Đồ án Thiết kế nhà máy sản xuất bia công suất 6 triệu/lít/năm

Đồ án tốt nghiệp Mở đầu Bia loại nớc uống mát bổ, có độ cồn thấp, có bọt mịn xốp, có hơng vị đặc trng Hơng vị màu sắc cảm quan bia hợp chất chiết từ malt đại mạch, hoa houplon, cồn, CO sản phẩm lên men khác tạo nên Đặc biệt, CO2 bão hoà bia có tác dụng làm giảm nhanh khát ngời uống Ngày bia loại nớc giải khát phổ biến khắp giới sản lợng không ngừng tăng lên gắn liền với tên tuổi hãng bia lớn nh Heineken (Hà Lan), Heninger (Đức), Carlberg ( Đan Mạch), Foster (úc), Tiger (xingapore), với tổng sản l ợng hàng tỉ lít bia năm, tạo công ăn việc làm cho nhiều lao động thu lợi nhuận khổng lồ Nớc ta nớc nằm xứ nóng, nhu cầu nớc giải khát chiếm vị trí quan trọng ngày hè oi không cung cấp đủ nớc giải khát cho nhân dân ta không tạo điều kiện để nâng cao suất lao động Do Đảng phủ quan tâm nhiều đến phát triển ngành nớc uống Cho đến nay, nhà máy bia lớn nh nhà máy bia Hà Nội, nhà máy bia Sài Gòn, với tổng công suất hàng trăm triệu lít/ năm, xuất nhiều nhà máy xởng sản xuất bia hầu khắp tỉnh thành phố nớc Các nhà máy với sở sản xuất bia tạo việc làm cho nhiều lao động phần đáp ứng nhu cầu thị hiếu nhân dân Tuy nhiên, với mức dân số khoảng 80 triệu ngời, nhu cầu tìm kiếm công ăn việc làm nhu cầu giải trí, giải khát ngời dân không ngừng tăng lên, đặc biệt với nguồn lợi nhuận to lớn mà ngành công nghiệp bia mang lại Hứa hẹn thời gian tới có nhiều nhà máy bia đợc xây dựng, góp phần giải công ăn việc làm cho nhiều lao động, đáp ứng nhu cầu nớc giải khát cho nhân dân, ngành sản xuất bia nớc ta tiến nhanh đuổi kịp nớc tiên tiến giới SV: Đặng Trần Nghĩa Đồ án tốt nghiệp Phần I: tổng quan bia I Thành phần tính chất bia I.1 Thành phần bia Bia có thành phần hoá học phức tạp Thành phần bia phụ thuộc vào thành phần nguyên liệu, đặc tính trình công nghệ tuỳ thuộc vào loại bia Thông thờng thành phần bia bao gồm: H2O 80-86% Chất hoà tan 5-10% CO2 0.3-0.4% Rợu Etylic 2.5-6.0% Chất chát 60- 80 mg/lit Chất đắng 70-100 mg/lit Ngoài thành phần chính, bia có số sản phẩm khác trình lên men nh rợu bậc cao, glyxêrin, axit hữu cơ, Este thơm Chính chất tạo nên hơng vị đặc trng cho bia I.2 Tính chất bia thành phẩm Để đánh giá chất lợng bia thờng dựa vào tiêu sau đây: Mùi vị bia: Chỉ số quan trọng để đánh giá chất lợng bia mùi vị Bia phải có mùi vị đặc trng cho loại Bia có mùi thơm đại mạch, vị đắng dễ chịu hoa houblon vị lạnh tê CO bão hoà, có vị đắng dịu, ngon, đậm hoà tan bia; bia không đợc có mùi chua, mốc Mùi vị bia phải đầy đủ, tinh khiết, không đợc có mùi lạ Mùi vị bia phụ thuộc vào yếu tố sau: Chất lợng nguyên liệu sử dụng nh malt, nớc, hoa houblon nấm men, phụ thuộc vào chế độ lên men, thời gian tàng trữ, hàm lợng rợu, mức độ bão hoà CO2 bia, Màu sắc độ suốt bia: Màu sắc bia phụ thuộc vào màu chất lợng malt, thành phần nớc trình kỹ thuật phân xởng nấu Màu sắc bia phụ thuộc SV: Đặng Trần Nghĩa Đồ án tốt nghiệp vào loại bia, bia vàng màu vàng rơm, sáng óng ánh suốt Bia đạt đợc tiêu chuẩn suốt nhìn thấy lấp lánh sáng qua cốc thuỷ tinh Độ bền bọt Bia khác với loại nớc uống khác khả tạo bọt giữ bọt đợc lâu Bọt gồm phần tử CO liên kết với bề mặt bia Độ bền bọt khái niệm đợc thể đơn vị thời gian kể từ thời điểm xuất bọt lúc bọt tan hoàn toàn Bọt tốt hay không phụ thuộc vào bão hoà CO2 bia, nhiên phụ thuộc vào lợng chất tạo bọt Abumoza, pepton, chất đắng hoa houblon Bia có khả tạo bọt tốt giữ bọt lâu ta rót bia vào cốc nhiệt độ 6-80C bề mặt có lớp bọt dày dới đáy cốc thờng xuyên có bóng nhỏ ly ti đợc tách chạy lên bề mặt Độ bền bia Đây yếu tố quan trọng để đánh giá chất lợng bia Nếu bia bền vững nhanh chóng bị hỏng thời gian tàng chữ Độ bền vững bia lớn lên men hoàn toàn lên men, tàng trữ tiếp xúc với O2 Lợng hoa houblon lớn giúp cho bia bền Bia bền vững bia hàm lợng CO2 bia O2 dạng hoà tan Ôxy hoà tan giúp cho số vi sinh vật hiếu khí phát triển Bia để chỗ có nhiệt độ tiếp xúc với ánh sáng mặt trời giảm độ bền vững, Điều kiện tốt để bảo vệ bia thành phẩm chỗ tối lạnh II nguyên liệu II.1 nguyên liệu Nguyên liệu dùng để sản xuất bia malt đại mạch, hoa houblon, nấm men nớc II.1.1 Malt đại mạch Malt đại mạch nguyên liệu dùng để sản xuất bia Nó đợc hình thành từ hạt đại mạch nhờ trình nảy mầm Có hai loại malt vàng SV: Đặng Trần Nghĩa Đồ án tốt nghiệp dùng để sản xuất loại bia vàng malt đen để sản xuất bia đen Dùng malt thuỷ phân nhận đợc dịch đờng có chất lợng cao, trình thuỷ phân diễn hoàn toàn hàm lợng chất hoà tan dịch đờng lớn Malt đợc nảy mầm từ hạt đại mạch Malt dùng sản xuất loại bia vàng phải thoả mãn yêu cầu sau: a Cảm quan - Màu sắc: Vàng tơi, vỏ óng ánh - Vị mùi: Vị nhẹ, dịu, mùi ủng, mùi vị lạ, mùi chua, mốc - Độ sạch: Không có lẫn tạp chất, hạt bị vỡ hạt bị bệnh b Tính chất vật lý - Dung trọng: Từ 500-580 g/l - Trọng lợng tuyệt đối: 28-38 g/1000 hạt - Kích thớc hạt: Chiều rộng>2,5 mm - Chiều dài mầm: Từ 2/3- 3/4 chiều dài hạt c Thành phần hoá học Độ ẩm : 6-8% Chất hoà tan: 65-82% Thành phần hoá học malt tính theo phần trăm chất khô: Tinh bột: 50-65% Đạm hoà tan: 3% Saccarozơ: 3-5% Chất béo: 2-3% Đờng khử: 2-4% Chất khoáng: 2,5-3% Pentoza hoà tan: 7-10% Protid: 7-10% Cellulo: 4-6% Chất tro: 2-3% Đạm chung: 10% Hexoza Pentoza không hoà tan: 9% Ngoài số chất màu, chất thơm, chất đắng, II.1.2 Hoa houblon Hoa houblon nguyên liệu để sản xuất bia Hoa houblon có chứa chất thơm, chất có vị đắng đặc trng Nhờ bia có vị đắng dễ SV: Đặng Trần Nghĩa Đồ án tốt nghiệp chịu, có hơng thơm, bọt bền, bia bền thời gian bảo quản kéo dài Hiện ngời ta thờng sử dụng hoa dới dạng: Hoa viên cao hoa Hoa dùng cho sản xuất bia cần thoả mãn yêu cầu sau: - Màu sắc: Xanh non (Hoa viên), Xanh thẫm (Cao hoa) - Mùi thơm đặc trng không hắc - Vị đắng đặc trng Thành phần hoá học hoa houblon cho sản xuất bia tính theo % chất khô: Độ ẩm : 12.5% Các chất chứa Nitơ: 17.5% Xơ : 13.3% chất đắng : 18.3% Este : 0.4% Tro : 7.5% Tanin : 3% Các chất trích ly không chứa Nitơ: 27.5% II.1.3 Nớc Trong bia thành phẩm hàm lợng nớc chiếm tới 80-86% nớc nguyên liệu thiếu Nớc giữ vai trò quan trọng việc hình thành vị bia thành phẩm chất lợng nớc đòi hỏi phải cao so với nớc thờng dùng để uống Nớc sử dụng sản xuất bia cần đạt yêu cầu sau: Thông số Tiêu chuẩn pH 6.5- 8.5 Độ cứng (CaCO3) mg/l 500 Độ đục Độ màu Pt-Co 40 Fe mg/l 0.3 SS mg/l NxOy- mg/l 10 Trực khuẩn Coli SV: Đặng Trần Nghĩa < tế bào/1lít Đồ án tốt nghiệp II.1.4 Nấm men Nấm men đợc sử dụng sản xuất bia loại vi sinh vật đơn bào thuộc chủng Saccharomyces Nhiệt độ tối u cho sinh trởng chúng 25 - 30 0C nhng số loài phát triển tốt 2- 0C Chúng ngừng hoạt động nhiệt độ > 40 0C chết dần nhng chịu lạnh tốt ([...]... ì0,35 ì( 4 2,12 ) ì10 3 ì0,38 ì10 6 = 7 ,6 ì0, 86 ì0,85 ì0,35 ì( 4 2,12 ) ì10 3 = 204 1 06 N/m2 > c = 183,33.1 06 N/m2 1,2 Do đó S= 4mm không đáp ứng đợc yêu cầu Tăng S=6mm Thì C=C3= 0 ,6. 10-3 m 1,4 2 + 2 ì0,35 ì( 6 2 ,6 ) ì10 3 ì0,38 ì10 6 = 7 ,6 ì0, 86 ì0,85 ì0,35 ì( 6 2 ,6 ) ì10 3 = 113 1 06 N/m2 < 188,33 N/m2 Vậy S= 6 mm đáp ứng đợc yêu cầu SV: Đặng Trần Nghĩa 26 Đồ án tốt nghiệp I.2.4 Tính chiều dày... sau: Vỏ chai đợc rửa trong máy rửa chai (24) rồi chuyển qua máy chiết chai (25) ở đây bia đợc chiết vào chai rồi chuyển qua hầm thanh trùng ( 26) sau đó đợc đa sang máy dán nhãn (27) và đem bán ra thị trờng SV: Đặng Trần Nghĩa 15 Đồ án tốt nghiệp Phần Iv: Tính cân bằng vật liệu Để tính cân bằng vật liệu ta phải dựa vào: Công suất của Nhà máy là 6 triệu lít/năm, giả thiết rằng nhà máy hoạt động 240 ngày... bơm vào thiết bị để đồng nhất lớp lọc và ổn định chất lợng bia sau lọc Bia đợc chuyển vào các khung của máy lọc Dới áp suất tăng dần, bia trong đợc ép qua giấy lọc vào các bản và đợc dẫn ra khỏi máy lọc đa sang thiết bị trữ bia tơi Bia sau lọc đợc gọi là bia tơi có nồng độ cồn theo yêu cầu công nghệ khoảng 50 đợc trữ trong thiết bị chứa bia tơi ở nhiệt độ khoảng 00C Hàm lợng CO2 hoà tan trong bia tơi... hạn bền chảy: [c ] = c 220 1 06 = 0,9 = 132 1 06 N/m2 nc 1,5 Vậy ứng suất cho phép khi tính toán là: [] = 132.1 06 N/m2 I.2.1 Tính chiều dày thân ngoài chịu áp lực trong Chiều dày thân thiết bị đợc tính theo công thức: [2- 360 ] SV: Đặng Trần Nghĩa 22 Đồ án tốt nghiệp S= Dt P +C , m 2 [ ] P Trong đó: Dt= 1,48 m P: áp suất trong thiết bị, N/m2 P= 0,25 1 06 N/m2 [] = 132 1 06 N/m2 h: Hệ số bền theo phơng... đạt đến hàm lợng cần thiết vì vậy ta cần bổ sung CO2 vào bia Quá trình hấp thụ CO2 đợc thực hiện ngay trong thiết bị tàng trữ bia với áp lực khoảng 1 .6- 1.7 kg/cm 2 cho đến khi hàm lợng CO2 trong bia dạt chỉ tiêu 2-4g/lít Thì bia đợc bơm sang phân xởng đóng gói Một phần bia đợc chiết bock từ máy chiết bock (23) để cho ra sản phẩm bia hơi bán ra thị trờng Một phần bia đợc bơm sang máy chiết chai Dây chuyền... thân trong thiết bị đợc tính theo công thức: (2-370) Trong đó: S = 0,5 D t [ n ] 1 + C , m [ n ] 1,73 Pn : Hệ số bền theo phơng dọc của thân = 0,95 [2- 362 ] Pn: áp suất bên ngoài thiết bị, N/m2 áp suất tính toán bên ngoài gồm cả độ chân không trong thiết bị Pn= 0,25.1 06+ .g.h=0,25 1 06+ 0,08 1 06= 0,33 1 06 N/m2 Thay số ta có: 132 10 6 0,95 S = 0,5 1,4 1 +C , m 132 1 06 0,95 1.73... 65 oC đến 76oC Q= 393215 kcal/h Ta có: Q=K.F.t Trong đó: K= 1000 kcal/m2.h.độ F: Bề mặt truyền nhiệt, m2 t: hiệu số nhiệt độ trung bình t d SV: Đặng Trần Nghĩa 34 65 o C 1 26, 25o C t c oC 76 Đồ án tốt nghiệp tl: 1 26, 25- 65 = 61 ,25oC tn: 1 26, 25- 76= 50,25oC Vì : tl/tn= 61 ,25/50,25= 1,2oC < 2oC Do đó: t= (tl+ tn)/2= 55,75oC Từ đó tính đợc: F= Q 393215 = = 7m 2 K t 1000 55, 75 Diện tích áo hơi bao đáy thiết. .. [ ] k = 132.1 06 P 0,25.1 06 0,98 0,95 = 491,57 > 30 Nên có thể bỏ qua đại lợng P ở mẫu số trong công thức tính S Thay số ta có: 4220, 42 2, 65 2 10 3 Pr = =19, 482 0, 5745 S = 1 ,6 10-3 + C SV: Đặng Trần Nghĩa ,m 24 Đồ án tốt nghiệp S- C = 1 ,6 mm< 10 mm C= C3 = 2+ 0,18= 2,18 mm Vậy: S = 1 ,6+ 2,18 = 3 ,68 mm Quy chuẩn có S = 4 mm Kiểm tra ứng suất thành của đáy ở áp suất thử bằng công thức: [2-387]... 86oC xuống 72oC trong 10 phút Theo trên với lợng hơi đốt cấp vào là 355 ,65 kg/h trong 30 phút thì ta có: Q= 355 ,65 .30 /60 = 177,83 kg/phút Do đó để hạ nhiệt độ xuống 72oC thì cứ mỗi phút ta hạ 177,83 kg lợng hơi đốt trong vòng 10 phút I.3.3 Quá trình nâng nhiệt độ dịch từ 72oC lên 100 oC trong 20 phút Ta tính đợc: SV: Đặng Trần Nghĩa 30 Đồ án tốt nghiệp Q1= 1 466 14, 86 kcal Q= 1 466 14, 86 kcal/h D= 127 ,67 ... tích dịch là: V= 5144/1,08= 4 763 lít= 4, 763 m3 Hệ số sử dụng của nồi là 0,75 Do đó thể tích của nồi hồ hoá là: V=4, 763 /0,75= 6, 35 m3 Với thể tích này ta chọn đờng kính trong của thiết bị là: Dt= 1,8 m I.1.1 Đáy và nắp thiết bị Chọn đáy và nắp elíp có gờ Với Dt= 1,8 m ta tra đợc: [2-383] ht=40 mm h= 450 mm S= 3, 76 m2 V= 0, 866 m3 I.1.2 Thân thiết bị Ht = 4 ( 6, 35 2 0, 866 ) Vt Vn Vd 4 = = 1,8m 4 .D