LỜI NÓI ĐẦU 1
PHẦN I: LẬP LUẬN ĐỂ CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA 2
PHẦN II: NGUYÊN LIỆU ĐỂ SẢN XUẤT BIA 4
2.1. Nguyên liệu chính 4
2.1.1.Malt đại mạch 4
2.1.2.Gạo 7
2.1.3.Nước 7
2.1.4. Hoa houblon 9
2.2. Nguyên liệu phụ 10
2.2.1.Enzyme 10
2.2.2. Ôxy 10
2.2.3.CO2 10
2.3.Vật liệu 10
PHẦN III: THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BIA 11
3.1.Chuẩn bị dịch đường houblon hoá 11
3.1.1.Chuẩn bị nguyên liệu 13
3.1.2.Hồ hoá nguyên liệu gạo (nấu cháo) 14
3.1.3. Đường hoá 15
3.1.4.Lọc bã malt 18
3.1.5. Nấu hoa ( houblon hoá dịch đường) 19
3.1.6. Lắng và tách cặn dịch đường 20
3.1.7. Xử lý không khí 21
3.1.8.Làm lạnh nhanh dịch đường đến nhiệt độ lên men 21
3.2. Lên men dịch đường 22
3.2.1.Lên men chính 22
3.2.2. Lên men phụ 26
3.2.3. Nấm men giống trong sản xuất bia, xử lý sinh khối sau khi lên men 27
3. 3.Hoàn thiện sản xuất 28
3.3.1.Làm trong bia 28
3.3.2.Bão hoà CO2 29
3.3.3.Chiết bia vào chai 29
3.3.4.Thanh trùng bia 30
3.3.5. Dán nhãn và xếp két 30
3.3.6. Các tiêu chuẩn về bia thành phẩm 31
PHẦN IV: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 32
4.1.Tính cân bằng sản phẩm cho 1000 lít bia chai có nồng độ 120Bx 34
4.1.1.Tính lượng dịch trước lúc lên men 34
4.1.2.Tính lượng malt và gạo 35
4.1.3. Tính lượng hoa houblon 36
4.1.4.Tính lượng bã malt, bã gạo và bã hoa 37
4.1.5. Tính lượng nước cho vào nồi hồ hoá, nồi đường hoá và nước rửa bã 37
4.1.6.Tính lượng men giống cần thiết 39
4.1.7. Tính sản phẩm phụ 39
4.1.8.Tính hoá chất để tẩy rửa 41
4.1.9.Tính số lượng chai, nắp chai, nhãn 42
4.2.Tính cân bằng sản phẩm cho 1000 lít bia hơi có nồng độ 100Bx 43
4.2.1.Tính lượng dịch trước lúc lên men 43
4.2.2.Tính lượng malt và gạo 44
4.2.3. Tính lượng hoa houblon 45
4.2.4.Tính lượng bã malt, bã gạo và bã hoa 46
4.2.5. Tính lượng nước cho vào nồi hồ hoá, nồi đường hoá và nước rửa bã 47
4.2.6.Tính lượng men giống cần thiết 48
4.2.7. Tính sản phẩm phụ 49
4.2.8.Tính hoá chất để tẩy rửa 50
4.2.9.Tính số lượng thùng book 51
V: TÍNH THIẾT BỊ 53
5.1.Tính thiết bị phân xưởng nấu 54
5.1.1.Cân 54
5.1.2.Máy nghiền 55
5.1.3.Nồi hồ hoá 55
5.1.4.Nồi đường hoá 58
5.1.5. Thùng lọc đáy bằng 61
5.1.6.Nồi đun nước nóng 61
5.1.7.Nồi nấu hoa 63
5.1.8.Thùng lắng xoáy 65
5.1.9. Máy làm lạnh nhanh dịch đường đến nhiệt độ lên men ( máy lạnh nhanh). 66
5.1.10.Bơm 66
5.1.11.Máy nén khí 68
5.2.Thiết bị phân xưởng lên men 69
5.2.1.Thùng lên men chính, lên men phụ và tàng trữ bia 69
5.2.2.Thiết bị lọc bia 70
5.2.3. Thùng chứa bia và bão hoà CO2 71
5.2.4.Thiết bị nhân men giống 71
5.2.5.Thiết bị xử lý sinh khối sau khi lên men 73
5.2.6.Hệ thống thu hồi CO2 73
5.2.7.Bơm 75
5.3.Thiết bị phân xưởng hoàn thiện sản phẩm 76
5.3.1.Máy rửa trai . .76
5.3.2.Thiết bị chiết chai và dập nút tự động 76
5.3.3.Thiết bị chiết book: 77
5.3.4.Máy thanh trùng 77
5.3.5.Máy dán nhãn tự động 77
5.3.6.Máy rửa két tự động 77
PHẦN VI: TÍNH NĂNG LƯỢNG 80
6.1.Tính hơi cho toàn nhà máy 80
6.1.1.Tính hơi cho nồi hồ hoá 80
6.1.2.Tính hơi cho nồi hồ hoá 81
6.1.3.Tính hơi cho nồi đun nước nóng 82
6.1.4.Tính hơi cho nồi nấu hoa 82
6.1.5.Tính hơi cho quá trình rửa chai, thanh trùng chai 83
6.1.6.Tính hơi cho toàn bộ quá trình sản xuất 83
6.2.Tính nhiên liệu cho lò hơi 84
6.3.Tính lạnh cho toàn nhà máy 85
6.3.1.Tính lạnh để hạ nhiệt độ của dịch đường xuống nhiệt độ lên men 85
6.3.2.Tính lạnh cho bộ phận lên men 85
6.3.3. Tính lạnh cho toàn bộ quá trình lên men 86
6.3.4.Chọn máy lạnh 87
6.4.Tính nước cho toàn nhà máy 87
6.4.1.Tính nước cho bộ phận nấu 87
6.4.2.Tính nước cho bộ phận lên men 87
6.4.3.Tính nước cho bộ phận thành phẩm 87
6.4.4.Lượng nước dùng cho hệ thống thu hồi CO2 87
6.4.5.Lượng nước dùng cho nồi hơi 88
6.4.6.Lượng nước dùng cho máy lạnh 88
6.4.7.Lượng nước dùng cho sinh hoạt, và các công việc khác 88
6.5.Tính điện cho toàn nhà máy 88
6.5.1.Tính phụ tải chiếu sáng 88
6.5.2.Tính phụ tải động lực 91
PHẦN VII: TÍNH XÂY DỰNG 92
7.1 Bố trí tổng mặt bằng nhà máy. 92
7.1.1. Kết cấu của nhà máy: 92
7.1.2. Thuyết minh bố trí tổng mặt bằng nhà máy. 93
7.2. Tính kích thước các hạng mục công trình 94
7.2.1. Phân xưởng nấu. 94
7.2.2. Phân xưởng lên men. 95
7.2.3. Phân xưởng hoàn thiện sản phẩm. 95
7.2.4. Kho chứa nguyên liệu. 95
7.2.5. Kho thành phẩm. 96
7.2.6. Xưởng cơ điện. 97
7.2.7. Nhà nồi hơi. 97
7.2.8. Nhà lạnh, nén và thu hồi CO2. 98
7.2.9. Nhà hành chính. 98
7.2.10. Nhà giới thiệu sản phẩm. 99
7.2.11. Nhà ăn ca và căng tin. 99
7.2.12. Gara ôtô. 100
7.2.13. Nhà để xe. 100
7.2.14. Nhà bảo vệ. 100
7.2.15. Khu xử lý nước cấp. 101
7.2.16. Khu xử lý nước thải. 101
7.2.17. Bãi để chai. 101
7.2.18. Trạm điện. 101
PHẦN VIII: TÍNH KINH TẾ 103
8.1. Tính vốn đầu tư cho phân xưởng . 103
8.1.1. Tính vốn đầu tư cho công trình xây dựng . 103
8.1.2. Vốn đầu tư thiết bị . 104
8.1.3.Vốn đầu tư cho toàn nhà máy. 104
8.2. Tính vốn lưu động. 104
8.3. Tính giá sản phẩm. 105
8.3.1. Tính chi phí nguyên vật liệu 105
8.3.2. Chi phí cho động lực: 105
8.3.3. Tính lương cho nhân công. 106
8.3.4. Tính bảo hiểm xã hội. 107
8.3.5. Khấu hao tài sản cố định trong 1 năm. 107
8.3.6. Chi phí sửa chữa thường xuyên 107
8.3.7. Giá thành sản xuất của sản phẩm 107
8.4. Định giá bán của sản phẩm: 107
8.5. Tính thời hạn thu hồi vốn. 107
8.5.1. Tính doanh thu (DT). 107
8.5.2. Các khoản giảm trừ. 107
8.5.3. Thời gian thu hồi vốn 108
PHẦN IX: VỆ SINH AN TOÀN 109
9.1.Vệ sinh công nghiệp 109
9.1.1.Vệ sinh cá nhân 109
9.2.Bảo hộ an toàn lao động 111
Kết luận 113
Tài liệu tham khảo 114
119 trang |
Chia sẻ: huong.duong | Lượt xem: 1685 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thiết kế nhà máy sản xuất bia, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
vật liệu khác
Vật liệu tẩy rửa: xút, clozamin
Vật liệu lọc: bột trợ lọc diatomit
Sơ đồ hao phí trong công nghệ sản xuất bia
Gạo
Nghiền (hao phí 1%)
Nghiền (hao phí 1%)
Hồ hoá (hao phí 0,5%)
Malt lót 5%
Đường hoá (hao phí 0,5%)
Lọc, rửa bã (hao phí 0,5%)
Nấu hoa (hao phí 0,5%)
( tỷ lệ bốc hơi 10%)
Lắng cặn (hao phí 1,5%)
Làm lạnh(hao phí 0,5%)
Lên men chính, lên men phụ (hao phí 4%)
Lọc tinh(hao phí 0,5%)
Thùng chứa và bão hoà CO2(hao phí 0,5%)
Chiết chai(hao phí 4%)
Malt
Chiết book(hao phí 2%)
4.1.Tính cân bằng sản phẩm cho 1000 lít bia chai có nồng độ 120Bx
4.1.1.Tính lượng dịch trước lúc lên men
Để tính tổn thất qua các quá trình ta có công thức
với a là mức tổn thất qua các công đoạn
+ Quá trình chiết chai tổn thất 4%
Lượng bia đã bão hoà CO2:
+ Quá trình sục khí CO2 tổn thất 0,5 - 1%, chọn 0,5%
Lượng bia trước khi bão hoà:
+ Quá trình lọc tinh tổn thất 0,5%
Lượng bia trước khi lọc:
+ Quá trình lên men chính, lên men phụ và tàng trữ bia tổn thất 4%
Lượng dịch đường đưa vào lên men:
+ Quá trình làm lạnh dịch đường đến nhiệt độ lên men tổn thất 0,5%
Lượng dịch đường trước khi làm lạnh:
+ Quá trình lắng cặn tổn thất 1,5%
Lượng dịch đường trước khi lắng cặn:
+ Lượng dịch đường này có nồng độ 120Bx( tức là lượng chất chiết hoà tan trong đó 12%).
Dịch đường 12% có khối lượng riêng r = 1,0483kg/l
Lượng dịch đường khi đun hoa (trước khi lắng cặn):
1118,3 x 1,0483 = 1172,3kg
Lượng chất chiết có trong dịch đường 12%:
+ Qúa trình nấu, rửa bã, lọc và nấu hoa tổn thất chất chiết 2,5%:
Lượng chất chiết cần thiết:
4.1.2.Tính lượng malt và gạo
Chọn tỷ lệ malt : gạo = 0,8 : 0,2.
ãMalt:
+ hàm ẩm w = 7%
+ hệ số hoà tan: 80%
+ tổn thất do nghiền: 1%
Gọi lượng malt cần thiết là M (kg)
Lượng chất chiết thu được từ malt là:
ãGạo:
+ hàm ẩm w = 14%
+ hệ số hoà tan: 90%
+ tổn thất do nghiền: 1%
Lượng gạo cần thiết:
Lượng chất chiết thu được từ gạo:
+ Tổng lượng chất chiết thu được từ malt và gạo:
0,737M + 0,192M = 144,29kg
M = 155,32kg
Lượng gạo cần thiết:
+ Tổn thất do nghiền 1%
Lượng bột malt cần thiết:
Lượng bột gạo cần thiết:
+ Lượng malt lót cho vào nồi hồ hoá bằng 5% so với lượng bột gạo
Lượng bột malt cho vào nồi hồ hoá:
Lượng malt cho vào nồi đường hoá:
153,77 – 1,922 = 151,85kgbột malt
Lượng bột malt và gạo cho vào nồi hồ hoá:
38,44 + 1,922 = 40,362kg bột gạo + bột malt.
4.1.3. Tính lượng hoa houblon
Lượng hoa houblon cần thiết tính theo số lít dịch đường.
+ Hoa cánh
Dùng hoa cánh tỷ lệ 1,8g hoa houblon/1lít dịch đường
Khi nấu hoa tỷ lệ nước bay hơi 10%
Lượng nước trước khi nấu hoa:
(bằng lượng dịch đường khi đun hoa - lượng chất chiết có trong dịch đường x 100/90)
Khi nấu hoa chất chiết tổn thất 0,5% và nồng độ chất chiết tăng lên 1%
Lượng chất chiết trước khi nấu hoa:
Dịch đường nồng độ 11% có khối lượng riêng 1,04
Thể tích dịch đường trong nồi nấu hoa:
(bằng lượng nước trước khi nấu hoa + lượng chất chiết trước khi nấu hoa chia cho khối lượng riêng)
Vậy lượng hoa cần dùng:
1,8 x 1226,77 = 2208,2 hoa = 2,2082kg hoa
+ Hoa viên
Hoa viên có lực đắng lớn gấp 2 - 2,5 lần hoa cánh
Lượng hoa viên cần dùng:
Vậy lượng hoa cần thiết để sản xuất 1000l bia:
+ dùng hoa cánh 2,2366kg
+ dùng hoa viên 1,1183kg
4.1.4.Tính lượng bã malt, bã gạo và bã hoa
ãLượng bã malt và gạo
+ Tính lượng chất khô của bột malt
độ ẩm malt w = 7%
khối lượng bột malt 153,77kg
Lượng chất khô của bột malt:
+ Tính lượng chất khô của gạo
độ ẩm gạo w = 14%
khối lượng bột gạo 38,44kg
Lượng chất khô của bột gạo:
+ Tổng lượng chất khô của bột malt và bột gạo:
143 + 33,06 = 176,06kg chất khô
+ Tổng lượng bã khô của gạo và malt: = tổng lượng chất khô - tổng lượng chất chiết
Tổng lượng bã khô:
176,06 – 144, 29 = 31,77kg bã khô
+ Độ ẩm của bã ướt 60%
Lượng bã ướt:
ãLượng bã hoa
Khi dùng hoa cánh thì có 60% hoa không trích ly và hoà tan.
Lượng bã hoa:
4.1.5. Tính lượng nước cho vào nồi hồ hoá, nồi đường hoá và nước rửa bã
Lượng dịch đường trước khi nấu hoa (sau khi đường hoá và rửa bã): 1226,77l
+ Tổng lượng bột gạo và bột malt trong nồi hồ hoá: 40,362kg
1 kg bột gạo và bột malt ( tỷ lệ malt lót 5%) chiếm thể tích 0,75l
Thể tích bột gạo và bột malt trong nồi hồ hoá chiếm:
40,362 x 0,75 = 30,272l
+ Tổng lượng bột malt trong nồi đường hoá: 151,85kg
1 kg bột malt chiếm thể tích 0,7l
Thể tích bột malt trong nồi đường hoá chiếm:
151,85 x 0,7 = 106,3l
+ Độ ẩm của malt w = 7%, của gạo w = 14%
Lượng nước có sẵn trong nguyên liệu ở nồi hồ hoá:
38,44 x 0,14 + 1,922 x 0,07 = 5,52l
Lượng nước có sẵn trong nguyên liệu ở nồi đường hoá:
151,85 x 0,07 = 10,63l
ãTính cho nồi hồ hoá
+ Chọn tỷ lệ nguyên liệu : nước = 1 : 5
Lượng nước cho vào nồi hồ hoá:
40,362 x 5 = 201,81 lít nước
Tổng lượng dịch trong nồi hồ hoá:
201,81 + 30,272 + 5,52 = 237,6l
Tổng lượng nước trong nồi hồ hoá:
201,81 + 5,52 = 207,33 lít nước
+ Khi hồ hoá nguyên liệu tỷ lệ nước bốc hơi 5%
Lượng dịch cháo chuyển sang nồi đường hoá:
(bằng tổng lượng nước trong nồi hồ hoá sau khi bốc hơi + thể tích bột gạo và bột malt trong nồi hồ hoá)
ãTính cho nồi đường hoá
+ Chọn tỷ lệ nguyên liệu : nước = 1 : 4
Lượng nước cho vào nồi đường hoá:
151,85 x 4 = 607,4l
Tổng lượng dịch trong nồi đường hoá:
(bằng tổng của lượng dịch cháo chuyển sang nồi đường hoá,lượng nước cho vào nồi đường hoá,thể tích bột malt trong nồi đường hoá,lượng nước có sẵn trong nguyên liệu ở nồi đường hoá)
227,24 + 607,4 + 106,3 + 10,63 = 951,57l
Tổng lượng nước trong nồi đường hóa:
(bằng tổng của lượng nước trong nồi hồ hoá sau khi bốc hơi,lượng nước cho vào nồi đường hoá, lượng nước có sẵn trong nguyên liệu ở nồi đường hoá)
+ Khi đường hoá tỷ lệ nước bay hơi 4% và khi lọc tổn thất 1%
Lượng nước sau khi đường hoá và lọc:
+ Nước dùng khi rửa bã tổn thất 5%:
Lượng nước nóng cần thiết để rửa bã:
4.1.6.Tính lượng men giống cần thiết
+ Lượng men giống cấp II cho vào thùng lên men chiếm 10% so với lượng dịch đường
Lượng men giống cấp II cần thiết:
+ Nếu dùng nấm men đặc: lượng nấm men đặc cần dùng 2l nấm men đặc/hl
Lượng men đặc cần thiết:
Vậy lượng men cần thiết cho 1000l bia:
+ men sản xuất: 109,6l
+ men đặc: 21,92l
4.1.7. Tính sản phẩm phụ
ãLượng nấm men thu hồi
+ Lượng nấm men bẩn thu được 2l/hl dịch đường
Tổng lượng nấm men thu được:
+ Nấm men bẩn sau khi thu hồi thì khi rây và rửa sạch để sử dụng cho lên men mẻ sau hoặc các mục đích khác 1,5l/hl dịch đường
Tổng lượng nấm men sạch thu được:
ãLượng CO2 thu hồi
+ Lượng CO2 tạo thành trong quá trình lên men: Lượng CO2 này được tạo ra là do sự chuyển hoá của các loại đường có khả năng lên men. Trong thành phần chất chiết có 50% đường maltoza, lượng đường này một phần chuyển thành rượu và CO2, một phần cò lại là đường sót và một phần chuyển thành sinh khối. Tuy nhiên lượng đường sót và chuyển thành sinh khối không nhiều, mặt khác không tính các loại đường khác tạo thành CO2. Vì vậy tính lượng CO2 tạo thành theo đường maltoza.
Phương trình chuyển hoá đường maltoza thành rượu và CO2:
C12H22O11 + H2O Û 4C2H5OH + 4CO2
Khối lượng một phân tử đường maltoza = 342g
Khối lượng một phân tử CO2 = 44g
Lượng đường maltoza tạo thành chiếm 50% khối lượng chất chiết
Lượng maltoza tạo thành:
Lượng CO2 tạo thành:
+ Hiệu suất thu hồi CO2 (khí CO2 sạch) 50%
Lượng CO2 sạch thu hồi:
ãLượng CO2 nạp vào bia
Yêu cầu của bia thành phẩm phải có hàm lượng CO2 từ 4 – 5 g/l. Lượng CO2 còn lại trong bia sau quá trình tàng trữ khoảng 2,5 – 2,7 g/l
lượngCO2 nạp vào bia sẽ từ 2,5 – 2,3 g/l. Khi nạp CO2 thì tỷ lệ ngậm CO2 của bia chỉ đạt khoảng 50%.
Lượng CO2 phải nạp vào bia gấp hai lần lượng CO2 cần nạp, nên ta nạp khoảng 4 - 5g/l bia, chọn 5g/l.
Tổng lượng CO2 nạp cho 1000l bia:
5 x 1000 = 5000g =5kg
ãLượng O2 sạch cần cung cấp cho dịch đường sau khi làm lạnh xong
Lượng O2 thích hợp là 6mg O2/l bia
Lượng O2 cần thiết nạp vào dịch đường:
6 x 1096 = 6576 mg = 6,576g
ãLượng bột trợ lọc diatomit
Dùng khoảng 100g bột /100l bia
Lượng diatomit cần thiết:
ãLượng enzyme cho vào nồi hồ hoá
Sử dụng enzyme Termamyl với tỷ lệ 0,05 – 0,1% so với lượng bột gạo, chọn 0,1%
Thể tích khối bột gạo 38,44 x 0,75 = 28,83l
Lượng enzyme cần thiết:
4.1.8.Tính hoá chất để tẩy rửa
ãHoá chất để vệ sinh, tẩy rửa các nồi nấu
+ Dùng dung dịch xút có nồng độ 7 - 9% để tẩy rửa, chọn dung dịch có nồng độ 8%.
Lượng xút sử dụng: 4 - 5l/ 1 m3 thể tích thiết bị, chọn 5l
+ Tổng lượng dịch qua các khâu nấu, lắng cặn:
227,24 + 951,57 + 1242,56 + 1118,3 = 3538,15l
Hệ số đổ đầy trung bình của các thiết bị = 0,8
Thể tích thiết bị để sản xuất 1000l bia:
Lượng xút cần dùng:
5 x 4,4227 =22,114l dung dịch xút 8%
+ Số lần sử dụng xút để rửa thiết bị từ 8 - 10 lần, chọn 8 lần, mỗi lần rửa hao phí 5% đ8 lần rửa hao phí 5 x 8 = 40%.
Một ngày nấu 4 mẻ và khoảng sau 3 ngày ta vệ sinh một lần
Lượng xút cần thiết để vệ sinh thiết bị khi sản xuất 1000l bia:
ãHoá chất để tẩy rửa, sát trùng thùng lên men, hệ thống nhân men, hệ thống hoạt hoá men
+ Dùng hoá chất clozamin 5%, mỗi 1 m3 thể tích thiết bị dùng 5l clozamin, tỷ lệ hao phí 5%.
Hệ số đổ đầy của thùng bằng 0,8
Thể tích thiết bị để lên men tạo ra 1000l bia
=1,370m3
1096 – lượng dịch đường trước khi lên men
Số lần sử dụng clozamin là 8 lần, sau mỗi lần lên men vệ sinh 1 lần
Lượng clozamin cần thiết:
4.1.9.Tính số lượng chai, nắp chai, nhãn
Tính số lượng chai
+ Lượng bia sản xuất trong 1 ngày: 180000l/ngày
+ Dùng chai: 0,5l
+ Coi tổn thất toàn bộ quá trình đóng chai: 4%
Lượng chai cần thiết:
Tính số lượng nắp chai, nhãn
Lượng nắp chai bằng lượng chai = 375000 nắp
Lượng nhãn bằng lượng chai = 375000 nhãn
Bảng tổng kết cân bằng vật chất cho bia chai
TT
Lượng vật chất qua
các thiết bị
Đơn vị
1000
lít bia
180000l bia
Cả năm
1
Malt
kg
155,32
27957,6
5591520
2
Gạo
kg
38,83
6989,4
1397880
3
Lượng nước cho nồi hồ hoá
lít
201,81
36325,8
7265160
4
Lượng nước cho nồi đường hoá
lít
607,4
109332
21866400
5
Lượng dịch trước lúc hồ hoá
lít
237,6
42768
8553600
6
Lượng dịch trước lúc đường hoá
lít
951,57
171282,6
34256520
7
Lượng dịch trước khi lọc
lít
913,6
164448
32889600
8
Lượng dịch trước khi nấu hoa
lít
1226,7
220806
44161200
9
Lượng dịch trước khi lắng xoáy
lít
1118,3
201294
40258800
10
Lượng dịch trước khi lên men
lít
1101,5
198270
39654000
11
Lượng bia trước khi lọc trong
lít
1052,2
189396
37879200
12
Lượng bia trước khi bão hoà CO2
lít
1046,9
188442
37688400
13
Lượng bia trước khi chiết chai
lít
1041,7
187506
37501200
14
Lượng nước rửa bã
lít
373,29
67192,2
13438440
15
Lượng bã malt + gạo
kg
79,43
14297,4
2859480
16
Lượng men giống cấp II
lít
109,6
19728
3945600
17
Lượng nấm men thu hồi được
lít
16,44
2959,2
591840
18
Bột trợ lọc diatomite
kg
1
180
36000
19
Lượng không khí
kg
0,0066
1,184
236,74
20
Lượng chế phẩm Termamyl
lit
0,03
5,4
1080
21
Lượng hoa cánh
kg
2,2366
402,588
80517,6
22
Lượng bã hoa w = 80%
kg
1,342
241,56
48312
23
Lượng CO2 thu được
kg
18,09
3256,2
651240
24
Lượng CO2 để nạp vào bia
kg
5
900
180000
25
Chai
cái
2083
375000
75000000
26
Nắp chai
cái
2083
375000
75000000
27
Nhãn
cái
2083
375000
75000000
28
Xút 8%
lit
0,38
68,4
13680
29
Clozamin
lit
0,08
14,4
2880
4.2.Tính cân bằng sản phẩm cho 1000 lít bia hơi có nồng độ 100Bx
4.2.1.Tính lượng dịch trước lúc lên men
Để tính tổn thất qua các quá trình ta có công thức
với a là mức tổn thất qua các công đoạn
+ Quá trình chiết book tổn thất 2%
Lượng bia đã bão hoà CO2:
+ Quá trình sục khí CO2 tổn thất 0,5 - 1%, chọn 0,5%
Lượng bia trước khi bão hoà:
+ Quá trình lọc tinh tổn thất 0,5%
Lượng bia trước khi lọc:
+ Quá trình lên men chính, lên men phụ và tàng trữ bia tổn thất 4%
Lượng dịch đường đưa vào lên men:
+ Quá trình làm lạnh dịch đường đến nhiệt độ lên men tổn thất 0,5%
Lượng dịch đường trước khi làm lạnh:
+ Quá trình lắng cặn tổn thất 1,5%
Lượng dịch đường trước khi lắng cặn:
+ Lượng dịch đường này có nồng độ 100Bx( tức là lượng chất chiết hoà tan trong đó 10%).
Dịch đường 10% có khối lượng riêng r = 1,040kg/l
Lượng dịch đường khi đun hoa (trước khi lắng cặn):
1095,4 x 1,040 = 1139,2kg
Lượng chất chiết có trong dịch đường 10%:
+ Qúa trình nấu, rửa bã, lọc và nấu hoa tổn thất chất chiết 2,5%:
Lượng chất chiết cần thiết:
4.2.2.Tính lượng malt và gạo
Chọn tỷ lệ malt : gạo = 0,7 : 0,3.
ãMalt:
+ hàm ẩm w = 7%
+ hệ số hoà tan: 80%
+ tổn thất do nghiền: 1%
Gọi lượng malt cần thiết là M (kg)
Lượng chất chiết thu được từ malt là:
ãGạo:
+ hàm ẩm w = 14%
+ hệ số hoà tan: 90%
+ tổn thất do nghiền: 1%
Lượng gạo cần thiết:
Lượng chất chiết thu được từ gạo:
+ Tổng lượng chất chiết thu được từ malt và gạo:
0,737M + 0,328M = 116,84kg
M = 109,7kg
Lượng gạo cần thiết:
+ Tổn thất do nghiền 1%
Lượng bột malt cần thiết:
Lượng bột gạo cần thiết:
+ Lượng malt lót cho vào nồi hồ hoá bằng 5% so với lượng bột gạo
Lượng bột malt cho vào nồi hồ hoá:
Lượng malt cho vào nồi đường hoá:
108,6 – 2,35 = 106,25kgbột malt
Lượng bột malt và gạo cho vào nồi hồ hoá:
47,01 + 2,35 = 49,36kg bột gạo + bột malt.
4.2.3. Tính lượng hoa houblon
Lượng hoa houblon cần thiết tính theo số lít dịch đường.
+ Hoa cánh
Dùng hoa cánh tỷ lệ 1,8g hoa houblon/1lít dịch đường
Khi nấu hoa tỷ lệ nước bay hơi 10%
Lượng nước trước khi nấu hoa:
(bằng lượng dịch đường khi đun hoa - lượng chất chiết có trong dịch đường x 100/90)
Khi nấu hoa chất chiết tổn thất 0,5% và nồng độ chất chiết tăng lên 1%
Lượng chất chiết trước khi nấu hoa:
Dịch đường nồng độ 9% có khối lượng riêng 1,039
Thể tích dịch đường trong nồi nấu hoa:
(bằng lượng nước trước khi nấu hoa + lượng chất chiết trước khi nấu hoa chia cho khối lượng riêng)
Lượng hoa cần dùng:
1,8 x 1195,6 = 2152g hoa = 2,152kg hoa
+ Hoa viên
Hoa viên có lực đắng lớn gấp 2 - 2,5 lần hoa cánh
Lượng hoa viên cần dùng:
Vậy lượng hoa cần thiết để sản xuất 1000l bia:
+ dùng hoa cánh 2,152kg
+ dùng hoa viên 1,076kg
4.2.4.Tính lượng bã malt, bã gạo và bã hoa
ãLượng bã malt và gạo
+ Tính lượng chất khô của bột malt
độ ẩm malt w = 7%
khối lượng bột malt 108,6kg
Lượng chất khô của bột malt:
+ Tính lượng chất khô của gạo
độ ẩm gạo w = 14%
khối lượng bột gạo 46,54kg
Lượng chất khô của bột gạo:
+ Tổng lượng chất khô của bột malt và bột gạo:
101 + 40,02 = 141,02kg chất khô
+ Tổng lượng bã khô của gạo và malt: = tổng lượng chất khô - tổng lượng chất chiết
Tổng lượng bã khô:
141,02 – 116, 84 = 24,18kg bã khô
+ Độ ẩm của bã ướt 60%
Lượng bã ướt:
ãLượng bã hoa
Khi dùng hoa cánh thì có 60% hoa không trích ly và hoà tan.
Lượng bã hoa:
4.2.5. Tính lượng nước cho vào nồi hồ hoá, nồi đường hoá và nước rửa bã
Lượng dịch đường trước khi nấu hoa (sau khi đường hoá và rửa bã): 1195,6l
+ Tổng lượng bột gạo và bột malt trong nồi hồ hoá: 49,36kg
1 kg bột gạo và bột malt ( tỷ lệ malt lót 5%) chiếm thể tích 0,75l
Thể tích bột gạo và bột malt trong nồi hồ hoá chiếm:
49,36 x 0,75 = 37,02l
+ Tổng lượng bột malt trong nồi đường hoá: 106,25kg
1 kg bột malt chiếm thể tích 0,7l
Thể tích bột malt trong nồi đường hoá chiếm:
106,25 x 0,7 = 74,38l
+ Độ ẩm của malt w = 7%, của gạo w = 14%
Lượng nước có sẵn trong nguyên liệu ở nồi hồ hoá:
46,54 x 0,14 + 2,35 x 0,07 = 6,68l
Lượng nước có sẵn trong nguyên liệu ở nồi đường hoá:
106,25 x 0,07 = 7,44l
ãTính cho nồi hồ hoá
+ Chọn tỷ lệ nguyên liệu : nước = 1 : 5
Lượng nước cho vào nồi hồ hoá:
49,36 x 5 = 246,8 lít nước
Tổng lượng dịch trong nồi hồ hoá:
246,8 + 37,02 + 6,68 = 290,5l
Tổng lượng nước trong nồi hồ hoá:
246,8 + 6,68 = 253,48 lít nước
+ Khi hồ hoá nguyên liệu tỷ lệ nước bốc hơi 5%
Lượng dịch cháo chuyển sang nồi đường hoá:
(bằng tổng lượng nước trong nồi hồ hoá sau khi bốc hơi + thể tích bột gạo và bột malt trong nồi hồ hoá)
ãTính cho nồi đường hoá
+ Chọn tỷ lệ nguyên liệu : nước = 1 : 4
Lượng nước cho vào nồi đường hoá:
106,25 x 4 = 425l
Tổng lượng dịch trong nồi đường hoá:
(bằng tổng của lượng dịch cháo chuyển sang nồi đường hoá,lượng nước cho vào nồi đường hoá,thể tích bột malt trong nồi đường hoá,lượng nước có sẵn trong nguyên liệu ở nồi đường hoá)
277,83 + 425 + 74,38 + 7,44 = 784,65l
Tổng lượng nước trong nồi đường hóa:
(bằng tổng của lượng nước trong nồi hồ hoá sau khi bốc hơi,lượng nước cho vào nồi đường hoá, lượng nước có sẵn trong nguyên liệu ở nồi đường hoá)
+ Khi đường hoá tỷ lệ nước bay hơi 4% và khi lọc tổn thất 1%
Lượng nước sau khi đường hoá và lọc:
+ Nước dùng khi rửa bã tổn thất 5%:
Lượng nước nóng cần thiết để rửa bã:
4.2.6.Tính lượng men giống cần thiết
+ Lượng men giống cấp II cho vào thùng lên men chiếm 10% so với lượng dịch đường
Lượng men giống cấp II cần thiết:
+ Nếu dùng nấm men đặc: lượng nấm men đặc cần dùng 2l nấm men đặc/hl
Lượng men đặc cần thiết:
Vậy lượng men cần thiết cho 1000l bia:
+ men sản xuất: 107,36l
+ men đặc: 21,47l
4.2.7. Tính sản phẩm phụ
ãLượng nấm men thu hồi
+ Lượng nấm men bẩn thu được 2l/hl dịch đường
Tổng lượng nấm men thu được:
+ Nấm men bẩn sau khi thu hồi thì khi rây và rửa sạch để sử dụng cho lên men mẻ sau hoặc các mục đích khác 1,5l/hl dịch đường
Tổng lượng nấm men sạch thu được:
ãLượng CO2 thu hồi
+ Lượng CO2 tạo thành trong quá trình lên men: Lượng CO2 này được tạo ra là do sự chuyển hoá của các loại đường có khả năng lên men. Trong thành phần chất chiết có 50% đường maltoza, lượng đường này một phần chuyển thành rượu và CO2, một phần cò lại là đường sót và một phần chuyển thành sinh khối. Tuy nhiên lượng đường sót và chuyển thành sinh khối không nhiều, mặt khác không tính các loại đường khác tạo thành CO2. Vì vậy tính lượng CO2 tạo thành theo đường maltoza.
Phương trình chuyển hoá đường maltoza thành rượu và CO2:
C12H22O11 + H2O Û 4C2H5OH + 4CO2
Khối lượng một phân tử đường maltoza = 342g
Khối lượng một phân tử CO2 = 44g
Lượng đường maltoza tạo thành chiếm 50% khối lượng chất chiết
Lượng maltoza tạo thành:
Lượng CO2 tạo thành:
+ Hiệu suất thu hồi CO2 (khí CO2 sạch) 50%
Lượng CO2 sạch thu hồi:
ãLượng CO2 nạp vào bia
Yêu cầu của bia thành phẩm phải có hàm lượng CO2 từ 4 – 5 g/l. Lượng CO2 còn lại trong bia sau quá trình tàng trữ khoảng 2,5 – 2,7 g/l
lượngCO2 nạp vào bia sẽ từ 2,5 – 2,3 g/l. Khi nạp CO2 thì tỷ lệ ngậm CO2 của bia chỉ đạt khoảng 50%.
Lượng CO2 phải nạp vào bia gấp hai lần lượng CO2 cần nạp, nên ta nạp khoảng 4 - 5g/l bia, chọn 5g/l.
Tổng lượng CO2 nạp cho 1000l bia:
5 x 1000 = 5000g =5kg
ãLượng O2 sạch cần cung cấp cho dịch đường sau khi làm lạnh xong
Lượng O2 thích hợp là 6mg O2/l bia
Lượng O2 cần thiết nạp vào dịch đường:
6 x 1073,6 = 6442 mg = 6,442g
ãLượng bột trợ lọc diatomit
Dùng khoảng 100g bột /100l bia
Lượng diatomit cần thiết:
ãLượng enzyme cho vào nồi hồ hoá
Sử dụng enzyme Termamyl với tỷ lệ 0,05 – 0,1% so với lượng bột gạo, chọn 0,1%
Thể tích khối bột gạo 46,54 x 0,75 = 34,91l
Lượng enzyme cần thiết:
4.2.8.Tính hoá chất để tẩy rửa
ãHoá chất để vệ sinh, tẩy rửa các nồi nấu
+ Dùng dung dịch xút có nồng độ 7 - 9% để tẩy rửa, chọn dung dịch có nồng độ 8%.
Lượng xút sử dụng: 4 - 5l/ 1 m3 thể tích thiết bị, chọn 5l
+ Tổng lượng dịch qua các khâu nấu, lắng cặn:
277,83 + 784,65 + 1195,6 + 1095,4 = 3353,48l
Hệ số đổ đầy trung bình của các thiết bị = 0,8
Thể tích thiết bị để sản xuất 1000l bia:
Lượng xút cần dùng:
5 x 4,1919 =20,96l dung dịch xút 8%
+ Số lần sử dụng xút để rửa thiết bị từ 8 - 10 lần, chọn 8 lần, mỗi lần rửa hao phí 5% đ8 lần rửa hao phí 5 x 8 = 40%.
Một ngày nấu 4 mẻ và khoảng sau 3 ngày ta vệ sinh một lần
Lượng xút cần thiết để vệ sinh thiết bị khi sản xuất 1000l bia:
ãHoá chất để tẩy rửa, sát trùng thùng lên men, hệ thống nhân men, hệ thống hoạt hoá men
+ Dùng hoá chất clozamin 5%, mỗi 1 m3 thể tích thiết bị dùng 5l clozamin, tỷ lệ hao phí 5%.
Hệ số đổ đầy của thùng bằng 0,8
Thể tích thiết bị để lên men tạo ra 1000l bia
=1,342m3
1073,6 – lượng dịch đường trước khi lên men
Số lần sử dụng clozamin là 8 lần, sau mỗi lần lên men vệ sinh 1 lần
Lượng clozamin cần thiết:
4.2.9.Tính số lượng thùng book
+ Lượng bia sản xuất trong 1 ngày: 180000l/ngày
+ Dùng thing book : 50l
+ Coi tổn thất toàn bộ quá trình chiết book: 2%
Lượng thùng cần thiết:
Bảng tổng kết cân bằng vật chất cho bia hơi
TT
Lượng vật chất qua các thiết bị
Đơn vị
1000
lít bia
180000l bia
Cả năm
1
Malt
kg
109,7
19746
987300
2
Gạo
kg
47,01
8461,8
423090
3
Lượng nước cho nồi hồ hoá
lít
246,8
44424
2221200
4
Lượng nước cho nồi đường hoá
lít
425
76500
3825000
5
Lượng dịch trước lúc hồ hoá
lít
290,5
52290
2614500
6
Lượng dịch trước lúc đường hoá
lít
784,65
141237
7061850
7
Lượng dịch trước khi lọc
lít
749,3
134874
6743700
8
Lượng dịch trước khi nấu hoa
lít
1195,6
215208
10760400
9
Lượng dịch trước khi lắng xoáy
lít
1095,4
197172
9858600
10
Lượng dịch trước khi lên men
lít
1079
194220
9711000
11
Lượng bia trước khi lọc trong
lít
1030,7
185526
9276300
12
Lượng bia trước khi bão hoà CO2
lít
1025,5
184590
9229500
13
Lượng bia trước khi chiết chai
lít
1020,4
183672
9183600
14
Lượng nước rửa bã
lít
373,3
67194
3359700
15
Lượng bã malt + gạo
kg
60,45
10881
544050
16
Lượng men giống cấp II
lít
107,36
19325
966240
17
Lượng nấm men thu hồi được
lít
16,11
2899,8
144990
18
Bột trợ lọc diatomite
kg
1
180
9000
19
Lượng không khí
kg
0,0065
1,17
58,5
20
Lượng chế phẩm Termamyl
Lit
0,035
6,3
315
21
Lượng hoa cánh
kg
2,152
387,36
19368
22
Lượng bã hoa w = 80%
kg
1,291
232,38
11619
23
Lượng CO2 thu được
kg
14,67
2640,6
132030
24
Lượng CO2 để nạp vào bia
kg
5
900
45000
25
Thùng book
Thùg
20,4
3674
183700
26
Xút 8%
lit
0,36
64,8
3240
27
Clozamin
lit
0,078
14,04
702
V: Tính thiết bị
ãĐể tính toán thiết bị ta tính toán theo sản lượng bia cao nhất trong 1 ngày.
Kế hoạch sản xuất của nhà máy
Nhà máy sản xuất với công suất 45 triêu lít/năm gồm 2 loại bia chai và bia hơi: 20% bia hơi va 80% bia chai.
Lập kế hoạch cho từng quý sản xuất bia chai như sau:
Quý
Bia chai : 36.000.000
Bia hơi : 9.000.000
1 : 20%
7.200.000
1.800.000
2 : 30%
10.800.000
2.700.000
3 : 30%
10.800.000
2.700.000
4 : 20%
7.200.000
1.800.000
Ta tính toán với tháng có sản lượng cao nhất là các tháng ở quý 2 và quý 3.
Sản lượng bia chai và bia hơi trong 1 tháng là:
(10.800.000 + 2.700.000)/3 = 4.500.000 lít / tháng.
Mỗi tháng làm việc 25 ngày trong đó cứ 4 ngày nấu bia chai thì 1 ngày nấu bia hơI,một tháng có 20 ngày nấu bia chai và 5 ngày nấu bia hơi.
Vậy sản lượng bia nấu trong 1 ngày là:
4.500.000 : 25 = 180.000 lít/ngày.
Mỗi ngày nấu 4 mẻ, sản lượng nấu trong 1 mẻ là:
180.000 : 4 = 45.000 lít/mẻ.
ãCác thiết bị trong phân xưởng nấu
1.Cân
2.Máy nghiền malt,nghiền gạo
3.Nồi hồ hoá
4.Nồi đường hoá
5.Thùng lọc đáy bằng
6.Nồi đun nước nóng
7.Nồi nấu hoa
8.Thùng lắng xoáy
9.Máy làm lạnh nhanh
10.Bơm
11.Máy nén khí, lọc khí
ãCác thiết bị phân xưởng lên men
12.Thùng lên men
13.Máy lọc bia
14.Thùng chứa bia và bão hoà CO2
15.Thiết bị nhân men giống
16.Thiết bị hoạt hoá men
17.Hệ thống thu hồi CO2
18.Bơm
ãCác thiết bị phân xưởng hoàn thiện sản phẩm
29.Máy rửa chai
20.Máy chiết chai
21.Máy chiết book
22.Máy dập nút chai
23.Máy thanh trùng
24.Máy dán nhãn
25.Máy rửa két
5.1.Tính thiết bị phân xưởng nấu
5.1.1.Cân
Dựa vào bảng tổng kết cân bằng vật chất cho bia chai và bia hơi ta có:
+ Lượng malt lớn nhất cần dùng cho một mẻ là: 27957,6/4 = 6989kg.
+ Lượng gạo lớn nhất cần dùng cho một mẻ là: 8461,8/4 = 2115,5 kg.
+ Thời gian cân nguyên liệu : 20 phút/mẻ.
+ Số lượng cân: 2 cái.
+ Năng suất 500kg/ lượt.
+ Kích thước 1200´1000´1200.
5.1.2.Máy nghiền
Máy nghiền malt
+ Lượng malt cần nghiền 1 mẻ là: 6989 kg.
+ Số lượng: 2 máy.
+ Thời gian nghiền: 60 phút/mẻ.
+ Mác máy: cokam.
+ Năng suất 4000 kg/ h.
+ Kích thước 1500x1500x1650.
+ Công suất động cơ 2 kw.
Máy nghiền gạo
+ Khối lượng gạo cần nghiền 1mẻ: 2115 kg.
+ Số lượng 1 máy.
+ Thời gian nghiền 40 phút/mẻ.
+ Năng suất 3 tấn/h.
+ Kích thước: 1100´1000´1500.
+ Công suất động cơ 1,5 kW.
5.1.3.Nồi hồ hoá
Sản lượng bia cao nhất 180000l/ngày. Chọn 4 mẻ nấu trong 1 ngày
Lượng bia nấu 1 mẻ:
ãTính và chọn các thông số cho nồi hồ hoá
+Lượng bột gạo cho 1 mẻ nấu:
46,54 là lượng bột gạo cần thiết
Lượng malt lót cho 1 mẻ nấu:
2,35 là lượng bột malt cho vào nồi hồ hoá.
Lượng nước trong nguyên liệu
46,54 x
+ Lượng dịch trong nồi hồ hoá
+ Hệ số đổ đầy của nồi nấu cháo: 0,7
Thể tích nồi nấu cháo:
m3
+ Nồi hồ hoá hình trụ đỉnh cầu và đáy cầu và được làm bằng thép không gỉ. Chọn thể tích phần đáy và đỉnh bằng 15% thể tích nồi hồ hoá
Thể tích thân thùng:
V =18,67 x ( 1 - 0,15) = 15,87m3
V = D2H
D - đường kính nồi (m)
H – chiều cao nồi (m)
Chọn H = 0,8D
V = D3 = 15,87
D =2,72m. Lấy D = 2,8m
H = 0,8D = 2,24m
chiều cao phần đỉnh h1 = 0,1D = 0,1 x 2,8 =0,28m
chiều cao phần đáy h2 =0,1
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- DAN296.doc