Thuyết minh quy trình công nghệ sẩn xuất bia

Bia là một loại đồ uống sảng khoái, mát và bổ.

phần I

mở đầu

Bia là một loại đồ uống sảng khoái, mát và bổ Có độ cồn thấp, có CO2 thu

đợc sau khi lên men dịch chiết của matl , đại mạch và các hạt giàu tinh bột,protein nh gạo, ngô, đại mạch cùng với nớc và hoa houblon Chính vì vậy bia

có hơng thơm, vị đắng và màu sắc đặc trng do nguyên liệu và CO2 tạo nên Đặcbiệt trong bia có hàm lợng CO2 bão hoà có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát vàhạ nhiệt độ nhanh trong cơ thể ngời dùng bia Ngoài các u điểm trên việc uống biacòn đem lại cho ngời dùng bia một hàm lợng các chất vi lợng, khoáng chất từnguyên liệu nh Natri, kali, phospho, canxi, mangan, các vitamin B1, B2, B5, B12, B6,

PP, các chất đạm và các axít amin, đặc biệt là các axít amin không thay thế, hơnnữa một lít bia còn cung cấp khoảng 400  600Kcalo cho ngời sử dụng tuỳ thuộcloại bia Vì vậy mà bia đợc sử dụng rộng rãi khắp thế giớ và sản lợng của nó ngàycàng tăng

Theo dấu tích tìm đợc trên đá, các nhà khoa học đã chứng minh đợc bia đã xuấthiện vào khoảng 7000 năm trớc công nguyên, nguồn gốc của bia vốn là men dịchcháo ngũ cốc và rất đợc a chuộng ở Babilon, Sumcric, Ai cập Với các tên gọi vềbia khác nhau tuỳ địa danh: Sikanu , Shekar hay kỹ thuật sản xuất bia sau thời

kỳ này đợc các tầng lớp giáo sĩ ở Châu âu tiếp thu vào thế kỷ XIII sau côngnguyên Họ đã đa ra công nghệ, kỹ thuật cùng với sự cải tiến là sử dụng hoahoublon để cải thiện hơng thơm và mùi vị thay thế cho các gia vị khác tạo tínhchất đặc trng của bia có sử dụng hoa houblon mà không một nguyên liệu nàongoài hoa houblon có thể có đợc

Năm 1875 nhà bác học Pháp Louis Pasteur đã khám phá và khẳng định nấmmen là sinh vật duy nhất mà hoạt động sống của nó đã làm lên quá trình lên menbia Từ đó cộng nghệ, thiết bị sản xuất bia luôn đợc cải tiến nhờ ứng dụng cácthành tựu khoa học kỹ thuật nh: Sử dụng máy lạnh, phân lập nuôi cấy nấm menthuần khiết, sử dụng các hoá chất để tăng thời gian bảo quản cho bia nh axítascrorbic, H2O, dietyl Cacbonat

ở nớc ta lịch sử phát triển ngành bia còn non trẻ, sản lợng bia còn thấp, tính

đến năm 1997 sản lợng bia của cả nớc mới chỉ đạt 670 triệu lít/năm

Với mức tiêu thụ này thì bình quân tiêu thụ đầu ngời chỉ đạt 89 ời/năm Trong khi đó ở một số nớc phát triển trên thế giới đạt từ 130200 lít/ngời/năm nh Mỹ, Séc - Slovakia, Hà lan,Pháp Mặc dù tốc độ phát triển sản lợng bia ởnớc ta tăng nhanh trong những năm gần đây nhng vẫn cha đáp ứng đợc đầy đủ nhucầu ngời tiêu dùng

lít/ng-Năm 1990 sản lợng bia ở nớc ta là 100 triệu lít/năm đến năm 1997 sản lợng

670 triệu lít/năm, mức tăng trởng sản lợng trong 8 năm là 670%

Chính vì những lý do trên mà việc xây dựng một nhà máy bia là cần thiết để

đáp ứng nhu cầu sử dụng bia của nhân dân và chắc chắn đem lại hiệu quả kinh tếcao

phần II Lập luận kinh tế và chọn địa điểm xây dựng nhà máy.

A Lập luận kinh tế.

Từ tình hình phát triển và nhu cầu tiêu thụ bia của nớc ta hiện nay Cũng

nh giá trị dinh dỡng của bia mang lại thì việc thiết kế một nhà máy bia là có hiệuquả

Nớc ta với số dân khoảng 80 triệu ngời, đất nớc lại nằm trong vùng khí hậunhiệt đới,gió mùa nhng hiện nay mức bình quân tiêu thụ đầu ngời còn rất thấp,kém xa so với các nớc phát triển trên thế giới.

Trong khi đó mức sống của nhân dân đang ngày càng cải thiện Do đó biakhông đợc xem là đồ uống xa xỉ nữa mà là một nhu cầu hởng thụ của ngời lao

động Cùng với chiến lợc nhà nớc khuyến khích phát triển ngành nớc giải khát nóichung và ngành bia nói riêng từ nay đến năm 2010 nâng mức bình quân tiêu thụbia theo đầu ngời lên 15 lít/ngời /năm nhằm đáp ứng nhu cầu và thị hiếu ngờidùng bia của xã hội đồng thời cải thiện mức sống của nhân dân

Trên thực tế hiện nay có ba nhà máy bia có năng suất ở tầm cỡ trung bình lànhà máy bia Hà nội với năng suất 100 triệu lít /năm , nhà máy bia Sài gòn năngsuất 100 triệu lít/năm , nhà máy bia việt nam năng suất trên 50 triệulít/năm Ngoài ba nhà máy kể trên còn có các nhà máy bia vừa và nhỏ nh Tiger,Halida, heninger ,Huda Huế Mặc dù vậy tổng sản lợng bia của cả nớc cũng cha

đáp ứng đợc thị phần ngày càng tăng của xã hột nên việc thiết kế một nhà máy bia

là phù hợp với tình hình hiện nay của nớc ta , đáp ứng đợc nhu cầu của ngời dângiải quết việc làm cho nhân dân địa phơng, tăng thu nhập ngân sách quốc gia

Do vậy việc thiết kế và thực thi xây dựng một nhà máy bia với năng xuấtphù hợp là hoàn toàn hợp lý, đúng đắn, nhà máy có thể hoạt động lâu dài và đemlại lợi ích kinh tế

B Chọn địa điểm xây dựng nhà máy:

Nguyên tắc chọn địa điểm xây dựng:

Gần nguồn nguyên liệu và nhiên liệu

Đủ diện tích bố trí các công trình xây dựng đồng thời đảm bảo vận chuyểnthuận lợi, có đủ diện tích để đảm bảo mở rộng sau này

Tơng đối bằng phẳng, để thoát nớc không ngập lụt

Mực nớc ngầm dới đất đủ sâu để giảm chi phí nền móng

Gần đờng giao thông vận tải (thuỷ, bộ) để dễ vận chuyển, không phải xâydựng đờng mới giảm chi phí làm đờng giao thông

Gần nguồn nớc cấp, gần các nhà máy khác để hợp tác sản xuất

Sử dụng đợc mạng điện quốc gia để giảm chi phí lắp đặt đờng dây, máy phát điện

- Gần nơi đông dân c để tuyển lựa công nhân và tiêu thụ sản phẩm đợc dễdàng

Từ các nguyên tắc chọn địa điểm đợc nêu trên, việc thiết kế một nhà máybia năng suất 10 triệu lít/năm tại khu công nghiệp Sông Công,Thái Nguyên làhoàn toàn thực thi vì lý do sau:

- Đây là nơi tập trung đông dân c, chủ yếu là nhân dân lao động trong cácnhà máy, xí nghiệp thuộc khu chế xuất mới thành lập của tỉnh , hứa hẹn một tiềmnăng về con ngời và nguồn tiêu thụ lớn,mặc dù trong khu vực có nhà máy biaSông Công năng xuất 10 triệu lít/năm, với mức thu nhập khá cao, đời sống ngàycàng đợc cải thiện, trong tơng lai không xa sẽ là một thành phố

- Khu vực này nằm cạnh đờng Quốc lộ 3 chạy dài xuyên suốt các tỉnh nênhết sức thuận lợi, đó cũng là những khu tập trung dân c đông đúc thuận lợi choviệc tiêu thụ và phân phối sản phẩm

- Có thể dễ dàng thuê địa điểm sản xuất trong khu công nghiệp là nơi đã cócơ sở hạ tầng khá hoàn thiện

Từ những lý do trên tôi chọn địa điểm đặt nhà máy tại khu công nghiệptrên, với năng suất thiết kế ban đầu là 10 triệu lít/năm Nhà máy sử dụng nguyênliệu thay thế là gạo với tỷ lệ 30%.

* Nguồn cung cấp nguyên liệu:

Nguyên liệu chính để sản xuất bia: malt, hoa houblon, chế phẩm Termamyl

đợc nhập trực tiết qua công ty xuất nhập khẩu từ các nớc Đan Mạch, Séc Slovakia, Đức, Pháp, Tiệp, úc

-Nguyên liệu thay thế: Nhà máy sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo, với tỷ

lệ 30% Lợng gạo thu mua tại địa phơng một cách dễ dàng vì nớc ta là nớc sảnxuất gạo

Nguồn điện:

Điện là nhu cầu quan trọng cho bất kỳ nhà máy nào, điện phải đảm bảo24/24 giờ Nhà máy sử dụng điện từ mạng điện từ mạng lới điện quốc gia, đặt máybiến thế và đặt thêm máy phát điện loại TM320/6 công suất máy phát 250kVA đểphòng khi mất điện lới

*Nguồn nhiên liệu:

Nhiên liệu dùng trong nhà máy chủ yếu là để cung cấp cho nồi hơi phục vụcho các mục đích nh sản xuất, vệ sinh thiết bị nhà xởng, thanh trùng, phục vụ tắmgiặt

Nhiên liệu sử dụng là than đợc cung cấp từ tổng công ty than Việt Nam

Nguồn n ớc:

Nguồn nớc phục vụ cho nhà máy đợc lấy từ Nhà máy nớc của khu côngnghiệp nằm gần địa điểm xây dựng nhà máy,và dùng nguồn ghiếng khoan tại nhàmáy làm nớc dự phòng

Bia hơi tiêu thụ tại địa phơng, bia chai có thể tiêu thụ thêm tại thị trờng trong vàngoài tỉnh

Phần III Nguyên liệu chính và phụ để sản xuất bia:

Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon và nớc.Nhng hiện nay ngời ta cho phép thay thế một phần malt đại mạch bằng một tỷ lệ

và loại nguyên liệu thay thế sao cho phù hợp với thị thiếu của ngời tiêu dùng,nguyên liệu thay thế đó là đại mạch, gạo

Đối với nớc ta cho phép thay thế một phần malt bằng gạo với tỷ lệ nhất định thờng1050%

Dung lợng: Malt trung bình: 530560g/l

Trọng lợng khô tuyệt đối: Trung bình từ 2838g/1000hạt (theo trọng lợng)

Từ 2537g/1000 hạt (theo chất kho tuyệt đối)

Thành phần hóa lý học

Độ ẩm: W7%

Độ hoà tan trung bình: 7580% ( theo % chất khô)

Cờng độ màu: Màu dịch đờng ( trong phòng thí nghiệm) Đợc biểu thị bằng số mldung dịch iod 0,1N cần thiết, để nhuộm 100ml nớc đến màu đồng nhất với màucủa dung dịch cần phân tích

Đối với Malt vàng từ 0,16  0,25ml iod 0,1N/100ml H2O

Hàm lợng maltoza:

Malt vàng hàm lợng maltoza chiếm 7580% chất hoà tan

Độ axít: pH dung dịch thí nghiệm 5,56,5%

+ Các thành phần chính của malt (% chất khô)

Tinh bột: 58% chất béo: 2,5%

Pentoza: 10% chất béo: 2,5%

II Hoa Houblon

Hoa houblon đợc sử dụng để tạo vị đắng dễ chịu và vị thơm đặc trng chobia Hoa houblon là nguyên liệu chính, thứ hai để sản xuất bia Đồng thời từ hoachiết ra những chất có khả năng sát trùng, tăng thời gian bảo quản cho bia, giữ chobia đợc ổn định, bọt lâu tan hơn

+ Thành phần hoá học của hoa houblon mà nhà máy sẽ dùng:

Độ ẩm: 1011%

Chất khô: 8990% ( chất đắng, chất chát và tinh dầu thơm) là ba thànhphần quan trọng của hoa houblon

- Chất chát: 3% - xenluloza: 1214%

- Chất thơm: 0,4% - Chất chứa nitơ: 1021%

- Chất đắng: 1521% - Chất khoáng: 38%

- Tinh dầu thơm: 0,31%

- Chất hoà tan không chứa nitơ: 2628%

+ Yêu cầu hoa houblon:

Hoa có màu vàng óng đến vàng lục, có ít chấm đỏ cà phê trên cánh Số hoa

có cánh rách < 1,5% Màu hạt lupulin có màu vàng đến vàng óng, mùi thơm đặctrng

Bảo quản: Đóng gói cẩn thận tránh tiếp xúc không khí, ánh sáng nhiệt độ 0

 2oC, W = 810%, nếu không chất lợng hoa sẽ giảm khá nhiều Muốn bảo quảnhoa trong thời gian khá dài 34 năm thì ngời ta có thể trích ly bằng cồn 90oV sau

đó cô đặc đợc hoa cao

III Nớc

Là một trong những nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia Trong thànhphần bia nớc chiếm 8290% Nớc đợc dùng trong tất cả các công đoạn sản xuấtbia từ ngâm, ơm mầm cho đại mạch đến nấu, rửa bả, làm lạnh, vệ sinh dụng cụ,thiết bị, rửa chai, cung cấp cho nồi hơi, vệ sinh nhà xởng Do đó thành phần vàtính chất của nớc có ảnh hởng trực tiếp đến sản phẩm cuối cùng là bia Tuy thếmỗt một công đoạn thì có một yêu cầu chất lợng nớc sao cho phù hợp

+ Yêu cầu nớc trong sản xuất bia:

có thể hoà tan từ 83  90% qua đó ta thấy gạo là nguyên liệu thay thế phù hợpcho sản xuất bia

Ta sử dụng chuẩn nấm men thuần khiết, lên men chìm SaccharomycesCarlsbergensis đợc nuôi cấy và bảo quản vô trùng trong phòng thí nghiệm.

Nguồn sử dụng từ: Nuôi cấy và nhân giống từ phòng thí nghiệm  bán sản xuất

 sản xuất và sử dụng nấm men tái sinh qua xử lý và tuyển chọn chát lợng sữamen

VI Các hoá chất khác

- HNO3, NaOH: Sử dụng để xử lý sữa men

- NaOH và HNO3 còn sử dụng để vi sinh thiết bị

- Chất trợ lọc diatomit: Dùng để lọc bia, tạo thành lớp lọc để lọc cặn bia,nấm men

- Termamyl 120L: Sử dụng để dịch hoá nguyên liệu thay thế

- Hoá chất vệ sinh NaOH và nớc Clo

- Axít H2SO4, axít lactri, CaCl2 để điều chỉnh pH

- Hoá chất để xử lý CO2: Than hoạt tính, KMnO4, CaCl2 khan, H2SO4

- HCl và NaOH dùng để xử lý nớc

- Chất chông ôxy hó: axít ascorbic, H2O2

Phần IV Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ

I Chọn phơng pháp nấu

Nấu nguyên liệu ( hay đờng hoá ) với mục đích chính là tạo điều kiện thíchhợp cho các hệ enzim trong nguyên liệu hay bổ sung từ bên ngoài hoạt động Hiệnnay có hai phơng pháp nấu đang đợc sử dụng là phơng pháp ngâm toàn khối dịch

và phơng pháp đun sôi từng phần Nhìn chung cả hai phơng pháp đều phải có điểmdừng ở các nhiệt độ phù hợp cho từng enzim hoạt động

+ Dừng ở 50  52oC là nhiệt độ thích hợp cho enzim Proteaza hoạt động thuỷphân protein

+ Dừng ở 60  65oC là nhiệt độ thích hợp cho  - amylaza hoạt động

+ Dừng ở 70  75oC là nhiệt độ thích hợp cho  - amylaza hoạt động.

1 Phơng pháp ngâm ( toàn khối)

Đờng hoá toàn khối là phơng pháp cổ điển nhng hiện nay vẫn đợc áp dụngnhiều trên thế giới đặc biệt là các nớc châu Âu nh: Anh, Bỉ, Pháp Đặc điểm củaphơng pháp là toàn bộ bột malt đợc trộn đều với nớc, sau khi đánh nhuyễn bộtmalt với nớc thì tắt cánh khuấy, để nhiệt độ khối bột malt dừng ở các điểm dừngkhác nhau trong thời gian, nhiệt độ thích hợp Điểm dừng cuối cùng là 70  75oCtrong 1 giờ thì kết thúc đờng hoá

Ưu điểm: Chế độ công nghệ phơng pháp này đơn giản nên dễ cơ giới hoá và

tự động hoá

Nhợc điểm: Hiệu suất thu hồi chất chiết không cao

2 Phơng pháp đun sôi từng phần

Đặc trng của phơng pháp này là từng phần nhỏ riêng rẽ của khối cháo đợc

đờng hoá và đun chín một cách thứ tự sau đó mới hoà lẫn vào khối cháo

Ưu điểm: Hiệu suất thu chất chiết cao

Nhợc điểm: Vốn đầu t thiết bị nhiều, thời gian đờng hoá một mẻ dài hơn,tốn năng lợng hơn

Phơng pháp đun sôi một phần

Phơng pháp này thờng áp dụng khi chế biến dịch đờng có độ hoà tan thấp

+ Cách tiến hành nh sau:

Bột malt đợc trộn với nớc ở nhiệt độ 35  37oC nồi phối trộn Sau đó nângnhiệt độ lên 50  52oC, nhiệt độ này trong 30 phút để đạm hoá thì toàn bộ dịchbột đợc bơm sang nồi đờng hoá và nâng nhiệt độ khối bột lên 62  63oC, dừngcánh khuấy và để yên trong thời gian 20 phút cho các phần rắn của bột malt lắngxuống Phần nớc ở trên gọi là dịch malt chứa nhiều Enzim Amylaza hoạt động.Bơm phần dịch malt sang nồi phối trộn Phần đặc còn lại đợc đun sôi khoảng 30phút sau đó lại bơm sang nồi phối trộn để hoà lẫn với dịch malt Nhiệt độ của toànkhối dịch khi đó khoảng 74  76oC, duy trì nhiệt độ này cho đến khi dịch cháokhông làm chuyển màu dụng dịch iod Toàn bộ thời gian khoảng 3 - 4 giờ.

Phơng pháp đun sôi hai phần:

Hoà lẫn bột malt với nớc ở nhiệt độ 35  37oC ở nồi phối trộn, và bật cánh khuấy.Sau đó nâng nhiệt độ lên 50  52oC và cho cánh khuấy ngừng khuấy để yênkhoảng 20 phút cho phần rắn lắng xuống Trong thời gian lắng thì hệ EnzimProteaza thực hiện đạm hoá Tiếp theo khoảng 2/5 lợng hồ malt ở nồi phối trộn đ-

ợc bơm sang nồi đờng hoá và nâng nhiệt độ lên 72  73oC trong 15  25 phút thì

đờng hoá kết thúc ta tiếp tục đun khối dịch đến nhiệt độ sôi Cháo malt đợc đunsôi trong khoảng 15  20 phút thì bơm toàn bộ lợng cháo malt lại nồi phối trộnsao cho nhiệt độ khối dịch khi bơm xong khoảng 65oC cho cánh khuấy ngừng làmviệc và để yên 15  20 phút cho Enzim  - Amylaza hoạt động Tiếp tục bơm 1/3( lấy cháo phần đặc ) ở nồi phối trộn sang nồi đờng hoá rồi nâng lên 70  72oC.Sau khoảng 15  20 phút thì tiếp tục đun sôi khối cháo trong nồi đờng hoá Sau

đó lại bơm ngợc về nồi phối trộn để hoà lẫn với phần còn lại, sao cho nhiệt độkhối dịch tăng lên khoảng 74  76oC Duy trì nhiệt độ này cho đến khi kết thúc đ-ờng hoá Toàn bộ thời gian khoảng 4  4,5 giờ

Phơng pháp đun sôi 3 phần

Trộn bột malt với lợng nớc cần thiết trong nồi phối trộn sao cho sau phối trộnnhiệt độ khối dịch khoảng 35  37oC Để 5  10 phút rồi bơm 1/3 lợng dịch sangnồi đờng hoá phần hồ này gọi là phần thứ nhất Nâng nhiệt độ phần hồ malt lên

50  52oC để đạm hoá trong 5  10 phút Sau đó tăng nhiệt độ lên 70  73oC vàgiữ trong 15  20 phút tiếp đó đun sôi cháo malt khoảng 20 phút rồi bơm ngợc vềnồi phối trộn Lúc này cho cánh khuấy hoạt động và khi bơm xong thì nhiệt độkhối cháo trong nồi phối trộn khoảng 50  52oC để đạm hoá trong 5  10 phút.Rồi bơm 1/3 lợng dịch sang nồi đờng hoá phần hồ này gọi là phần thứ hai Tăngnhiệt độ phần hồ malt lên 70  72oC và giữ trong 15  20 phút sau đó đun sôikhối dịch trong 20 phút, sau đó cháo đợc bơm ngợc trở lại nồi phối trộn sao chonhiệt độ tăng lên 62  63oC giữ cho nhiệt độ này 5  10 phút rồi bơm 1/3 lợng hồmalt sang sồi đờng hoá ( phần thứ 3), tăng nhiệt độ khối dịch cháo lên 72  75oCnhằm đờng hoá lần cuối cùng rồi đun sôi trong 10  15 phút và bơm quay về nồiphối trộn Lúc này nhiệt độ toàn khối cháo khoảng 75  77oC Quá trình đờng hoákết thúc mất khoảng 5  5,5 giờ

Qua phân tích các tiến hành từng phơng án nấm nguyên liệu nh trên đồng thời kếthợp với thực tế sản xuất của nhà máy bia ở nớc ta Ta sử dụng phơng pháp đun sôimột phần hay còn gọi là phơng pháp hỗn hợp

II Chọn phơng pháp lên men bia

Trong quá trình sản xuất bia gồ 3 công đoạn chính: sản xuất malt - chuẩn bịdịch đờng - lên men bia, có rất nhiều phơng pháp lên men Vấn đề là ta chọn ph-

ơng pháp nào cho hiệu quả và cho phù hợp với điều kiện cho từng nhà máy

1 Căn cứ vào chủng nấm men ta có hai phơng pháp lên men

Lên men nổi

Chủng lên men là Saccharomyces Cerevisiae

Đặc điểm: Lên men ở nhiệt độ cao 18  25oC Khi lên men chúng nổi trên bề mặt,thời gian lên men chính kéo dài 5  7 ngày lên men phụ 15  20 ngày

Ưu điểm: Lên men ở nhiệt độ cao, tiết kiệm đợc năng lợng làm lạnh, nấm men cóthể lên men sớm, quá trình lên rất nhanh, rút ngắn chu kỳ sản xuất, tăng năng suất.Nhợc điểm: Nhiệt độ lên men cao, dễ bị nhiễm tạp, có nhiều sản phẩm phụ bất lợisinh ra trong quá trình lên men, khó trong quá trình lọc

Lên men chìm

Chủng lên men là Saccharomyces Carlsbergensis

Đặc điểm: Lên men ở nhiệt độ thấp hơn, có xu hớng kết lắng xuống đáy thùng nêntháo sữa men dễ, lên men ở nhiệt độ thấp 6  10oC

Ưu điểm: Hạn chế nhiễm tạp, ít sản phẩm phụ, bia ngon hơn

Nhợc điểm: Lên men kéo dài hơn, tốn năng lợng làm lạnh hơn

2 Dựa vào thiết bị lên men

Lên men cổ điển

Đặc điểm: Hai giai đoạn lên men chính và phụ đợc tiến hành ở hai thiết bị khácnhau

Ưu điểm: Thiết bị đơn giản, thao tác vận hành dễ, chất lợng bia tốt

Nhợc điểm: Tổn hao lạnh, thời gian lên men kéo dài, tổn thất dịch đờng lên menlớn, dễ tạp nhiễm khi vận chuyển, chuyển thùng

3 Theo phơng pháp lên men gồm

a Lên men gián đoạn

Đa một phần dịch đờng lên men vào tank, sau một thời gian lên men bia

đ-ợc đem đi lọc, bão hoà CO2, chiết block, chai và đem đi tiêu thụ

b Lên men liên tục:

Cho dịch đờng tự chảy qua thiết bị có nấm men đã đợc cố định trên mộtchất mang, với lu lợng hợp lý thì dịch ra liên tục chính là bia thành phẩm Phơngpháp này cha đợc áp dụng rộng rãi trên qui mô công nghiệp

c Lên men theo phơng pháp bán liên tục

Dịch đờng hoa houblon hoá đợc lên men trong các tank kín liên thông vớinhau tạo thành dãy Mỗi dãy có 6 tank, một tank dùng để lên men sơ bộ và cáctank còn lại dùng để thực hiện quá trình lên men chính Tất cả tank có thể luânphiên cho nhau về chức năng

Qua các phân tích trên ta chọn phơng pháp lên men gián đoạn, sử dụngchủng nấm men Sac Carlsbergensis, lên men ở nhiệt độ 12oC Thiết bị lên menthân trụ, đáy côn, nắp chỏm cầu Trong quá trình lên men có thu và xử lý CO2 đểbão hoà trở lại cho bia sau khi lọc bia nhằm bảo đảm đủ lợng CO2 có trong bia nh

đã dự tính

III Quy trình Công nghệ sản xuất bia

sơ đồ dây chuyền công nghệ

IV Thuyết minh quy trình công nghệ

A Phân xởng nấu

1 Nghiền nguyên liệu

Trong khâu nghiền ngoài vấn đề nghiền malt ta còn phải nghiền nguyên liệuthay thế là gạo

Lọc dịch đ ờng Nghiền trục

Không khí vô

Hiện nay có ba phơng pháp nghiền malt: nghiền malt khô, nghiền ẩm, vànghiền ớt.

Để phù hợp với nhà máy đợc thiết kế ta sử dụng phơng pháp nghiền ẩm.Thành phần cấu tạo chủ yếu của hạt malt là vỏ và nội nhũ Hai phần nàykhác nhau về thành phần, tính chất vật lý, hoá học và khác nhau về chức năng, vaitrò trong công nghệ sản xuất dịch đờng

Ta biết rằng trong hạt malt luôn có ba khu vực có độ nhuyễn khác nhau do

đó không thể nghiền để đảm bảo cho cả ba khu vực mà chỉ có thể đáp ứng mộtcách tổng thể để có hiệu quả nghiền tốt nhất

Vỏ hạt cấu tạo chủ yếu là Xenluloza, các hợp chất Polyphenol, chất khoáng, chấtmàu, chất đắng

Xenluloza là hợp chất không tan trong nớc và không bị tác dụng bởi hệ Enzimtrong hạt malt Các chất này hoà tan vào dịch đờng gây bất lợi cho bia sau này Vìvậy khi nghiền cần có biện pháp bảo toàn nguyên vỏ malt càng nhiều càng tốt.Mặt khác lớp vỏ malt này lại tạo lớp màng lọc cho khâu lọc sau này

Lớp nội nhũ của malt chứa chủ yêu là tinh bột, dextrin đờng, Protein và các sảnphẩm thuỷ phân Đây là nguồn cung cấp chất hoà tan chính cho dịch đờng Trongquá trình chuyển hó chúng đợc Enzyme chuyển hoá thành các chất phần tử lợngthấp dễ hoà tan

Thiết bị nghiền malt thích hợp là máy nghiền trục Số rulô của máy nghiền có thể

là 2, 4 hoặc 6 Chỉ số về thành phần cơ học tối u của bột nghiền phụ thuộc vàochất lợng của malt, công nghệ đờng hoá, thiết bị lọc bã Nhìn chung thì bộtnghiền tốt nếu thành phần cơ học của nó có khối lợng cám bé và bột mịn chiếm uthế, lợng tấm lớn hiếm, ít vỏ thì đáp ứng đợc yêu cầu công nghệ thiết bị lọc

+ Yêu cầu bột nghiền:

- Vỏ và tấm lớn: 30  40%

- Tấm bé và bột: 60  70%

b Nghiền gạo

Gạo là nguyên liệu cha ơm mầm để thay thế một phần malt

Đặc điểm của nó là cấu trúc tinh bột vững chắc, cha đợc tác dụng bởi Enzimnên khó bị thuỷ phân Do đó để đảm bảo đợc yêu cầu là chiết đợc nhiều chất chiếtthì ta phải nghiền gạo với mức độ mịn hơn, nhằm tăng diện tích tiếp xúc của bộtgạo với nớc, Enzim, để nấu dễ chín, triệt để hơn

Ta sử dụng máy nghiền búa để nghiền gạo

+ Yêu cầu bột nghiền nh sau:

- Tấm lớn: 15%

- Tấm bé: 40%

- Bột: 45%

2 Nấu và đờng hoá nguyên liệu

2.1 Mục đích quá trình nấu và đờng hoá nguyên liệu

a Mục đích quá trình nấu.

Là nhằm phá vỡ cấu tạo màng tinh bột, làm yếu các liên kết của chúng,chuyển tinh bột thành đồng nhất trong dung dịch

b Mục đích quá trình đờng hoá.

Là nhằm tất cả các chất có phân tử lợng cao dới dạng không hoà tan cùngvới chất hoà tan thành chất chiết của dịch đờng

Cờng độ quá trình thuỷ phân phụ thuộc vào điều kiện khi đờng hoá Để tiếnhành cờng độ thuỷ phân thành những chất khác nhau theo yêu cầu cần phải điềuchỉnh những điều kiện kỹ thuật phù hợp cho các hệ Enzim hoạt động đồng thời ứcchế các Enzim khác

Các yếu tổ ảnh hởng đến cờng độ màu và sự tiến triển của các quá tình thuỷphân là nhiệt độ, pH, nồng độ dịch cháo Tuy nhiên việc điều chỉnh nhiệt độ khi

đờng hoá là biện pháp quan trọng và hữu hiệu nhất để điều khiển quá trình thuỷ

phân Trong quy trình công nghệ ta thiết lập những điều kiện thích hợp cho một sốEnzim cùng với thời gian nghỉ chỉ cần thiết theo thứ tự tăng dần để quá trình thủyphần đợc tiến hành triệt để.

2.2.Quy trình nấu - đờng hoá

a Nồi hồ hóa

Mục đích của quá trình nấu hồ hoá nguyên liệu là để xử lý nghiền nguyênliệu thay thế Do gạo cha qua quá trình nảy mầm nên tinh bột còn nguyên vẹn, rấtkhó phá vỡ Vì vậy để chuyển tinh bột gạo từ trạng thái không hoà tan sang hoàtan cần phải nấu chín

Thiết bị nấu là nồi hai vỏ, bên trong có cánh khuấy Đầu tiên cho nớc vàonồi theo tỷ lệ 5/1 đối với bia hơi và 4,5/1 đối với bia chai, sau đó cho toàn bộ l ợngbột gạo và 5% malt lót cùng với lợng Enzim cần thiết Ta phải đổ từ từ, vừa đổ vừacho cánh khuấy hoạt động Cánh khuấy hoạt động đều trong 15 phút với tốc độlớn nhất nhằm mục đích tránh vón cục và bột hút nớc đều Tiếp đó xả nớc ngng ở

đáy nồi, mở van cấp nhiệt nâng nhiệt độ lên 86oC, tốc độ 1oC/phút Giữ ở nhiệt độtrong 30 phút để hồ hoá bột gạo Sau khi kết thúc giai đoạn hồ hoá dịch cháoloãng ra Sau đó nâng nhiệt độ khối cháo lên nhiệt độ sôi và giữ ở nhiệt độ sôitrong 40 phút để chín nốt phần bột còn lại tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đ -ờng hoá sau này Kết thúc quá trình này ta tiến hành bơm dịch cháo sang nồimalt, bơm làm hai lần thì hết

b Nồi malt ( đờng hoá)

Trong quá trình đun sôi nồi cháo ta tiến hành chuẩn bị nồi malt Nồi malt lànồi hai vỏ, có tác nhân truyền nhiệt là hơi nớc, bên trong có cánh khuấy Trộn nớc

và nguyên liệu theo tỷ lệ: 5/1 bia hơi và 4,5/1 bia chai Sao cho sau phối trộn nhiệt

độ khối dịch malt khoảng 35  38oC và để ngâm ở nhiệt độ này trong 25 phút choEnzim đợc giải phóng chuyển sang trạng thái hoà tan mặt khác một số Enzimphân huỷ vỏ glucan, protit phức tạp bao quanh phân tử tinh bột tạo điều kiện choEnzim tấn công vào tinh bột Trong thời gian này cánh khuấy hoạt động liên tục

Bơm một phần dịch cháo sang nồi malt sao cho nhiệt độ khối dịch tăng lên

50  52oC, giữ nhiệt độ này trong 20 phút để hệ Enzim proteaza hoạt động phâncắt protein thành Albumin, pepton, peptit, dipeptit, axit amin Các sản phẩm thuỷphân này giúp cho bia có khả năng giữ bọt tốt, tạo hơng vị đậm đà Đặc biệt axítamin tạo thành là nguồn cung cấp thức ăn chứa nitơ cho nấm men sử dụng Sau đótiếp tục bơm nốt phần cháo còn lại ở nồi hồ hoá sang nồi đờng hoá để tăng nhiệt

độ khối dịch lên 63oC và giữ ở nhiệt độ này trong 30 phút để Enzim  - Amylazahoạt động Dới tác dụng của  - Amylaza các phần tử Amiloza và amilopectin sẽ

bị phân huỷ thành đờng maltoza và dextrin Tiếp theo nâng nhiệt độ khối dịch lên

75oC và giữ ở nhiệt độ này cho  - Amylaza hoạt động phân cắt các dextrin bậccao thành dextrin có phân tử lợng thấp và một số glucoza Quá trình này xảy rakhoảng 20 phút

+ Dùng nớc nóng để rửa bã thu các chất hoà tan còn trong bã ( dịch lọc cuối )

Để thực hiện lọc quá trình này ngời ta hay sử dụng thiết bị lọc là máy lọckhung bản hay thùng lọc

Các loại thiết bị lọc có các đặc điểm sau:

Thùng lọc: Có năng suất thấp hơn máy lọc khung bản nhng dịch lọc không bị tiếpxúc nhiều với không khí, dễ bị tự động hoá

Máy lọc khung bản: hiệu suất lọc cao do bề mặt lọc lớn có thể kiểm tra quá trìnhlàm việc, có thể thay đổi đợc năng suất, tuy nhiên khi lọc dịch lọc tiếp xúc nhiềuvới không khí gây ảnh hởng không tốt đến dịch lọc Công nhân thao tác nặngnhọc, tốn vải lọc Vậy ta chọn thùng lọc để lọc dịch đờng cho nhà máy.

Trớc khi lọc phải vệ sinh sạch sẽ, đuổi hết không khí ở lớp đáy giả Khibơm chuyển dịch đờng từ nồi đờng hoá sang thùng lọc thì nhiệt độ khối dịch vàokhoảng 76oC Ta ủ nhiệt độ này khoảng 30 phút để kết lắng, tạo lớp bã lọc Sau 30phút tiến hành lọc dịch đờng ban đầu ( dịch cốt) dịch đờng chảy ra lúc này còn

đục cần phải hồi lu về thùng lọc, khi nào trong thì lấy dịch sang nồi nấy hoa, thơigian quá trình này mất 1,52 giờ

Rửa bã: Bã có thể đợc rửa 2  3 lần Nhiệt độ của nớc rửa bã 75  76oC đểcho quá trình đờng hoá tiếp tục và tránh sự hồ hoá trở lại của các hạt tinh bột cònsót trong khối bã, tránh làm tăng độ nhớt của dịch rửa vì đó là nguyên nhân gây

đục dịch đờng Quá trình rửa bã kết thúc khi dịch lọc có nồng độ chất chiết 1%

4 Nấu hoa

Mục đích quá trình nấu dịch đờng với hoa houblon là nhằm trích ly cácthành phần có trong hoa nh chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol và các thànhphần khác vào dịch đờng để tạo cho bia sau này có hơng vị đặc trng Mặt kháctrong quá trình đun sôi dịch đờng với hoa cũng làm gia tăng nồng độ dịch đờng,

độ axit, cờng độ màu

Trong quá trình đun sôi các vi sinh vật, men hoạt động còn sót cũng bị tiêudiệt, các protein hoà tan sẽ kết hợp với polyphenol, tanin tạo thành hợp chất kếttủa lắng xuống Nhờ đó dịch đờng có thành phần hoá học ổn định phù hợp với

điều kiện kỹ thuật của các quá trình sau này

Thiết bị đun sôi dịch đờng với hoa houblon là nồi hai vỏ làm bằng thép bêntrong có cánh khuấy và dùng hơi nớc để cấp nhiệt Trong quá tình lọc và rửa bã thìdịch đợc bơm thẳng vào nồi hoa Tại đây dịch đợc nâng lên 70  75oC và giữ ởnhiệt độ này trong 10 phút Tiếp tục cấp nhiệt để đun sôi khối dịch, giữ sôi khoảng

15 phút thì cho 1/2 lợng hoa viên cần dùng vào Đun sôi dịch tiếp tục khoảng 30phút nữa thì rót nốt 1/2 lợng hoa viên còn lại và 1/2 lợng hoa cánh cần dùng, lợnghoa cánh này đợc cho vào là để tạo vị đắc đặc trng cho bia ( nhà máy sử dụng 30%hoa cánh và 70% hoa viên)

Trớc khi quá trình nấu hoa kết thúc 10 phút thì ta cho nốt 1/2 lợng hoa cánhcòn lại để tạo hơng thơm cho bia Dịch đờng sau khi đun sôi với hoa houblon đợclọc bã hoa qua thiết bị lới lọc và bơm sang thùng lắng xoáy để tách cặn nhỏ và kếttủa

5 Lắng trong và làm nguội dịch đờng

Mục đích của quá trình lắng trong, làm nguội là loại bỏ một phần cặn thô

có trong dịch đờng nh tủa protein – tanin, các cặn nhỏ của bã hoa còn lại Dịch ờng đợc bơm vào thùng lắng xoáy theo phơng tiếp tuyến để tạo dòng xoáy làmcho những dòng kết tủa dễ dàng lắng xuống Thời gian cần thiết để lấy dịch trong

đ-30  40 phút

Toàn bộ thời gian làm việc của lắng xoáy là 1,5  2 giờ Nhiệt độ vào thiết bị

100oC, nhiệt độ ra khoảng 90oC Dịch đờng sau khi lắng xoáy đợc bơm sang thiết

bị lạnh nhanh, cặn đợc xả qua van đáy

6 Làm lạnh nhanh

Mục đích của quá trình làm lạnh nhanh là đa nhiệt độ dịch đờng về nhiệt độtheo yêu cầu kỹ thuật thích hợp cho quá trình lên men bia Chủng nấm men sử

dụng lên men là nấm men chìm Nên nhiệt độ dịch đờng cần làm lạnh xuống 10 

Thiết bị lạnh nhanh sử dụng là máy hạ nhiệt kiểu tấm bản hai cấp

Cấp thứ nhất: Là vùng làm lạnh trung gian hạ nhiệt độ dịch đờng xuống 40o

- Vô trùng tốt - Dễ thay đổi năng suất

- Hệ số trao đổi nhiệt cao, tiết kiệm năng lợng làm lạnh

7 Cấp oxy

Mục đích: Cấp đủ lợng oxy cần thiết cho nấm men phát triển sinh khối ở

đầu thời kỳ lên men Khi dịch đờng đợc lạnh thì ôxy đợc hoà tan tốt hơn

Thao tác: Không khí sau khi đợc làm sạch và vô trùng thì đợc phun vào ờng ống cấp dịch đờng cho thùng lên men

đ-B Phân xởng lên men

1 Gây men giống và tái sử dụng sữa men

Nhà máy sử dụng chủng nấm men Saccharomyces Carlsbergensis từ hainguồn

- Nhân giống từ phòng thí nghiệm và tái sử dụng sữa men

Gây giống từ phòng thí nghiệm

Dịch đờng sau khi qua lạnh nhanh và cấp đủ ôxy thì một phần đợc bơm đi để mengiống

+ Yêu cầu canh trờng men giống:

- Phải thuần khiết

Môi trờng nuôi cấy từ phòng thí nghiệm từ 10ml  1000ml là dịch chiết malt,

có bổ xung thêm các chất cần thiết nh nớc chiết nấm men

Từ 10lít trở lên: Môi trờng nuôi cấy là dịch đờng sản xuất đã đợc thanh trùng kỹcàng

Tái sử dụng sữa men

Sau khi lên men chính ta hạ nhiệt độ xuống 2  4oC để thu hồi sữa men.Khối kếtlắng đó gồm 3 lớp:

Lớp dới cùng là lớp cặn lạnh

Lớp giữa là lớp nấm men trẻ tốt, màu trắng sữa

Lớp trên cùng là lớp men chết, già

Thờng thì sữa men đợc sử dụng 6  7 đời ở điều kiện nớc ta

Tuy nhiên khi quan sát thấycó dấu hiệu bị nhiễm men dại, vi khuẩn thì khôngnhất thiết phải nh vậy,mà phải nhân giống từ phòng thí nghiệm, hoặc nhiễm nhẹphải xử lý bằng hoá chất trớc khi tái sử dụng

+ Cách xử lý sữa men:

Sau khi qua rây nếu nấm men phát triển tốt,sữa men không tạp nhiễm thì chỉ cầnrửa sữa men bằng nớc lạnh từ 0  20C,rửa 3  4 lần, mỗi lần cách nhau 3  4 h làtái sử dụng đợc

Nếu có nhiễm tạp thì sử dụng hoá chất H2SO4 1% với lợng 0,3 l/lít sữa men, pH

> 2 trong thời gian 40 phút, sau đó trung hoà bằng NaOH 1,8N và rửa lại bằng nớclạnh vô trùng 0  2 oC

Trớc khi sử dụng sữa men thì ngời ta thờng hoạt hoá sữa men bằng dịch ờng và sục khí vô trùng Khi kiểm tra thấy độ cồn đạt 0,3% thì đem đi sử dụng đểlên men dịch đờng Tỷ lệ sử dụng sữa men là 1% so với dịch đờng Nếu sữa mentốt thì số tế bào đạt 2 tỷ/1ml sữa men, tỷ lệ chết < 5%, nảy chồi từ 60  70%, tỷ lệnhiễm tạp < 3%

Để xác định đợc thời điểm lên men chính kết thúc thì ta phải kiểm tra độlên men Độ lên men đợc xác định theo công thức: x100 %

e

e E

V: độ lên men %

E: nồng độ chất hoà tan ban đầu

e: nồng độ chất hoà tan còn lại trong bia non

Thờng thì V = 50  60% thì hạ nhiệt độ để thu sữa men và thực hiện quátrình lên men phụ, tăng trữ lợng

Tiến hành: Dịch đờng khi ra khỏi máy lạnh nhanh có nhiệt độ 12oC thì đợc bơmvào thùng lên men sơ bộ Thùng lên men sơ bộ có hệ thống sục khí vô trùng đảmbảo hàm lợng ôxy là 8mg/l dịch đờng

Lợng men giống cho vào là 1/10 so với thể tích dịch đờng Tại đây dịch ờng đợc giữ 8 giờ để thực hiện quá trình lên men sơ bô Sau khi kết thúc lên mensơ bộ thì bơm dịch đờng vào thiết bị lên men chính

đ-Lên men chính và phụ

Mục đích của quá trình lên men chính là tạo điều kiện tối u cho sự chuyển hoádịch đờng nhờ hoạt động của nấm men ở điều kiện nhiệt độ, pH thích hợp Trongkhi lên men đờng và các dextrin phân tử lợng thấp đợc chuyển thành rợu êtylic và

CO2 đồng thời tạo một số sản phẩm phụ khác nh: axít hữu cơ, este, aldehyt,glyxerin, diaxety tạo thành bia theo yêu cầu kỹ thuật

Đặc điểm của quá trình lên men chính là tiêu hao cơ chất diễn ra mạnh mẽ, thải ralợng nhiệt lớn, sản phẩm tạo ra rợu, CO2 và một số sản phẩm phụ khác theo phơngtrình cơ bản sau:

C6H12O6  2C2H5OH + 2CO2 + Q

Đồng thời các quá trình sinh hoá xảy ra do xúc tác sinh học của enzim đợc hìnhthành trong quá trình lên men, một số sản phẩm phụ đợc tạo thành Tất cả nhữngbiến đổi này dẫn đến sự thay đổi về chất và lợng các chất hoà tan có trong dịch lênmen và biến thành bia

Thời gian lên men chính tuỳ thuộc vào nồng độ chất hoà tan ban đầu củadịch đờng và yêu cầu chất lợng của từng loại bia Đối với loại bia ta cần sản xuấtthời gian lên men chính từ 5  8 ngày, nhiệt độ lên men là 12oC, nhiệt độ thùnglên men đợc xác lập và duy trì nhờ hệ thống áo lạnh, tác nhân lạnh là nớc muối.Kết thúc quá trình lên men chính nồng độ chất hoà tan còn khoảng 3,0  3,2OBx Sau khi lên men chính ta hạ nhiệt độ bia non xuống 2  4 OC và mở van đáy tháocặn và lấy sữa men ra Hạ nhiệt độ tank lên men theo thứ tự từng khoang lạnh và

từ dới lên Trong quá trình hạ nhiệt độ cặn mịn và men lắng xuống đáy và đợctháo ra ngoài Khi toàn bộ thùng đạt nhiệt độ từ 0  2 OC thì nén không khí vôtrùng vào thùng lên men để lấy hêt cặn mịn và sữa men, áp lực nén khoảng 2,5 3kg/cm2 Sau đó giữ nhiệt độ này để quá trình lên men phụ xảy ra Thời gian lênmen phụ từ 8  14 ngày tuỳ thuộc theo yêu cầu chất lợng của bia

Đặc trng của quá trình lên men phụ là lên men rất chậm vì lên men với lợng

đờng nhỏ, nhiệt độ thấp và nồng độ tế bào thấp

Quá trình lên men phụ có ý nghĩa rất lớn đối với việc tạo vị, bọt và hơng thơm, nóquyết định tới độ bền vững của bia cũng nh các đặc tính kỹ thuật của bia thànhphẩm Trong quá trình lên men phụ lợng CO2 tiếp tục đợc tạo ra và hoà tan vào bianon, CO2 chủ yếu nằm ở dạng liên kết và 1 phần nằm ở dạng tự do Khi lên menphụ hàm lợng axít hữu cơ tăng không đáng kể, các este đợc tạo thành, thực hiệnquá trình khử diaxetyl đến mức cho phép, rợu bậc cao giảm, tạo aldehyt Vì vậy h-

ơng bia đợc hoàn thiện dần

Trong quá trình lên men phụ các quá trình lắng trong xảy ra từng phần vàdần dần Reoprotein của nấm men lắng xuống kéo theo một lợng nhựa đắng củahoa houblon Men kết lắng ở dạng bụi, các vẩy bụi kết lắng làm bia ngày càngtrong hơn

Nh vậy mục đích của quá trình lên men phụ là tạo hơng vị cũng nh làmtrong bia, làm giảm lợng diaxetyl xuống mức cho phép

Kết thúc quá trình lên men bia thì bia đạt hàm lợng:

- Côn: Bia hơi 3,3%  0,2 Bia chai 4,3%  0,2

Mừc đích của quá trình lọc bia là làm tăng độ bền keo của bia

Để tăng cờng khả năng lọc ngoài lớp vải lọc tốt, nén chặt và khít trong máylọc khung bản ta còn sử dụng thêm chất trợ lọc diatomit để tạo thành lớp lọc, sảnphẩm bia sau lọc sẽ có độ trong hơn

Thao tác:

Máy lọc phải đợc vệ sinh sạch sẽ và vải lọc đợc giặt sạch, sấy khô, vô trùng,sau đó vải đợc lắp vào khung - bản, vừa lắp vừa nén chặt, khít Bột trợ lọc đợc hoàvới 1 lợng bia nhất định trong thùng sau đó đợc bơm vào máy lọc khung bản.Quan sát bia đi ra nếu thấy còn đục thì hồi lu trở lại, thờng khoảng 25  30 phútthì chất trợ lọc sẽ bám đều trên bề mặt tấm vải lọc Nhờ đó lọc tốt và bia tronghơn áp suất lọc bia thờng là 2  3,5 kg/cm2 áp suất này nhờ bơm ly tâm đa biavào Từ thời điểm thấy bia trong chảy ra, thì bia đợc đa vào thiết bị bão hoà CO2.Sau một thời gian lọc thì lớp bã sẽ dày do đó cản trở quá trình lọc, bia ra giảmdần, nếu tăng áp suất lọc có thể làm hỏng lớp vải lọc, khi đó ta ngng lọc và tháo

để lấy bã ra, vệ sinh lại nh ban đầu

Việc sử dụng diatomit sẽ đảm bảo đợc độ xốp cần thiết không làm tăngnhanh trở lực quá trình lọc do đó không phải thay vải lọc nhiều lần Thông thờngthiết bị lọc là một hệ thống kín để tránh tổng thất CO2 và bia

3 Hoàn thiện sản phẩm

Hoàn thiện bia hơi

Bia hơi trớc khi chiết bock phải đợc kiểm tra chất lợng nếu đạt yêu cầu thìmới cho chiết bock Bia hơi thành phẩm đợc chiết vào bock có các dung tíchsau:100lít, 50lít, 25lít Để dễ vận chuyển ta chọn loại bock 50lít

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

do CO2 gây ra Xung quanh bock có hai đai cao su để khi vận chuyển tránh bị xâyxát, va đập Chiết bock theo phơng pháp chiết đẳng áp

Bock đợc cem nh là đảm bảo nếu sau một ngày chiết bock mà nhiệt

độ của bia tăng không tới 1OC

Hoàn thiện bia chai

Chai đựng bia đợc thổi từ các loại thủy tinh chất lợng cao có màu nâu đạmhay xanh nhạt Để ngăn cản (hấp thụ) đợc các tia bức xạ mặt trời có thể gây chobia mùi lạ Nguyên nhân là tạo ra CO và các hợp chất chứa nhóm Sunfohydrin Docác tia này có khả năng kích thích phản ứng quang hoá trong bia, khử một chất cóchứa lu huỳnh thành Mecaptan có mùi khó chịu

Chai bia phải chịu đợc áp lực 10kg/cm2 ở 100 oC thành chai đều, nhẵn và không cóbọt khí, đáy chai hơi lõm

Dung tích chai sử dụng là loại 0,5lít chai phải đợc rửa sạch trớc khi chiếtbia Vệ sinh chai thật sạch nhất là phần cổ chai để không còn cạn, mùi lạ Sau khi

xử lý chai xong thì chai phải qua bộ phận khiểm tra, các chai đủ tiêu chuẩn mới

đem đi chiết bia

Biểu đồ quá trình rửa chai

Vùng I: Ngâm nớc ấm 30  35 oC để rửa sơ bộ

Vùng II: Ngâm, phun trong NaOH 2%, áp lực phun 3 kg/cm2 để rửa các cặnbẩn ở nhiệt độ 65oC

Vùng III: Phun nớc ấm 30  35 oC để tráng sơ bộ

Vùng IV: Tráng nớc lạnh vô trùng để đa nhiệt độ của chai xuống 810 oC

và đa vào thiết bị chiết chai, chiết chai bằng máy chuyên dụng, chiết theo nguyên

lý đẳng áp Nhiệt độ của bia là 0  1 oC Trong quá trình chiết chai tránh tiếp xúc

với không khí càng triệt để bao nhiêu càng tốt Vì ôxy là nguyên nhân gây nênhoạt đống sống của hệ vi sinh vật trong bia nên gây kém bền cho bia, đồng thời O2

là tác nhân gây ra phản ứng oxy hoá mà sảng phẩm là các kết tủa gây đục cho bia

Sơ đồ dây chuyền chiết chai

Soi chai

+ Tiến hành chiết chai

Trớc khi chiết: Vòi chiết ngoạm khít vào cổ chai ( chai đợc hệ thống thuỷlực đa vào đầu van chiết) Giữa chai và thùng chứa bia có ống thông với nhau đểtạo áp suất đẳng áp ống này nối giữa cổ chai và mặt thoáng của thùng chứa bia, xilanh vòi chiết đợc đa xuống tận gần đáy chai và thực hiện quá trình chiết Phơngpháp chiết này tránh đợc sự trào bọt gây tổn thất và tránh bia tiếp xúc nhiều vớikhông khí Khi chiết xong bia đợc đi qua khâu kiểm tra mức đầy và dạn nứt nếu

có và sau đó qua bộ phận dập nút Sau đó bia đợc qua bộ phận thanh trùng Saukhi thanh trùng bia đợc kiểm tra, qua băng tải đến máy dán nhãn Nhãn đợc dánngay ngắn Sau khi dán nhãn, bia đợc xếp vào két, mỗi két 24 chai, và nhập vàokho rồi mang đi tiêu thụ

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 Tại đây CO2đợc xử lý và thu

CO2 khá tinh khiết Đầu tiên CO2 qua bình lọc bông sau đó lần lợt qua các thiết bịchứa nớc, KMnO4, than hoạt tính để xử lý các tạp chất nh hơi nớc, este, axit , rợu,khử mùi Sau đó nhờ quạt hút của máy nén khí, CO2 đợc nén vào bình thép chịu

E Đánh giá chất lợng bia

Chất lợng bia đạt đợc yêu cầu nh 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 3cm, độ bám cốctốt, độ sạch

Mùi: mùi đặc trng, không mùi lạ

Phần V

Tính cân bằng sản phẩm

A Cân bằng sản phẩm bia hơi 10,5 o BX

I Tính cân bằng cho 1hl bia thành phẩm

Các tổn thất trong quá trình sản xuất lấy từ thực tế sản xuất nh sau:

1 Lợng bia trớc khi chiết bock

Trong quá trình chiết bock lợng bia tổn thất là 1,5%

Vậy lợng bia trớc khi chiết bock là: 101 , 52

015 , 0 1

100



2 Lợng bia trớc khi bão hoà CO 2

Tổn thất khi bão hoà là 0,5%

Vậy lợng bia trớc khi bão hoà CO2 là: 102 , 03

005 , 0 1

52 , 101



3 Lợng bia trớc khi lọc là:

Tổn thất bia ở quá trình lọc là 1%

Vậy lợng bia trớc khi lọc là: 103 , 06

01 , 0 1

03 , 102



4 Quá trình lên men chính và phụ tổn thất là 4%.

Vậy lợng dịch đờng đem vào lên men chính và phụ là:

35 , 107 04

5 Quá trình lên men sơ bộ lợng dịch đờng tổn hao là 0,5%.

Vậy lợng dịch đờng sau khi làm lạnh bổ sung O2 là:

89 , 107 005

,

0

1

35 ,

107



6 Quá trình lắng trong và lạnh nhanh tổn hao chung là 3%.

Vậy lợng dịch đờng đa vào quá trình này là:

22 , 111 03

7 Khi làm lạnh thể tích dịch đờng tổn hao 4%.

Vậy thể tích dịch đờng ở 100oC trớc khi lắng và làm lạnh là:

85 , 115 04

10 Quá trình nấu và lọc tổn thất chất chiết chung là 1,5%.

Vậy lợng chất chiết cần thiết từ malt và gạo là:

73 , 11 015

Gọi khối lợng malt cần dùng là M

Lợng chất chiết thu đợc từ M kg malt là:

M x 0,995 x 0,94 x 0,75 = 0,702M

Trong đó: Độ ẩm của malt: w = 6%

Tổn thất quá trình nghiền là 0,5%

Độ hoà tan của malt là 75%

2 Gọi lợng gạo cần thiết là G:

Ta có: G  M.00,,73

Lợng chất chiết thu đợc từ gạo là:

M x

x x

Trong đó: Độ ẩm của gạo: w = 6%

Tổn thất quá trình nghiền là 0,5%

Độ hoà tan của malt là 83%

Tổng lợng chất chiết cần thiết là:

0,308M + 0,702M = 11,73 kg

kg

702 , 0 308 , 0

73 , 11

3 , 0 61 ,

III Tính lợng hoa houblon

ở nớc ta thờng dung 100  200g/hl bia

Ta biết rằng lợng chất đắng ở các loại hoa nh sau:

1kg hoa cánh = 0,7  0,8 kg hoa viên = 0,11  0,12 kg hoa cao

Ta sử dụng 140g hoa houblon/hl bia ( qui về hoa cánh)

Để sản xuất 100 lít bia cần 115,85 lít dịch đa vào quá trình nấu hoa.Vậy lợng hoa cần dùng là: 162 , 19

100

85 , 115

657 , 48 19 , 162

Khối lợng malt đem nấu là 11,61 kg

Vậy khối lợng bã malt là: 13 , 64

% 20

% 100

% 25

% 94 61 ,

2 Tính lợng bã gạo

Chất khô không còn hoà tan của gạo là 17%

Độ ẩm của bã gạo và của gạo là: 80% và 13%

Khối lợng gạo đem nấu là 4,97 kg

Vậy khối lợng bã malt là: 3 , 51

% 20

% 100

% 83

% 17 97 ,

kg x

15

100 ) 83 , 90 657

Cứ 100 kg nguyên liệu cho 1,75 kg cặn, W = 80%

Nguyên liệu để sản xuất 100 lít bia là:

4,97 + 11,61 = 16,58 kg

Sẽ cho lợng cặn là:

kg

x1 , 57 0 , 29 100

1 Tổn thất khi nghiền là 0,5%.

Vậy lợng gạo đem đi nghiền là: x 4 , 99kg

005 , 0 1

1 97

1 61

b Trong nồi malt.

Lợng nguyên liệu đi vào nồi malt là:

Khi đờng hoá thì cho cả lợng dịch ở nồi hồ hoá để đờng hoá

Vậy lợng nớc trong nồi đờng hoá là:

Vậy lợng nớc có trong dịch đờng khi kết thúc nấu hoa là M2:

VI Tính lợng men giống

Nấm men sử dụng để lên men bia là chủng nấm men Sac.Carlsbergensis.Nấm men đa vào lên men từ 2 con đờng

1 Nấm men nhân giống từ phòng thí nghiệm

Nấm men lấy từ ống thạch nghiền nuôi cấy qua quá trình gây men từ nhỏ đến lớn

Tỷ lệ nuôi cấy là 10% so với dịch đờng

Để có 100 lít bia ta cần 107,9 lít dịch đờng Vậy lợng nấm men cần nuôi cấy để đavào quá trình lên men là:

107,9 x 1/10 = 10,79 lít

2 Tính lợng men tái sinh

Thực tế sản xuất cứ 100 lít dịch đờng ta thu đợc 2 lít sữa men có độ ẩm W

= 80% Vậy để sản xuất 100 lít bia thi ta thu đợc một lợng sữa men là:

16 2 100

9 , 107

.

2  lít sữa men

khi tái sản xuất ữa men thì ta cần một hàm lợng sữa men là 1% so với thểtích đờng để lên men bia Vậy để sản xuất 100 lít bia ta cần một lợng sữa men là:107,9 x 1% = 1,079 lít

Khi xử lý sữa men thì tổn thất sữa men là 20%

Vậy lợng sữa men đem đi xử lý là: 1,079 x (1+0,2) = 1,295 lít

Vậy lợng sữa men d thừa là: 2,16 – 1,295 = 0,865 lít

Dựa vào phản ứng này để tính đợc lợng CO2 bay ra trong quá trình lên menchính.

Để sản xuất đợc 100 lít bia cần 107,9 lít dịch đờng 10,5oBx

Độ lên men biểu kiến thờng đạt 55  65%

Khối lợng chất khô có trong dịch đờng là Gk:

Gk = 107,9 x 1,039 x 0,1 = 11,21 kg

Độ lên men chọn 60%: mCO2 = Gk x 60% x

11 22

12 H O C

2

M

4M CO

Trong đó:

MCO2 là khối lợng phân tử của CO2

MC12H22O11 là khối lợng phân tử của Maltoza

mCO2 = x x x 3 , 46kg

342

44 4

% 60 21 ,

244 , 3

Lợng CO2 đem bão hoà là: 0,153kg

Khi xử lý ta thu đợc 60% lợng CO2 thoát ra

Vậy lợng CO2 d thừa là: 3,244 x 0,6 – 0,153 = 1,793 kg

VIII Tính lợng nguyên liệu phụ dùng cho sản xuất

1 Chế phẩm Termamyl 120L

Thực tế dùng hàm lợng Termamyl 120L để dịch hoá nguyên liệu thay thế

là 0,1% so với khối lợng nguyên liệu thay thế:

Vậy 107,9 lít dịch đờng cần lợng oxy là: 107,9 x 8 = 863,2 mg

Vậy lợng không khi vô trùng cần thiết là:

mg

20

100 2

,

5 Lợng nớc vệ sinh thiết bị lên men

Trớc khi lên men thùng phải đợc vệ sinh bằng nớc vô trùng sau khi ta đã vệsinh thùng bằng hoá chất Lợng nớc vệ sinh thùng bằng 5% thể tích thiết bị, lợngdịch lên men chiếm 80% thể tích thiết bị Vậy lợng nớc cần dùng là:

74 , 6 80

100 05 , 0 9

Vậy lợng Clo cần dùng là: 1 , 35

80

100 01 , 0 9 ,

7 Lợng cồn 96 o V

Cần dùng một lợng cồn 96oV để tráng thiết bị lên men sau khi xử lý xongbằng hoá chất Ta cần dùng 0,02 lít/ 1hl bia khi tráng thiết bị cồn đợc pha loãngtới 25oV

8 Lợng nớc lạnh vô trùng để tráng thiết bị sau khi tráng cồn.

Cần dùng là 5 lít cho 100 lít thể tích thiết bị

Vậy lợng nớc lạnh cần dùng là: 6 , 74

80

100 5 100

9 , 107

Cho cả năm

6 triệu lít bia

B Tính cân bằng sản phẩm cho bia chia 12 0 Bx

1 Lợng bia trớc khi chiết chai

Tổn thất ở khâu chiết chai là 2,5%

Vậy lợng bia trớc khi chiết chai là: 102 , 56

025 , 0 1

100



2 Lợng bia trớc khi bão hoà CO 2

Tổn thất bão hoà CO2 là 0,5%

Vậy lợng bia trớc khi bão hoà CO2 là: 103 , 81

005 , 0 1

56 , 102

81 , 103



4 Lợng dịch đờng đem đi lên men chính và phụ

Quá trình lên men chính và phụ tổn thất dịch đờng là 4% Vậy lợng dịch ờng đem đi lên men chính và lên men phụ là: 108 , 451

đ-04 , 0 1

12 , 104

451 , 108





lít

6 Quá trình lắng trong và lạnh nhanh tổn thất chung là 3%.

Vậy lợng dịch đờng đa vào quá trình này là: 112 , 371

03 , 0 1

00 , 109

10 Quá trình nấu và lọc tổn thất chất chiết chung là 1,5%.

Vậy lợng chất chiết cần thiết từ malt và gạo là:

34 , 14 015

II Tính lợng nguyên liệu

1 Khối lợng malt

Gọi khối lợng malt cần dùng là M

Lợng chất chiết thu đợc từ M kg malt là:

M x 0,995 x 0,94 x 0,95 = 0,702M

Trong đó:

Độ ẩm malt là 6%

Tổn thất quá trình nghiềm là 0,5%

Độ hoà tan của malt là 75%

2 Gọi lợng gạo cần dùng là G

Ta có G  Mx00,,73

Lợng chất chiết thu đợc từ gạo là:

M x

x x

M 0 , 995 0 , 87 0 , 83 0 , 308

7 ,

0

3 ,

0

Trong đó:

Độ ẩm gạo là 13%

Tổn thất quá trình nghiềm là 0,5%

Độ hoà tan của gạo là 83%

Tổng chất chiết từ malt và gạo là: ( 0,702 + 0,308) x M = 14,34 kg

01 , 1

34 , 14

3 , 0

19 , 14





005 , 0 1

08 , 6





III Tính lợng hoa houblon

Lợng hoa houblon cần dùng để sản xuất bia chai là 180g/hl bia chai ( tínhtheo hoa cánh)

Ta sử dụng 30% hoa cánh, 70% hoa viên

Lợng dịch đờng cần thiết để nấu hoa là 117,05 lít

Vậy lợng hoa cần dùng là: 210 , 69g

100

05 , 117

Lợng hoa cánh cần dùng là: 210 , 69x0 , 3  63 , 207g

Lợng hoa viên: 117 , 99g

25 , 1

207 , 63 69 , 210

Vậy khối lợng bã malt là: 14,19 x 0,94 x 0,25 x 

Khối lợng gạo đem nấu là 6,08 kg

Vậy khối lợng bã malt là: 6,08 x 0,87 x 0,17 x 

Vậy lợng nớc vào nồi hoá hơi là: 28,728 + 0,8086 = 29,537kg

Kết thúc quá trình hồ hóa, dịch hoá, đun sôi thì lợng nớc bay hơi 5%

Vậy khối lợng còn lại là: 29,537 x 0,95 = 28,0598 kg

b Trong nồi malt lợng nguyên liệu đi vào là

14,19 x 0,95 = 13,4805 kg

Tỷ lệ nớc và nguyên liệu đợc hoà là 4,5:1

Vậy lợng nớc trong nồi malt là:

4,5 x 13,4805 + 13,4805 x 0,06 = 61,471 kg

0,06: độ ẩm của malt 6%

Vậy lợng nớc đi vào nồi đờng hoá là:

61,471 + 28,0598 = 89,5308 kg

Khi kết thúc quá trình đờng hoá thì lợng nớc bay hơi là 4%

Vậy lợng nớc còn lại khi kết thúc quá trình đờng hoá là:

M3: Lîng níc tríc khi nÊu hoa

VI Tính lợng men giống

1 Nấm men nhận giống từ phòng thí nghiệm

Tỷ lệ sử dụng men giống và dịch đờng là 1/10

Vậy thể tích dịch men cần là: 10 , 9

10

1 00 ,

1 Quá trình lên men bia

Trong quá trình lên men chính ta có thể coi chất đợc lên men chủ yếu làMaltoza, sản phẩm tạo ra chủ yếu là rợu etylic và CO2

Phơng trình phản ứng tổng quát đợc viết nh sau:

Để sản xuất đợc 100 lít bia chai cần 109,00 lít dịch đờng nồng độ 12oBx

Độ lên men biểu kiến thờng đạt 55  65%

Tính toán ta lấy độ lên men là 60%

Khối lợng chất khô có trong dịch đờng lên men là Gk:

Gk = 109,00 x 12% = 13,08 kg

mCO2 = Gk x 60% x

11 22

12 H O C

2

M

4M CO

Trong đó:

MCO2 là khối lợng phân tử của CO2

MC12H22O11 là khối lợng phân tử của Maltoza

mCO2 = x x x 4 , 038kg

342

44 4

% 60 08 ,

82 , 3

m



Lợng CO2 cần bão hào cho bia để đạt hàm lợng 4,5g/l là:

Lợng bia cần đợc bão hoà CO2 là 103,08 lít

Vậy lợng CO2 cần bão hoà là:

(4,5 - 2) x 103,08 = 257,7 g = 0,258kg

Tóm lại:

Lợng CO2 thoát ra là: 3,82kg

Lợng CO2 đem bão hoà là: 0,258kg

Khi xử lý ta thu đợc 60% lợng CO2 thoát ra

Vậy lợng CO2 d thừa là: 3,82 x 0,6 - 0,258 = 2,034 kg

VIII Tính lợng nguyên liệu khác dùng để sản xuất 100 lítbia

Vậy 109,0 lít dịch đờng cần lợng oxy là: 109,0 x 8 = 872 mg

Vậy lợng không khi vô trùng cần thiết là:

5 Lợng nớc vệ sinh thiết bị lên men

Trớc khi lên men thùng phải đợc vệ sinh bằng nớc vô trùng sau khi ta đã vệsinh thùng bằng hoá chất Lợng nớc vệ sinh thùng bằng 5% thể tích thiết bị, lợngdịch lên men chiếm 80% thể tích thiết bị Vậy lợng nớc cần dùng là:

81 , 6 80

100 05 , 0 0

7 Lợng cồn 96 o V

Cần dùng một lợng cồn 96oV để tráng thiết bị lên men sau khi xử lý xongbằng hoá chất Ta cần dùng 0,02 lít/ 1hl bia khi tráng thiết bị cồn đợc pha loãngtới 25oV

8 Lợng nớc lạnh vô trùng để tráng thiết bị sau khi tráng cồn.

Cần dùng là 5 lít cho 100 lít thể tích thiết bị

Vậy lợng nớc lạnh cần dùng là: 6 , 8

80

100 5 100

0 , 109

Bảng tổng hợp nguyên liệu chính - phụ và các loại sản phẩm trung gian cho 1 năm

sản xuất đối với cả hai loại bia

TT Hạng mục ĐV Bia hơi Bia chai Tổng cảnăm

1 Nguyên liệu- Malt

- Gạo

kgkg

699600299400

570400

244400 1270000543800

2528280471960024320086400259200005400028009040008.106

544770010169400542600216000064800000135000700022492008*106120000

m3kgkglÝtkg

519001029000334801296001062009180107580174000

34600828400290008640072520102008136014000

8650018574006248021600017872019380188940188000

4 Níc c«ng nghÖ- Níc nÊu

- Níc r÷a b·

lÝtlÝt

49740003277800

38888001990800

88628005268600

B¶ng kÕ ho¹ch s¶n xuÊt cho c¶ n¨m

N¨ng suÊt I( 20%) II( 30%) III( 30%) IV( 20%)Bia h¬i 7triÖu

Nh×n vµo b¶ng kÕ ho¹ch ta thÊy:

Quý II vµ quý III cã n¨ng suÊt lín nhÊt, ph¶i s¶n xuÊt mét lîng bia lµ ( 2,1+ 0,9).106 = 3.106 lÝt

Mét quý gåm 3 th¸ng, mçi th¸ng s¶n xuÊt 25 ngµy Mét ngµy cÇn s¶n xuÊtmét lîng bia nh sau:

40000 3.2,5

3.10 6

 lÝt/ngµyNhiÖm vô s¶n xuÊt bia h¬i chiÕm 70% vµ 30% bia chai

VËy cø 3 ngµy s¶n xuÊt bia h¬i l¹i cã 2 ngµy s¶n xuÊt bia chai

Tøc trong 1 th¸ng s¶n xuÊt 24 ngµy th× 8 ngµy s¶n xuÊt bia chai, 16 ngµys¶n xuÊt bia h¬i Mçi ngµy 2 mÎ nÊu, mét mÎ nÊu 20000 lÝt bia Mét tank lªn mencho 40000 lÝt bia, 2 mÎ nÊu cho mét tank lªn men

Phần VI Tính và chọn thiết bị

Theo kết quả tính toán ở phần cân bằng sản phẩm thì lợng nguyên liệu cần dùng để sản xuất bia chai lớn hơn bia hơi nên ta tính và chọn thiết bị cho một mẻ nấu bia chai là hợp lý Một mẻ nấu bai thì sản xuất đợc 20.000 lít bia Vậy để sản xuất một ngày 40.000 lít bia thì cần nấu 2 mẻ

Gầu tải làm việc mỗi ngày 2 ca, mỗi ca làm việc 1 giờ

Lợng malt dùng trong ngày lớn gấp 2,5 lần lợng gạo nên ta cần tính năng suất gầu tải theo lợng malt cần vận chuyển

Lợng bột malt trong ngày cần vận chuyển là:

M = 2 x 2852 x 0,995 = 5675,48 kg

Năng suất của gầu tải đợc tính:NS  n .T M.0,7

M: Lợng malt cần vận chuyển, kg

n: Số ca làm việc của gầu tải, n = 2

T: Thời gian làm việc một ca: T = 1 h

0,7: Hệ số sử dụng gàu tải là 70%

h kg

7 , 0 1 2

48 , 5675





VËy trªn c¬ së nµy ta chän gÇu t¶i cã n¨ng suÊt nh sau:

Chọn gàu tải có các đặc tính kỹ thuật nh sau:

3 Máy nghiền malt và nghiền gạo.

a Máy nghiền malt

Ta dùng loại máy nghiền trục để nghiền malt, lợng malt nghiền trong một ngày là 5704 kg

Lợng malt nghiền một mẻ nấu là: 2852 kg/mẻ

Thời gian nghiền một mẻ là 2 giờ, năng suất yêu cầu của máy là:

h kg

Hệ số sử dụng của máy là 0,7

Vậy năng suất thực tế của máy là: V tt 2037 , 14kg/h

7 , 0

7 Kích thớc dài x rộng x cao mm x mm x mm 2430x2150x16508

G

.



N: Năng suất của máy

T: Thời gian làm việc của máy trong ngày, T = 4h

G: Khối lợng malt cần nghiền

57 , 0 4 2500

5704





M

Vậy số máy nghiền cần thiết là 1 máy.

b Máy nghiền gạo

Chọn loại máy nghiền gạo là máy nghiền búa

Lợng gạo cần nghiền trong một ngày là:

1222 x 2 = 2444 kg/ngày

Mỗi mẻ nghiền gạo là 2 giờ

Vậy năng suất thực tế của máy nghiền là: 872 , 86kg / h

7 , 0 2

1222



0,7: hệ số sử dụng của máy

Dùng máy nghiền búa có năng suất là 1000 kg/h

Đặc tính kỹ thuật của máy nghiền búa

Một tấn bột malt chiếm thể tích 1,3 m3

Thể tích bột malt dùng để cho một mẻ nấu là:

3

689 , 3 1000

3 , 1 995 , 0 2852

m

Hệ số đổ đầy là 0,85

Vậy thể tích thùng chứa bột malt là: 3,689/0,85 = 4,34m3

Ta sử dụng loại thùng thân trụ, đáy côn

Các thông số kỹ thuật nh sau:

Công thức xác định:

h D H

D

4

3

4

3 3

916 , 0 45 cot 8

3

D D

3

916 , 0

V

916 , 0

34 , 4

Một tấn bột gạo chiếm thể tích 0,75 m3

Thể tích bột gạo của một mẻ nấu là:

3

12 , 9 1000

75 , 0 995 , 0 1222

Tổng khối dịch ở nồi nấu cháo là:

Gg = 1276,685 x ( 4,5 + 1) = 7021,765 kg

Tỷ trọng của khối dịch d = 1,08 kg/l Nên thể tích khối dịch là:

63 , 6501 08

, 1

765 , 7021

, 0

63 , 6501

2 2 2 1 1

2H h h r h h r D

H = 0,6D, r = 0,5D, đáy h1 = 0,2D, nắp h2 = 0,15D

Bỏ qua thể tích chiếm chỗ của cánh khuấy thì ta có:

3 3

2 2

2 2

67 , 8 061 , 0 081 , 0 471 ,

Diện tích bề mặt truyền nhiệt đợc tính theo công thức:

t K

Q F





Q: Lợng nhiệt đi qua bề mặt đốt nóng, kcal/h

Trong đó: Ql: Lợng nhiệt tính ở chu kỳ lớn nhất, kcal/h

T: Thời gian cấp nhiệt ở giai đoạn này, h

Đối với nồi đờng hoá khoảng thời gian nâng nhiệt độ từ 63oC  75oC

là thời gian lợng nhiệt tải qua về mặt truyền nhiệt là lớn nhất T = 12 phút

1

63 75

576 , 237753





b Tính k:

2 1

1 1

 = 138,2 - 75 = 63,2

2 , 63

2 , 75 lg 3 , 2

2 , 63 2 , 75

Lợng malt cho vào nồi là : 2852*0.995-1222*0.995*0,05=2778kg

Lợng dịch có trong nồi malt là :2778 *(4,5+1)= 15273,2 kg

Khối lợng riêng của hỗn hợp là d=1,08 kg/lít

Vậy thể tích hỗn hợp dịch là :

8 , 14141 08

, 1

2 , 15273





Thể tích dịch cháo đa sang là :

Khi kết thúc hồ hoá thì lợng nớc bay hơi là 5%

Vậy khối lợng dịch còn lại là: 7022,4 - Mb

Mb: Lợng nớc bay hơi khi hồ hoá

Lợng nớc có trong nồi sau khi hoà bột là:

1276,8 x 4,5 + 1276,8 x 0,13 + 1276,8 x 0,05 x 0,6 = 5907,115 kg

Vậy lợng nớc bay hơi là: Mb = 5907,115 x 0,05 = 295,356 kg

Nên khối lợng dịch cháo còn lại là: 7022,4 - 295,356 = 6727,044 kg15273,2+6727,044=22000lít =22m3

2 2 2 1 1

2H h h r h h r D

H = 0,6D, r = 0,5D, đáy h1 = 0,2D, nắp h2 = 0,15D

Bỏ qua thể tích chiếm chỗ của cánh khuấy thì ta có:

3 3

2 2

2 2

22 061

, 0 081 , 0 471 ,