Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế nhà máy bia lên men bằng phương pháp cổ điển với năng suất 20 triệu lít/năm” pptx

Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon và nước.Ngoài ra, nhà máy còn dùng ngô để thay thế một phần malt đại mạch.Do nước ta không trồng được đại mạch và hoa houb

BÁO CÁO TỐT NGHIỆP

Đồ án tốt nghiệp

“Thiết kế nhà máy bia lên men bằng phương pháp cổ

điển với năng suất 20 triệu lít/năm”

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Chương I LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 2

1.1 Đặc điểm tự nhiên: 2

1.2 Nguyên liệu: 2

1.3 Nguồn cung cấp điện: 2

1.4 Nguồn cung cấp hơi: 3

1.5 Nguồn cung cấp nước: 3

1.6 Thoát nước: 3

1.7 Hệ thống giao thông vận tải: 3

1.8 Hợp tác hoá: 3

1.9 Nguồn nhân lực: 4

1.10 Thị trường tiêu thụ sản phẩm: 4

1.11 Thiết bị: 4

Chương II GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU 4

2.1 Malt đại mạch: 5

2.2 Hoa houblon: 6

2.3 Nước: 7

2.4 Nguyên liệu thay thế: 8

Chương III DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 9

3.1 Sơ đồ công nghệ: 9

Malt ngô đã tách phôi 9

Chương IV TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM 20

4.1 Chọn các số liệu ban đầu: 20

4.2 Kế hoạch sản xuất của nhà máy: 21

4.3 Tính cân bằng sản phẩm cho 100 kg nguyên liệu ban đầu: 22

4.4 Tính cân bằng sản phẩm cho một ngày: 27

4.5 Chi phí bao bì: 28

Chương 5 TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 31

5.1 Công đoạn xử lý nguyên liệu: 31

5.2 Công đoạn nấu dịch đường: 36

5.4 Công đoạn chiết rót: 54

Chương 6 TÍNH TỔ CHỨC 58

6.1 Sơ đồ tổ chức của nhà máy: 58

GIÁM ĐỐC 58

6.2 Tổ chức lao động của nhà máy: 59

Chương 7 TÍNH XÂY DỰNG 61

7.1 Kích thước các công trình: 61

7.2 Tính khu đất xây dựng nhà máy: 67

Chương 8 TÍNH ĐIỆN - HƠI - NƯỚC 68

8.1 Tính điện: 68

8.2 Tính hơi: 73

8.3 Tính nước: 84

Chương 9 TÍNH KINH TẾ 86

9.1 Vốn cố định: 86

9.2 Vốn lưu động : 90

9.3 Tính hiệu quả kinh tế: 92

Chương 10 AN TOÀN LAO ÐỘNG VÀ 93

VỆ SINH XÍ NGHIỆP 93

10.1 An toàn lao động: 93

10.2 Vệ sinh công nghiệp: 96

Chương 11 KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ 98

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 98

11.1 Kiểm tra nguyên liệu: 99

11.2 Kiểm tra các công đoạn sản xuất : 100

KẾT LUẬN 104

TÀI LIỆU THAM KHẢO 105

MỞ ĐẦU

Bia là loại nước uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng Ngoài việc cung cấpmột lượng calori khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzim phong phú, kích thíchtiêu hoá cho cơ thể con người

Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon vànước với một quy trình công nghệ khá đặc biệt Ngoài ra để tăng hiệu quả kinh tếcũng như đa dạng hoá sản phẩm, các nhà máy sản xuất bia còn dùng một số loạinguyên liệu thay thế như: đại mạch chưa nảy mầm, gạo, ngô đã tách phôi,

Ngày nay, do phương pháp thực hiện, do nguyên liệu, do nấm men sử dụngkhác nhau mà có rất nhiều loại bia khác nhau Mỗi loại được đặc trưng bởi mùi, vị,màu sắc, độ rượu khác nhau

Nước ta có khí hậu nhiệt đới nên nhu cầu sử dụng bia khá nhiều Lượng biatiêu thụ trong cả nước tăng vọt trong những năm qua Sự phát triển của nền kinh tếlàm mức sống trong nhân dân tăng cao Nhu cầu thị trường đòi hỏi sản xuất ranhững loại bia đặc biệt có chất lượng cao

Với những yêu cầu trên, tôi đã lựa chọn đề tài “Thiết kế nhà máy bia lên

men bằng phương pháp cổ điển với năng suất 20 triệu lít/năm” Đây là phương

pháp lên men dài ngày trong thiết bị lên men chính và lên men phụ được đặt trongphòng lạnh có nhiệt độ xác định nên cho sản phẩm có chất lượng cao Sản phẩmđược sản xuất ra để đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng, góp phần vào sự phát triểncủa nền kinh tế quốc dân

Chương I LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

Qua tìm hiểu về vị trí địa lý, khí hậu, hệ thống giao thông vận tải và cácđiều kiện khác, tôi quyết định xây dựng nhà máy bia tại khu công nghiệp Phú Tài,thuộc phường Trần Quang Diệu, thành phố Qui Nhơn, tỉnh Bình Định

1.1 Đặc điểm tự nhiên:

Khu công nghiệp Phú Tài thuộc phường Trần Quang Diệu, có địa hìnhbằng phẳng, rộng nên rất thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy Vị trí địa lý khucông nghiệp Phú Tài giáp với tuyến đường quốc lộ 1A, phía bắc giáp với quốc lộ

19, phía đông là cảng biển Qui Nhơn rộng lớn

Về điều kiện khí hậu: Bình Định nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới giómùa, chịu tác động của hai mùa: mùa khô và mùa mưa, nhiệt độ trung bình năm là

280C, độ ẩm 80 ÷ 85%

1.2 Nguyên liệu:

Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon và nước.Ngoài ra, nhà máy còn dùng ngô để thay thế một phần malt đại mạch.

Do nước ta không trồng được đại mạch và hoa houblon nên hai nguyên liệunày được nhập về từ nước ngoài qua cảng Qui Nhơn, sau đó vận chuyển theo đường

bộ về nhà máy

Nguồn nguyên liệu thay thế là ngô có thể thu mua từ các xã lân cận như:Phước Long, Phước An, Phước Thành, Phước Hiệp, … thuộc huyện Tuy Phước vàcác khu vực trung du miền cao

1.3 Nguồn cung cấp điện:

Nhà máy sử dụng nguồn điện lấy từ lưới điện quốc gia thông qua trạm biến

áp xuống 220V/380V Ngoài ra, nhà máy còn trang bị thêm một máy phát điện dựphòng để đảm bảo quá trình sản xuất liên tục

1.4 Nguồn cung cấp hơi:

Lượng hơi đốt cung cấp cho các phân xưởng được lấy từ lò hơi riêng củanhà máy Nhiên liệu dùng cho lò hơi là dầu FO và xăng cho ô tô được mua từ cáctrạm xăng dầu địa phương Nhà máy có kho dự trử nhiên liệu để đảm bảo sản xuất

1.5 Nguồn cung cấp nước:

Nước được sử dụng trong nhà máy rất lớn, với nhiều mục đích khác nhau.Nguồn nước được lấy từ hệ thống nước ngầm, nguồn nước của thành phố Nướctrước khi đưa vào sử dụng phải được xử lý để đạt các yêu cầu đã đề ra

1.6 Thoát nước:

Nước thải của nhà máy chứa nhiều chất hữu cơ, là điều kiện dễ dàng cho visinh vật phát triển Nếu thải trực tiếp ra ngoài sẽ gây ô nhiễm môi trường Do đó,nước thải trong các phân xưởng chảy ra sẽ được qua hệ thống xử lý nước thải củanhà máy trước khi thải ra đường cống nước thải của khu công nghiệp

1.7 Hệ thống giao thông vận tải:

Giao thông vận tải là vấn đề rất cần thiết đối với hoạt động của nhà máy.Nhà máy phải vận chuyển một khối lượng lớn nguyên liệu, nhiên liệu, cũng như vậnchuyển sản phẩm đến nơi tiêu thụ.

Vị trí nhà máy đặt trên quốc lộ 1A, cách ga Diêu Trì 1Km, cách ngã batuyến giáp với quốc lộ 19 đi các tỉnh Tây Nguyên 8 Km, đồng thời cách cảng biểnQui Nhơn 10 Km nên rất thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu và phân phốisản phẩm

1.8 Hợp tác hoá:

Trong sản xuất bia có một lượng lớn phế phẩm giàu chất dinh dưỡng như

bã malt, men bia Bã malt là nguồn nguyên liệu rất tốt để sản xuất thức ăn gia súc,

có giá trị đối với nông nghiệp Men bia rất giàu chất dinh dưỡng, làm thức ăn chogia súc Các sản phẩm cặn lắng, bã hoa còn là nguyên liệu làm phân bón tốt để cungcấp cho nông dân tỉnh lân cận

Kết luận: từ những phân tích thực tế trên, việc xây dựng nhà máy bia tại

khu công nghiệp Phú Tài, thuộc phường Trần Quang Diệu, thành phố Qui Nhơn,

tỉnh Bình Định là hoàn toàn hợp lý Với năng suất 20 triệu lit/năm có thể đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng Việc xây dựng nhà máy phù hợp với yêu cầu thực tế hiện nay.

Chương II GIỚI THIỆU 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 ngô

2.1 Malt đại mạch:

2.1.1 Vai trò trong sản xuất bia:

Malt đại mạch vừa là tác nhân đường hoá, vừa là nguyên liệu đặc trưngdùng sản xuất bia, bia sản xuất từ malt đại mạch có mùi vị và tính chất công nghệhơn hẳn so với bia được sản xuất từ malt của các loại hạt hoà thảo khác

2.1.2 Thành phần hoá học:

Thành phần hoá học trung bình của malt bia tính theo phần trăm chất khôlà: tinh bột 58%, đường khử 4%, saccaroza 5%, pentozan không hoà tan và hexozan9%, xenluloza 6%, chất chứa nitơ 10%, chất béo 2,5%, chất khoáng 2,5% Ngoài ratrong malt còn chứa một ít các chất inozit, các chất màu, các tanin, các chất đắng vàcác enzim thuỷ phân như:  ,  -amylaza, proteinaza, peptinaza, fitaza, xitaza,amylophotphataza,…

Trong thành phần hoá học của malt quan trọng nhất là hàm lượng tinh bột.Hàm lượng tinh bột càng cao càng tốt, nhưng hàm lượng protein phải nằm trongkhoảng 9-12%, nếu cao hơn thì bia sẽ bị đục, khó bảo quản, nếu thấp hơn thì biakém bọt, kém vị đậm đà và kèm theo các chỉ số non yếu khác.

2.1.3 Yêu cầu về chất lượng:

Malt dùng để sản xuất bia phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Sạch, có mùi thơm đặc trưng, có vị ngọt, màu vàng sáng đồng đều Khôngđược có mùi vị lạ, không mốc, không hôi khói

- Kích thước hạt malt phải đồng đều: hạt trên sàng 2,8 mm và chiếm 94%,hạt dưới sàng 2,2 mm không quá 0,5%

- Khối lượng riêng của malt: 520÷600 g/l

- Độ ẩm của malt không quá 6%

- Malt có thời gian đường hoá 10÷35 phút, hoạt lực amylaza là 100÷300đơn vị

Malt sau khi nhập từ nước ngoài về được bảo quản trong kho với thời gian

Trong sản xuất bia người ta sử dụng hoa cái chưa thụ phấn vì hoa đã thụphấn sẽ tạo hạt làm giảm chất lượng bia Hoa được sử dụng dưới nhiều dạng khácnhau: dạng hoa nguyên cánh, hoa viên, cao hoa,… Tuy nhiên, không sử dụng 100%cao hoa vì sẽ làm cho mùi, vị của bia bị giảm sút

Nhà máy sử dụng hoa houblon ở dạng hoa nguyên và dạng viên Sử dụnghoa nguyên có ưu điểm là bảo toàn được chất lượng, nhưng đồng thời cũng cónhược điểm là giá thành cao, khó bảo quản

2.2.1 Thành phần hoá học:

- Thành phần hoá học của hoa houblon gồm nhiều chất khác nhau, nhưngcác chất có giá trị trong công nghệ sản xuất bia là nhựa hoa houblon, các tanin vàtinh dầu Ngoài ra trong hoa còn chứa một số các chất khác như: protein, mỡ, sáp,các tạp chất phi protein.

- Nhựa hoa là thành phần chính, bao gồm nhựa cứng và nhựa mềm: nhựamềm gồm có  -nhựa mềm và  -nhựa mềm, trong nhựa mềm gồm các dạng axitđắng là α,β,γ,δ- axit đắng Vị đắng của bia chủ yếu là do α- axit đắng tạo nên, còncác dẫn xuất của β- axit đắng tạo nên vị đắng hài hoà dễ chịu

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

dễ bị oxi hoá nên nó bảo vệ nhựa hoa houblon Trong quá trình nấu bia, hầu hếttanin của hoa houblon liên kết với protein của malt, do đó hàm lượng polyphenol ởtrong bia chủ yếu là của malt và chỉ khoảng 10÷20% là polyphenol của hoa

- Tinh dầu hoa houblon là một hỗn hợp phức tạp của các hyđratcacbon vànhiều hợp chất chứa oxi dạng tecpen Tinh dầu hoa houblon không hoà tan trongnước nhưng dễ bay theo hơi nước Trong quá trình sản xuất khoảng 98% lượng tinhdầu bị bay hơi, chỉ tồn tại khoảng 2% để tạo hương thơm cho bia Trong quá trìnhbảo quản, tinh dầu sẽ dần mất đi do bay hơi và bị oxi hoá Do đó không dùng hoa cũ

để sản xuất bia vì các sản phẩm chuyển hoá của tinh dầu nếu đưa vào bia sẽ làmgiảm chất lượng bia

2.2.2 Bảo quản hoa:

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

- Ngăn chặn sự xâm nhập của không khí vào hoa bằng cách bảo quản trongthùng 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 kiềmchế các quá trình hoá học, hạn chế sự phát triển vi sinh vật

- Cách ẩm tốt

2.3 Nước:

2.3.1 Vai trò:

Trong bia thành phẩm, hàm lượng nước chiếm khoảng 85÷90% Trong nhàmáy, nước được dùng với nhiều mục đích khác nhau: xử lý nguyên liệu, nấu nguyênliệu, làm nguội bán thành phẩm, thanh trùng, vệ sinh sát trùng thiết bị, vệ sinh xínghiệp … Do đó, lượng nước dùng trong nhà máy rất lớn Lượng nước dùng để nấubia không những đòi hỏi có đầy đủ tiêu chuẩn của nước uống mà còn có những yêucầu riêng đáp ứng cho công nghệ sản xuất bia.

2.3.2 Thành phần:

Nước thực chất là một dung dịch loãng của các 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-, PO4Các muối của canxi và magie là nguyên nhân gây độ cứng của nước

3-2.3.3 Yêu cầu về chất lượng:

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

- Trong suốt, không màu, không mùi và không chứa các vi sinh vật gây bệnh

- Độ cứng trung bình 5÷6 mg đương lượng/lít

- pH = 6,8÷7,3

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

- Chỉ số coli không lớn hơn 3

- Chuẩn độ coli không nhỏ hơn 300 ml

 Hàm lượng tối đa của các kim loại:

Trong sản xuất bia, để giảm giá thành sản phẩm người ta có thể thay thếmột phần malt đại mạch bằng các loại nguyên liệu khác Nguyên liệu này có thểdạng hạt hay dạng đường.

Tại nhà máy, nguyên liệu thay thế được dùng là ngô với tỷ lệ 10% so vớitổng lượng nguyên liệu

Ngô có các loại hạt như: ngô răng ngựa, ngô đá và ngô bột Hạt ngô có màuvàng, trắng, đỏ hoặc hồng Trong công nghệ sản xuất bia, ngô dùng để thay malt đạimạch chủ yếu là loại trắng đục (hàm lượng tinh bột cao, protein thấp) được sử dụngdưới dạng đã nghiền nhỏ

2.4.2 Thành phần của hạt ngô:

- Hạt ngô bao gồm các thành phần sau:

+ lớp vỏ quả: 5÷7% khối lượng hạt

+ lớp vỏ hạt: 2% khối lượng hạt

+ lớp alơron: 6÷8% khối lượng hạt

+ phôi: 10÷11% khối lượng hạt

+ nội nhũ: 75% khối lượng hạt

Trong thành phần của phôi có 33÷45% chất béo, 20% protein, 75% đường

và tro, 4% xenluloza, gần 5% tinh bột

Trong thành phần của nội nhũ có 77÷84% tinh bột, 7÷11% protein, 1%chất béo, 0,3÷0,8% tro, 1% đường, 0,5% xelluloza

2.4.3 Những yêu cầu cơ bản của ngô dùng để nấu bia:

- Có màu trắng đục, kích thước hạt đồng đều

- Hạt ngô sạch, được tách phôi hoàn toàn

- Trước khi nấu phải được nghiền mịn

Thu mua và bảo quản ngô để sử dụng:

Ngô được thu mua ở các địa phương lân cận ở dạng đã tách phôi Chúngđược cho vào bao và bảo quản trong kho Thời gian bảo quản tối đa là 10 ngày Yêucầu của kho bảo quản là phải khô ráo, thoáng, cách ẩm, cách nhiệt tốt, không có mặtcác loại vi sinh vật gây bệnh, côn trùng …

Chương III DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ3.1 Sơ đồ công nghệ:

Malt ngô đã tách phôi

bột malt trích 10% so với ngô bột ngô

nước

đun sôi

hội cháo đường hoá

nước 78 0 C lọc dịch đường và rửa bã bã

hoa houblon đun sôi dịch đường với hoa houblon

lắng trong và làm lạnh dịch lên men

men giống thuần khiết hoạt hoá lên men chính CO 2

xử lý sữa men

lên men phụ và tàng trữ bia non xử lý men giống lọc bia cặn nạp bình

ổn định bia chiết rót thanh trùng thành phẩm

3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ:

3.2.1 Làm sạch:

3.2.1.1 Mục đích:

Tách hết bụi bẩn, loại bỏ tạp chất kim loại lẫn trong nguyên liệu, đối với maltcòn để loại bỏ mầm rễ còn sót lại Quá trình này đảm bảo nguyên liệu phải đượcsạch, kích thước hạt đồng đều, không ảnh hưởng đến chất lượng bia, thuận lợi choquá trình nghiền

3.2.1.2 Tiến hành:

Malt và ngô đã tách phôi sau khi định lượng thì đưa qua máy làm sạch, sau

đó qua bộ phận tách từ để loại bỏ tạp chất có từ tính rồi cho vào máy nghiền

3.2.2 Nghiền nguyên liệu:

Chuyển các chất có trong nguyên liệu từ trạng thái không hoà tan sang trạngthái hoà tan nhờ tác động của các hệ enzim thuỷ phân.

Ưu điểm của phương pháp đun sôi là phá vỡ triệt để cấu trúc tế bào tinh bộtnên tăng hiệu suất quá trình thuỷ phân Nhược điểm của phương pháp này là thờigian nấu kéo dài, tốn nhiều năng lượng và có thể xảy ra các phản ứng phụ khôngcần thiết

Vì nhà máy có sử dụng 10% nguyên liệu thay thế nên chọn phương pháp kếthợp giữa ngâm và đun sôi một lần

3.2.3.3 Tiến hành nấu:

Sau khi nghiền xong, nguyên liệu được đem đi nấu ngay vì nếu để lâu bộtnghiền sẽ bị chua, ảnh hưởng đến chất lượng bia sau này Tỷ lệ phối trộn nguyênliệu: nước nấu là:

malt : nước = 1 kg : 3 lítngô : nước = 1 kg : 3,5 lít

- Nồi ngô: ngô đã nghiền mịn với 10% bột malt lót (so với tổng lượng ngô)được đem vào phối trộn với nước ấm 320C theo đúng tỷ lệ trên và bật cánh khuấy đểkhuấy trộn 5 phút Khi phối trộn xong, nhiệt độ nồi nấu sẽ hạ xuống khoảng 300C,

bổ sung axit lactic để hạ pH xuống còn 5,6 Sau đó nâng nhiệt độ khối nấu lên 660Cvới tốc độ khoảng 10C/phút và giữ nhiệt độ này 30 phút để hồ hoá tinh bột Sau đónâng nhiệt độ khối nấu đến nhiệt độ sôi trong 30 phút và giữ sôi 30 phút Trong suốtquá trình nấu ngô phải khuấy trộn liên tục để tránh khê sít đáy nồi, vận tốc cánhkhuấy khoảng 30÷40 vòng/phút

- Nồi malt: khi nồi ngô đã bắt đầu nâng nhiệt để đun sôi thì nồi malt cũngcho nước ấm 320C vào trước rồi tiến hành xuống bột hoà malt trong 10 phút Dùngaxit lactic để hạ pH môi trường đến 5,6 rồi nâng nhiệt độ lên 520C mất khoảng 30phút, giữ nhiệt độ này 30 phút để thực hiện quá trình đạm hoá.

Phải tính toán sao cho khi nồi cháo ngô đun sôi xong thì quá trình đạm hoá ởnồi malt cũng vừa kết thúc Bơm cháo ngô sang nồi malt để hội cháo, mất khoảng

10 phút và nhiệt độ của toàn khối đạt 630C, giữ trong 30 phút để tạo điều kiện choenzim β-amylaza thuỷ phân tinh bột Sau đó, tiếp tục nâng nhiệt độ của dịch lên

730C trong 10 phút và giữ ở nhiệt độ này 30 phút để enzim α-amylaza tiếp tục thuỷphân tinh bột

Cuối cùng nâng nhiệt độ toàn khối nấu lên 780C trong vòng 5 phút rồi sau đóbơm dịch đi lọc

Sơ đồ nâng và giữ nhiệt của quá trình nấu

T (ph)

t0C

cháo ngô cháo malt dịch cháo hỗn hợp

3.2.4 Lọc dịch đường:

3.2.4.1 Mục đích:

Tách các chất hoà tan ra khỏi các chất không hoà tan

3.2.4.2 Tiến hành:

Quá trình lọc dịch đường gồm hai giai đoạn: lọc dịch và rửa bã

Nhà máy chọn thiết bị lọc thùng vì cho dịch đường có chất lượng cao và dễ

vệ sinh

Trước hết là lọc khối cháo thu được dịch đường đầu, sau đó dùng nước nóng

780C để rửa bã Không được dùng nước có nhiệt độ lớn hơn 780C để rửa bã vì nướcquá nóng sẽ làm vô hoạt hệ enzim amylaza và các tinh bột sót được hồ hoá nhưngkhông được đường hoá, kết quả làm cho dịch lên men bị đục và bia cũng đục theo

Khi tiến hành lọc, phải cho nước nóng vào dưới đáy lưới Nước vào đáy lướichiếm đầy các ống dẫn, khoá, khoảng không gian giữa đáy chính và đáy lưới nênđẩy không khí ra ngoài

Sau khi lọc xong thì tiến hành rửa bã bằng nước nóng 780C cho đến khi nồng

độ chất hoà tan còn lại trong bã khoảng 1% là được Nếu rửa quá kỹ thì chất đắng,chất cay trong bã sẽ tan vào dịch đường làm cho bia có mùi, vị lạ, dịch đường sẽ bịloãng Quá trình lọc và rửa bã kéo dài khoảng 4h

Sau khi rửa xong, bã được tháo ra và đưa ra ngoài, thiết bị phải vệ sinh, sáttrùng để chuẩn bị cho mẻ sau

Yêu cầu dịch đường và nước rửa bã sau khi lọc phải trong hoàn toàn

3.2.5 Houblon hoá:

3.2.5.1 Mục đích:

Mục đích của quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon là để ổn địnhthành phần của dịch đường, tạo cho bia có hương thơm và vị đắng của của hoahoublon, làm cho dịch đường đạt nồng độ theo yêu cầu, làm keo tụ protein, vô hoạtcác enzim và thanh trùng dịch đường

3.2.5.2 Tiến hành:

Thiết bị houblon hoá về cấu tạo cũng giống với thiết bị nấu nhưng bề mặttruyền nhiệt lớn hơn vì cần bốc hơi một lượng lớn hơi nước trong quá trình đun sôi.

Liều lượng hoa houblon được sử dụng là 3g/1 lít dịch đường Hoa được dửdụng dưới hai dạng: hoa nguyên cánh chiếm 35% và hoa viên chiếm 65%

Chọn phương án cho hoa 3 lần:

+ ½ hoa viên cho vào lúc dịch đường vừa lấp đáy nồi

+ ½ hoa viên còn lại cho vào sau khi sôi 30 phút

+ hoa nguyên cánh cho vào 30 phút trước khi nấu kết thúc

Tiến hành: dịch đường và nước rửa bã từ thiết bị lọc chuyển vào nồi houblonhoá Khi dịch đường vừa lấp đáy nồi thì bắt đầu cung cấp nhiệt để nhiệt độ dịchđường luôn giữ ở 750C, đồng thời cho 1/2 lượng hoa viên vào để lấy chất đắng Saukhi dịch đường và nước rửa bã chuyển hết vào nồi houblon thì tiến hành nâng nhiệtđến nhiệt độ sôi Giữ sôi 30 phút rồi cho 1/2 lượng hoa viên còn lại vào nhằm lấychất đắng, tạo hương và kết lắng protein Trước khi kết thúc quá trình houblon hoá

30 phút thì cho hoa nguyên cánh vào để tạo hương vị đặc trưng của bia Tổng thờigian đun sôi là 120 phút Sau khi đun sôi xong, dịch đường được bơm sang thiết bịlắng trong

Bã được thu gom và chuyển ra ngoài như một loại phế thải Dịch đườngnóng nhờ bơm ly tâm chuyển đến thiết bị lắng trong và làm lạnh

3.2.7 Lắng trong và làm lạnh:

3.2.7.1 Mục đích:

Hạ nhiệt độ dịch đường đến nhiệt độ lên men, kết tủa các huyền phù và bãohoà oxi cho dịch đường

Dịch đường vào thiết bị ở nửa phần dưới và theo phương tuyếp tuyến với vậntốc khoảng 10÷14 m/s, dịch đường sẽ chuyển động tròn trong thiết bị, các kết tủa sẽlắng xuống tâm của thiết bị.

Sau khi để lắng 20 phút, dịch trong được đưa đi làm lạnh đến nhiệt độ lênmen, còn cặn được loại bỏ Tại thiết bị làm lạnh, dịch lên men nóng tiến hành traođổi nhiệt gián tiếp với glycol, nhiệt độ của dịch đường hạ dần xuống khoảng 90C,thời gian làm lạnh không vượt quá 1 giờ

3.2.8 Lên men chính:

3.2.8.1 Mục đích:

Chuyển hoá các chất đường và dextrin thấp phân tử trong nước nha thànhC2H5OH, CO2 Đồng thời, còn tạo ra các sản phẩm phụ như este, axit hữu cơ, rượubậc cao, aldehyt, glyxerin … hoà tan vào dịch lên men tạo thành bia non

3.2.8.2 Tiến hành:

Dịch lên men sau khi làm lạnh được bổ sung không khí vô trùng (khoảng 8

mg O2/lít dịch đường) rồi đưa vào thùng lên men Dịch men giống được chuyển vàothùng lên men theo luồng dịch đường với tỷ lệ 1 lít men giống đặc/100 lít dịch lênmen nhằm tạo điều kiện cho nấm men tiếp xúc tốt với môi trường Nhiệt độ lên menchính là 90C, áp suất dư trong thiết bị lên men chính là 0,2÷0,4 at, CO2 sinh ra trongquá trình lên men sẽ hoà tan vào bia non một phần Độ hoà tan của CO2 vào bia non

sẽ tăng khi nhiệt độ giảm, do đó để đảm bảo lượng CO2 hoà tan trong bia nhiều thìnhiệt độ thời kỳ cuối của quá trình lên men khoảng 50C, hàm lượng CO2 trong bianon phải đạt 0,2% Thời gian lên men chính phụ thuộc vào nồng độ dịch lên menđầu tiên và nhiệt độ lên men Lên men chính được xem là kết thúc khi chất chiết

trong dịch lên men giảm đi từ 0,15÷0,2% ngày đêm Đối với dịch lên men có nồng

độ 16% thì thời gian lên men chính chọn 9 ngày

3.2.8.3 Nấm men bia:

Có 2 chủng:

+ saccharomyces cerevisiae: thuộc loại lên men nổi

+ saccharomyces carlsbergensis: thuộc loại lên men chìm

Nhà máy sử dụng chủng nấm men chìm, quá trình lên men xảy ra trong lòngmôi trường, khi lên men xong các tế bào kết thành chùm lắng xuống đáy Do đó, biachóng tự trong hơn so với lên men nổi Dịch lên men có nồng độ khá cao nên yêucầu chủng nấm men có khả năng chịu được áp suất thẩm thấu lớn

Phương pháp nuôi cấy men giống:

 Nuôi cấy men giống thuần khiết:

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

Để bảo quản men giống, người ta nuôi cấy nó trong môi trường dịch đường10% và giữ ở nhiệt độ 2÷40C Sau thời gian 1÷2 tháng phải cấy chuyền một lần

Trước khi đưa vào sản xuất, men giống được nuôi cấy trong phòng thínghiệm cho đến 5÷15 lít Sau đó tiếp tục nhân giống trong các thiết bị chuyên dùngđặt trong phòng bên cạnh phân xưởng lên men Mỗi lần nhân, thể tích men giốngtăng từ 5÷7 lần

Thiết bị nuôi cấy men giống gồm các thùng hình trụ bằng thép không gỉ.Trước khi tiến hành nuôi cấy yêu cầu thiết bị và môi trường phải vô trùng tuyệt đối

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 thìcho nó phát triển ở 12÷150C và tiếp tục giảm đến 8÷100C rồi đưa vào thiết bị lênmen

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

 Xử lý sữa men:

Sữa men được thu vào các chậu chuyên dùng, sau đó trộn với nước vô trùng

có cùng thể tích và cho qua rây có đường kính 0,4÷0,6 mm rồi ngâm trong nướclạnh Hàng ngày phải thay nước cho men và giữ nhiệt độ nước trong thiết bị bảoquản gần 00C Trong nước lạnh, nấm men có thể bảo quản tốt từ 4÷6 ngày

Để lên men trở lại ta tiến hành như sau: men cái sau khi đã rửa và sát trùngthì cho trộn với dịch lên men theo tỷ lệ 2÷6 lít men/100 lít dịch đường, khuấy đềurồi để yên 1÷3 giờ Cho lên men ở nhiệt độ không vượt quá nhiệt độ lên men chính.Khi nào nấm men nẩy chồi mạnh và rượu tạo thành khoảng 0,3% coi như được.Men cái có thể tái sử dụng nhiều lần Tuy nhiên số lần tái sinh còn phụ thuộc vàohoạt lực và sự nhiễm tạp của nó

3.2.9 Lên men phụ và tàng trữ bia non:

3.2.9.1 Mục đích:

- Tiếp tục lên men phần đường còn lại sau khi lên men chính, bão hoà CO2

và tăng cường mùi vị cho bia

- Thực hiện quá trình chín của bia (ổn định chất lượng bia)

3.2.9.2 Tiến hành:

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 Đầu 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 Để đảm bảo bia thành phẩm có chất lượng như nhau về màu sắc, mùi vị cũngnhư thành phần hoá 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 thểtiến 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 bão

hoà 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 sẽ hoà tan vào bia vàoxy không khí sẽ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia thành phẩm

Thời gian lên men phụ là 40 ngày Sau khi lên men phụ bia được chuyển vàothùng chứa và đem đi lọc

3.2.10 Lọc trong bia:

3.2.10.1 Mục đích:

Để loại bỏ các hạt nhỏ bé như: tế bào nấm men, protein, các huyền phù …làm cho bia đạt được độ trong đúng yêu cầu chất lượng, ổn định và tăng độ bền sinhhọc, hoá học cho bia

3.2.11 Ổn định bia sau khi lọc:

Sau khi lọc thì hàm lượng CO2 trong bia bị giảm Do đó, để khôi phục lại sựbão hoà CO2 trong bia thì sau khi lọc, bia được giữ trong thùng chứa ở nhiệt độ0,5÷10C dưới áp suất của CO2 là 0,5 at và thời gian tối thiểu là 4 giờ Hàm lượngCO2 trong bia thành phẩm phải đạt ít nhất là 0,3% khối lượng Nếu chưa đạt đượcyêu cầu thì phải bổ sung CO2 cho bia

3.2.12 Chiết chai:

3.2.12.1 Mục đích:

Để thuận tiện cho việc tiêu thụ, vận chuyển, bảo quản thì rót bia vào chaithuỷ tinh màu xanh

3.2.12.2 Tiến hành:

Trước khi rót, chai được rửa và sát trùng kỹ bằng nước nóng 750C và dungdịch NaOH 2% có bổ sung stabilon để làm bóng chai Sau đó, chai được làm nguộirồi rót bia vào Bia rót trong điều kiện đẳng áp để tránh tổn thất CO2 và tránh tràobọt gây tổn thất sản phẩm

Dây chuyền chiết bia được cơ giới hoá hoàn toàn và bao gồm các công đoạnsau: rửa chai, kiểm tra chai, chiết bia vào chai, đóng nắp chai, kiểm tra độ kín củachai bia thành phẩm, thanh trùng bia, hoàn thiện sản phẩm

Chương IV TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM

4.1 Chọn các số liệu ban đầu:

- Độ bia của sản phẩm: 16%

- Tỉ lệ nguyên liệu dùng: malt đại mạch/ngô = 90/10

- Năng suất nhà máy: 20 triệu lít/năm

- Các thông số trạng thái ban đầu của nguyên liệu:

+ độ ẩm của malt: 5%

+ độ ẩm của ngô: 11%

+ độ chiết của malt: 80%

+ độ chiết của ngô: 80%

- Lượng hoa sử dụng: 3g/lít dịch đường đem đun sôi

- Mức tiêu hao nguyên liệu qua từng công đoạn:

Houblonhoá

Lắngtrongvàlàmlạnh

Lênmenchính

Lênmenphụ

Lọcbia

Chiếtrót vàthanhtrùngTiêu

hao,

%

Hao hụt ở các công đoạn làm sạch, nghiền, nấu, lọc, lắng trong và làm lạnhtính theo phần trăm chất khô của nguyên liệu trước đó Còn hao hụt trong các quátrình lên men, lọc bia và chiết rót được tính theo phần trăm thể tích trước đó.

4.2 Kế hoạch sản xuất của nhà máy:

- Theo quy trình nấu đã chọn ở mục (3.2.3), thời gian thực hiện một mẻ nấu

là 210 phút, nhưng vì nồi malt và nồi ngô tiến hành song song nên thực tế nấu mỗi

mẻ chỉ mất 155 phút Do đó, chọn số mẻ nấu trong một ngày là 9 mẻ

- Phân xưởng nấu làm việc 3 ca trong một ngày Phân xưởng chiết rót làmviệc 2 ca trong một ngày Riêng đối với phân xưởng lên men, do đặc thù của côngnghệ nên làm việc liên tục

- Tháng 11 được chọn làm thời điểm ngừng hoạt động để bảo trì máy móc,thiết bị Sở dĩ chọn thời điểm này vì cũng là mùa mưa, lụt kéo dài có thể gây ảnhhưởng đến sản xuất và mức tiêu thụ

- Công nhân được nghỉ ngày chủ nhật và các dịp lễ tết

Bảng 4.2: Biểu đồ sản xuất của nhà máy

4.3 Tính cân bằng sản phẩm cho 100 kg nguyên liệu ban đầu:

4.3.1 Lượng chất khô trong nguyên liệu:

100

) 5 100 ( 90

100 65 , 84

100 81 , 8

100 23 , 84

100 77 , 8

100

80 77 ,

Tổng lượng chất khô chuyển vào dịch đường khi nấu: 67,38 + 7,02 = 74,40 (kg)

4.3.5 Lượng chất khô còn lại sau quá trình nấu và lọc:

17 , 72 100

) 3 100 ( 40 ,

4.3.6 Thể tích dịch đường khi đun sôi:

Nồng độ chất khô của dịch đường sau khi lắng trong và làm lạnh là 16%,trong quá trình houblon có một lượng nước bay hơi làm nồng độ của dịch đườngtăng khoảng 1÷1,5%, ta chọn 1,4%; còn quá trình lắng trong và làm lạnh, nồng độcủa dịch đường tăng khoảng 0,4÷1,2%, ta chọn 0,4% [6, tr 341]

Do đó cần phải khống chế nồng độ dịch đường trước khi houblon hoá là:

, 14

100 17 , 72

10 24 ,

Ta có: thể tích riêng của nước ở 200C là: 1.000,7710-6 (m3/kg) [1, tr 12]

thể tích riêng của nước ở 1000C là: 1.043,4310-6 (m 3/kg)

10 77 , 000 1

10 43 , 043 1 55 ,

) 1 100 ( 17 ,

4.3.8 Lượng dịch đường còn lại sau khi houblon hoá:

- Tính theo khối lượng: 458 , 01

4 , 1 2 , 14

100 45 , 71

10 77 , 000 1

10 43 , 043 1 62 , 063 1

01 ,

4.3.9 Lượng chất khô còn lại sau quá trình lắng trong và làm lạnh:

02 , 70 100

) 2 100 ( 45 ,

4.3.10 Khối lượng của dịch lên men từ 100 kg nguyên liệu ban đầu:

63 , 437 16

100 02 , 70





(kg)

4.3.11 Thể tích của dịch lên men:

Khối lượng riêng của dịch đường 16% ở 200C:

Thể tích dịch đường 16% ở 200C là: 410 , 79

34 , 065 1

10 63 ,





(lít)Khi làm lạnh dịch đường đến nhiệt độ lên men (90C) thì có sự giảm thể tíchcủa dịch lên men và ta coi sự giảm thể tích này cũng là sự giảm thể tích riêng củanước theo nhiệt độ

Thể tích riêng của nước ở 200C là: 1.000,7710-6 (m3/kg) [1, tr 12]

Thể tích riêng của nước ở 90C là: 1.000,1910-6 (m3/kg)

10 77 , 000 1

10 19 , 000 1 79 ,

4.3.13 Lượng bia còn lại sau khi lên men phụ: 404 , 42

100

) 5 , 0 100 ( 45 ,

4.3.15 Lượng bia sau chiết rót và thanh trùng: 388 , 36

100

) 3 100 ( 37 ,

4.3.16 Tính lượng hoa houblon cần dùng:

Từ thể tích dịch đường đã tính ở mục (4.3.6) ta tính lượng hoa cần dùng là:

480,55  3 = 1.441,65 (g)Theo công nghệ thì dùng 35% hoa nguyên cánh và 65% hoa viên

Do đó lượng hoa nguyên cánh cần dùng là:

58 , 504 100

35 65 , 441 1





(g) ≈ 0,505 (kg)1g hoa viên thay thế cho 3g hoa nguyên cánh Do đó lượng hoa viên cầndùng là:

36 , 312 3

100

65 65 , 441 1







(g) ≈ 0,312 (kg)

4.3.17 Lượng bã nguyên liệu:

Thông thường cứ 100 kg nguyên liệu ban đầu, sau khi nấu và lọc thu được





(kg)

4.3.18 Lượng bã hoa houblon:

Lượng bã khô không nước chiếm khoảng 60% so với lượng hoa cho vào.Vậy lượng bã khô là: ( 504 , 58 312 , 36 ) 10 0 , 49 ( )

100 49 , 0

Kg







4.3.19 Lượng cặn khi lắng trong và làm lạnh:

Cứ 1 lít dịch đường đun sôi thì lượng cặn lắng là 0,05 g [8, tr 76]

1

05 , 0 03 , 501





(g)

4.3.20 Lượng men giống đặc cần dùng:

Cứ 100 lít dịch lên men thì cần 1 lít men giống đặc có độ ẩm 85÷88% Do đó

lượng men giống cần dùng là: 4 , 11

100

1 55 , 410





(kg)

Phần lớn các chất lên men được trong dịch lên men là disacarit Nên quátrình lên men được biểu diễn bởi phương trình:





(kg)Hàm lượng CO2 trong bia chiếm 0,4%, do đó hàm lượng CO2 trong bia là:

55 , 1 100

4 , 0 36 , 388





(kg)Vậy lượng CO2 tự do thu hồi được: 20,90 – 1,55 = 19,35 (kg)

4.3.22 Lượng men thu hồi:

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

100

2 55 , 410





(lít)Lượng sữa men dùng làm việc khác: 8,21 – 4,11 = 4,10 (lít)

4.4 Tính cân bằng sản phẩm cho một ngày:

Theo mục (4.3.15), cứ 100 kg nguyên liệu ban đầu sản xuất được 388,36 lítbia thành phẩm Như vậy, với năng suất 20 triệu lít/năm thì lượng nguyên liệu dùng

cho một năm là: 5 149 860 , 95

36 , 388

100 10





(kg)

4.4.2 Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch:

100

11 , 89 40 , 392 18

97 , 448 40 , 392

Kg





4.4.14 Lượng men giống: 755 , 93

100

11 , 4 40 , 392 18

Nhà máy dùng chai có dung tích 330 ml để chứa bia

Lượng vỏ chai cần dùng trong một ngày là:

67 , 450 216 33

, 0

72 , 428 71

Chu kỳ quay vòng chai là 30 ngày và lượng chai hao hụt là 5%/chu kỳ.Lượng chai cần sử dụng trong một chu kỳ là:

216.450,67  30 = 6.493.520 (chai)Lượng chai cần bổ sung trong một năm là:

436 571 3 100

11 5 520 493 6







(chai)Lượng chai cần cho một năm: 6.493.520 + 3.571.436 = 10.064.956 (chai)

4.5.2 Số lượng nhãn:

Nhà máy sử dụng 1 nhãn/1 chai với lượng hao hụt nhãn là 2%/năm

Lượng nhãn cần sử dụng trong một năm:

82 , 181 818 61 ) 33 , 0

10 20 ( 100

2 33

, 0

Nhà máy sử dụng 1 nắp/1 chai với lượng hao hụt nắp là 2%/năm

Lượng nắp cần sử dụng cho một năm là:

82 , 181 818 61 ) 33 , 0

10 20 ( 100

2 33

, 0

4.5.4 Két đựng chai:

Nhà máy sử dụng loại két 20 chai/két

Lượng két cần trong một chu kỳ là: 324 676

20

520 493 6

1 Nguyên liệu ban đầu (kg) Malt 90 1.839,24 16.553,16 4.634.884,8

Ngô 10 204,36 1.839,24 514.987,2

2 Nguyên liệu sau làm sạch Malt 89,11 1.821,05 16.389,47 4.589.051,6

Ngô 9,90 202,32 1.820,85 509.838,0

3 Nguyên liệu sau khi nghiền

(kg)

Malt 88,66 1.811,85 16.306,70 4.565.876,0Ngô 9,85 201,29 1.811,65 507.262

4 Dịch đường đun sôi 501,03 10.239,05 92.151,44 25.802.403,2

5 Dịch đường sau houblon hoá ở 100

0C (lít) 448,97 9.175,15 82.576,36 23.121.380,8

6 Dịch lên men (lít) 410,55 8.390,00 75.510,00 21.142.800,0

7 Bia sau lên men chính (lít) 406,45 8.306,21 74.755,91 20.931.654,8

8 Bia sau lên men phụ (lít) 404,42 8.264,73 74.382,54 20.827.111,2

9 Lượng bia sau lọc (lít) 400,37 8.181,96 73.637,65 20.618.542,0

10 Lượng bia thành phẩm (lít) 388,36 7.936,52 71.428,72 20.000.041,6

11 Lượng bã nguyên liệu (kg) 118,21 2.415,74 21.741,66 6.087.664,8

12 Lượng hoa nguyên cánh (kg) 0,505 10,31 92,80 25.984

13 Lượng hoa viên (kg) 0,312 6,38 57,45 16.086

14 Lượng bã hoa (Kg) 2,45 50,07 450,61 126.170,8

15 Lượng CO2 thu hồi (kg) 19,35 395,44 3.558,93 996.500,4

16 Lượng men giống (lít) 4,11 83,99 755,93 211.660,4

17 Lượng men thu hồi (lít) 8,21 167,78 1.510,02 422.805,6

5.1 Công đoạn xử lý nguyên liệu:

5.1.1 Máy làm sạch nguyên liệu:

Theo bảng (4.3), tổng lượng nguyên liệu cần làm sạch trong một mẻ nấu là:

1.839,24 + 204,36 = 2.043,6 (Kg)Theo qui trình công nghệ, một mẻ nấu tốn khoảng 155 phút, chọn thời gian làm sạch một mẻ là 90 phút

Năng suất tối thiểu cần có của máy làm sạch:

4 , 362 1 90

60 6 , 043 2







Chọn 1 máy làm sạch dùng chung cho cả hai loại nguyên liệu, có nhãn hiệu

- Năng suất tối đa : 2,5 tấn/h

- Kích thước : (220012202150) mm

- Công suất điện : 4,6 kw

5.1.2 Máy nghiền nguyên liệu:

5.1.2.1 Máy nghiền malt:

Theo bảng (4.3), lượng malt cần nghiền trong một mẻ là: 1.821,05 kg ≈ 1,82tấn/mẻ

Chọn thời gian nghiền tối đa là 90 phút

Năng suất tối thiểu cần có của máy nghiền là:

21 , 1 90

60 82 , 1

- Công suất tối đa trên cặp trục : 10 kw

5.1.2.2 Máy nghiền ngô:

Theo bảng (4.3), lượng ngô cần nghiền trong một mẻ là 202,32 kg/mẻ ≈ 0,2 tấn/mẻ

Năng suất tối thiểu cần có của máy nghiền là: 0 , 13

90

60 2 , 0

- Công suất cần thiết của rôto : 7 kw

- Kích thước của máy : (1.1001.0001.100) mm

5.1.3 Tính bunke:

Bunke có thể tích đủ để chứa nguyên liệu sản xuất một mẻ, có dạng hìnhtrụ, đáy hình nón có góc nghiêng  =600, được chế tạo bằng thép Chọn hệ số chứađầy  =0,9

Thể tích bunke: V=VT + VN = m

V: thể tích bunke, m3 H h2 DVT: thể tích phần hình trụ, m3

VN: thể tích phần hình nón, m3m: khối lượng nguyên liệu cần xử lý, Kg 600

 : khối lượng riêng của nguyên liệu, Kg/m3 h1

) 2 2 4 4

( 3 4

2 2 1 2

2 h h D d D d D

V        (1) h

Mà h D d tg

2 1

5.1.3.1 Bunke chứa malt:

Theo bảng (4.3), lượng malt cần chứa trong một mẻ là: 1.821,05 Kg

Khối lượng riêng của malt:  =560 (kg/m3) [8, tr 32]

9 , 0 560

05 , 821 1

Đường kính bunke chứa: D = 1,43 m

Đường kính ống tháo liệu: d = 0,2 m

Chiều cao ống tháo liệu: h = 0,2 m

Chiều cao thân bunke: h2 = 1,86 m

Chiều cao chóp: h1 = 1,07 m

Chiều cao bunke chứa: H = h2 + h1 + h = 1,86 + 1,07 + 0,2 = 3,13 m

Số lượng: 2 cái, 1 cái để chứa malt trước khi nghiền và 1 để chứa malt sau khinghiền.

5.1.3.2 Bunke chứa ngô:

Theo (4.3), lượng ngô cần chứa trong một mẻ là: 202,32 Kg

Khối lượng riêng của ngô:   1000 (kg/m3) [9, tr 132]

9 , 0 1000

32 , 202

Đường kính bunke chứa: D = 0,56 m

Đường kính ống tháo liệu: d = 0,2 m

Chiều cao ống tháo liệu: h = 0,2 m

Chiều cao thân bunke: h2 = 0,73 m

Chiều cao chóp: h1 = 0,31 m

Chiều cao bunke chứa: H = h2 + h1 + h = 0,73 + 0,31 + 0,2 = 1,24 m

Số lượng: 2 cái, 1 cái để chứa ngô trước khi nghiền và 1 để chứa ngô sau khi nghiền

5.1.4 Cân nguyên liệu:

Chọn cân điện tử nhãn hiệu WG của hãng OVIM-Ý

Khối lượng lớn nhất mà cân có thể cân được một lần là 100 kg Chọn 2cân:

- 1 cái dùng để cân malt và malt lót

- 1 cái dùng để cân ngô

5.1.5 Tính cơ cấu vận chuyển bằng gàu tải:

5.1.5.1 Gàu tải chuyển malt và ngô lên máy làm sạch:

Sử dụng 1 gàu tải để tải cả hai loại nguyên liệu lên máy làm sạch

Để đơn giản trong quá trình vận hành, ta chọn gàu tải có năng suất bằngnăng suất máy làm sạch

Thông số kỹ thuật của gàu tải:

- Chiều rộng gàu: 135 mmCông suất động cơ truyền động: Nđc=367QH , Kw [2, tr 115]

Trong đó: Q: năng suất gàu tải, Q = 2,5 tấn/h

H: chiều cao nâng của gàu tải, H = 3,46 m

 : hiệu suất của gàu tải,  =0,7

7 , 0 367

46 , 3 5 , 2







(Kw)

Số lượng: 1 gàu tải

5.1.5.2 Gàu tải chuyển malt và ngô sau khi làm sạch lên bunke chứa:

Chọn 1 gàu tải với các thông số kỹ thuật giống mục (5.1.5.1)

Chiều cao nâng của gàu: H = 13 m

Công suất động cơ truyền động: Nđc = 0 , 127

7 , 0 367

13 5 , 2







(Kw)

Số lượng: 1 gàu tải

5.1.5.3 Gàu tải chuyển bột malt lên bunke chứa:

Để đơn giản trong quá trình vận hành, ta chọn gàu có năng suất bằng năngsuất máy nghiền malt

Chọn gàu tải có các thông số kỹ thuật sau:

- Chiều cao nâng của gàu: 12,8 mCông suất động cơ truyền động: Nđc = 0 , 075

7 , 0 367

8 , 12 5 , 1







(Kw)

Số lượng: 1 gàu tải

5.1.5.4 Gàu tải chuyển bột ngô lên bunke chứa:

Chọn gàu tải có các thông số giống như gàu tải bột malt lên bunke (mục 5.1.5.3)

- Chiều cao nâng của gàu: 11,37 mCông suất động cơ truyền động: Nđc = 0 , 066

7 , 0 367

37 , 11 5 , 1

Vậy công suất điện dùng cho các gàu tải:

N = 0,034 + 0,127 + 0,075 + 0,066 = 0,302 (Kw)

5.2 Công đoạn nấu dịch đường:

5.2.1 Nồi nấu nguyên liệu:

Nồi nấu nguyên liệu là nồi 2 vỏ, có dạng hình cầu, được chế tạo bằng thépkhông gỉ, bên trong có cánh khuấy dạng mỏ neo nằm ở sát đáy thiết bị

1: ống thoát hơi

2: cửa nạp liệu

3: ống nạp hơi

4: áo hơi

5: ống tháo nước ngưng

6: cửa tháo cháo

5.2.1.1 Nồi nấu ngô:

Theo bảng (4.3), lượng ngô cần nấu một mẻ: 201,29 Kg

Lượng malt lót bằng 10% so với lượng ngô của một mẻ nấu

mmalt lót nồi= 201,29  10%= 20,13 (Kg)

Thể tích malt lót chiếm: VM = 0 , 036

560

13 , 20

Thể tích ngô chiếm: VN = 0 , 201

1000

29 , 201

00 ,

D

(m )Cánh khuấy làm bằng thép không gỉ

Chọn cánh khuấy mỏ neo có đường kính :

) ( 1200 )

( 20 , 1 60 , 1 4

3 4

3

D     

Số vòng quay của cánh khuấy : 0,6 v/s [3, tr 623]

Công suất động cơ điện : 3 Kw

Ống thoát hơi : chọn tiết diện ống thoát hơi bằng 1/40 diện tích bề mặt bốc hơi lớnnhất Đường kính ống thoát hơi :

40

60 , 1

D

(m)

5.2.1.2 Nồi nấu malt:

Nồi có thể tích đủ chứa lượng cháo malt và lượng dịch từ nồi ngô chuyển sang.Theo bảng (4.3), lượng malt nấu một mẻ là: 1.811,85 Kg

Trong đó, lượng malt chuyển vào nồi nấu malt là: 1.811,85 – 20,13 = 1.791,72 (Kg)

560

72 , 791

m

V M  