Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 10 triệu lít/năm

Tuy có những khó khăn về nguồn nguyên liệu chính sản xuất bia là malt vàhoa houblon nhng ta đã dùng nguyên liệu thay thế gạo: chiếm 30ữ40% maltnên giá thành đợc giảm đáng kể trong khi đó

Phần i: mở đầu

Bia là loại đồ uống giải khát mát, bổ đợc chế biến từ Malt đại mạch, gạo,hoa houblon và nớc Dịch đờng sau lên men có hơng thơm vị đắng đặc trng docác chất trong nguyên liệu mang lại Sản phẩm này chứa độ cồn thấp, nhiều

CO2 nên có tác dụng giải khát, đợc nhiều ngời u chuộng

Bia ra đời cách đây 7000 năm trớc công nguyên Nhng mãi đến năm 1875nhà bác học Pháp Louis Pasteur khám phá và khẳng định nấm men là loại visinh vật duy nhất mà hoạt động của nó đã làm nên quá trình lên men bia, mở

ra một bớc ngoặt mới cho công nghệ sản xuất bia

Công nghệ sản xuất bia du nhập vào Việt nam và đợc sử dụng phổ biến làkhá muộn so với các nớc trên thế giới Mặc dù vậy sản lợng cũng nh chất lợngkhông ngừng đợc nâng lên trong những năm gần đây: năm 1990 là 100 triệulit, 1997 là 670 triệu lit, đến nay bình quân đầu ngời khoảng 10 lít/ngời/năm,

là khá bé so với các nớc phát triển trên thế giới nh: Mĩ, Hà lan ( khoảng 200lit/ngời/năm) Vì vậy việc xây dựng một nhà máy bia với năng suất phùhợp và chất lợng đảm bảo là cần thiết,chắc chắn đạt hiệu quả kinh tế cao

130-Phần ii lập luận kinh tế - kĩ thuật

Nhu cầu về bia của ngời dân ngày càng tăng nên việc xây dựng một nhàmáy bia là rất cần thiết Trớc đây ở nớc ta bia đợc xem nh một loại đồ uốngcao cấp, nhng giờ đây khi cuộc sống đã đợc cải thiện thì nhu cầu về bia đã trởnên bình thờng Nó là loại đồ uống có giá trị dinh dỡng cao và thích hợp vớimọi tầng lớp

Tuy có những khó khăn về nguồn nguyên liệu chính sản xuất bia là malt vàhoa houblon nhng ta đã dùng nguyên liệu thay thế (gạo: chiếm 30ữ40%) maltnên giá thành đợc giảm đáng kể trong khi đó chất lợng vẫn bảo đảm, đợc thịtrờng chấp nhận Nh vậy một nhà máy bia sẽ đa lại hiệu quả kinh tế cao, gópphần tăng ngân sách quốc gia

1.Chọn địa điểm xây dựng nhà máy

Dựa vào nguyên tắc chọn địa điểm xây dựng và thực tế hiện nay tôi chọn địa

điểm xây dựng nhà máy bia tại thị xã Cửa Lò Với dân số trên 3 triệu ngời,trong khi đó chỉ có một nhà máy bia (VIDA) năng suất 10 triệu lít/năm Nênkhông thể đáp ứng nhu cầu về số lợng cũng nh chất lợng( hiện nay Nghệ Anvẫn tiêu một lợng lớn bia ngoại tỉnh)

ở đây diện tích rộng, dân c đông đúc, đời sống nhân dân ngày càng đợc nângcao nên nhu cầu về bia rất lớn Mặt khác địa điểm này nằm trên quốc lộ 1A,

có bến cảng(Cửa Lò) nên thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu, nhiênliệu cũng nh vận chuyển sản phẩm đi tiêu thụ Ngoài ra về mùa hè, lợng ngờinghỉ mát, tham quan khu du lịch ngày càng đông

Thị xã Cửa Lò là địa điểm sát thành phố Vinh, sát huyện Nghi Xuân(HàTĩnh) nên việc tiêu thụ không chỉ gói gọn tại chỗ mà có thể tiêu thụ ở cácvùng phụ cận

2.Đặc điểm thiên nhiên vị trí cần xây dựng

Tình hình địa chất ổn định, mặt bằng phẳng khô ráo Thời tiết nắng nóng kéodài, kết hợp với gió Tây Nam oi bức nên yêu cầu tiêu thụ lớn rất phù hợp đểxây dựng một nhà máy bia

3.Nguồn cung cấp nguyên liệu

a Nguyên liệu chính để sản xuất

Malt dại mạch và hoa houblon là hai loại nguyên liệu chính để sản xuất bia.Hai nguyên liệu này có thể nhập từ nớc ngoài nh Pháp, úc, Đan Mạch, Đứcthông qua ngoại thơng về cảng Cửa Lò hoặc đờng bộ

b Nguyên liệu thay thế

Nhà máy sử dụng nguồn nguyên liệu thay thế là 30% Gạo có thể nhập từ địaphơng trong nớc nh: An Giang, Thái Bình

c.Các nguyên liệu phụ

Men giống: sử dụng nấm men chìm Saccharomyces Carlsbergensis đã đợc

nuôi cấy huấn luyện và thuần hoá để có thể lên men ở nhiệt độ cao

Các chất sát trùng: Cloramin ,cồn,axit, NAOH, KMnO4

4.Nguồn cung cấp nguyên liệu

a.Nguồn nớc

Trong sản xuất bia cần một lợng nớc lớn và phải đạt yêu cầu kỹ thuật Nhàmáy sẽ sử dụng nớc của công ty cấp nớc thị xã Cửa Lò, ngoài ra cần khoangiếng để chủ động trong sản xuất và giảm giá thành sản phẩm

b.Nguồn điện

Sử dụng nguồn điện quốc gia là chính Nhng đề phòng khi mất điện màkhông làm gián đoạn quá trình xản xuất cần có nhà máy phát điện đủ côngsuất sử dụng cho toàn nhà máy

c.Nguồn hơi

Dùng hơi nớc bão hoà từ lò hơi của nhà máy Nguyên liệu đốt lò hơi có thểdùng: than, than đợc mua ở Quảng Ninh và chuyển về qua cảng Cửa Lò d.Nguồn lạnh

Dùng máy có tác nhân lạnh là NH3, chất tải lạnh là rợu 30%

5.Giao thông vận tải

Nhà máy đợc xây dựng cạnh trục đờng chính, bến cảng nên rất thuận tiệncho việc vận chuyển nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm đến các vùng phụ cậncũng nh ngoại tỉnh

6.Môi trờng

Địa điểm xây dựng cụ thể khô ráo sạch sẽ, môi trờng không bị ô nhiễm đểkhông ảnh hởng đến chất lợng sản phẩm cũng nh sức khoẻ của công nhân, ng-

ời dân xung quanh, đồng thời nhà máy cũng phải đảm bảo vệ sinh nh: xử lý

n-ớc thải, chất thải rắn, khói lò

7.Nguồn nhân lực

Là một tỉnh đang phát triển, đội ngũ trí thức, công nhân lành nghề rất phongphú Chắc chắn đáp ứng đợc nhân lực cho nhà máy

8.Thị trờng tiêu thụ

Bia hơi của nhà máy đựơc chiết bock, tiêu thụ ngay tại thị xã, hoặc vậnchuyển đi các vùng nh: thành phố Vinh, Hà Tĩnh Còn bia chai cũng tiêu thụtrong tỉnh và tỉnh bạn

Với tất cả những đặc điểm trên, tôi thấy việc xây dựng nhà máy bia là khả thi.Chắc chắn mang lại hiệu quả kinh tế

Phần iii Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ

Muốn bia có chất lợng tốt đáp ứng đợc đòi hỏi của ngời tiêu dùng thì nguyênliệu phải đạt yêu cầu kĩ thuật

1 Malt đại mạch:

Malt là nguyên liệu chính trong sản xuất bia ,thành phần chất lợng của malt

có tính quyết định đến màu sắc, hơng vị và giá trị cảm quan của bia Malt sảnxuất từ hạt đại mạch đem ơm mầm ,sấy khô rồi tách mầm,rễ đợc malt khôdùng cho sản xuất bia Trong malt có lợng các chất hoà tan tơng đối cao đặcbiệt là các hệ Enzim , amylaza, proteaza Các Enzim này có tác dụngthuỷ phân tinh bột thành đờng và các sản phẩm thuỷ phân khác phục vụ choquá trình lên men

Malt đại mạch dùng trong sản xuất bia phải đạt các chỉ tiêu sau:

Pentoza hoà tan : 1,0% chất khô

Hexozan và Pentozan không tan : 9,0% chất khô

Pentozan hoà tan : 1,0% chất khô

Dung trọng là trọng lợng của 1 lit malt: từ 500-600g/lít

Trọng lợng tuyệt đối là trọng lợng 1000 hạt malt:

Từ 28-38 g/1000 hạt (theo trọng lợng)

Từ 25-37g/1000 hạt(theo chất khô tuyệt đối)

Màu sắc: đối với cánh hoa: Màu vàng xanh

Humulon(-axit đắngdung dịch:đây là một chất có khả năng tạo bọt tốt, khảnăng kháng sinh mạnh chính vì vậy Humulon là thành phần có giá trị nhất củanhững chất đắng có trong hoa houblon

Lupulon: Có vị đắng tơng tự humulon, nhng có khả năng kháng sinh mạnhhơn Độ hoạt động bề mặt hay khả năng tạo bọt yếu hơn humulon

Tinh đầu: gây cho bia hơng vị dễ chịu

Có dạng nớc trong, vàng sáng và có mùi thơm rất mạnh

Chất chát có ý nghĩa lớn trong việc kết tủa protit kém bền vững nó làm tăngtính ổn định cho bia song nó cũng làm giảm một lợng protit đáng kể làm tăng

sự tạo và giữ bọt cho bia

Vi sinh vật : không quá 100 tế bào / 1cm3

Nếu nớc có độ cứng cao, hàm lợng các ion Ca2+ và Mg2+ lớn, chúng tồn tạidới dạng muối Cacbonat và Bicacbonat Muối Bicacbonat ảnh hởng bất lợi vìlàm giảm độ chua của dịch cháo (do chúng tác dụng với các muối Phosphat từmalt ) dẫn đến hiệu suất đờng hoá giảm Muối Canxi Clorua làm tăng độ chuacủa dịch cháo( CaCl2 + Na2CO3  CaCO3 +NaCl ) Sắt là nguyên tố ảnh hởngmạnh nhất tới chất lợng bia, xúc tác phản ứng oxy hoá trong bia làm giảm độbền keo, gây đục cho sản phẩm Sắt còn gây vị lạ, mùi tanh Các nguyên tố vilợng tồn tại trong nớc cũng phải đảm bảo để nấm men sinh trởng và phát triển

Để xử lý nớc có thể dùng hệ thống xử lý trao đổi ion, lắng lọc

5.Nấm men bia

Trong sản xuất bia thờng dùng 2 loài nấm men Saccharomyces

Carlsbergensis và Saccharomyces Cerevisiae Ta chọn loài Saccharomyces Carlsbergensis: là loại nấm men chìm: thích nghi với điều kiện sinh trờng và

phát triển ở nhiệt độ thấp hơn Trong quá trình lên men, chúng có thiên hớngchìm sâu và kết lắng xuống đáy thùng Khi quá trình lên men chính kết thúcthì phần lớn sinh khối bị kết lắng

1 Nghiền nguyên liệu :

Nghiền malt nhằm mục đích tạo điều kiện để tăng tốc độ các quá trình lýhọc và hoá sinh trong khi nấu, đảm bảo cho các chất hoà tan chuyển từ bột

2

Cặn

B

ã

Rửa chai

phát huy hiệu lực, tuy nhiên nếu nghiền nhỏ cả vỏ malt thì sẽ tạo ra mùi và vịkhó chịu cho dịch nha do hàm lợng tanin trong vỏ malt khá lớn, điều này sẽlàm cho bia thành phẩm có vị đắng chát khó chịu Do đó phần vỏ malt càngnguyên vẹn càng tốt, phần nội nhũ phải đợc nghiền nhỏ, các hạt tấm khôngquá nhỏ để khi lọc sẽ cùng với vỏ trấu tạo lớp màng lọc Máy nghiền malt th-ờng là máy nghiền trục

Nghiền gạo nhằm mục đích phá vỡ cấu trúc hạt tinh bột tạo cho quá trìnhhút nớc trơng nở hạt tinh bột tạo điều kiện cho các Enzim tiếp xúc, thuỷ phântinh bột Bột gạo đợc nghiền nhỏ nên hay dùng máy nghiền búa hoặc nghiền

Trớc khi nghiền malt đợc phun nớc ấm

Ưu điểm : vỏ malt bảo toàn đợc phần nào trạng thái nên bảo đảm đợc chấtlợng bia

Nhợc điểm: Sau khi nghiền Malt phải đợc dùng luôn, nếu để lâu sẽ ảnh hởng

đến quá trình nghiền và chất lợng bia

c Nghiền ớt :

Nghiền ớt tức là malt đợc nghiền với nớc theo một tỉ lệ phối trộn nhất định.Quá trình nghiền malt đợc thực hiện bằng máy nghiền ớt có cấu trúc khác sovới máy nghiền ẩm, khô

Ưu điểm: bảo toàn đợc vỏ nên bia có chất lợng đảm bảo

Nhợc điểm : Đòi hỏi thiết bị máy móc phức tạp cũng nh kĩ thật của ngời côngnhân cao hơn

Từ những u, nhợc điểm trên ta chọn phơng pháp nghiền khô phù hợp với điềukiện hiện nay

2 Nấu và đờng hoá nguyên liệu :

Mục đích:

Chuyển các chất khô có trong malt và gạo ở dạng không hoà tan sang dạnghoà tan Nhng tác dụng quan trọng hơn đó là thuỷ phân các chất có trongnguyên liệu thành các chất hoà tan gọi chung là chất chiết phục vụ cho quátrình lên men bia

Có hai phơng pháp chính thờng đợc sử dụng để nấu nguyên liệu là phơng

+ Nhợc điểm : Vì chỉ đờng hoá tại nhiệt độ thấp không đun sôi nên hiệusuất thu hồi chất chiết thấp, không cho phép dùng nguyên liệu thay thế

- Phơng pháp đun sôi từng phần :

Phơng pháp này malt đợc trộn lẫn với nớc thành hồ malt, hồ malt đợc chiathành từng phần Các phần này sẽ đợc đờng hoá và đun sôi liên tiếp, sau đó lại

đợc hoà lẫn với hồ malt ban đầu

+ Ưu điểm : Do dịch malt đợc đun sôi và duy trì tại nhiệt độ thích hợpcho các enzim hoạt động nên hiệu suất chiết tăng, tạo môi trờng dinh dỡng

đầy đủ cho nấm men phát triển, tạo sự hài hoà giữa các thành phần trong bia

Có thể dùng cho trờng hợp sử dụng các nguyên liệu thay thế

+ Nhợc điểm: Đun sôi nhiều lần dẫn đến khả năng các chất không có lợicho chất lợng bia chiết vào dịch nhiều, nếu không khống chế nhiệt độ, để lêncao quá sẽ tạo các sản phẩm có màu sẫm ảnh hởng đến chất lợng cảm quancủa bia Nấu theo phơng pháp này tốn hơi, tốn thiết bị, đầu t ban đầu lớn vàkéo dài chu kì nấu

Dựa vào các u nhợc điểm của hai phơng pháp kể trên, ta chọn phơng phápnấu nguyên liệu thay thế riêng và đun sôi từng phần Các thao tác đợc tiến

+ Khi bắt đầu một chu kỳ làm việc, nồi hồ hoá và đờng hoá đợc vệ sinhthanh trùng bằng hơi nớc

Bơm nớc vào nồi hồ hoá, tăng nhiệt độ lên 400C rồi cho toàn bộ lợng gạovào ( Lợng gạo chiếm 30% lợng nguyên liệu ) cùng 10 % malt lót (Các enzimtrong malt hoạt động làm loãng dịch cháo tránh hiện tợng cháy nồi ) Khuấy

đều hỗn hợp và axit hoá bằng H3PO4 đến pH=5,5  5,7 Giữ nhiệt độ40420C trong 5 phút sau đó nâng nhiệt độ lên 520C Giữ nhiệt độ này 20phút tiếp tục đun lên 860C, giữ 25-30 phút, tiếp tục đun sôi trong 30 phút Trong nồi đờng hoá, cho malt, nớc theo tỷ lệ 1/5 , khuấy đều và giữ ở40420C sau đó tăng đến 50520C, để yên khoảng 30 phút cho enzimProteaza hoạt động Sau đó bơm toàn bộ dịch cháo đang sôi sang để nhiệt độtoàn khối tăng tới 63-650C

Lần thứ 2, khoảng 1/3 hỗn hợp đợc bơm sang nồi hồ hoá, nâng nhiệt độ lên

720C Sau khi đờng hoá, đun sôi 1520 phút Cuối cùng, ta bơm ngợc về nồi

đờng hoá để hoà lẫn với phần còn lại, nhiệt độ của hỗn hợp nâng lên khoảng75760C và giữ cho tới khi đờng hoá hoàn toàn rồi chuyển sang nồi lọc

+ Các enzim hoạt động chính trong giai đoạn này là :

- Hệ enzim amilaza, gồm - amilaza và - amilaza Chúng phân cắt tinhbột thành Dextrin, Maltoza, Glucoza, tạo nguồn cacbon cho nấm men

- Enzim proteinaza thuỷ phân protit thành albumo, pepton, poly peptit,peptit, axit amin, cung cấp nguồn nitơ cho nấm men, làm tăng khả năng tạobọt và giữ bọt của bia

- amilaza topt : 70750C pHopt : 5,65,8

- amilaza topt : 60650C pHopt : 5,45,6

Proteinaza topt : 50600C pHopt : 5,25,6

- Ngoài ra còn có các Enzim khác nh: Lipaza: 35-370C, Sitaza vàphôtphataza: 40- 430C

Qua việc điều chỉnh nhiệt độ và pH ta tận dụng tối đa độ hoạt động xúctác của enzim để thu đợc nhiều chất hoà tan nhất cũng nh hạn chế đợc cácchất không có lợi cho bia thành phẩm

3 Lọc trong dịch đờng :

Mục đích :

Sau khi đờng hoá thu đợc hỗn hợp gồm pha lỏng và pha rắn Pha lỏng gồmnớc và các cấu tử hoà tan từ malt, pha rắn gồm các cấu tử không hoà tan:võtrấu, quá trình lọc nhằm mục đích tách pha lỏng ra khỏi hỗn hợp hai pha

Có thể chọn thiết bị lọc đáy bằng hoặc lọc khung bản ở đây ta chọn thiết

bị lọc đáy bằng vì các lý do sau:

Lọc đáy bằng có u điểm: hạn chế đợc quá trình oxi hoá xảy ra trong thờigian lọc, việc vệ sinh dễ dàng, có thể tự động hoá đợc Tuy nhiên thùng lọc cóhiệu suất thấp hơn từ 0,5-1%( nguyên liệu dùng cho thùng lọc có kích thớclớn hơn lọc khung bản do đó hiệu suất chiết thấp)

Cách tiến hành

Trớc khi lọc cần vệ sinh sạch thùng Tiếp đó bơm nớc nóng 76-780C vàongập lới lọc(1-1,5cm) để đuổi hết không khí Sau đó bơm hỗn hợp từ nồi đờnghoá sang và bật cánh khuấy để phân tán đều dịch trong thùng lọc Bơm xongvẫn tiếp tục khuấy 5 phút rồi để lắng 15-20 phút Sau đó mở van để dịch chảyvào bình trung gian Khi dịch đầy bình thì bật bơm hút dịch từ nồi lọc, kiểmtra độ trong của dịch nhờ ống quan sát, nếu còn đục thì mở van tuần hoàn trởlại, nếu trong thì mở van sang nồi hoa Bơm mở sao cho thời gian lọc dịch đầu

từ 50-60 phút Rửa bã lần một ở 780C lần hai,ba cũng vậy đến khi nào nồng độcủa dịch bã từ 1-1,20 bx thì dừng Chú ý trong quá trình rửa bật cánh khuấysau đó để yên 10-15 phút rồi mới tiến hành bơm dịch

4 Đun sôi dịch đờng với hoa houblon :

Mục đích:

Trích li chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol và các thành phần khác củahoa houblon vào dịch đờng để tạo cho bia có vị đắng và mùi thơm đặc trng Đông tụ Protein,tăng độ bền của bia

Diệt vi sinh vật (thanh trùng dịch đờng)

5 . Lắng xoáy :

Mục đích :

Làm nguội sơ bộ dịch đờng và lắng phần cặn của dịch đun hoa

Cách tiến hành :

Dịch đợc bơm vào thùng theo phơng tiếp tuyến tạo thành dòng xoáy Cặn

và các chất không hoà tan có khối lợng lớn chịu tác dụng của lực hớng tâm sẽxoáy vào giữa thùng và lắng xuống đáy thùng Thời gian cần thiết để lấy dịch

ra khỏi thùng khoảng 30  40 phút Toàn bộ thời gian dịch đờng lắng trongthùng lắng kéo dài khoảng 1,5  2 giờ

6 Làm lạnh nhanh dịch đờng :

Sau khi lắng dịch đờng, ta phải đa về nhiệt độ thích hợp cho quá trình lênmen(14-160C) Làm lạnh nhanh còn tránh vi sinh vật nhiễm vào dịch đờng lên

men và tách các cặn mịn Quá trình giảm nhiệt độ của dịch đờng cũng tạo

điều kiện thuận lợi cho oxy hoà tan nhiều vào dịch

Nồng độ oxy cần thiết bão hoà trong dịch đờng để đảm bảo cho quá trìnhsinh trởng và phát triển của nấm men khoảng 6  8 mg/l dịch đờng

B Phân xởng lên men

Lên men bia là một quá trình quan trọng trong các công đoạn sản xuất bia.Trong quá trình này, dới tác động của các enzim chứa trong nấm men, các đ-ờng đợc chuyển hoá thành rợu, CO2 và một số sản phẩm phụ khác Các sảnphẩm này có tỷ lệ hài hoà, cùng với các thành phần có trong nguyên liệu ban

đầu tạo hơng vị đặc trng cho sản phẩm

Trong sản xuất bia, thờng tiến hành lên men theo hai phơng pháp: lên men

cổ điển và lên men hiện đại Cùng với hai phơng pháp này là các phơng thứclên men khác nhau: lên men gián đoạn, liên tục và bán liên tục

I Chọn phơng pháp lên men

Hiện nay có nhiều phơng pháp lên men, tuỳ theo thiết bị và chủng nấm men

đem sử dụng

1 Theo thiết bị

Có hai phơng pháp lên men: lên men cổ điển và lên men hiện đại

a-Lên men cổ điển : đặc điểm chính là hai quá trình tiến hành trong các thiết

bị riêng biệt (ở hai phòng lạnh khác nhau, có hệ thống bảo ôn lạnh khácnhau)

u điểm : Nhiệt độ lên men thấp 6-9oC nên thời gian lên men kéo dài, sảnphẩm thu đợc có hơng vị đậm đà

Nhợc điểm : Tốn diện tích mặt bằng, tốn thiết bị, thời gian lên men dài, năng

suất giảm Hệ thống làm lạnh lớn, do vậy tốn chi phí đầu t Việc chuyển dịchlên men từ khu lên men chính sang khu lên men phụ gây tổn thất

b-Lên men gia tốc: Với phơng pháp này quá trình lên men chính và phụ đợc

tiến hành trong cùng một thiết bị hình trụ đáy côn, có hệ thống áo lạnh bênngoài để điều chỉnh nhiệt độ của hai quá trình lên men Nhiệt độ lên menchính 10-12oC, lên men phụ 0-2oC

u điểm : Thời gian lên men nhanh, rút ngắn hơn so với phơng pháp lên men cổ

điển.Thiết bị lên men gọn, đỡ tốn lạnh, không tốn diện tích mặt bằng phân ởng

x-Nhợc điểm: Thời gian lên men nhanh làm chất lợng bia có giảm tuy nhiên

không khác xa nhiều so với lên men cổ điển

2-Theo chủng nấm men

Có hai phơng pháp lên men chìm và nổi

a-Lên men chìm : sử dụng chủng nấm men Saccharomyces carlsbergensis

nhiệt độ lên men thích hợp 6-8oC Trong quá trình lên men, nấm men lơ lửng

dạng huyền phủ trong dịch lên men Nhng khi hạ nhiệt độ xuống 4-50C (kếtthúc quá trình lên men chính) thì nấm men kết lắng xuống đáy thiết bị.

Ưu điểm : dễ tách cặn nấm men sau khi lên men chính, bia dịu và ngon

hơn thời gian lên men kéo dài, tốn lạnh dẫn đến tăng chi phí

Nhợc điểm : Bia thu đợc có vị nhạt

b-Lên men nổi : Chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae nhiệt độ lên men

cao hơn : 25-26oC Nắm men kết thành mảng nổi lên trên bề mặt dịch đờng

Ưu điểm : bia có vị đậm hơn khi dùng chủng nấm man lên men chìm Nhợc điểm : khó tách cặn nấm men

II Chọn phơng thức lên men

1.Lên men liên tục:

Nguyên liệu vào liên tục, sản phẩm lấy ra liên tục

Ưu điểm : công nghệ khép kín, hao tổn sản xuất ít, chất lợng bia đồng đều,

nâng cao năng suất thiết bị, hạ giá thành sản phẩm, dễ tự động hoá

Nhợc điểm : thiết bị phức tạp cồng kềnh, đòi hỏi kiểm soát nghiêm ngặt, khi

bị nhiễm thì dễ nhiễm hành loạt nên khó xử lý

2.Lên men gián đoạn:

Nguyên liệu đợc đa vào từng mẻ Sản phẩm lấy ra từng mẻ

Ưu điểm : thiết bị đơn giản, dễ chế tạo, khi bị nhiễm thì dễ xử lý

Nhợc điểm: năng suất thấp

Do trình độ vận hành, thao tác vô trùng còn hạn chế nên ta chọn phơng thứclên men gián đoạn

Từ những u nhợc điểm của các phơng pháp đã nêu trên, kết hợp với điềukiện của nhà máy, tôi chọn phơng pháp lên men nh sau:

-Phơng pháp lên men chìm bằng chủng Saccharomyces Carlsbergensis trong

thiết bị lên men gia tốc hình trụ đáy côn

-Phơng thức lên men gián đoạn

- Không qua lên men sơ bộ

III Lên men

1 Chuẩn bị men giống

1 1 Mục đích:

- Tạo lợng giống đủ cho quá trình lên men

- Hoạt hoá giống

1.2 Tiến hành

Để chuẩn bị men giống cho sản xuất ta thờng chuẩn bị từ chủng thuần khiết

và sử dụng men sữa tái sinh

1.2.1 Chuẩn bị từ chủng thuần khiết.

Quá trình nhân giống nấm men trải qua hai giai đoạn: giai đoạn nhân giốngtrong phòng thí nghiệm, giai đoạn nhân giống ngoài sản xuất- nhân giống tới

số lợng đủ bằng 10% so với dịch lên men

Nhân giống trong phòng thí nghiệm: Đầu tiên dùng que cấy vô trùng cấy chuyểngiống từ ống thạch nghiêng sang môi trờng dịch thể đã vô trùng đựng trong ốngthuỷ tinh 10 ml, tiếp tục cấy chuyển giống sang ống 100ml, 1Lít,10 Lít, 20 Lít cóthể hơn nữa thì kết thúc Môi trờng nhân giống thông thờng là dịch chiết từ malt,với môi trờng 10 Lít có thể lấy từ thùng đờng hoá trong sản xuất

Quá trình nhân giống ngoài sản xuất có thể tuân theo nguyên tắc 1:10 hoặc1:5 tuỳ theo chất lợng men Môi trờng nhân giống đợc lấy trực tiếp từ thùng đ-ờng hoá, trong qúa trình nhân giống có sục không khí vô trùng

Chế độ nhân giống nh sau:

Yêu cầu canh trờng men giống

Mật độ tế bào 100-120 Triệu tế bào/ml

Tỉ lệ nảy chồi : 20-25%

Tỉ lệ nhiễm khuẩn cho phép : + Cầu khuẩn <1%

+ Men dại < 0,5%

+ Không có trực khuẩn

1 2 2 Tái sử dụng men sữa

Khi kết thúc lên men chính ngời ta tiến hành hạ nhiệt độ xuống 4-50C vàtiến hành tháo sữa men Thờng cứ 1000 Lít dịch đờng sau khi lên men kếtthúc cho ta khoảng 15 đến 20 Lít sinh khối nấm men sệt với hàm ẩm từ 85

88% Cặn men đợc xả ra ngoài qua van xả, lúc đầu men có màu xám đen đểdành riêng cho gia súc, tiếp đó là lớp men mịn màu trắng ngà dùng để làmgiống cho sản xuất, tiếp đó là lớp màu xám đen cũng dùng để chăn nuôi giasúc

Lớp men sữa sạch thu đợc, đem lọc qua rây và rửa nhiều lần bằng nớc vôtrùng ở 1-2oC Các tế bào nấm men chết sẽ nổi lên và đợc gạn ra ngoài Tiến hành rửa bằng nớc vô trùng 1oC nhiều lần, sau mỗi lần rửa phải kiểmtra chất lợng nấm men, khi nào đạt chỉ tiêu thì dừng Giống nấm men tốt khi

có hình thái tế bào đặc trng, số tế bào trẻ và nảy chồi nhiều, số tế bào chết

<5%, tỷ lệ nhiễm tạp <2%, tốc độ sinh sản nhanh Nấm men sau khi rửa xong

Nấm men bị nhiễm tạp cần xử lí bằng cách đa pH về 2,9 -3,2 giữ ở pH nàytrong vòng 1 giờ sau đó lại loại bỏ cặn bẩn và trung hoà bằng NaHCO3 đếnpH= 4,8 - 5,2 Thờng để giảm pH đến 2,9 -3,2 ngời ta dùng H2SO4 0,4% hoặc

H3PO4 0,6%

Để cho men giống phát triển nhanh hơn thì trớc khi sử dụng ta cần hoạt hoágiống Tiến hành hoạt hoá giống nh sau: nấm men đợc nuôi cấy trong dịch đ-ờng mới đã đợc làm lạnh theo tỷ lệ men sệt / dịch đờng = 1/4 hoặc 1/5, dùngcánh khuấy hoặc không khí vô trùng sục vào dịch Nhiệt độ hoạt hoá gầnbằng nhiệt độ lên men Khi có rất nhiều tế bào nảy chồi và độ cồn đạt 0,3%thì kết thúc hoạt hoá Số lần tái sử dụng men sữa khoảng 5 hay 6 lần

2 Lên men bia

Trong thực tế ngời ta hay thực hiện quá trình lên men một pha trong tank cóthể tích lớn Tank có trang bị 3 khoang lạnh Chu kỳ sản xuất trong thiết bịloại này là 15 ngày đêm

Mục đích:

Chuyển hoá các hợp chất cao phân tử thành rợu, CO2 và các sản phẩm phụkhác biến dịch đờng thành bia thành phẩm có chất lợng mong muốn

1.Lên men chính và lên men phụ

Dịch đờng ở nhiệt độ 14oC đợc nạp vào tank trong vòng 24 giờ, trớc đó tank

đã đợc vệ sinh sạch sẽ và chạy lạnh vỏ

Dịch đờng sau khi lạnh nhanh đợc bổ sung O2 tới nồng độ 6- 8mg/l để mengiống phát triển sinh khối ban đầu Nấm men giống đợc đa vào tank lên mensau khi mẻ nấu đầu tiên đa vào tank Sau khi đa hết dịch vào tank thì hạ nhiệt

độ bằng cách mở hết cỡ van lạnh trên cùng, mở 1/3 van lạnh giữa, bắt đầu quátrình lên men 12oC Sau khoảng 1 ngày, CO2 thoát ra mạnh, tiến hành thu hồi

CO2, điều chỉnh áp suất 0,5-0,7 at, tránh làm ức chế hoạt động sống của nấmmen Trong thời gian lên men chính nhiệt độ trong tank đợc điều chỉnh bằng

áo lạnh trên cùng với chất tải lạnh có nhiệt độ khoảng -50C để tăng sự xáo

động nấm men trong dịch

Hàng ngày bộ phận vi sinh lấy mẫu trong các tank dể kiểm tra các chỉ tiêu:

vi sinh vật, độ Bx Khi mức độ lên men biểu kiến khoảng 70% quá trình lênmen chính xem nh kết thúc Tiến hành làm kết lắng nấm men bằng cách điềuchỉnh : áo lạnh giữa của thiết bị đợc mở 2/3 , áo lạnh dới cùng đợc mở hết.Lúc này dịch lên men nhiệt độ hạ xuống 4-5oC để nấm men kết lắng Giữnhiệt độ này trong 1 ngày để nấm men kết lắng hết Nấm men sữa đợc tách ra

đem đi xử lý để tái sử dụng Sau đó mở các áo lạnh để hạ xuống 0-1oC ( thờigian hạ nhiệt độ khoảng 18-24 h) tiến hành lên men phụ, ngừng thu hồi CO2,

áp suất d trong tank khống chế ở 1,0-1,2Kg/cm2, nhờ đó CO2 hoà tan tốthơn,quá trình kết lắng của nấm men cũng tốt hơn, ức chế nấm men làm chậmquá trình lên men, nhờ vậy tăng sự khử diacetyl trong bia Hàng ngày cũng

kiểm tra chỉ tiêu độ đờng, vi sinh vật, đồng thời tách cặn dới đáy tank Saukhoảng 10-15 ngày quá trình lên men phụ kết thúc Bia non đa đi lọc trong đểbão hoà CO2

Mục đích của quá trình lên men là tạo điều kiện tối u cho sự chuyển hoá dịch

đờng nhờ sự hoạt động của nấm men ở nhiệt độ, pH thích hợp Trong khi lênmen , đờng và các Dextrin phân tử lợng thấp đợc chuyển thành rợu, CO2 vàmột số sản phẩm khác nh: axit hữucơ, este, aldehit, glyxerin, diacetyl, rợu caophân tử tạo thành bia theo đúng yêu cầu kĩ thuật

Đặc điểm của quá trình lên men chính là tiêu hao cơ chất diễn ra mạnh mẽ, ợng nhiệt thải ra lớn

Đặc trng của quá trình lên men phụ là lên men rất chậm vì lên men ở nhiệt

độ thấp, áp suất d, nồng độ tế bào thấp, nồng độ dịch đờng bé

ý nghĩa của quá trình lên men phụ đối với việc tạo vị, tạo bọt, và hơng thơm,

nó quyết định chất lợng, độ bền vững của bia Trong quá trình lên men phụ ợng CO2 tiếp tục đợc tạo ra và hoà tan vào bia non, CO2 chủ yếu nằm ở dạngliên kết, một phần ở dạng tự do

l-CO2  HCO3- -(C2H5)2CO

C Phân xởng hoàn thiện

1 Lọc trong bia

1.1 Mục đích:

Quá trình này nhằm tách cặn lơ lửng, tách các tế bào nấm men sống và xác

tế bào trong bia non để tăng giá trị cảm quan, ổn định thành phần cơ học, làmtăng độ bền sinh học, độ bền keo của bia

Thiết bị lọc bia thông dụng là thiết bị lọc khung bản, với giấy lọc và bột trợlọc là bột diatomit Giấy lọc sẽ giữ các phần tử rắn có kích thớc lớn hơn kíchthớc lỗ giấy lọc, còn bột trợ lọc sẽ hấp phụ các phần tử có kích thớc nhỏ hơn.Trong quá trình lọc có thể làm giảm nồng độ chất hoà tan trong bia, vì thế tathờng lọc một lần để đảm bảo không tổn thất chất hoà tan trong bia Trongquá trình lọc không thể tránh khỏi sự tổn thất về CO2, do vậy trớc lúc lọc, biathờng đợc làm lạnh đến 0oC giải pháp này còn hạn chế đợc hiện tợng đục biasau này( tạo điều kiện tách các cặn nguội khi lọc)

1.2 Thao tác:

Quá trình lọc trải qua hai giai đoạn: giai đoạn tạo bề mặt lọc và giai đoạn

lọc

Tạo bề mặt lọc : trớc hết ngời ta hoà bột diatomit vào bia = 1/8 vào thùng hoà

bột rồi bơm tuần hoàn dịch này qua máy lọc khung bản cùng với bia tới khi

Tiêu hao chất trợ lọc cho 1 m2 bề mặt lọc vào khoảng 550g Khi độ dày lớpbã trên lớp vải lọc tăng, áp suất lọc tăng, bia không thoát ra hoặc thoát ra thì bị

đục do lớp lọc bị phá vỡ lúc này ta dừng quá trình lọc, tháo khung bản rửamáy và giặt vải lọc Theo một số tài liệu thì 1m2 bề mặt lọc chỉ lọc đợc 1000Lít bia, đến lúc đó xảy ra hiện tợng “mỏi” lọc

2 Bão hoà CO 2

Bão hoà CO2 đạt hàm lợng cần thiết nhằm làm tăng chất lợng cảm quan,chống ôxy hoá, chống kết lắng và tạo môi trờng tốt để bảo quản bia Quá trìnhnày đợc thực hiện trong tank bão hoà CO2 chịu áp lực Sử dụng CO2 đã thuhồi hoặc mua về Để CO2 đợc bão hòa tốt phải tiến hành nạp nhiều lần ở nhiệt

độ thấp 00C, mỗi lần nạp tới áp suất 4 đến 5 Kg/cm2 rồi lại hạ xuống 3Kg/cm2, quá trình nạp lặp đi lặp lại nhiều lần

3 Hoàn thiện sản phẩm

Đó chính là quá trình chiết bia vào chai và thùng bock để dễ vận chuyển vàbảo quản đồng thời thanh trùng diệt nấm men nhằm nâng cao độ bền sinh họccho sản phẩm Bia đợc chiết dới điều kiện đẳng áp

a Hoàn thiện bia hơi

Bia hơi trớc khi chiết bock phải đợc kiểm tra chất lợng, nếu đạt yêu cầu thìmới cho tiến hành chiết bock Bia hơi thanh phẩm đợc chiết vào các bock códung tích sau:100 Lit, 50 Lit, 30 Lit để dễ vận chuyển ta chọn loại Bock códung tích 50 Lit

Bock làm bằng nhôm hay bằng nhựa, có lớp bão ôn, chịu đợc áp lực suất d

do CO2 gây ra Xung quanh bock có hai đai cao su để khi vận chuyển tránhxây xát, va đập Chiết bock theo nguyên tắc đẳng áp

Bock đợc xem là bảo đảm nếu sau một ngày nhiệt độ của bia không tăng quá

10C

b Hoàn thiện bia chai

Chai đựng bia đợc thổi từ thuỷ tinh chất lợng cao có màu nâu đậm hay xanhnhạt để ngăn chặn sự tác động của ánh sáng mặt trời đến bia thành phẩm.Nguyên nhân là tạo ra CO và các hợp chất chứa nhóm Sunfohydrin làm bia có

vị lạ, do các tia này có khả năng kích thích các phản ứng quang hoá trong bia,khử các chất chứa lu huỳnh thành Mecaptan có mùi khó chịu

Chai đựng bia phải chịu đợc áp lực 10 Kg/cm2 ở 1000C, thành chai đều nhẵn

và không có bọt khí, đáy chai hơi lõm Dung tích chai sử dụng là loại 0,5 Lit,

chai phải đợc rửa sạch và thanh trùng trớc khi chiết Sau khi thanh trùng chaiphải đợc kiểm kĩ lợng, chai đủ tiêu chuẩn mới đem chiết.

Biểu đồ quá trình thanh trùng

Sơ đồ dây chuyền chiết chai

Thao tác: CO2 đợc thu hồi từ các Tank lên men trong giai đoạn lên menchính, theo các đờng ống dẫn CO2 về túi chứa khí rồi đi qua hệ thống xử lý

CO2 và thu đợc CO2 khá tinh khiết: Đầu tiên CO2 đợc đi qua bình lọc bông sau

đó đi qua lần lợt các thiết bị chứa H20, KMn04, than hoạt tính để xử lý các tạpchất nh hơi nớc, este, axit,rợu,khử mùi Sau đó CO2đợc nén vào bình thépchịu áp lực (chú ý khi nén bình phải đợc làm mát)

Kiểm tra

Xếp chai vào kétVận chuyển

Nhập kho

Kiểm tra

Thùng 1: NaOH 2% ( Dùng để rửa các cặn bẩn hữu cơ )

Thùng 2: HNO3 0,1% ( Rửa các cặn vô cơ , trung hoà NaOH ).Thùng 3: Nớc Javen ( Rửa vải lọc )

Thùng 4: Nớc nóng ( Rửa các thiết bị nấu , lên men )

6 Đánh giá chất lợng bia.

Bia phải đạt các yêu cầu sau

+Cảm quan :

Màu sắc :Vàng sáng, vàng rơm có màu tự nhiên

Độ trong: bọt trắng, mịn, thời gian giữ bọt 2 phút ở độ cao bọt 3 cm,

độ bám cốc tốt, sạch

Mùi : mùi đặc trng, không có mùi lạ

+ Chỉ tiêu hoá lý

Độ cồn : Bia chai: 5% V, bia hơi: 3,5% V

Hàm lợng CO2 : Bia chai: 4,3 g/l, bia hơi: 3,5 g/l

Tổn thất ở từng công đoạn đợc xác định nh sau :

Chiết bock, chai 0,5  1% Chọn 1%

I Tính cân bằng sản phẩm cho bia hơi

1 Lợng bia và dịch dờng qua các giai đoạn :

Để đơn giản trong quá trình tính toán, ta tính cân bằng sản phẩm cho 1000lít bia

+ Giả sử tổn thất trong quá trình chiết bock là 1% Lợng bia đã bão hoà CO2

là:

1 , 0 1

1 , 1010

 =1041,34 lít

+ Giả sử tổn thất trong quá trình lên men chính và phụ là 5% Lợng dịch ờng đa vào lên men là :

đ-05 , 0 1

Gọi lợng chất chiết cần thiết cho 1000 lit bia là G = 121,76 kg

Malt có độ ẩm 7%, hệ số hòa tan 76% Tổn thất trong quá trình nghiền lá0,5%

+ Lợng nguyên liệu malt cần thiết là :

M malt= G

100

70

7 100

100



24 100

100

 1001000,5

 = 0,995 G = 121,15Kg

+ Lợng gạo cần dùng là ( Độ ẩm 14%, hiệu suất chiết 85%)

Mgao = G

100

30 100

3 TÝnh lîng chÊt kh«ng tan tõ malt vµ g¹o :

+ Lîng chÊt kh« kh«ng hoµ tan tõ malt lµ :

G 100 7

100

 100 76100

 = 0,2232 G = 27,2 Kg + Lîng chÊt kh« kh«ng hoµ tan tõ g¹o lµ :

G 100 14

100

 100 85100

 = 0,129 G = 15,7 kg

+ Lîng b· kh« lµ : 27,2 + 15,7 kg = 42,9 kg

4 TÝnh lîng níc dïng cho nÊu vµ röa b· :

Lîng g¹o ®a vµo nåi hå ho¸ lµ : 50,17 kg

Lîng malt lãt cho vµo nåi hå ho¸ b»ng 10% so víi lîng g¹o Lîng maltlãt cÇn bæ xung vµo nåi hå ho¸ lµ :

50,17 0,1 = 5,017 kg

Lîng níc ®a vµo cã tû lÖ : ( Bét g¹o + malt lãt ) : níc = 1 : 5

Tæng lîng nguyªn liÖu vµ níc cã trong nåi hå ho¸ lµ :

Thờng dùng 1-2 kg/1000 lít bia Lợng hoa cần dùng cho một mẻ 10000 lítlà: 1,5 10= 15 kg ( chọn 1,5 kg/1000 lít bia)

Lợng hoa cần dùng cho 4 mẻ (40000) lít 4.15 = 60 kg

5 Các sản phẩm phụ :

Bã malt + gạo là (50,17+121,15 ) 2 = 343,86 Kg

Lợng sữa men thu hồi

Thực tế cứ 1000 Lít dịch đờng đa vào lên men thu đợc 20 Lít sữa men có độ

ẩm 80 %, trong đó tái sử dụng đợc 50% Vậy lợng men sạch thu đợc là

Suy ra lợng CO2 có trong 1041,34 Lít bia non là

II Tính cân bằng nguyên liệu cho bia chai.

1 Lợng bia và dịch dờng qua các giai đoạn :

Tơng tự nh tính cân bằng sản phẩm cho bia hơi, ta tính đợc thể tích dịch

đờng trớc khi lắng và làm lạnh nhanh là 1112,84 lít

+ Dịch đờng 12% ở 200C có khối lợng riêng là d = 1,042 kg/lít Khối lợngdịch đờng sau quá trình đun hoa ở 200C là :

Gọi lợng chất chiết cần thiết cho 1000 lit bia là G = 140 kg

Malt có độ ẩm 7%, hệ số hòa tan 76% Tổn thất trong quá trình nghiền lá0,5%

+ Lợng nguyên liệu malt cần thiết là :

+ Lợng gạo cần dùng là ( Độ ẩm 14%, hiệu suất chiết 85%)

3 Tính lợng chất không tan từ malt và gạo :

+ Lợng chất khô không hoà tan từ malt là :

G 100 7100

 100 76100

 = 0,2232 G = 31,25 Kg + Lợng chất khô không hoà tan từ gạo là :

G 100 14100

 100 85100

 = 0,129 G = 18,1 kg

4 Tính lợng nớc dùng cho nấu và rửa bã :

Lợng gạo đa vào nồi hồ hoá là : 57,68 kg

Lợng malt lót cho vào nồi hồ hoá bằng 10% so với lợng gạo Lợngmalt lót cần bổ xung vào nồi hồ hoá là :

57,68  0,1 = 5,768 kg

Lợng nớc đa vào có tỷ lệ : ( Bột gạo + malt lót ) : nớc = 1 : 5

Tổng lợng nguyên liệu và nớc có trong nồi hồ hoá là :

(57,68+5,768)  6 = 380,7 kg

Khi đun lợng nớc bay hơi là 4% Lợng dịch cháo sau khi đun là :

380,7  ( 1 - 0,04) = 365,4 kg

Tổng lợng dịch trong nồi đờng hoá sau khi chuyển dịch cháo sang ( biết

Lợng sữa men thu hồi

Thực tế cứ 1000 Lít dịch đờng đa vào lên men thu đợc 20 Lít sữa men có độ

ẩm 80 % Vậy lợng men sạch thu đợc là

98 176

342 = 50,4 kgCoi bia non cã hµm lîng CO2 lµ 2 g/l

Suy ra lîng CO2 cã trong 1041,34 LÝt bia non lµ

D Tính nguyên liệu phụ dùng cho sản xuất

e.Lợng NaHCO 3 cần dùng để xử lý men giống

NaHCO3 là 1% so với lợng men sữa

g Số bock cần thiết để chứa hết 1000 Lit bia là: 1000 20

Phần iv lập kế hoạch sản xuất.

Nhà máy đợc thiết kế với năng suất 10 triệu lít/năm Sản xuất 50% bia hơi,50% bia chai Một năm chia làm 4 quý, mỗi quý 3 tháng, mỗi tháng nhà máychỉ hoạt động 25 ngày(quý I,IV), tuỳ theo điều kiện cụ thể ta có thể giảm hoặctăng số ngày nấu, còn lại là thời gian sửa chữa, bảo dỡng thiết bị, máy móc

Bảng tóm tắt cân bằng sản phẩm cho bia chai

( Trờng hợp chỉ sản xuất bia chai )

vị

1000 lítbia

Lîng b· Kg 393,96 3939,6 15758,4

Lîng dÞch tríc ®un hoa Kg 1228,04 12280,4 49121,6

Lîng dÞch ®a ®i lªn men LÝt 1096,15 10961,5 43846

Lîng bia sau lªn men LÝt 1041,34 10413,4 41653,6

Phần v tính và chọn thiết bị

Nhà máy sản xuất cả bia hơi và bia chai nhng sản xuất bia chai cần lợngnguyên liệu nhiều hơn nên ta tính toán dựa trên cân bằng sản phẩm cho biachai

1 Thiết bị trong khâu chuẩn bị nguyên liệu :

+ Cân nguyên liệu

+ Thiết bị vận chuyển nguyên liệu

+ Máy nghiền malt

+ Máy nghiền gạo

2 Thiết bị trong khâu đờng hoá nguyên liệu :

+ Nồi hồ hoá

+ Nồi đờng hoá

+ Thùng lọc

+ Nồi đun sôi dịch đờng với hoa houblon

3 Thiết bị trong khâu xử lý dịch đờng sau nấu hoa :

+ Thùng lắng xoáy

+ Thiết bị lạnh nhanh

4 Thiết bị trong phân xởng lên men

+ Thiết bị gây men giống cấp I,II

+ Thiết bị lên men chính

+ Thiết bị rữa men sữa

+ Thiết bị chứa men sữa

5 Thiết bị hoàn thiện sản phẩm

+ Máy lọc bia

+ Thiết bị bão hoà CO2, tàng trữ bia

+ Máy rửa bock

+ Máy chiết bock

+ Máy rửa chai

+ Máy chiết chai

Việc tính, chọn các thiết bị trong phân xởng phụ thuộc vào nhiều yếu tố:năng suất, hiệu quả kinh tế

v.1.Thiết bị trong khâu chuẩn bị nguyên liệu :

1 Cân nguyên liệu :

Chọn cân loại :1000 kg

Kích thớc :1000  800  1200

Trọng lợng của cân : 225 kg

2 Máy nghiền malt :

Lợng malt sử dụng trong một mẻ là : 1393 Kg

Máy nghiền malt là máy nghiền trục Hai đôi trục

Thời gian nghiền một mẻ là 2h

Lợng malt cần nghiền trong một giờ của máy là :

trục

Công suất

kw

Đờng kính

Chiều dài d r c

3 Máy nghiền gạo :

Lợng gạo cần thiết trong một mẻ : 576,8 kg

Thời gian nghiền 1h, lợng gạo cần nghiền trong một giờ :

(Kw) 2950

vòng/phút

Lợng gạo trong một mẻ sản xuất là : 576,8 kg

Lợng malt trong một ngày sản xuất là : 1393 kg

Giả thiết vít tải mỗi mẻ hoạt động 0,5h Hiệu suất thực của vít tải là70%, vậy năng suất thực của các vít tải là :

Vít tải vận chuyển malt :

Chọn H = 0,6 D ( Chiều cao phần trụ )

h1 = 0,2 D ( Chiều cao phần đáy )

h2 = 0,15 D ( Chiều cao phần đỉnh )

Diện tích bề mặt truyền nhiệt = 2,82 m2

2 Nồi đờng hoá :

Thể tích của khối dịch ( khối lợng riêng là 1,08 kg/l ) là :

Tơng tự nh tính cho nồi hồ hoá ta có :

Chọn nồi đờng hoá là nồi hai vỏ, đợc chế tạo bằng thép không rỉ, đáynón,đỉnh nón:

h1 = 0,2 D ( Chiều cao phần đáy )

H = 14,68,59 = 1,7 m

Chọn thùng lọc có chiều cao 0,45 + 1,7 = 2,15 m, thân trụ, đáy phẳng Cánhkhuấy có tốc độ 6 v/ph

4 Nồi đun sôi dịch đờng với hoa houblon :

Lợng dịch trớc khi đun hoa trong một mẻ nấu là : W + Z = 12280,4 kg

Thể tích của dịch trớc đun hoa là :

H = D ( Chiều cao phần trụ )

h1 = 0,2 D ( Chiều cao phần đáy )

h2 = 0,15 D ( Chiều cao phần đỉnh )

Thay số V =15714 lit

 D  2,8 m

Chọn nồi nấu hoa có : D = 2,8 m ; H = 2,8 m ; h1 = 0,56 m ; h2 = 0,42m.Phần vỏ bên ngoài có độ dày 0,1 m Vậy đờng kính ngoài của thùng là:

Dn = 2,8 + 2  0,1 = 3m

+ Gia nhiệt ống tuần hoàn trung tâm

+ áp suất hơi làm việc : 2,5 kg/cm2

Tính bề mặt truyền nhiệt, chọn 1 m2/ m3 dịch

F= 11,7854 1 =11,785 m2

Diện tích bề mặt truyền nhiệt: 11,785 m2

v.3.Thiết bị trong khâu xử lý dịch đờng sau nấu hoa:

1 Thùng lắng xoáy :

Thùng lắng xoáy trong thực tế là một khối hình trụ rỗng với độ dốc đáynhỏ ( khoảng 2% ) Thùng có đáy bằng, đỉnh nón , đợc làm bằng inox Đờngbơm dịch vào nằm ở độ cao 1/4 chiều cao khối dịch kể từ đáy để đảm bảo tạodòng xoáy tối u cũng nh hạn chế sự hoà tan oxy vào trong dịch

Lợng dịch đi vào thùng lắng xoáy là : 1178,5 (1- 0,06)= 11078,28 lít (cho

đảm bảo :

+ Độ dày của tấm hợp kim phải đủ mỏng: 0,8 mm+ Các tấm hợp kim có cấu tạo sao cho sinh đợc dòng chảy rối + Các nếp gấp giữa các tấm bản phải nhỏ

Lợng dịch đờng trớc khi lên men trong một mẻ là: 10961,5 lít

Tổn thất trong quá trình làm lạnh nhanh là 0,5% Lợng dịch đờng trớckhi đa vào làm lạnh nhanh là :

10961,5

11538, 4(1 0, 05) 

10961,5

11538, 4(1 0, 05)  litThời gian làm lạnh nhanh là 2 h, hiệu suất của thiết bị là 85% Năngsuất của máy lạnh nhanh là :

V.4 Tính toán thiết bị trong phân xởng lên men

Để tính toán thiết bị cho phân xởng lên men ta phải tính với số liệu chung vìlợng bia đa đi lên men là nh nhau

1 Chọn thiết bị lên men chính

Chọn thùng lên men hình trụ, đáy côn, bên ngoài có khoang lạnh để điềuchỉnh nhiệt độ, thiết bị làm bằng thép không rỉ, có trang bị hệ thống van, nhiệt

kế, kính quan sát

Gọi Vh là thể tích hữu ích của thùng lên men (m3)

D là đờng kính trong của thiết bị (m)

h1: chiều cao phần nón (m)

h2: chiều cao phần trụ chứa dịch (m)

h3: chiều cao phần trụ không chứa dịch (m)

Mỗi ngày cả 4 mẻ đều đợc đa vào một tank lên men

Chọn tank lên men có thể chứa đủ 4 mẻ Thể tích dịch đờng của 4 mẻ là:

Vd= 43846 Lít = 43,846 m3 suy ra D = 3,1 m Qui chuẩnD=3,2 m

Ht=h1+ h2+ h3+ h4= 2,8+4,8+1,45+0,32=9,37 m = 9370 mm Chọn chiều dày thùng là 10mm

Chọn lớp bảo ôn dày 100mm

Khoảng cách từ đáy thiết bị đến sàn nhà chọn bằng 800mm

Suy ra chiều cao toàn bộ thiết bị là

800 h1

h2

h3 h4

D 100

H = Ht + 0,8 = 10170 mmTính số thùng lên men

Số ngày lên men chính là: chọn 5 ngày

Số ngày lên men phụ là : chọn 10 ngày

Một ngày nghỉ để sửa chữa và vệ sinh

Vậy tổng thời gian lên men và vệ sinh thùng là

T= Tc+Tp+1 = 16

Số lợng tank lên men là số tank dùng 1 ngày x số ngày làm việc 1 tank = 16

2 Chọn thiết bị gây men giống.

Cấu tạo của các thùng nhân giống tơng tự nh thùng lên men chính.Việc tínhtoán cho thiết bị gây men giống cấp 1 và cấp 2 dựa trên nguyên tắc tính chothiết bị lên men chính đã tính ở trên

Nguyên tắc chọn : thể tích hữu ích của thùng gây giống cấp 2 bằng 1/10 thểtích dịch lên men của một thùng lên men chính, thể tích hữu ích của thùng gâygiống cấp 1 bằng 1/10 thể tích hữu ích của thùng gây men giống cấp 2

Chọn thùng hình trụ, đáy thép, làm bằng thép không rỉ, có trang bị hệ thốngsục khí, van, nhiệt kế, kính quan sát

h2: chiều cao phần trụ chứa dịch (m)

h3: chiều cao phần trụ không chứa dịch (m)

D