Thiết kế nhà máy bia lên men bằng phương pháp liên tục với năng suất 60 triệu lítnăm

MỞ ĐẦUBia là một trong các đồ uống lâu đời nhất mà loài người đã tạo ra, bia được sản xuất ở Việt Nam kể từ khi người Pháp mang tới vào cuối thế kỷ 19. Bia được sản xuất từ các loại nguyên liệu chính là nước, malt, hoa houblon, sau quá trình lên men, sẽ cho ra một loại đồ uống giàu dinh dưỡng, có hương thơm đặc trưng, độ cồn thấp, vị đắng dịu và lớp bọt trắng mịn với hàm lượng CO2 phù hợp. Ngoài ra, để làm tăng hiệu quả kinh tế các nhà máy còn sử dụng thêm một số nguyên liệu khác để thay thế một phần malt đại mạch như: gạo, ngô, lúa mì để sản xuất bia. Ngoài tác dụng giải khát, bia còn cung cấp một lượng lớn các chất dinh dưỡng, các chất giúp tăng cường tiêu hoá đặc biệt là nhóm enzim kích thích tiêu hóa amylaza và các vitamin, nhất là các vitamin nhóm B.Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp thực phẩm nói chung và ngành công nghiệp sản xuất bia nói riêng của nước ta đã có một diện mạo mới. Lượng bia sản xuất ngày càng tăng cùng với thiết bị và công nghệ sản xuất ngày càng hiện đại nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng. Có nhiều loại bia và mỗi loại bia được đặc trưng bởi mùi vị, màu sắc, độ rượu khác nhau vì quá trình sản xuất bia là phức tạp và dao động một cách đáng kể giữa các nhà sản xuất, tuy nhiên trong suốt quá trình hình thành và phát triển, quy trình công nghệ sản xuất bia vẫn luôn giữ được các nét đặc trưng riêng của mình.Với mục tiêu sản xuất ra loại bia có chất lượng cao, ổn định, mẫu mã đẹp,…đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của người tiêu thụ, tăng sức cạnh tranh với các sản phẩm khác, đồng thời đẩy lùi các loại bia nhập ngoại. Từ thực tế đó tôi tôi hy vọng với đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế nhà máy bia lên men bằng phương pháp liên tục với năng suất 60 triệu lítnăm” sẽ làm rõ và đi sâu vào công nghệ sản xuất nhằm nâng cao và hoàn thiện sản phẩm cũng như thấy được tầm ảnh hưởng của nó đến kinh tế của Đất nước.

MỞ ĐẦU

Bia là một trong các đồ uống lâu đời nhất mà loài người đã tạo ra, bia đượcsản xuất ở Việt Nam kể từ khi người Pháp mang tới vào cuối thế kỷ 19 Bia đượcsản xuất từ các loại nguyên liệu chính là nước, malt, hoa houblon, sau quá trình lênmen, sẽ cho ra một loại đồ uống giàu dinh dưỡng, có hương thơm đặc trưng, độ cồnthấp, vị đắng dịu và lớp bọt trắng mịn với hàm lượng CO2 phù hợp Ngoài ra, để làmtăng hiệu quả kinh tế các nhà máy còn sử dụng thêm một số nguyên liệu khác đểthay thế một phần malt đại mạch như: gạo, ngô, lúa mì để sản xuất bia Ngoài tácdụng giải khát, bia còn cung cấp một lượng lớn các chất dinh dưỡng, các chất giúptăng cường tiêu hoá đặc biệt là nhóm enzim kích thích tiêu hóa amylaza và cácvitamin, nhất là các vitamin nhóm B

Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp thực phẩm nói chung vàngành công nghiệp sản xuất bia nói riêng của nước ta đã có một diện mạo mới.Lượng bia sản xuất ngày càng tăng cùng với thiết bị và công nghệ sản xuất ngàycàng hiện đại nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng Có nhiềuloại bia và mỗi loại bia được đặc trưng bởi mùi vị, màu sắc, độ rượu khác nhau vìquá trình sản xuất bia là phức tạp và dao động một cách đáng kể giữa các nhà sảnxuất, tuy nhiên trong suốt quá trình hình thành và phát triển, quy trình công nghệsản xuất bia vẫn luôn giữ được các nét đặc trưng riêng của mình

Với mục tiêu sản xuất ra loại bia có chất lượng cao, ổn định, mẫu mã đẹp,…đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của người tiêu thụ, tăng sức cạnh tranh với các sản phẩmkhác, đồng thời đẩy lùi các loại bia nhập ngoại Từ thực tế đó tôi tôi hy vọng với đề

tài tốt nghiệp: “Thiết kế nhà máy bia lên men bằng phương pháp liên tục với năng suất 60 triệu lít/năm” sẽ làm rõ và đi sâu vào công nghệ sản xuất nhằm nâng

cao và hoàn thiện sản phẩm cũng như thấy được tầm ảnh hưởng của nó đến kinh tếcủa Đất nước

CHƯƠNG I: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

Đà Nẵng là thành phố năng động của miền Trung và Tây Nguyên, là vùng đất tậptrung được nguồn lao động lớn và là một thị trường tiêu thụ mạnh Ngoài ra ĐàNẵng còn là một đầu mối giao thông quan trọng của khu vực miền Trung - TâyNguyên và cả nước với hệ thống sân bay quốc tế, cảng biển nước sâu, các tuyếnđường bộ, đường sắt Bắc Nam đã phát triển hoàn chỉnh và thuận lợi Cùng với tiếntrình đô thị hóa, sự tăng trưởng kinh tế trong những năm qua đã giúp cho đời sốngvật chất và tinh thần của người dân Đà Nẵng không ngừng được cải thiện Vớinhững thuận lợi đó Đà Nẵng đã và đang thu hút các nhà đầu tư trong và ngoài nước.Việc xây dựng thêm một nhà máy bia trong thành phố sẽ góp phần thúc đẩy nền sảnxuất công nghiệp của thành phố phát triển, làm phong phú thêm loại bia trên thịtrường tiêu dùng và có thể tăng sức cạnh tranh để chiếm lĩnh thị trường ở nhữngvùng lân cận, cả nước và xuất khẩu, làm nền kinh tế thành phố phát triển Vì thế tôichọn địa điểm xây dựng nhà máy tại khu công nghiệp Hòa Khánh - Liên Chiểu - ĐàNẵng

1.1 Đặc điểm thiên nhiên

Về điều kiện tự nhiên thành phố chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, khíhậu chia làm hai mùa: mùa khô và mùa mưa

Đặc điểm thiên nhiên của thành phố Đà Nẵng:

- Nhiệt độ trung bình hàng năm: 25,9oC

- Độ ẩm trung bình hàng năm: 83,4%

- Hướng gió chủ yếu: Đông – Nam

Kết cấu đất thành phố tương đối vững chắc, không có hiện tượng sụt lỡ bất thường

1.2 Hệ thống giao thông vận tải

Khu công nghiệp Đà Nẵng có hệ thống đường nội bộ hoàn chỉnh.Về đường bộ, cóquốc lộ 1A nối trung tâm thành phố với các tỉnh khác, đến các nước láng giềng nhưLào, Campuchia Về đường thủy, Đà Nẵng có cảng Tiên Sa, Sông Hàn, rất thuậntiện khi lưu thông hàng hóa với các tỉnh trong nước và nước ngoài

Cảng Đà Nẵng được xác định là một trong những trọng điểm của tuyến hành langkinh tế Đông Tây và là cửa ngõ ra Thái Bình Dương, cảng xuất nhập khẩu hàng hóacủa cả vùng nội địa giàu tiềm năng chưa được khai thác ở Lào, vùng Đông BắcThái Lan, Myanma và miền Trung Việt Nam.

1.3 Nguồn nguyên liệu

Nguyên liệu dùng sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon, nước, ngô vàđường Do khí hậu, đất đai nước ta không trồng được đại mạch và cây hoa houblonnên hai nguyên liệu này được nhập từ nước ngoài Nguyên liệu thay thế - ngô,đường được mua từ các vùng lân cận có nguồn nguyên liệu dồi dào như QuảngNam, Quảng Ngãi…

1.4 Nguồn cung cấp điện

Nhà máy sử dụng nguồn điện lấy từ lưới điện quốc gia qua máy biến áp riêng củanhà máy Dòng điện nhà máy sử dụng có hiệu điện thế 220V Ngoài ra, để đảm bảoquá trình sản xuất được liên tục, nhà máy có trang bị thêm máy phát điện dự phòngdùng trong các thời điểm cao điểm và phòng khi mất điện

1.5 Nguồn cung cấp hơi và nhiên liệu

Lượng hơi đốt cung cấp cho các phân xưởng được lấy từ lò hơi riêng của nhà

máy Các loại nhiên liệu như dầu FO dùng cho lò hơi, xăng dùng cho ôtô,… đượcmua từ các trạm xăng dầu trong tỉnh

1.6 Nguồn cung cấp nước

Nước dùng trong nhà máy được lấy từ hai nguồn: một là từ công ty cấp thoátnước của thành phố, hai là từ các giếng khoan Trong đó nguồn nước chính là từ

thành phố, các giếng khoan có vai trò dự trữ và bổ sung khi bị thiếu hụt nước Nước

dùng để sản xuất, sinh hoạt của công nhân viên trong nhà máy và vệ sinh thiết bịmáy móc được cung cấp chính từ nguồn nước khu công nghiệp Với nước dùng đểchế biến cần phải qua hệ thống xử lí đạt tiêu chuẩn cho phép sản xuất theo quy định

1.7 Thoát nước và xử lý nước thải

Việc thoát nước của nhà máy phải luôn được quan tâm vì sẽ gây ô nhiễm cho môitrường sống, ảnh hưởng đến công nhân viên của nhà máy và khu dân cư sống chungquanh Do đó nước thải của nhà máy trước khi đưa ra ngoài phải qua hệ thống xử lý

Đà Nẵng tập trung đội ngũ công nhân lành nghề kỹ thuật cao, đội ngũ cán bộ, kỹ

sư giỏi thuận lợi cho phát triển của nhà máy

1.10 Hợp tác hóa

Với nhiều nhà máy, xí nghiệp khác nhau trong khu công nghiệp nên việc hợp tác

về công trình giao thông, nguồn điện, hơi, nước, công cộng…rất thuận tiện Vấn đềtiêu thụ sản phẩm nhanh, góp phần giảm thời gian xây dựng, giảm vốn đầu tư hạ giáthành sản phẩm và rút ngắn thời gian hoàn vốn Nhà máy chủ yếu nhập thiết bị từnước ngoài để đảm bảo tính công nghệ Bên cạnh đó, để giảm chi phí đầu tư ban đầuthì cũng có thể gia công một số thiết bị mà nó không ảnh hưởng đến công nghệ Tóm lại, với những điều kiện thuận lợi về vị trí địa lí, giao thông vận tải, nguồnlao động, tiêu thụ sản phẩm…thì việc xây dựng một nhà máy sản xuất bia ở khucông nghiệp Hoà khánh thành phố Đà Nẵng với phương pháp lên men liên tục năngsuất 60 triệu lít/năm là rất hợp lí Việc phát triển nhà máy đem lại nguồn thu khôngnhỏ cho ngân sách của Đà Nẵng và đất nước, góp phần giải quyết việc làm, giảm tảilượng lao động vào Nam, nâng cao đời sống cho người lao động, đưa nền kinh tếthành phố phát triễn cùng sự phát triển chung của đất nước

CHƯƠNG II : TỔNG QUAN

2.1 Giới thiệu sản phẩm

Bia là loại thức uống giải khát giàu dinh dưỡng, giúp dễ tiêu hóa Nếu được sửdụng đúng với hàm lượng thích hợp, bia sẽ giúp cho cơ thể cảm thấy thoải mái, dễchịu và tăng sức lực cho cơ thể Bia do nhà máy sản xuất là loại bia vàng có nồng độ11,60, dung tích mỗi chai bia 450 ml được sản xuất theo phương pháp lên men liêntục, có hương thơm và vị đắng dịu Trong bia nước chiếm trên 90%, có gas (hàmlượng CO2 khoảng 3-4 g/l), có bọt mịn xốp, có hương vị thơm ngon rất đặc trưng.Bên cạnh công dụng giải khát, bia còn cung cấp cho con người các giá trị dinhdưỡng nhất định: cung cấp nguồn năng lượng cho cơ thể hoạt động, cung cấp cácvitamin B1, B2, nhiều vitamin PP và axit amin rất cần thiết cho cơ thể

2.2 Giới thiệu về nguyên liệu

Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon, nước, nguyênliệu thay thế dùng trong nhà máy là ngô đã tách phôi và đường

2.2.1 Malt đại mạch [5, tr 18].

Malt là những hạt hoà thảo nảy mầm trong điều

kiện nhiệt độ và độ ẩm nhân tạo xác định Trong sản

xuất bia, malt không những là tác nhân đường hoá

mà còn là nguyên liệu chính dùng để nấu bia

Yêu cầu của malt đại mạch:

- Phải sạch, có mùi thơm đặc trưng của malt,

có vị ngọt, màu vàng sáng đều Không được có mùi

vị lạ, không được mốc và không hôi khói Hình 2.1: Malt đại mạch

- Kích thước phải đều

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

- Khối lượng của 1000 hạt chiếm 28÷36g

- Độ ẩm của malt khi sấy 2÷3,5%, trong quá trình bảo quản phải ≤ 6%

- Độ chiết của malt 75÷82%

- Malt có thời gian đường hoá 10÷35 phút

Hàm lượng protein thì phải nằm trong khoảng 9÷12%, nếu cao hơn bia sẽ đục,khó bảo quản Còn nếu thấp hơn bia sẽ kém bọt, vị kém đậm.

Nước ta không sản xuất được malt đại mạch do đó phải nhập ngoại Malt đượcmua từ các nước ở Châu Âu, Châu Úc rồi được đưa về nhà máy và bảo quản trongkho Trong quá trình bảo quản thường xuyên theo dõi nhiệt độ và độ ẩm để kịp thời

xử lí Thời gian bảo quản dự trử là 1 tháng

2.2.2 Hoa houblon [8, tr 67].

a Đặc điểm

- Hoa houblon (Houmulns lupulus) là loại thực vật lưu

niên đơn tính, thuộc họ Gai mèo (Canabinaceac) Đặc

điểm của giống này là hoa đực và hoa cái sinh ra trên hai

thân khác nhau Người ta trồng hoa houblon để thu

những hoa cái chưa thụ phấn cho sản xuất bia, vì nếu sử

dụng hoa cái đã được thụ phấn sẽ làm giảm chất lượng

của bia Chính vì vậy mà người ta phải tiến hành loại bỏ

ngay những cây đực trong vườn hoa houblon

b.Vai trò của hoa houblon

- Là nguồn nguyên liệu không thể thiếu trong công nghệ sản xuất bia

- Hoa houblon truyền cho bia vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng

- Tăng khả năng giữ bọt, tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sảnphẩm Là thành phần đem lại sự khác biệt, đặc trưng nhất cho bia so với các sảnphẩm nước giải khát khác

Trong sản xuất nhà sử dụng sử dụng hoa viên và cao hoa để sản xuất bia vì nó dễbảo quản, chất lượng tốt

2.2.3 Nguyên liệu thay thế

2.2.3.1 Ngô đã tách phôi [7, tr 25]

a Vai trò của ngô

Việc sử dụng nguyên liệu thay thế là ngô nhằm để giảm giá thành sản phẩm, đadạng hóa sản phẩm, chủ động được nguồn nguyên liệu

Hình 2.2 Hoa houblon.

b Đặc điểm của ngô

Ngô có các loại: ngô răng ngựa, ngô đá, ngô bột, ngô sáp… Hạt có màu vànghoặc màu trắng Trong sản xuất bia, ngô dùng làm thế liệu chủ yếu là loại ngô trắngđục đã tách phôi.Thành phần nội nhủ gồm: tinh bột, prôtêin, chất béo, đường, tro,xenluloza

c Những yêu cầu cơ bản của ngô dùng để nấu bia

- Ngô phải có màu trắng đục, kích thước hạt đồng đều

- Hạt ngô sạch, được tách phôi hoàn toàn và phải được nghiền mịn

d Bảo quản ngô

Ngô đã tách phôi được bảo quản trong các xilô Xilô chứa có bề mặt tiếp xúc vớikhông khí ít nên hạn chế sự xâm nhập của ẩm và vi sinh vật gây bệnh Thời gian dựtrữ là 10 ngày

2.2.3.1.Đường saccarozo [7, tr 26].

Một lượng nhỏ đường saccarozo bổ sung vào nồi houblon nhằm tăng độ đườngcho dịch lên men sau này Đường là chất hòa tan có thể lên men được

2.2.4 Nước [7, tr 18]

2.2.4.1 Vai trò của nước

Trong bia thành phẩm, hàm lượng nước chiếm trung bình khoảng 90% Ngoàimục đích dùng trong sản xuất, nước còn được dùng với nhiều mục đích khác nhaunhư: xử lý và nấu nguyên liệu, làm nguội, thanh trùng và vệ sinh sát trùng thiết bị,

vệ sinh xí nghiệp…

2.2.4.2 Các yêu cầu cơ bản của nước

- Nước phải trong suốt, không màu, có vị dễ chịu, không có mùi vị lạ và khôngchứa vi sinh vật gây bệnh

- Độ cứng từ mềm đến trung bình (trung bình : 5-6 mg đương lượng/lít)

2.2.4.3 Phương pháp xử lý nước

Trước khi đưa vào sản xuất phải tiến hành xử lý nước theo mô hình dây chuyền

đạt tiêu chuẩn gồm: lắng trong và lọc, làm mềm nước, bổ sung các thành phần cầnthiết cho nước và cải tạo thành phần sinh học của nước

2.2.5 Nấm men [7, tr 27]

2.2.5.1 Đặc tính chủng nấm men sử dụng trong sản xuất bia

- Nấm men thuộc nhóm cơ thể đơn bào,

chúng phân bố rộng rãi trong thiên nhiên,

sinh sản nhanh, tế bào lại chứa nhiều

vitamin, acid amin không thay thế, hàm

lượng protein chiếm tới 50%

- Nhà máy sử dụng chủng Saccharomyces

Carlsbergensis lên men chìm, chúng có

khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng trong môi trường nước mạch nha như các loạiđường hoà tan, các hợp chất nitơ (các acid amin, peptit),…qua màng tế bào vàchuyển hoá các chất này thành những dạng cần thiết cho quá trình phát triển và lênmen của nấm men

- Nhiệt độ lên men 4 - 120C Khi kết thúc quá trình lên men chúng kết lắng xuốngđáy thiết bị

2.2.5.2 Yêu cầu của chủng nấm men bia

- Sinh trưởng và phát triển tốt trên môi trường lên men bia

- Lên men nhanh chóng nhiều loại đường khác nhau

- Có khả năng kết tụ tốt vào cuối thời kì lên men chính

- Có khả năng giữ được các đặc tính sinh lí, sinh hóa qua các thế hệ

- Có khả năng chống chọi tốt với các điều kiện bất lợi của môi trường

- Cho bia hương vị tốt, ít sản phẩm phụ không mong muốn

2.2.6 Một số quá trình sinh hóa cơ bản trong công nghệ sản xuất bia

Trong sản xuất bia có rất nhiều quá trình sinh hóa xảy ra, trong đó quá trìnhnấu và lên men là hai quá trình cơ bản ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của bia Ởđây ta xét các quá trình quan trọng đó:

2.2.6.1 Các quá trình xảy ra trong quá trình nấu [8, tr 76].

Các quá trình xảy ra khi nấu bia có thể chia làm 2 nhóm: quá trình enzyme vàquá trình phi enzyme

Hình 2.3 Nấm men bia

a Quá trình enzim

Dưới tác động của các enzim, các chất có trong nguyên liệu bị thủy phân vàchuyển sang trạng thái hòa tan

- Tinh bột sẽ chuyển thành các loại đường khác nhau và dextrin nhờ amylaza

- Proteaza giúp protein thủy phân thành axit amin và các polipeptit bậc thấp

- Dưới tác động của enzim phitaza, phitin bị thủy phân và giải phóng H3PO4

- Enzim xitaza thủy phân hemixenluloza và 1 số chất khác của nguyên liệu đểtạo thành glucoza, xiloza, arabinoza và các dextrin

b Các quá trình phi enzim

- Sự kết lắng và biến tính protein: dưới tác động của nhiệt độ cao, một phầnprotein biến tính và đông tụ

- Xảy ra phản ứng tạo thành melanoid

- Phản ứng giữa các muối của nước và photphat có trong khối cháo

- Hòa tan các thành phần dễ hòa tan của malt vào dung dịch

2.2.6.2 Các quá trình xảy ra trong quá trình lên men [8, tr 82]

a Quá trình sinh lý

Thể hiện ở sự sinh sản của nấm men Nấm men sinh trưởng mạnh nhất trong giaiđoạn đầu của thời kỳ lên men chính và kết thúc sớm so với quá trình lên men chính

b Quá trình sinh hóa

Quá trình sinh hoá cơ bản trong lên men chính là sự chuyển các đường lên menthành rượu, CO2 và các sản phẩm phụ như glyxerin, axít hữu cơ, rượu bậc cao, este,aldehit , phần không lên men được chủ yếu là dextrin, protein và các chất khoáng.Trong các sản phẩm phụ đó, có những sản phẩm ảnh hưởng tích cực đến chấtlượng của bia như: glyxerin, axít hữu cơ, este, aldehit (hàm lượng thấp) Những chấtlàm giảm chất lượng của bia như: Diactyl, axetoin, rượu bậc cao, H2S, aldehit

c Quá trình hóa lý

Trong quá trình lên men chính, xảy ra những biến đổi hoá lý sau :

- Sự thay đổi pH: pH của môi trường thay đổi trong quá trình lên men; cụ thể là pH

giảm đáng kể từ pH = 5,3-5,6 của dịch lên men xuống còn khoảng 4,2- 4,6 (9 tr 56).

Sự giảm này là do sự tạo thành CO2, các axít hữu cơ mà chủ yếu là axít suxinic vàaxít lactic

- Sự thay đổi hệ đệm: trong dịch đường, chất đệm chủ yếu là muối phosphat có

pH > 5 Trong quá trình lên men, nấm men hấp thụ những muối này tạo thành cácaxít hữu cơ, tạo hệ đệm mới với pH < 5

- Sự thay đổi thế oxy hoá khử: Trong quá trình lên men thế oxy hoá khử giảmdần và giảm mạnh trong thời kỳ lên men chính

- Sự keo tụ protein và sự tạo bọt: Sự tạo thành rượu, este và giảm pH dẫn đến sựkeo tụ protein Sự tạo bọt là do các bong bóng khí CO2 gây nên Các bong bóng nàynổi lên bề mặt và dính lại với nhau tạo thành bọt trên bề mặt dịch lên men, trong quátrình lên men dạng bên ngoài của bọt thay đổi liên tục

CHƯƠNG III: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

3.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất bia

Chai

Chế phẩm EnzymeNước

NghiềnHòa maltĐạm hoá

MaltLàm sạch

Hồ hóa và nấu Hòa bộtNghiền

NgôLàm sạch

Đường hoá

Houblon hóaLọc dịch đường

Xử lý

Nắp

Ổn định Lọc bia

Lên men phụ và tàng trữ

Cặn

CO2

Xử lýNạp bình

Dán nhãnThanh trùng

3.2.Thuyết minh dây chuyền công nghệ

3.2.1 Nhập nguyên liệu

Malt và ngô trước khi nhập vào kho chứa phải qua khâu kiểm tra chất lượng vàđịnh lượng nhằm đảm bảo đủ lượng nguyên liệu cho sản xuất

3.2.2 Làm sạch [8, tr 74]

3.2.2.1 Mục Đích : Hạn chế ảnh hưởng xấu đến chất lượng của bia sau này.

- Malt trước khi đưa vào nấu cần làm sạch bụi, mầm, rễ malt còn sót lại trongnguyên liệu, loại bỏ các tạp chất kim loại có trong nguyên liệu

- Ngô trước khi sử dụng cũng được làm sạch bụi, kim loại, sâu mọt

3.2.3 Nghiền nguyên liệu [5, tr 160]

3.2.3.1.Mục đích nghiền : Nhằm phá vỡ cấu trúc tế bào của hạt, tạo điều kiện thuận

lợi để khi nấu thu được một dịch đường có nồng độ cao nhất Yêu cầu sau nghiền:

Hình 3.1 Thiết bị làm sạch

- Malt:Vỏ càng nguyên càng tốt.Vỏ nguyên sẽ làm tăng tốc độ lọc Khinghiền cần tạo một tỉ lệ thích hợp giữa tấm thô, tấm mịn và bột.

- Ngô: phải tiến hành nghiền mịn để trong quá trình nấu các chất tinh bột,protein,… chuyển sang dạng hoà tan nhanh hơn

a Nghiền malt: nghiền bằng thiết bị nghiền trục

Nguyên liệu được đưa vào máy nghiền búa qua phễu nạp liệu (1) Ngô đượcnghiền nát nhờ vào lực va đập của búa nghiền (2) vào thành trong của máy nghiềnbúa Búa được lắp trên đĩa treo số (4), các búa được lắp cách đều nhau Ngô đượcnghiền mịn sẽ đi qua lưới số (3) ra ngoài và được đưa vào bunke chứa.

3.2.4 Nấu nguyên liệu

a Mục đích của quá trình nấu [8, tr 75]

Là chuyển các chất trong malt và nguyên liệu thay thế từ trạng thái không hoà tan sangtrạng thái hoà tan nhờ tác động của enzym thuỷ phân

Sử dụng nồi nấu thân trụ, đáy côn:

b Nguyên tắc hoạt động [ 13]

Nguyên liệu được đưa vào nồi qua cửa số (14), hơi đưa vào qua cửa (11).Ban đầu cánh khuấy số (12) được bật ở tốc độ nhanh sau đó giảm dần tốc độ khinhiệt độ đạt 900C (với nồi ngô) Nước ngưng được tháo ra ngoài qua cửa thoát nướcngưng số (8) Sau khi hồ hoá, dịch cháo được đưa ra ngoài qua cửa số (9) Thiết bịđược vệ sinh nhờ đường ống dẫn nước (13)

Vỏ ngoàiNước ngưngDịch cháo raMotơ

Đường hơi vàoCánh khuấyNước vệ sinhCửa nguyên liệu vào Hình 3.4 Thiết bị nấu

Malt : nước = 1 kg : 4 lít Ngô : nước = 1 kg : 4,5 lít

- Nồi ngô: Ngô đã nghiền mịn với 10% bột malt lót (so với tổng lượng ngô

cần dùng cho một mẻ nấu) được trộn với nước ở 60oC theo đúng tỷ lệ trên, nhiệt độcủa khối nấu sẽ hạ xuống khoảng 550C Bổ sung chế phẩm enzym Termamyl vàthêm axit lactic để điều chỉnh pH về 5,2- 5,3, khuấy trộn trong 15 phút Nâng nhiệt

độ của khối nấu lên 72oC thời gian nâng nhiệt 15 phút và giữ ở nhiệt độ này 15 phút.Sau đó nâng đến nhiệt độ sôi trong 30 phút và giữ sôi 20 phút rồi đưa đi hội cháo

- Nồi malt: Khi nồi ngô đã bắt đầu nâng nhiệt để đun sôi thì nồi malt cũng

bắt đầu cho nước ấm 50oC và malt vào, khuấy đều trong 10 phút, điều chỉnh pH về5,2- 5,3 rồi tiến hành nâng nhiệt lên 55oC, mất khoảng 10 phút, giữ ở nhiệt độ này

20 phút để thực hiện quá trình đạm hóa

- Hội cháo: khi nồi ngô kết thúc quá trình đun sôi thì nồi malt cũng đạm hóa

xong Thời gian bơm cháo từ nồi ngô sang nồi malt khoảng 10 phút và nhiệt độ chung của toàn khối nấu đạt khoảng 65oC Giữ nhiệt độ này 20 phút để tạo điều kiệncho enzim thuỷ phân tinh bột Nâng nhiệt độ của khối nấu lên 75oC trong 10 phút vàgiữ 20 phút Cuối cùng nâng nhiệt của toàn khối nấu lên 78oC trong 5 phút rồi bơm

qua máy lọc thùng

Hình 3.5 Sơ đồ nâng và giữ nhiệt của quá trình nấu

3.2.5 Lọc dịch đường và rửa bã [7, tr.63 ]

3.2.5.1 Mục đích: Khối cháo sau đường hóa gồm các chất hòa tan và không hòa

tan do đó cần phải lọc để tách các chất hòa tan ra khỏi các chất không hòa tan

7 Đáy lưới giả

8 Đường nước vệ sinh

9 Đường nước rửa bã

10 Cửa quan sát

11 Lớp cách nhiệt

12 Các ống gom

3.2.5.3.Tiến hành lọc dịch đường

Trước hết là lọc khối cháo để thu được dịch đường đầu Dịch đường lọc chảy từtrên xuống qua lưới lọc Dịch lọc được chảy vào các ống góp và chảy tập trung vàocác vòng tròn sau đó chảy vào thùng chứa Trong vòng 15 phút đầu tiên, dịch đườngchảy ra còn đục nên bơm hồi lưu về Khi dịch đường đạt được độ trong cần thiết thìcho qua thiết bị chứa Sau khi lọc xong thì tiến hành rữa bã bằng nước 78oC Quátrình rửa kết thúc khi nồng độ đường trong nước rửa bã hạ xuống còn 1- 1,5% Bãmalt được hệ thống dao cào đẩy ra ngoài

- Làm cho dịch đường có nồng độ thích hợp theo yêu cầu

- Làm keo tụ protein và vô hoạt các enzym

3.2.6.2 Tiến hành houblon hóa

Thiết bị houblon hóa cũng giống như thiết bị nấu nhưng có bề mặt truyền nhiệtlớn hơn do quá trình houblon hóa cần làm bay hơi một lượng lớn nước Vật liệu chếtạo tốt nhất là thép không gỉ

b Nguyên tắc hoạt động

Dịch đường từ thiết bị chứa trung gian đưa vào nồi houblon từ dưới lên theo đường

ống số (5), đồng thời bổ sung thêm đường sacaroza vào nồi houblon hóa qua cửa số

(7) Hơi từ lò hơi được đưa vào cửa (6) rồi qua (8) Sau khi dịch đường được truyềnnhiệt, dịch sôi trào lên trên tiếp xúc màn chắn sẽ chẻ ra xung quanh rồi đưa đixuống, hơi nước được thoát ra ngoài qua cửa (1).Cao hoa được nạp vào qua cửa số(7), nước ngưng được tháo qua cửa số (9) Dịch đường sau khi houblon hoá đượctháo ra ngoài qua đường ống số (5) Nước vệ sinh được đưa vào nồi qua đường ống

số (3) và (4)

Dịch đường từ thùng lọc chảy vào thiết bị chứa trung gian và tại đây được cungcấp nhiệt để dịch đường luôn giữ ở 780C Duy trì ở nhiệt độ này để enzym α-amylaza tiếp tục thủy phân tinh bột sót Từ thùng chứa trung gian dịch được bơmvào thiết bị houblon hóa và cấp nhiệt để đun sôi Cần tính toán sao cho khi dịchđường vào hết thiết bị houblon hóa thì dịch cũng đạt đến nhiệt độ sôi Cao hoa nạp

từ khi dịch bắt đầu vào thiết bị houblon hóa ¾hoa viên cho vào sau khi sôi được 30phút, ¼ còn lại cho vào sau đó 45 phút Trước khi kết thúc quá trình đun sôi 10 phútthì cho đường saccarose và Tổng thời gian đun sôi là 90 phút

3.2.7 Lắng trong dịch đường

Hình 3.7 Thiết bị houblon hóa

3.2.7.1 Mục đích : Tách cặn ở dạng huyền phù và cặn hoa houblon cho dịch

bị, để yên trong 20 phút rồi tháo ra ở đường trên số (3) để phần dưới tiếp tục lắng,tiếp tục tháo ra qua đường dưới (4) Cặn hoa được cào và tháo ra ngoài qua cửa tháo

bã số (5) Sau đó mở nước theo đường ống số (7) để vệ sinh thiết bị

a Giống thuần khiết

- Trong công nghệ sản xuất bia người ta sử dụng các chủng nấm men:

+ Saccharomyces cerevisiae: thuộc loại lên men nổi.

+ Saccharomyces carlsbergensis: thuộc loại lên men chìm.

Ở đây ta sử dụng chủng nấm men chìm Chủng nấm men chìm có chứa enzymmelibiaza lên men đường rafinoza Vào thời kỳ cuối của lên men chính, chủng nấmmen chìm lắng xuống đáy thiết bị và tạo thành kết tủa đặc, đồng thời cũng kéo theonhững chất lơ lững góp phần làm trong bia Khi sử dụng men chìm, một phần nấmmen bị yếu và nó kết tủa kém cho nên có thể làm cho bia có mùi men Do đó phảithường xuyên thay men Tuy nhiên men chìm ít bị nhiễm khuẩn

- 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 nuôi cấytrong phòng thí nghiệm và giai đoạn nuôi cấy sản xuất Nấm men thuần khiết là nấmmen thu nhận từ một tế bào Trong phòng thí nghiệm, để đảm bảo men giống người

ta nuôi cấy nó trong môi trường dịch đường 10% và bảo quản ở nhiệt độ 2÷4oC Sauthời gian 1÷2 tháng phải cấy chuyền một lần

Để đưa men giống vào sản xuất, trước hết phải nuôi cấy trong phòng thí nghiệmcho đến 5÷10 lit Sau đó nhân giống trong các thiết bị chuyên dụng đặt bên cạnhphân xưởng lên men Trong mỗi lần nhân giống, thể tích men giống tăng lên 3÷5lần

Men thuần khiết thường phải tuyển chọn và bắt đầu nuôi cấy ở 25oC Trongphòng thí nghiệm nó sinh sản ở nhiệt độ 18÷20oC Khi đưa vào nuôi cấy sản xuất thìcho nó phát triển ở 12÷15oC rồi tiếp tục giảm đến 8÷10oC 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.Thiết bị nuôi cấy men giống gồmcác thùng hình trụ bằng inox hoặc thép không gỉ, có thể tích hữu ích khác nhau.Trước khi tiến hành nuôi cấy yêu cầu thiết bị và môi trường phải vô trùng tuyệt đối

b Sữa men [5, tr 134]

Sau khi lên men chính sữa men được thu vào các chậu chuyên dùng vàchuyển đến phân xưởng lên men để xử lý Đầu tiên sữa men được trộn với nước vôtrùng có cùng thể tích, sau đó cho qua rây có đường kính 0,4÷0,6 mm và ngâm trongnước lạnh Hàng ngày phải thay nước cho nấm men và giữ nhiệt độ của nước trongthiết bị bảo quản gần 0oC Trong nước lạnh, nấm men có thể bảo quản tốt 4÷6 ngày

Để lên men trở lại tiến hành như sau: men cái sau khi đã rửa và sát trùng thì chotrộn với dịch lên men theo tỉ lệ 2÷6 lit/ 1 lit men, khuấy đều rồi để yên 1÷3 giờ cholên men ở nhiệt độ không vượt quá nhiệt độ lên men chính đầu tiên Khi nào nấmmen nảy chồi mạnh và rượu tạo thành khoảng 0,3% thì được Sữa men có thể tái sửdụng nhiều lần Tuy nhiên số lần tái sử dụng còn phụ thuộc vào hoạt lực và sựnhiễm tạp của nó, thường khoảng 8 lần

3.2.9.3 Tiến hành lên men

a.Cơ sở lựa chọn phương pháp lên men

Có nhiều phương pháp lên men nhưng nhà máy dùng phương pháp lên menliên tục vì chu kỳ lên men được rút ngắn, do đó có những ưu điểm nổi trội như:

+ Tăng năng suất lao động nên giảm được giá thành sản xuất

+ Giảm được vốn đầu tư vì số thiết bị ít hơn

+ Tăng khả năng tự động hóa

+ Trong suốt thời gian sản xuất, nấm men luôn luôn tồn tại và phát triểntrong điều kiện ổn định, do đó phát huy được ở mức cao nhất năng lực của chúng

+ Ở đây ta sử dụng nấm men chìm, nhiệt độ lên men chính là 80C và ngừnglên men ở 00C

b.Tiến hành lên men

Hình 3.10 Sơ đồ công nghệ lên men liên tục của nhà máy

Hệ thống này bao gồm 4 thùng lên men chính (6) và 10 thùng lên men phụ(13) và các thiêt bị phụ trợ khác như hệ thống lọc không khí (1), các bơm Hệthống này được đặt trong buồng lạnh Quá trình lên men chính và phụ được tiếnhành trong các thùng lên men kín nối với nhau bằng ống chảy chuyền và tạo thànhmột hệ thống liên tục Dịch đường sau khi lắng trong và làm lạnh được chuyển đếnthùng tiếp liệu (2), tại đây nó được chuyển đi lên men và nhân giống Men giốngthuần khiết được đưa vào thùng (4) theo định kỳ 2 tháng 1 lần Dịch đường liên tụcđược chuyển vào và dịch men có hoạt lực cao được liên tục đưa ra khỏi thùng (4)

với thể tích bằng thể tích dịch đường đưa vào Quá trình nuôi giống trong thùng (4)được thực hiện ở 100C và có sục không khí đã được vô trùng nhờ (1).

Nhờ hệ thống bơm định lượng (5), dịch đường từ thùng tiếp liệu (2) và dịchmen giống từ thùng (4) liên tục được đưa vào thùng lên men chính (6) với tỉ lệ 92:8.Nồng độ nấm men trong thùng lên men đầu tiên là 70 triệu tế bào/1ml Các thùnglên men chính (6) phải nối với nhau sao cho dịch đường đi vào ở phía dưới và đi ra

từ phía trên thùng Bơm (5) phải điều khiển sao cho dịch đường lưu lại trong mỗithùng la 24h

Dịch đường và men giống chảy chuyền từ thùng đầu sang thùng sau và tiếnhành lên men chính ở nhiệt độ 8 - 90C cho đến khi đạt độ lên men cần thiết Quátrình lên men chính kéo dài 4 ngày đêm và áp suất 0,2-0,3at

Sau khi lên men chính xong bia non được tập trung vào thùng chứa (7) rồinhờ bơm (8) chuyển vào thiết bị ly tâm kín (9) để tách bia non ra khỏi bã men Bãmen được đưa vào thùng chứa rồi xử lý, bảo quản và tái sử dụng Còn bia non chảyvào thùng chứa (11) và được bổ sung thêm một lượng bia non không qua ly tâm đểđảm bảo nồng độ của nấm men trong bia non là 12 - 15 triệu tế bào /1lit Sau đóbơm (12) bơm bia non từ thùng (11) sang thùng lên men phụ đầu tiên cua hệ thống(13) Các thùng lên men phụ cũng được nối với nhau như các thùng lên men chính

và bia non cũng lưu lại ở mỗi thùng 1 ngày đêm Số ngày lên men phụ lá 10 ngày,nhiệt độ lên men phụ 1-20C và áp suất trong thiết bị lên men phụ là 0,5-0,6 at Bia từthùng lên men phụ được chuyển vào thùng chứa (14) và từ đây được đưa đi lọc

Đối với hệ thống lên men liên tục điều tối kỵ là nhiễm tạp Nếu ở một khâunào đó có xảy ra sự cố thì khả năng bị ảnh hưởng cả hệ thống là rất cao Do đó, đểđảm bảo dây chuyền làm việc bình thường và thành phẩm có chất lượng cao thì cầnphải đảm bảo vệ sinh thiết bị Cứ 2 tháng 1 lần phải tiến hành tổng vệ sinh và sáttrùng toàn bộ hệ thống, đồng thời phải tiến hành thường xuyên việc vệ sinh sát trùngthùng tiếp liệu và thùng men giống

3.2.10 Lọc bia

3.2.10.1 Mục đích

Lọc bia để bia đạt độ trong cần thiết, làm tăng giá trị cảm quan, làm tăng độbền keo của bia

3.2.10.2.Tiến hành

Dùng hệ thống lọc với chất trợ lọc diatomit Đầu tiên, bột diatomit được trộncùng với nước vô trùng rồi dùng bơm đưa dung dịch này vào máy lọc ép để tách hếtnước, tạo thành một lớp lọc diatomit Tiếp theo, bia được lọc qua lớp lọc này

ra ngoài đĩa và xả theo đường số (4) hay cửa số (6)

3.2.11 Ổn định bia

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 0,5-10C dưới

1 Đường ống bia vào

áp suất của CO2 là 0,5at và thời gian tối thiểu là 4 giờ Hàm lượng CO2 trong biathành phẩm phải đạt ít nhất là 0,3% khối lượng; chưa đạt phải bổ sung CO2 cho bia.

3.2.12 Chiết rót và thanh trùng

3.2.12.1 Chiết rót bia vào chai

a Mục đích: nhằm thuận tiện trong việc vận chuyển và sử dụng.

b Cách tiến hành

Bia sau khi ổn định được rót vào chai màu nâu có dung tích 0,45 lít Chai đưavào rót phải đảm bảo kín, nguyên vẹn, đúng kích thước và sạch Trước khi rót chaiđược rửa và sát trùng kỹ bằng nước nóng và dùng dịch NaOH 2% có bổ sungstabilon để làm bóng chai Sau đó chai được làm nguội và rót bia vào Rót bia theonguyên tắc đẳng áp nếu không sẽ không rót đầy và tổn thất nhiều CO2

3.2.12.2 Thanh trùng bia

Thanh trùng nhằm tiêu diệt các yếu tố gây hư hỏng sản phẩm, nhằm giúp tăng

độ bền cho bia Nhà máy sử dụng máy thanh trùng kiểu tunnel phun tuyến tính Cácvùng nhiệt độ bia phải đi qua: 30oC; 45oC; 65oC; 68oC; 45oC; 30oC và 25oC (nướclạnh) Tổng thời gian thanh trùng là 45 phút

3.2.13 Dán nhãn

Sau khi thanh trùng xong, chai bia được đưa sang máy dán nhãn, đóng mã hiệurồi cho vào két và sau đó đưa vào kho bảo quản để đưa đi tiêu thụ

CHƯƠNG IV: TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM

4.1 Chọn các số liệu ban đầu

- Năng suất của nhà máy: 60 triệu lít bia/năm.

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

+ Ðộ ẩm của malt(W): WM = 5%, + Ðộ chiết của malt (F): Fmalt= 80% + Ðộ ẩm của ngô: :WG = 10% + Ðộ chiết của ngô: Fngô = 80%

+ Ðộ ẩm của đường : WĐ= 0.06% + Tạp chất trong đường 2%

- Lượng hoa houblon sử dụng: 2,5 g/lit dịch đường đem đun sôi Trong đó sử dụng63% cao hoa và 37 % hoa viên

4.2 Chọn hao hụt qua các công đoạn

Bảng 4.1: Bảng tiêu hao nguyên liệu qua các công đoạn

Mức hao hụt trong quá trình nghiền, làm sạch, nấu, lọc, houblon hoá, lắng trong

và làm lạnh tính theo phần trăm chất khô của nguyên liệu trước đó Còn hao hụttrong quá trình lên men, lọc bia, chiết rót, thanh trùng tính theo phần trăm thể tíchtrước đó

4.3 Tính cân bằng vật chất cho 100 kg nguyên liệu ban đầu

4.3.1 Lượng chất khô trong nguyên liệu hạt

Malt: 61 , 75

100

) 5 - 100 ( 65

100 13 , 61

100 4 , 29

Ngô: 29 , 25

100

5 , 0 - 100 4 ,

- Nguyên liệu: Malt: 64 , 02

5 - 100

100 82 , 60

100 25 , 29

100

80 25 ,

71 , 34

100

1 - 100 06 ,

4.3.7 Thể tích của dịch đường khi đun sôi

- Nồng độ chất khô của dịch đường sau khi lắng trong và làm lạnh là 11,6%, trongquá trình houblon hoá có một lượng nước bay hơi làm nồng độ của dịch đường tăng

- Khối lượng riêng dịch đường 10% ở 200C là 1039,98 ( kg/m3) [1, tr 59].

Theo công nghệ ở mục (3.2.6.2),đường được bổ sung vào giai đoạn houblon hoá nêntổng lượng chất khô của nguyên liệu chuyển vào thiết bị houblon hoá là:

100

02 , 0 100 100

06 , 0 - 100 2 91 ,

1 , 719

10 43 , 1043 5

, 691

6 -

6 -

4.3.8 Lượng chất khô còn lại sau khi houblon hóa : 71 , 19

100

1 - 100 91 ,

4.3.9 Lượng dịch đường còn lại sau khi houblon hóa

Tính theo khối lượng: 647 , 18

1 10

100 19 , 71







(kg) Khối lượng riêng dịch đường 11% ở 200C là 1044,13( kg/m3) [1, tr 59].

Thể tích dịch đường sau khi houblon hoá ở 1000C:

6471044,18,13103

10 77 , 1000

10 43 , 1043

6 -

6 -

4.3.11 Khối lượng dịch đường sau lắng trong

6 , 11

100 48 ,

Khối lượng dịch đường 11.6% ở 200C là 1046,64( kg/m3)

Thể tích dịch đường sau lắng trong ở 200C là: 580 , 51

64 , 1046

1000 59

, 607





Sau khi lắng trong, nhiệt độ dịch đường giảm còn khoảng 900C thì có sự giảm thểtích của dịch và ta coi sự giảm này cũng là sự giảm thể tích của nước theo nhiệt độ.Thể tích riêng của nước ở 200C là :1000,77 x 10-6 m³/kg [1, tr 11]

Thể tích riêng của nước ở 900C là : 1035,90 x 10-6m³/kg [1, tr 12]

Vậy thể tích của dịch đường sau lắng trong: 600 , 89

10 77 , 1000

10 90 , 1035 51

, 580

6 -

6 -

100 13 , 70





(kg) Khối lượng riêng của dịch đường 11,6% ở 200C là: 1046,64 (kg/m³) [1, tr 59]

Thể tích của dịch đường 11,6% ở 200C là: 577 , 63

64 , 1046

1000 57

, 604





(lít)Khi làm lạnh dịch đường đến nhiệt độ lên men (9oC) thì có sự giảm thể tích của dịchlên men và ta coi sự giảm này cũng là sự giảm thể tích của nước theo nhiệt độ.Thể tích riêng của nước ở 200C là 1000,77 x 10-6 (m³/kg) [1, tr 12]

và ở 90C là 1000,19 x 10-6 (m³/kg)

10 77 , 1000

10 19 , 1000 63

, 577

6 -

6 -

4.3.18 Lượng bia sau chiết chai và thanh trùng: 537 , 87

100

3 - 100 50 ,

4.3.19 Tính lượng hoa houblon cần dùng

Thể tích của dịch đường trước đun sôi đã tính ở trên là: 691,5 lít

Lượng hoa nhà máy sử dụng là 2,5 g/ lít dịch đường

Vậy lượng hoa cần dùng: 691,5 x 2,5 =1.728,75(g)

Trong đó 63% lượng hoa là dùng dưới dạng cao hoa, với 1 gam cao hoa có thể thaythế cho 5 gam hoa nguyên cánh Như vậy lượng cao hoa cần dùng là:

217 , 82 ( ) 0 , 218

100 5

63 1.728,75

37 1.728,75

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

khoảng 125÷130 kg bã ướt có độ ẩm 75÷80% [8, tr 76]

Ta có, lượng nguyên liệu sau khi nghiền: 64,02 + 32,5 = 96,52(kg)

Lượng bã ướt thu hồi được: 120 , 65

100

125 52 , 96





(kg)

4.3.21 Lượng cặn lắng khi lắng trong

Thường cứ 1 lít dịch đường đun sôi thì lượng cặn lắng là 0,02 gam chất khô

Vậy lượng cặn lắng trong dịch đường đun sôi thu được là:

14 , 42

100

02 , 0 98 , 720





(kg)

4.3.22 Lượng men giống đặc cần dùng

Men giống được đưa vào lên men với tỷ lệ khoảng 0,4 – 0,6% lít/dlm, chọn 0,5 lít

men giống đặc, độ ẩm 88% cho 100 lít dịch lên men [6, tr 441].

Vậy lượng men giống cần dùng là: 2 , 89

100

5 , 0 30 , 577





(lít)

4.3.23 Lượng CO 2 thu được

Độ lên men biểu kiến đối với bia vàng từ 60-65% , thực tế độ lên men thựcluôn nhỏ hơn độ lên men biểu kiến Chọn độ lên men thực là 60%

Vậy lượng chất khô hòa tan đã lên men là: 42 , 08

100

60 13 , 70





(kg)Hàm lượng CO2 trong bia chiếm 0,3 % - 0,45 % , chọn 0,4%

Do đó hàm lượng CO2 liên kết trong bia là: 2 , 15

100

4 , 0 87 , 537





Vậy lượng CO2 tự do thu hồi được: 21,66 - 2,15 = 19,51 (kg)

4.3.24 Lượng sữa 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 0,8 lít dùng làm men giống, số còn lại được sử dụng vào mục đích khác

Lượng sữa men thu hồi được: 11 , 55

100

2 30 , 577

Theo quy trình nấu đã chọn ở mục (3.2.4), tổng thời gian thực hiện một mẻ nấu là

160 phút và bơm sang thiết bị lọc 20 phút, nhưng vì nồi ngô và nồi malt tiến hànhsong song nên chỉ có mẻ nấu đầu tiên mất 160 phút, cón các mẻ tiếp theo chỉ mất

105 phút

Vậy số mẻ nấu trong một ngày: 1 11 , 08

20 105

) 20 160 ( 60 24

4.5 Tính cân bằng sản phẩm cho một ngày

Như đã tính ở phần 4.3.18: cứ 100 kg nguyên liệu ban đầu cho ra 537,87 lít biathành phẩm

Như vậy, với năng suất 60 triệu lít trong một năm thì lượng bia nhà máy sản

xuất trong một ngày là: 196078,4

100 196078,4

, 64

, 32

, 64

, 32





(kg)

4 5.4 Lượng dịch đường đun sôi 262 830 , 45

100

36.454,61 98

, 720

, 646

, 600

, 577

, 565

, 562

, 557

, 554

, 537

, 0

, 0

, 120

, 5

, 11

, 19





(lít)

4 5.18 Lượng vỏ chai

Nhà máy dùng chai có dùng tích 0,45 lít và sử dụng lại chai cũ Chọn 30 ngày chai

quay về.Lượng vỏ chai cần dùng trong một ngày là: 4 35 730

45 , 0

41 , 078 196

 lượng vỏ chai cần dùng trong 30 ngày là: 4 35 730x 30 = 13.071.900 (chai)

Trong quá trình chiết rót có nhiều nguyên nhân làm cho chai bị hư hỏng Do

đó thực tế phải tính thêm phần hao hụt (5%)

Lượng chai hao hụt trong 30 ngày: 13.071.900 x 0,05 = 653.595 (chai)

Lượng chai trong 1 năm: 13.071.900 + 653.595 x 12 = 20.915.040 (chai)

4 5.19 Lượng nắp chai

Mỗi chai có một nắp và chọn tiêu hao 3%, do đó số lượng nắp trong 1 năm:

100 45 , 0

306 3

100 41 , 078 196

Tính cho

1 mẻ

Tính cho

1 ngày Tính cho 1 năm

1 Nguyên liệu ban đầu (kg)

4 Dịch đường đun sôi (lít) 720,98 23.893,67 262.830,45 80.426.118

5 Dịch đường sau houblon hoá (lít) 646,25 21.417,08 235.587,92 72.089.904

10 Lượng bia sau lọc (lít) 557,29 18.468,9 203.157,90 62.166.317

11 Lượng bia sau ổn định (lít) 5554,50 18.376,44 202.140,81 61.855.088

12 Lượng bia thành phẩm (lít) 537,87 17.825,31 196.078,41 60.000.000

13 Lượng bã nguyên liệu (kg) 120,65 3.998.41 43.982,49 13.458.642

14 Lượng cao hoa (kg) 0,218 7,22 79,47 24.318

15 Lượng hoa viên (kg) 0,213 7,06 77,65 23.761

16 Lượng CO2 thu hồi (kg) 19,51 646,57 7.112,29 2.176.361

17 Lượng men giống (lít) 2,89 191,22 2.103,43 643.649

18 Lượng sữa men thu hồi (lít) 11,55 382,77 4.210,51 1.288.416

d D d D h

V N 

m : khối lượng nguyên liệu cần xử lí, kg

ρ : khối lượng riêng của nguyên liệu, kg/m3

Với: d là đường kính ống tháo liệu

333 000

5.1.1.1 Tính xilô chứa malt

Dự tính malt nhập về đủ để sản xuất trong 1 tháng và được bảo quản trong 4 xilô Theo bảng 4.3, lượng malt cần dùng trong 1 ngày là: 23.695,50 (kg)

Vậy lượng malt bảo quản của 1 xilô trong 1 tháng:

25 , 716 177 4

30

23.695,50





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

Thể tích thực của xilô: 0 , 9 560 352,61

25 , 177716

333 000

.

Vậy ta có: - Đường kính phần hình trụ : D = 5,2 (m)

- Đường kính ống tháo liệu : d = D/10 =0,52 (m)

- Chọn chiều cao ống tháo liệu : h = 0,5 (m)

- Chiều cao phần hình trụ : h2 = 13,59 (m)

- Chiều cao chóp : h1 = 2,34(m)

Vậy chiều cao của xilô chứa: H = h1 + h2 + h = 16,43 (m)

- Số lượng : 4cái

5.1.1.2 Tính xilô chứa ngô

Theo bảng 4.3, lượng ngô cần dùng trong 1 ngày là: 12.030,02 (kg)

Dự tính ngô nhập về nhà máy được bảo quản trong xilô khoảng10 ngày

Lượng ngô cần bảo quản trong xilô:

12.030,02 × 10 = 120.300,2 (kg)

Khối lượng riêng của ngô: ρ = 1.000 (kg/m3) [7, tr 132]

90 , 0 000 1

333 000

- Đường kính ống tháo liệu : d = 0,38 (m).

- Chọn chiều cao ống tháo liệu : h = 0,3 (m)

5.1.2 Máy làm sạch nguyên liệu

Để làm sạch malt và ngô ta sử dụng chung 1 loại thiết bị

Theo bảng 4.3, tổng lượng nguyên liệu phải làm sạch trong 1 mẻ là:

2.154,14 + 1.093,64 = 3.247,78 (kg) = 3,25 (tấn)

Theo công nghệ, thời gian nấu một mẻ là 130 phút

- Chọn thời gian làm sạch tối đa là 80 phút

Vậy năng suất tối thiểu của máy làm sạch: Ntb =

80

60 25 ,

= 2,44 (tấn/h)

- Sử dụng sàng làm sạch kí hiệu 3M – 2,5: đảm bảo sau khi qua sàng làm

sạch, nguyên liệu thu được có độ sạch cao, các tạp chất nhẹ tách ra từ buồng khíđông sẽ được thu giữ tại cyclone lắng bụi

Chọn máy làm sạch 3M – 2,5 với các thông số kỹ thuật sau [12, tr 29].

- Năng suất tối đa :2, 5 tấn/h

- Kích thước : 2.200 x 1.220 x 2.150 mm

Vậy chọn 1 thiết bị

5.1.3 Máy nghiền nguyên liệu

5.1.3.1 Máy nghiền malt

Theo bảng 4.3, lượng malt cần nghiền trong một mẻ là: 2.132,59 (kg)

Theo (4.2.1) thời gian hoàn thành 1 mẻ nấu là 130 phút Do đó, chọn thời giannghiền tối đa là 90 phút

Vậy năng suất tối thiểu của máy nghiền malt là:

73 , 421 1 90

60 2.132,59

-Năng suất một cặp trục : 36 tấn/ngày = 1.500 kg/h

-Công suất tối đa trên cặp trục : 10 kW

-Kích thước :17005001600 (mm)

Số lượng thiết bị: 0 , 95

500 1

73 , 421 1

5.1.3.2 Máy nghiền ngô

Theo bảng 4.3, lượng ngô cần nghiền trong một mẻ là: 1.082,70 kg

Chọn thời gian nghiền tối đa là 90 phút

Vậy năng suất tối thiểu của máy nghiền ngô là:

721 , 8

90

60 1.082,70

- Công suất cần thiết của rôto : 7 kw

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