Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen bằng phương pháp lên men cổ điển năng suất 20 triệu lít năm

Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men cổ điển suất 20 triệu lít/năm MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH ẢNH viii LỜI CẢM ƠN x MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU Giới thiệu chung bia: 1.1 Giới thiệu chung: 1.2 Định nghĩa bia: 1.2.1 Định nghĩa bia: 1.2.2 Định nghĩa bia tươi: 1.2.3 Sự khác bia chai, bia tươi bia hơi: 1.3 Phân loại bia: 1.3.1 Các loại bia lên men 1.3.2 Các loại bia lên men chìm Bia đen: 2.1 Giới thiệu chung: 2.2 Sự khác bia đen bia vàng: 2.3 Giá trị dinh dưỡng bia đen: 2.4 Tình hình sản xuất tiêu thụ bia tươi đen Việt nam giới: Nguyên liệu: 10 SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi i GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men cổ điển suất 20 triệu lít/năm 3.1 3.1.1 Hạt đại mạch: 10 3.1.2 Cấu tạo hạt đại mạch: 11 3.1.3 Thành phần hạt đại mạch: 12 3.1.4 Malt đen malt vàng: 12 3.1.6 Tiêu chuẩn đánh giá malt: 16 3.1.7 Bảo quản malt: 16 3.2 Hoa houblon: 17 3.2.1 Thành phần hóa học hoa 18 3.2.2 Đánh giá bảo quản hoa houblon: 19 3.3 Nước: 20 3.4 Nấm men: 21 3.4.1 Thành phần hóa học nấm men: 22 3.4.2 Các chất dinh dưỡng nấm men: 23 3.4.3 Yêu cầu nấm men: 23 3.5 Malt đại mạch: 10 Các nguyên liệu khác: 23 Một số trình sinh hóa sản xuất bia: 24 4.1 Quá trình xảy nấu: 24 4.1.1 Quá trình enzyme: 24 4.1.2 Quá trình phi enzyme: 24 4.2 Quá trình xảy houblon hóa: 25 4.3 Quá trình xảy lên men: 25 SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi ii GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men cổ điển suất 20 triệu lít/năm 4.3.1 Q trình xảy lên men chính: 25 4.3.2 Quá trình xảy lên men phụ: 25 Phương pháp lên men bia: 26 CHƯƠNG 2: THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT 27 Sơ đồ dây chuyền sản xuất: 27 Thuyết minh dây chuyền sản xuất: 28 2.1 Xử lí nguyên liệu: 28 2.1.1 Sàng: 28 2.1.2 Cân: 28 2.1.3 Nghiền: 29 2.2 Đường hóa: 30 2.3 Lọc dịch đường: 31 2.4 Houblon hóa: 31 2.5 Lắng xoáy: 32 2.6 Làm lạnh nhanh: 33 2.7 Lên men: 34 2.7.1 Chuẩn bị men: 34 2.7.2 Nhân giống: 34 2.7.3 Lên men chính: 35 2.7.4 Lên men phụ: 37 2.7.5 Thu hồi sữa men: 38 2.7.6 Xử lý sữa men: 38 SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi iii GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men cổ điển suất 20 triệu lít/năm 2.8 Lọc bia: 39 2.9 Bão hòa CO2: 39 2.10 Sản phẩm bia tươi đen: 40 CHƯƠNG TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 41 Lập kế hoạch sản xuất: 41 Tính cân vật chất: 42 2.1 Tính cân sản phẩm cho 100 kg nguyên liệu ban đầu 43 2.1.1 Xử lí nguyên liệu 43 2.1.1.1 Lượng chất khô nguyên liệu ban đầu M1: 43 2.1.1.2 Lượng chất khô nguyên liệu lại sau sàng: 44 2.1.1.3 Lượng chất khơ cịn lại sau cân: 44 2.1.1.4 Lượng chất khơ cịn lại sau nghiền: 44 2.1.2 Đường hóa: 44 2.1.2.1 Lượng chất khô dịch đường sau đường hóa: 45 2.1.2.2 Lượng nước dùng đường hóa: 45 2.1.3 Lọc: 46 2.1.3.1 Lượng chất khô sau lọc: 46 2.1.3.2 Lượng bã nguyên liệu: 46 2.1.3.3 Lượng nước rửa bã: 47 2.1.4 Houblon hóa: 47 2.1.4.1 Lượng chất khô sau houblon hóa 47 2.1.4.2 Lượng hoa houblon cần dùng 49 SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi iv GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men cổ điển suất 20 triệu lít/năm 2.1.5 Lắng xoáy: 49 2.1.5.1 Lượng dịch sau lắng: 49 2.1.5.2 Lượng cặn sau lắng xoáy: 50 2.1.6 Làm lạnh 50 2.1.7 Lên men 51 2.1.7.1 Lượng bia sau lên men 51 2.1.7.2 Lượng men giống cần sử dụng 51 2.1.7.3 Lượng CO2 thu 52 2.1.7.4 Lượng men sữa thu hồi 52 2.1.7.5 Độ cồn bia 53 2.1.8 Lên men phụ 53 2.1.9 Lọc bia 53 2.1.10 Bão hòa CO2: 54 2.1.11 Chiết bock: 54 2.2 Tính cân vật chất cho ngày: 54 2.2.1 Lượng nguyên liệu ban đầu 55 2.2.2 Lượng nguyên liệu sau sàng 55 2.2.3 Lượng nguyên liệu sau cân 55 2.2.4 Lượng nguyên liệu sau nghiền 55 2.2.5 Lượng dịch đường đun sôi 56 2.2.6 Lượng nước cho vào đường hóa 56 2.2.7 Lượng dịch đường sau lọc: 56 SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi v GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men cổ điển suất 20 triệu lít/năm 2.2.8 Lượng dịch đường sau houblon hóa 100°C 56 2.2.9 Lượng dịch đường sau lắng 56 2.2.10 Lượng dịch lên men sau làm lạnh 56 2.2.11 Lượng bia sau lên men 56 2.2.12 Lượng bia sau lên men phụ 56 2.2.13 Lượng bia sau lọc 56 2.2.14 Lượng bia sau bão hòa CO2 57 2.2.15 Lượng bia thành phẩm 57 2.2.16 Lượng hoa houblon cần dùng 57 2.2.17 Lượng bã nguyên liệu 57 2.2.18 Lượng men giống 57 2.2.19 Lượng men thu hồi 57 2.2.20 Lượng CO2 thu hồi 57 2.2.21 Chiết bock 57 CHƯƠNG 4: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 59 Phương pháp tính tốn chọn thiết bị 59 Tính toán thiết bị 60 Silo, bunke 60 3.1 Silo chứa nguyên liệu 60 3.1.1 Silo chứa malt vàng 61 3.1.2 Silo chứa malt đen 62 3.2 Tính Bunke 63 SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi vi GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men cổ điển suất 20 triệu lít/năm 3.2.1 Bunke chứa malt vàng 64 3.2.2 Bunke chứa malt đen 64 Công đoạn xử lí nguyên liệu: 65 4.1 Máy làm 65 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 66 4.2 Cân 67 4.3 Máy nghiền 67 Nồi đường hóa 68 Thiết bị lọc khung 70 Cấu tạo 71 Thùng trung gian chứa dịch đường sau lọc 72 Thùng chứa bã nguyên liệu 72 Thiết bị houblon hóa 73 10 Thiết bị lắng xoáy 75 11 Thiết bị làm lạnh nhanh 77 12 Bơm cho phân xưởng nấu 79 13 Tính cấu vận chuyển: 80 13.1 Gàu tải vận chuyển nguyên liệu 80 13.2 Vít tải vận chuyển: 81 KẾT LUẬN 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC 86 SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi vii GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men cổ điển suất 20 triệu lít/năm DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Bia đen bia vàng Hình 2: Một số loại bia đen thị trường 10 Hình 3: Đại mạch hàng đại mạch hàng 11 Hình 4: Cấu tạo hạt đại mạch 11 Hình 5: Malt đen malt vàng 13 Hình 6: Hoa houblon 17 Hình 7:Saccharomyces cerevisiae 22 Hình 8:Saccharomyces carlsbergnsis 22 Hình 1: Sơ đồ quy trình sản xuất bia đen 27 Hình 2: Thiết bị trao đổi nhiệt dạng 34 Hình 1: Silo 62 Hình 2: Bunke 65 Hình 3: Thiết bị làm dạng rung PVC 30P 68 Hình 4: Cấu tạo thiết bị làm dạng rung PVC 30P 68 Hình 5: Cân 69 Hình 6: Cấu tạo máy nghiền 70 Hình 7: Nồi đường hóa 72 Hình 8: Thiết bị lọc khung 73 Hình 10: Thùng chúa bã 75 Hình 11: Thiết bị houblon hóa 77 Hình 12: Cấu tạo thiết bị lắng 79 Hình 13: Thiết bị làm lạnh 80 Hình 14: Cấu tạo thiết bị làm lạnh mỏng 81 Hình 15: Gàu tải 82 Hình 16: Vít tải 83 SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi viii GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men cổ điển suất 20 triệu lít/năm DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Bảng thành phần hóa học hạt dại mạch 12 Bảng 2: Sự khác quy trình sản xuất malt đen malt vàng 14 Bảng 3: Thành phần hóa học houblon 18 Bảng 4: Đánh giá chất lượng houblon 19 Bảng 5: Đặc điểm chủng nấm men dùng cho lên men lên men chìm 22 Bảng 1: Bảng biểu sản xuất nhà máy 42 Bảng 2: Bảng số nguyên liệu 43 Bảng 3: Bảng hao hụt nguyên liệu công đoạn 43 Bảng 4: Tổng kết tính tốn cân vật chất 60 Bảng 1: Bảng chọn thiết bị 61 Bảng 2: Thông số kỹ thuật thiết bị làm dạng rung 67 Bảng 3: Thông số kỹ thuật bơm thực phẩm TCN 81 Bảng 4: Bảng tổng kết chọn thiết bị 83 SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi ix GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men cổ điển suất 20 triệu lít/năm LỜI CẢM ƠN Việc thực đồ án Công nghệ giúp vận dụng kiến thức chuyên ngành học khoảng thời gian Đại học, giúp nắm kỹ kiến thức công nghệ sản xuất bia bước lập luận, tính tốn để thiết kế nên nhà máy, lựa chọn phương án tối ưu để đảm bảo suất kinh tế Hơn nữa, cịn giúp tơi rèn luyện kỹ cần thiết người kỹ sư tương lai Để thực đồ án xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới giảng viên hướng dẫn TS Lê Lý Thùy Trâm nhiệt tình bảo cho tơi suốt thời gian thực đề tài, cho tơi lời khun hữu ích để thực đề tài tốt Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới đội ngũ giảng viên khoa Hóa nói riêng thầy trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng nói chung tận tình dạy dỗ để giúp tơi có tảng kiến thức ngày hôm giúp có hành trang vững đường nghiệp thân Tôi xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày tháng năm 2023 Sinh viên thực Huỳnh Thị Tường Vi SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi x GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men truyền thống suất 20 triệu lít/năm Thùng trung gian chứa dịch đường sau lọc Chọn thùng có tiết diện hình vng làm thép khơng gỉ, có lớp bảo ơn để tránh tổn thất nhiệt, hệ số chứa đầy 𝜑 = 0.8 Thùng tích đủ chứa dịch đường để bơm vào thiết bị houblon hóa mẻ Theo bảng 3.3 thể tích dịch đường houblon hóa mẻ là: Vdịch đường= 7195.13 lit ≈ 7.2 𝑚3 Thể tích thùng: 𝑉𝑡ℎù𝑛𝑔 = 7.2 0.8 = 𝑚3 Chọn cạnh thùng b=2m Chiều cao thùng 𝐻 = 22 = 2.25 𝑚 Kích thước thùng: x x 2.25 (m) Số lượng thùng: Thùng chứa bã nguyên liệu Chọn thùng chứa bã nguyên liệu có dạng hình trụ, đáy chóp nón Theo bảng 3.4, lượng bã thải sau lọc mẻ là: 1261.37 kg Chọn khối lượng riêng bã ướt là: 𝜌 = 1000 kg/m3 Thể tích bã nguyên liệu: 𝑉𝑏 = 𝑚𝑏 1261.37 = = 1.26 (𝑚3 ) 1000 1000 Chọn hệ số chứa đầy thùng là: 𝜑 = 0.8 Vậy kích thước thật thừng: 𝑉𝑡 = SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi 𝑉𝑏 1.26 = = 1.6 (𝑚3 ) 𝜑 0.8 72 GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men truyền thống suất 20 triệu lít/năm Chọn đường kính thùng: D = 1.2 m Chọn góc đáy nón: 𝛼 = 45° Chọn đường kính ống tháo dịch: d = 0.2 m Chọn chiều cao ống tháo dịch: h3 = 0.1 m Chiều cao đáy nón: ℎ2 = 𝐷−𝑑 𝑡𝑔45° = 1.2−0.2 𝑡𝑔45° = 0.5(𝑚) Thể tích đáy: Hình 9: Thùng chúa bã 𝑉𝐷 = 𝜋 𝜋𝑑 3.14 3.14 × 0.22 (𝐷 − 𝑑 ) + ℎ3 = × (1.23 − 0.23 ) + × 0.1 = 0.23 (𝑚3 ) 24 24 Thể tích phần trụ: 𝑉𝑇 = 𝑉𝑡 − 𝑉𝐷 = 1.6 − 0.23 = 1.37 (𝑚3 ) Chiều cao phần hình trụ thùng: ℎ1 = 4𝑉𝑇 × 1.37 = = 1.19 (𝑚) 𝜋𝐷 3.14 × 1.22 Vậy chiều cao toàn thùng: 𝐻 = ℎ1 + ℎ2 + ℎ3 = 1.19 + 0.5 + 0.1 = 1.79 (𝑚) Số lượng: thiết bị Thiết bị houblon hóa Dịch nấu hoa tích là: 7195.13 lít SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi 73 GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men truyền thống suất 20 triệu lít/năm Q trình đun hoa, tổn thất bay nước 5% nên thể tích dịch đường đưa vào nồi đun hoa là: 7195.13 = 7573.82 𝑙í𝑡 ≈ 7.57 𝑚3 − 0.05 Hệ số sử dụng nồi là: 0.8 Thể tích hữu ích nồi: 7.57 = 9.46 𝑚3 0.8 Chọn nồi nấu hoa loại thiết bị vỏ, thân hình trụ, thùng chế tạo thép khơng gỉ, phía đáy bố trí cánh khuấy tương ứng làm cánh khuấy hoạt động tốt khuấy trộn không lắng xuống đáy, tránh gây cháy Chọn H = 0.77D h1 = 0.16D h2 = 0.25D Chọn nồi đường hóa nồi hai vỏ, chế tạo thép không rỉ, đáy nón, đỉnh nón: V = Vtrụ + Vđáy + Vđỉnh 𝑉 = 0.77𝐷 = 9.46 𝑚3 Suy ra, D = 2.3 m H = 1.77 m h1 = 0.37 m h2 = 0.58 m Tổng chiều cao thiết bị là: 𝐻 + ℎ1 + ℎ2 = 1.77 + 0.37 + 0.58 = 2.72 m Đường kính ống bay nước: Dô = 0.1D = 0.23 m SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi 74 GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men truyền thống suất 20 triệu lít/năm Ngồi vỏ áo thiết bị thiết kế thiết bị gia nhiệt trung tâm kiểu ống chùm để tăng cường q trình đun sơi mãnh liệt dịch đường Nồi có lớp bảo ơn dày 15 cm nên đường kính ngồi nồi là: 2.3 + 0.3 = 2.6 m Chọn nồi có thơng số: - Số lượng: - Thể tích hữu ích: 7.57 m3 - Thể tích thực tế: 9.46 m3 - Đường kính ngồi: 2.6 m - Chiều cao nồi: 2.72 m - Bề dày lớp thép chế tạo: mm - Đường kính ống bay nước: 0.23 m Ghi chú: Ống nước Cửa nạp liệu quan sát Nắp thiết bị Thân thiết bị Đáy thiết bị Cánh khuấy Cửa tháo dịch Ống thoát nước ngưng Ống cấp đốt Hình 10: Thiết bị houblon hóa 10 Thiết bị lắng xoáy Lượng dịch đưa vào lắng xoáy mẻ 6595.46 lít ≈ 6.6 m3 SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi 75 GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men truyền thống suất 20 triệu lít/năm Hệ số sử dụng nồi 0.85 Nên thể tích hữu ích thiết bị là:(hệ số chứa đầy) 6.6 = 7.76 𝑚3 0.85 Thiết bị lắng xoáy hình trụ, đỉnh hình nón Chọn H = 0.8 h = 0.3 V = Vtrụ + Vđỉnh V = 0.76D3 = 7.76 m3 Suy ra, D = 2.17 m H = 1.74 m h = 0.65 m Thiết bị có lớp bảo ơn dày 15cm nên đường kính ngồi nồi là: 2.17 + 0.3 = 2.47 m Tổng chiều cao thiết bị: 1.74 + 0.65 = 2.39 m Chọn thùng lắng xốy có thơng số kỹ thuật: - Số lượng: - Dung tích hữu ích: 6.6 m3 - Dung tích thực tế: 7.76 m3 - Đường kính trong: 2.17 m - Đường kính ngồi 2.47 m - Bề dày lớp thép chế tạo: mm Cấu tạo: SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi 76 GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men truyền thống suất 20 triệu lít/năm Hình 11: Cấu tạo thiết bị lắng Trong đó: 1- Ống hơi; 2- Vỏ thùng; 3- Ống tháo dịch đường; 4- Ống tháo dịch đường; 5- Cửa thoát bã; 6- Dịch đường vào; 7- Đường nước vệ sinh; 8- Cửa làm vệ sinh Nguyên tắc hoạt động: Thiết bị lắng whirlpool thùng làm thép không rỉ, độ cao 1/4 thân thùng kể từ lên đường ống để bơm dịch vào thùng, hướng dịch theo phương tiếp tuyến với thân thùng, vận tốc dịch đường vào thùng phải đạt 10-14 m/s Dịch đường sau houblon hóa bơm vào thiết bị lắng qua cửa số (6) theo phương tiếp tuyến với thành thiết bị làm cho khối dịch lắng xốy trịn tác dụng lực hướng tâm, nhờ cặn bị hút vào tâm thùng lắng xuống đáy Sau chuyển hết dịch đường vào thiết bị, để yên 20 phút để q trình lắng tiếp tục Dịch nha phía tháo qua cửa số (3), phần tiếp tục lắng dịch lại tiếp tục tháo qua cửa số (4) Cặn hoa lấy sau mẻ lắng qua cửa số (5) Đường ống số (7) dùng để dẫn dung dịch CIP vào vệ sinh, cửa số (8) dùng để công nhân cào cặn hoa khó tách khỏi thiết bị 11 Thiết bị làm lạnh nhanh Dịch đường làm lạnh nhanh máy lạnh trao đổi nhiệt mỏng Vật liệu chế tạo thường thép hợp kim Cr – Ni mỏng Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu bao gồm kim loại mỏng, xếp lại với chúng dịch đường tác nhân lạnh ngược chiều Lượng dịch đưa vào làm lạnh mẻ là: 6055.58 lít ≈ 6.06 m3 SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi 77 GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men truyền thống suất 20 triệu lít/năm Hiệu suất làm lạnh 0.85 Vậy suất làm lạnh thiết bị là: 6.06 = 7.13 𝑚3 0.85 Thời gian làm lạnh: 7.13 × 60 = 106.95 (𝑝ℎú𝑡) Vậy chọn thiết bị: - Số lượng: - Năng suất làm lạnh: m3/h - Chất tải lạnh nước 2°C - Kích thước: 2180 x 2200 x 1620 Cấu tạo nguyên lý hoạt động thiết bị trao đổi nhiệt dạng mã PHE-000: Hình 12: Thiết bị làm lạnh [29] Cấu tạo: gồm trao đổi nhiệt, gasket làm kín, khung đỡ cố định SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi 78 GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men truyền thống suất 20 triệu lít/năm Hình 13: Cấu tạo thiết bị làm lạnh mỏng Nguyên tắc hoạt động: Dịch khỏi thùng Whirlpool khoảng 90°C bơm vào thiết bị làm lạnh mỏng Trong thiết bị gồm nhiều block nối với nhau, block dịch đường nóng nước ngược chiều qua block khác dịch nước lạnh đồng thời đảo chiều Qua block nước lạnh thu nhiệt dịch nóng làm cho nhiệt độ dịch đường giảm nước tăng lên Cứ tiếp tục block cuối nhiệt độ dịch đường giảm nước tăng lên, nhiệt độ dịch đường hạ xuống 16°C, nhiệt độ nước tăng lên 90°C nước dùng lại cho q trình nấu sau 12 Bơm cho phân xưởng nấu Bơm dịch đường hóa lọc Bơm dịch đường hóa houblon hóa Bơm dịch đường lắng Bơm dịch đường làm lạnh Chọn bơm TCN có thơng số kĩ thuật sau: Bảng 4: Thông số kỹ thuật bơm thực phẩm TCN [30] 100 m3/h Lưu lượng SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi 79 GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men truyền thống suất 20 triệu lít/năm Cột áp 50 m Áp suất 9.5 bar Nhiệt độ lưu chất to 1400C Độ nhớt 1000 cP Kích thước thiết bị 1385 x 560 x 907 Vật liệu AISI 304/316 13 Tính cấu vận chuyển: 13.1 Gàu tải vận chuyển nguyên liệu Hình 14: Gàu tải Nguyên lý hoạt động gàu tải: Theo nguyên lý lực ly tâm trọng lực vật liệu Gầu tải chuyển động nhờ động điện thông qua hộp giảm tốc pulley làm cho dây gầu tải chuyển động Nguyên liệu đổ vào gầu múc qua ống cấp liệu gầu tải Dây tải có nhiệm vụ đưa gầu múc chứa vật liệu đến độ cao yêu cầu Sau gầu múc đột ngột chuyển hướng từ thẳng sang quay vật liệu văng khỏi gầu SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi 80 GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men truyền thống suất 20 triệu lít/năm múc Tuy nhiên, điều cần phải tính tốn chi tiết độ văng hợp lý Để tránh khơng bị tình trạng vật liệu bị rơi xuống chân gầm tải Gàu tải vận chuyển: gàu tải 13.2 Vít tải vận chuyển: Hình 15: Vít tải Vít tải máy vận chuyển vật liệu rời chủ yếu theo phương nằm ngang Ngồi vít tải dùng để vận chuyển lên cao với góc nghiêng lên tới 900,tuy nhiên góc nghiêng lớn hiệu suất vận chuyển thấp Cấu tạo vít tải: gồm trục vít xoắn vơ tận chuyển động xoay trịn lịng máng hình ống hay hình máng chữ U gọi máng vít tải, trục vít truyền động nhờ motor giảm tốc lắp đầu trục vít Nguyên tắc hoạt động: Khi trục vít chuyển động ma sát cánh vít với vật liệu đẩy vật liệu di chuyển theo hướng xoắn dọc theo chiều dài trục vít Vật liệu vận chuyển theo phương nằm ngang Vít tải vận chuyển: vít tải SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi 81 GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men truyền thống suất 20 triệu lít/năm Bảng 5: Bảng tổng kết chọn thiết bị Công đoạn Tên thiết bị Số lượng Thông số (mm) Silo malt đen D = 5310, H = 15330 Silo malt vàng D = 5310, H = 15330 Bunke chứa malt vàng D = 1370, H = 3080 Bunke chứa malt đen D = 660, H = 1560 Sàng Thiết bị làm 1870 x 1200 x 2010 Cân Cân 900 x 900 x 2700 Nghiền Nghiền trục 860 x 1140 x 1110 Đường hóa Nồi đường hóa D = 1270, H = 1220 Lọc khung bảng 5300 x 2200 x 2200 Thùng trung gian sau lọc D = 2000, H = 2250 Thùng chứa bã nguyên liệu D = 1200, H = 1790 Houblon hóa Nồi houblon hóa D = 2300, H = 2720 Lắng xoáy Lắng xoáy Whirlpool D = 2170, H = 1740 Làm lạnh nhanh Thiết bị làm lạnh mỏng 2180 x 2200 x 1620 Gàu tải Vít tải Bơm phân xưởng nấu Thiết bị chứa nguyên liệu Lọc Thiết bị vận chuyển SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi 82 1385 x 560 x 907 GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men truyền thống suất 20 triệu lít/năm KẾT LUẬN Bia đen loại bia biết đến lâu thị trường nơi sản xuất bia đen nhiều nước CHLB Đức Ở nước ta, bia đen biết đến muộn dòng bia chưa phổ biến loại bia vàng, coi dòng bia cao cấp dành cho người sành điệu Nếu lướt qua thị trường bia Việt Nam ta thấy bia đen có giá khơng rẻ Tuy nhiên, giá loại bia đắt có chất bia nhập ngoại Hiện có số cơng ty bia Việt Nam sản xuất dòng bia này, ví dụ bia đen Đại Việt,… Nhờ hiểu rõ giá trị dinh dưỡng lợi ích mà bia đen mang đến với việc nhận thức xu người tiêu dùng ngày muốn tìm đến hương vị bia lạ, độc đáo tốt cho sức khỏe nên chọn đề tài thiết kế phần upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen theo phương pháp truyền thống với suất 20 triệu lít/năm Dưới bảo tận tình giảng viên TS Lê Lý Thùy Trâm, đến tơi hồn thành xong đề tài thiết kế Đồ án thiết kế giúp lần vận dụng củng cố lại kiến thức học chương trình Đại học Nó cịn giúp tơi củng cố thêm kĩ cần thiết như: kĩ chọn tổng hợp tài liệu, kỹ suy luận logic vấn đề cụ thể, kĩ tính tốn chọn phương án phù hợp cho đề tài, kĩ quản lí thời gian hợp lí để hồn thành đề tài khoảng thời gian hạn hẹp Tuy nhiên, hạn chế kiến thức, kinh nghiệm thân cộng với thời gian thực đề tài có hạn nên khơng thể tránh khỏi sai sót q trình thực Vậy kính mong nhận nhận xét góp ý thầy, bạn để đề tài hoàn thiện SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi 83 GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men truyền thống suất 20 triệu lít/năm TÀI LIỆU THAM KHẢO A TÀI LIỆU GIÁO TRÌNH [1] Hồng Đình Hồ (2000) Cơng nghệ sản xuất malt bia, NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội, 520 trang [2] Lê Lý Thùy Trâm (2014) Bài giảng công nghệ vi sinh vật, Trường ĐH Bách Khoa Đà Nẵng, 168 trang [3] Phan Bích Ngọc (1991) Công nghệ lên men, NXB Đà Nẵng, TP Đà Nẵng, 116 trang [4] Trần Xuân Ngạch, Phan Bích Ngọc (2005), Bài giảng môn học Công nghệ lên men, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng, 122 trang [5] Trần Thế Truyền (2006) Cơ sở thiết kế nhà máy, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng, 115 trang [6] Đỗ Văn Đài tập thể tác giả (1992), Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hố chất tập I, NXB KH&KT, Hà Nội [7] Đỗ Văn Đài tập thể tác giả (1992), Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hố chất tập II, NXB KH&KT, Hà Nội [8] Nguyễn Bin tập thể tác giả (2004) Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hoá chất tập I - NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội, 394 trang [9] Nguyễn Bin Tính tốn q trình, thiết bị cơng nghệ hố chất thực phẩm NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội, 330 trang [10] Phan Sâm, Đào Xuân Thức, Nguyễn Ngọc Chất (1985), Sổ tay kỹ thuật nồi hơi, NXB Hà Nội, 279 trang [11] Trần Văn Phú, Lê Nguyên Đương (1991) Kỹ thuật sấy nông sản, NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội, 150 trang [12] Lê Thanh Mai tập thể tác giả (2005) Các phương pháp phân tích ngành cơng nghệ lên men, NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội, 336 trang [13] GS.TS Nguyễn Thị Hiền, et al (2007) Khoa học – Công nghệ malt bia NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội [14] Tập thể tác giả, Nấm men bia ứng dụng, NXB nông nghiệp, 2001 SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi 84 GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men truyền thống suất 20 triệu lít/năm [15] PGS.TS Nguyễn Đình Thưởng Cơng nghệ sản xuất kiểm tra cồn etylic, NXB Khoa học kỹ thuật (2000) [16] PGS Ngơ Bình Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp, NXB Khoa học kỹ thuật (1997) [17] Hà Duyên Tư Kỹ Thuật Phân Tích cảm Quan Thực Phẩm, NXB Khoa học Kỹ Thuật Hà Nội (2006) [18] Dennis E Briggs, Chris A Boulton, Peter A Brookes and Ro ger Stevens; Brewing Science and practice; Woodhead Publishing Limited, Abington Hall, Abington Cambridge CB1 6AH, England; 2004 Tiêu chuẩn Việt Nam [19] Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng-Trung tâm 3, Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7042 : 2002 B TÀI LIỆU INTERNET [20] https://douongcaocap.vn/bia-den-va-bia-vang-khac-nhau-nhu-nao/ [21] http://ruouplaza.vn/bia-den-nhap-khau/5-loai-bia-den-cua-duc-nhap-khau-gia-re-taiha-noi-va-tphcm.html [22] https://www.britannica.com/technology/cereal-processing/Nonwheat-cereals [23].https://tailieu.vn/docview/tailieu/2018/20180514/hpnguyen10/cong_nghe_len_men_ bia_den_den_dark_beer_6702.pdf?rand=824308 [24] https://nptyeast.vn/dac-diem-va-ung-dung-cua-nam-men-saccharomyces-cerevisiaela-gi.html [25] https://nasol.com.vn/tin-tuc/loi-ich-cua-hoa-bia [26] https://wasi.org.vn/nam-men-saccharomyces-cerevisia-vai-tro-va-phuong-phap-sudung-trong-qua-trinh-che-bien-ca-phe/ [27] https://www.vinacomm.vn/MAY-LAM-SACH-DANG-RUNG-p82043.vnc [28] https://bluezeiz.com/thiet-bi-loc-khung-ban-2000l/gio.html [29] https://heatexchanger.vn/thiet-bi-trao-doi-nhiet-dang-tam/ [30] https://www.maybomthienquang.vn/bom-thuc-pham/bom-thuc-pham-tcn-bom-suaruou-va-nuoc/ [31] https://eshop.czechminibreweries.com/vi/product/mss-2x40/ SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi 85 GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men truyền thống suất 20 triệu lít/năm PHỤ LỤC SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi 86 GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm