày là:

Vd = 49610,85 lit  49,61 m3Chọn hệ số chứa đầy:  = 0,96

Vậy thể tích thiết bị lên men phụ:

92 , 12 4 96 , 0

61 , 49

375 92 , 12 5

, 159

l = D/10= 2,13/10= 0,21 (kg/mm)-Chiều dài toàn bộ thiết bị: L’= L+2l = 3,41+2x0,21= 3,83 (kg/mm)

Thời gian lên men phụ là 39 ngày nên số thiết bị lên men phụ là: 39x4=156(kg/mtb)

Chọn 4 thiết bị dự trữ Vậy có 160 thiết bị

4.3.Thiết bị nuôi cấy nấm men:

VN = 6 34 7324

3 2

2 1 1

D D





 (kg/mm)Thể tích đáy:

2

D d d D h



= 3 60 0 324

13

tg D



 (kg/mm)

Theo bảng 3, lượng men giống đặc dùng trong 1 ngày là :503,87 litNuôi cấy nấm men trải qua 2 giai đoạn:

- Nuôi cấy trong phòng thí nghiệm đến 10 lít

- Nuôi cấy trong sản xuất

Quá trình nuôi cấy trong sản xuất được chia thành 3 cấp:

- Cấp 1 : từ 10 lít đến 50 lít

- Cấp 2 : từ 50 lít đến 250 lít

- Cấp 3: từ 250lít đến 600 lít

4.3.1 Nuôi cấy cấp 1 :

Chọn thiết bị nuôi cấy có thể chứa được 50 lít

Chọn hệ số chứa đầy của thùng là  = 0,5

Thể tích thiết bị là:

5 , 0

166 D3

Suy ra : D=3

532 , 166

1 , 0 324

Htb = h1 + H + h2 = 0,07 + 0,6 + 0,23 = 0,9 (kg/mm).

Số lượng: 2 thùng

4.3.2 Nuôi cấy cấp 2 :

Chọn thiết bị nuôi cấy có thể chứa được 250lít

Chọn hệ số chứa đầy của thùng là  = 0,5

Thể tích thiết bị là :

5 , 0

250

 lit = 0,5 m3

Từ (kg/m**)  D = 0 , 68

14 , 3 532 , 166

5 , 0 324

Chọn thiết bị nuôi cấy có thể chứa được 600lít

Chọn hệ số chứa đầy của thùng là  = 0,5

Thể tích thiết bị là :

5 , 0

600

 lit = 1,2 m3

Từ (kg/m**)  D = 0 , 91

14 , 3 532 , 166

2 , 1 324

Năng suất thiết bị lọc là: 49,12/8 = 6,14 (kg/mm3/h)

Chọn thiết bị lọc khung bản nhãn hiệu:

00 00 56 423

Với các thông số kĩ thuật sau :

500 x 19,5 +50 x 19,5 = 10725 (kg/mg) =10,73 (kg/mkg)-Thể tích thiết bị là

85 , 0

200

 lít = 0,24 m3.-Chọn đường kính D = 0,6 m

-Chiều cao thùng

H = 2 3 , 14 0 , 6 2

24 , 0 4

4

4.6 Bơm bia đi lọc:

Năng suất máy lọc là 9 m3/h nên chọn bơm li tâm nhãn hiệu:

- Công suất động cơ : 2,2 kW

- Chiều cao bơm lên : 7 m

- Ðường kính ống hút / đẩy : 48/32 mm

- Kích thước : (kg/m 1307 x 380 x 740 )mm

- Khối lượng : 103 kg

4.7 Bơm nước vệ sinh trong phân xưởng lên men:

Trong phân xưởng lên men dùng nước để vệ sinh các thiết bị lên men, lọc vàsàn nhà phân xưởng lên men…

Chọn bơm li tâm nhãn hiệu BЦH-10 H-10 giống mục 4.6

Số lượng: 2 thiết bị

4.8 Thùng chứa ổn định bia sau khi lọc:

Thùng ổn định bia giống thiết bị lên men chính nhưng không có áo lạnh

Theo bảng 3, lượng bia sau khi pha nước xong của 1 ngày : 91,26 m3

26 , 91

H = 2 3 , 14 3 2

38 , 22 4 4

4.9 Thùng chứa nước vô trùng:

Thùng dùng để chứa nước vô trùng bổ sung vào bia sau khi lọc trong Thùng

có cấu tạo hình trụ, đáy và nắp hình chỏm cầu

Thể tích thiết bị: Vtb = Vtr + 2Vchỏm cầu

Vtb =

4

2H D

2

h h



Chọn h = D/6; H = 1,5D suy ra:

H2

h

h D

Vtb =

324

250   D3

Theo bảng 3, lượng nước pha vào bia trong 1 ngày: 42,14 (kg/mm3)

Chọn hệ số chứa đầy là  = 0,85; suy ra:

Vtb= 16 , 53

3 85

,

0

14 , 42

-Chiều cao chỏm cầu : h = D/6 = 0,32 (kg/mm)

Chiều cao toàn bộ thiết bị : H’= H +2h = 2,85+2x0,32=3,49 (kg/mm)

KẾT LUẬN

Qua sách vở, tài liệu tham khảo cùng với sự giúp đỡ tận tình của giáo viên

hướng dẫn, đến nay tôi đã hoàn thành nhiệm vụ được giao, với đề tài: “Thiết kế

phân xưởng lên men bia dịch đường nồng độ cao 18Bx, năng suất 27 triệu lít/năm”

Tập đồ án đã giúp tôi hiểu được những điều cần thiết để thiết kế một phânxưởng lên men đồng thời qui trình công nghệ phải phù hợp với thực tế sản xuất.Nhìn chung đồ án mang tính chất thuyết minh là chính Song với tôi đay là dịp để

ôn lại kiến thức đã học trong thời gian qua Từ đó vận dụng kết hợp giữa lý thuyết

và thực tế để hình thành một cách tổng quát về thiết kế một phân xưởng lên men

Mặc dù bản than đã cố gắng hoàn thành nhiệm vụ được giao Nhưng do khảnăng có hạn vì vậy đồ án này chắc chắc không tránh khỏi những sai sót và chưa sátthực tế Tôi rất mong sự góp ý kiến của thầy cô và các bạn

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Gs, Ts Nguyễn Bin và tập thể tác giả (kg/m1999), Sổ tay quá trình và thiết bị công

nghệ hoá chất tập II, Nxb KH&KT.

2 Đỗ Văn Đài và tập thể tác giả (kg/m1992), Sổ tay quá trình và thiết bị công

nghệ hoá chất tập I, Nxb KH&KT.

3 PGS, TS Hoàng Đình Hoà (kg/m2000), Công nghệ sản xuất malt và bia, Nxb

KH&KT

4 Th.S Phan Bích Ngọc (kg/m1991), Công nghệ lên men, Nxb Đà Nẵng.

5 Hồ Xưởng (kg/m1992), Công nghệ sản xuất bia, Nxb KH&KT.

6 Th.S Trần Thế Truyền (kg/m1999), Cơ sở thiết kế nhà máy hoá, Nxb Đà Nẵng.

7 Ц.Ρ.ЗąąЙЧИΚ(1997), Κ(kg/m1997), ΟЂΟΥДΟΒАΗИЕ ПΡΕДПΡИЯТИЙ ЂΟΥДΟΒАΗИЕ ПΡΕДПΡИЯТИЙ ΟЂΟΥДΟΒАΗИЕ ПΡΕДПΡИЯТИЙ ΥДΟΒАΗИЕ ПΡΕДПΡИЯТИЙ ДΟΒАΗИЕ ПΡΕДПΡИЯТИЙ ΟЂΟΥДΟΒАΗИЕ ПΡΕДПΡИЯТИЙ ΒАΗИЕ ПΡΕДПΡИЯТИЙ АΗИЕ ПΡΕДПΡИЯТИЙ ΗИЕ ПΡΕДПΡИЯТИЙ ИЕ ПΡΕДПΡИЯТИЙ ΡΕДПΡИЯТИЙ ДΟΒАΗИЕ ПΡΕДПΡИЯТИЙ ПΡΕДПΡИЯТИЙ ΡИЯТИЙ

ΒАΗИЕ ПΡΕДПΡИЯТИЙ ИΗИЕ ПΡΕДПΡИЯТИЙ ΟЂΟΥДΟΒАΗИЕ ПΡΕДПΡИЯТИЙ ДΟΒАΗИЕ ПΡΕДПΡИЯТИЙ ΕДПΡИЯТИЙ ЛЂΟΥДΟΒАΗИЕ ПΡΕДПΡИЯТИЙ ЧΕСΚΟЙ ΠΡΟΜЫΙΙΙЛΕΗΗΟСΤИΕДПΡИЯТИЙ СΚΟЙ ΠΡΟΜЫΙΙΙЛΕΗΗΟСΤИΚΟЂΟΥДΟΒАΗИЕ ПΡΕДПΡИЯТИЙ Й ΠΡΟЂΟΥДΟΒАΗИЕ ПΡΕДПΡИЯТИЙ ΜЫΙΙΙЛΕΗΗΟСΤИЫΙΙΙЛΕΗΗΟСΤИΙΙΙЛΕДПΡИЯТИЙ ΗИЕ ПΡΕДПΡИЯТИЙ ΗИЕ ПΡΕДПΡИЯТИЙ ΟЂΟΥДΟΒАΗИЕ ПΡΕДПΡИЯТИЙ СΚΟЙ ΠΡΟΜЫΙΙΙЛΕΗΗΟСΤИΤИИ̦̦ Μоскьа.оскьа

MỤC LỤCLỜI MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG I: NGUYÊN LIỆU 2 CHƯƠNG II: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 5

2 CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ: 6 2.1 LÊN MEN : 6 2.1.1 LÊN MEN CHÍNH: 6 2.1.2 LÊN MEN PHỤ VÀ TÀNG TRỮ BIA NON 8 2.2 LÀM TRONG BIA: 8 2.3 ỔN ĐỊNH BIA SAU LỌC: 9 CHƯƠNG III : TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM 10

I MỨC TIÊU HAO QUA TỪNG CÔNG ĐOẠN: 10

II TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM: 10 2.1 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT CHO 100 LÍT DỊCH LÊN MEN BAN ĐẦU : 10 2.2 KẾ HOẠCH SẢN XÚÂTCỦA NHÀ MÁY: 12 2.3 TÍNH CÂN BẲNG SẢN PHÂM CHO MỘT NGÀY: 13 CHƯƠNG IV: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 15 4.1.THIÊT BỊ LÊN MEN CHÍNH: 15 4.2.THÍÊT BỊ LÊN MEN PHỤ: 16 4.3.THÍÊT BỊ NUÔI CẤY NẤM MEN: 17

4.4 THIẾT BỊ LỌC BIA: 19 4.5 THÙNG PHỐI TRỘN CHÂT TRỢ LỌC: 19 4.6 BƠM BIA ĐI LỌC: 20 4.7 BƠM NƯỚC VỆ SINH TRONG PHÂN XỬƠNG LÊN MEN: 20 4.8 THÙNG CHỨA ÔN ĐỊNH BIA SAU KHI LỌC: 20 4.9 THÙNG CHỨA NƯỚC VÔ TRÙNG: 21 KẾT LUẬN 22

TÀI LIỆU THAM KHẢO 23

STT Tên công trình Kích thước (kg/mm) Diện tích (kg/mm2)

Phân xưởng lên men

Phân xưởng chiết rót

Kho chứa nguyên liệu

Kho thành phẩm

Kho chứa két và lon

Phân xưởng lò hơi

Kho nhiên liệu

Khu xử lý nước thải

F : Diện tích khu đất nhà máy

FXD: Tổng diện tích xây dựng các công trình

KXD: Hệ số xây dựng Đối với nhà máy thực phẩm thường KXD=3540%Chọn KXD = 35 %

F = 42170,35,4 = 12049,71 m2

2.2 Tính hệ số sử dụng:

FCX = 0,25 x 4217,4 = 1054,35 (kg/mm2)

Fgt: Diện tích đường giao thông (kg/mbằng 50% tổng diện tích các công trình)

Fgt = 0,5 x 4217,4 = 2108,7 (kg/mm2)Vậy: Fsd = 1054,35 + 2108,7 + 4217,4 = 7380,45 (kg/mm2)

Ksd = 0 , 6125

12049,71

45 , 7380



CHƯƠNG VIII TÍNH ĐIỆN - HƠI - NƯỚC

I.Tính điện:

Ðiện dùng trong nhà máy được sử dụng vào hai mục đích: Ðiện chiếu sáng và

điện động lực

1.1 Tính phụ tải chiếu sáng:

Ðể chiếu sáng nhà máy sử dụng 3 loại đèn:

- Ðèn huỳnh quang bóng bầu dục, ánh sáng trắng, công suất 100W để chiếusáng các khu vực nhà máy

- Ðèn tuýp huỳnh quang, ánh sáng trắng, công suất 40W

- Đèn tròn dây tóc, ánh sáng vàng, công suất 100300 W

Cơ sở của phương pháp tính toán là dựa vào công suất chiếu sáng riêng củamỗi phòng Từ độ chiếu sáng tối thiểu cho mỗi phòng Emin là biết được 1 m2 nhà cầncông suất chiếu sáng riêng là Pt/c (kg/mW/m2).

Như vậy toàn bộ diện tích nhà S cần công suất là P = Pt/c x S (kg/mW) [10, tr 34]Nếu chọn loại đèn có công suất Pd thì số đèn được tính: n =

d

p p

Từ đó ta tính được công suất tiêu thụ thực tế: Ptt = n x Pd (kg/mW) [10, tr 24]

1.1.1 Phân xưởng nấu:

Phân xưởng nấu là nhà 3 tầng, có nhiều thiết bị máy móc và yêu cầu thao táccủa công nhân cần phải chính xác Do đó, phân xưởng phải được chiếu sáng đầy đủnhất là khi làm việc vào ban đêm Tiêu chuẩn quy định chiếu sáng:

Dùng đèn huỳnh quang bóng bầu dục, ánh sáng trắng, công suất 100W

Vậy số đèn trong một dãy:

n = ' 100835,23

n p

Diện tích: S = 12 x 12 = 144 (kg/mm2).

Tính toán tương tự như trên ta được:

Công suất chiếu sáng: P3 = 900 (kg/mW)

* Khu vực hành lang:

Sử dụng đèn tròn dây tóc 220V - 200W, mắc theo chu vi phân xưởng

Số bóng đèn theo chu vi phân xưởng: 8 đèn

Công suất chiếu sáng: P4 = 8 x 200 = 1600 (kg/mW)

Vậy tổng công suất chiếu sáng của phân xưởng nấu là:

P = P1 + P2 + P3 +P4= 3 x 900+ 1600 = 4300 (kg/mW)

1.1.2 Phân xưởng lên men:

Cách mắc đèn cho phân xưởng lên men giống như cách mắc đèn cho nhà 2tầng để tiêu chuẩn chiếu sáng đúng quy định







= 13,5 dãy = 14 dãyCông suất cần chiếu sáng:

P = Pt/c x S = 4,5 x 1458 = 6561 (kg/mW)Vậy số đèn trong một dãy:

n = ' 100656114

n p

Tính tương tự như tầng 1, ta được công suất chiếu sáng tầng 2:

Công suất chiếu sáng: P3 = 20 x 200 = 4000 (kg/mW)

Vậy tổng công suất chiếu sáng của phân xưởng lên men là:

Sử dụng đèn tròn dây tóc 220V - 200W , mắc theo chu vi phân xưởng

Số bóng mắc theo chu vi phân xưởng: 10

Công suất chiếu sáng: P2 = 10 x 200 = 2000 W

Như vậy, tổng công suất chiếu sáng của phân xưởng chiết rót:

P = P1 + P2 = 2400 + 2000 = 4400 WCác công trình còn lại tính tương tự:

Bảng công suất chiếu sáng các công trình:

ST

T Tên công trình Diện tích (kg/mm2) E

min(kg/mlux) (kg/mW/m)Pt/c Pđ(kg/mW) Số bóng(kg/mcái) suất tiêuCông

thụ (kg/mW)1

Phân xưởng nấu

Phân xưởng lên men

Phân xưởng chiết rót

Kho nguyên liệu

Kho thành phẩm

Kho chứa két và lon

Phân xưởng lò hơi

Kho nhiên liệu

Khu xử lí nước thải

Ðèn đường

14414584322704324321441807242,4163614481906012721002108

7575753030203030202010302010202020202010

5,84,54,5101081010887,588108813,51688

100100100200200200100402002001002004010020010040100100200

3516034253832236014126381611103181050

4300158004400500076006400230024002800200200120015201600220010001201800180010000

1.2 Phụ tải động lực:

Theo tính toán và chọn thiết bị ta có bảng sau:

động cơ, kw Số lượng

Tổng côngsuất, kw

4 Gàu tải vận chuyển lên máy làm sạch 0,064 1 0,064

5 Gàu tải vận chuyển nguyên liệu lên bunke 0,27 2 0,54

6 Gàu tải vận chuyển bột lên bunke 0,17 2 0,34

K2: Hệ số sử dụng phụ tải động lực, K2 = 0,5.

P: Tổng công suất động lực, P = 557,24 (kg/mKW)

Pđl = 0,5 x 557,24 = 278,62 (kg/mKW)

1.4 Tính điện năng tiêu thụ điện năng:

1.4.1 Ðiện năng chiếu sáng:

Acs = Pcs x Tcs [10, tr 34]Trong đó: