Công nghệ sản xuất bia

Công nghệ sản xuất bia Công nghệ sản xuất bia Công nghệ sản xuất bia Công nghệ sản xuất bia Công nghệ sản xuất bia Công nghệ sản xuất bia Công nghệ sản xuất bia Công nghệ sản xuất bia Công nghệ sản xuất bia Công nghệ sản xuất bia Công nghệ sản xuất bia Công nghệ sản xuất bia

Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông Để hồn thành tốt Đồ án cơng nghệ II này, trước hết em xin gửi lời cám ơn châ Đặc biệt, em xin chân thành cám ơn thầy Bùi Xuân Đơng – người tận tình giú Em xin chân thành cám ơn! SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU LỜI MỞ ĐẦU Bia loại nước giải khát có từ lâu đời nhiều ng ười ưa chu ộng Đây sản phẩm khởi nguồn từ năm trước công nguyên Người ta cho Osiris (vị thần nông nghiệp Ai Cập) người hướng dẫn người làm bia từ lúa mạch Bia sản phẩm điển hình công nghệ lên men Ban đầu, cách 5000 năm (TCN), người ta làm bia cách lên men loại ngũ cốc Quá trình làm bia phát triển theo thời gian Đến kỉ thứ VIII, hoa houblon sử dụng làm bia Ngành sản xuất bia thực phát triển với đời cơng trình “Nghiên cứu Bia” Louis Pasteur, ông đưa tảng qui trình sản xuất hợp lí, phương pháp trùng Pasteur ông sử dụng ngày sản xuất bia Đến ngày nay, công nghệ sản xuất bia phát triển đến đỉnh cao, nhiều thương hiệu bia tiếng giới Heniken, Tiger, Halida…được giới ưa dùng Vì vậy, lượng bia sản xuất hàng năm không ngừng tăng lên Được sản xuất từ loại nguyên liệu malt đại mạch, hoa houblon, nước men tạo cho bia hương vị đặc trưng mà loại đồ uống khác SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xn Đơng khơng có Bia có hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, với hàm lượng CO2 cao giúp thể giải khát cách triệt để Uống bia với lượng thích hợp khơng có lợi cho sức khỏe, ăn cơm ngon, dễ tiêu hóa mà giảm mệt mỏi sau ngày làm việc mệt nhọc Đối với Việt Nam nói riêng, ngành cơng nghiệp bia đà phát triển không ngừng tạo cho vị Nhiều loại bia đời chiếm lĩnh thị trường nước bia Sài Gòn, bia Lager, bia HuDa, bia Hà Nội, Mục tiêu nhắm đến ngành công nghi ệp bia hi ện s ản xuất loại bia có chất lượng cao, ổn định, đáp ứng th ị hiếu nh nhu cầu người tiêu dùng, tăng sức cạnh tranh với sản phẩm khác Để tìm hiểu sâu nắm bắt chi tiết dây chuy ền công ngh ệ sản xuất bia, em chọn đề tài: “ Thiết kế nhà máy sản xuất bia vàng với suất triệu lít/năm” CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Định nghĩa bia vàng Bia loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng Ngồi vi ệc cung c ấp lượng calori lớn, bia chứa hệ enzyme phong phú, đặc biệt nhóm enzyme kích thích tiêu hố amylaza Ngun li ệu dùng để sản xuất bia malt đại mạch, hoa houblon, nước sử dụng nguyên liệu thay gạo, ngơ, đường saccaraza với quy trình đ ặc bi ệt, bia có tính chất cảm quan hấp dẫn người: hương th ơm đ ặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, với hàm lượng CO2 cao giúp người giải khát cách triệt để ta uống Lượng bia sản xuất ngày tăng sản phẩm ngày đa dạng hoá mẫu mã nhằm đáp ứng yêu c ầu dinh dưỡng cảm quan người tiêu dùng Hiện thị trường có nhiều loại bia, tùy theo lo ại nguyên li ệu sản xuất mà ta có bia vàng bia đen Trong đó, bia vàng lo ại ph ổ bi ến SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông sản xuất nhiều Bia vàng có vị đắng dịu mùi th ơm đặc trưng định nguyên liệu malt vàng hoa houblon Hình 1.1 Một số sản phẩm bia 1.1.1 Thành phần hóa học bia Thành phần hóa học bia phụ thuộc vào thành phần nguyên liệu, nồng độ dịch lên men ban đầu mức độ lên men 1.1.1.1 Các chất bay [1, trang 74] Ngồi rượu Etylic CO2, bia cịn chứa lượng không nhiều chất bay khác rượu bậc cao, andehyt, axit hữu c ơ, este m ột s ố chất khác Hàm lượng rượu etylic định đến chất lượng bia Hàm lượng rượu etylic từ 1,8–7,0% so với thể tích hàm lượng CO khoảng 0,3 – 0,5% khí CO2 tính theo trọng lượng Khí CO2 thành phần quan trọng bia, đảm bảo chất lượng vị tươi mát cho bia Rượu bậc cao ch ất có mùi, vị tham gia tạo este ảnh hưởng đến mùi vị bia Hàm l ượng khoảng 40–80mg/lit Axetaldehyt andehyt chủ yếu có bia chứa khoảng 5mg/lit Trong bia cịn có chứa diaxetyl s ố h ợp chất ch ứa lưu huỳnh SO2 khoảng 2-16 mg/lit, H2S khoảng 0,04 mg/lit, mecaptan bay khoảng 0,07 mg/lit 1.1.1.2 Các chất không bay [1, trang 74] Phụ thuộc vào nồng độ dịch lên men ban đầu mức độ lên men, bia thành phẩm chứa 2,5-5% chất khơng bay Trong saccarit chi ếm 8085%, chất Nito 6-9%, Glyxerin 5-7%, ch ất khoáng 3-4%, ch ất đ ắng SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông tanin chất màu 2-3%, axit hữu không bay h 0,7-1% m ột lượng nhỏ vitamin 1.1.2 Các số cảm quan [1, trang 75] Các tiêu cảm quan bia vị, mùi, màu, độ trong, tạo b ọt đ ộ bền bọt bia Bia phải có mùi tinh khiết hoa houblon malt, khơng có mùi lạ mùi chua Độ axit trung bình bia kho ảng b ằng 4, pH dao động 4,1- 4,8 Vị bia thành phần khác bia tạo nên, bia ph ải có vị đặc trưng CO2 góp phần tạo vị cho bia, yêu cầu CO2 bia phải dạng liên kết tách khỏi bia chậm Bia phải có b ọt m ịn, đ ặc b ền Bia phải bão hịa đầy đủ CO2 rót bia vào cốc bọt khí CO tách khỏi bia chậm tạo thành lớp bọt bền bề mặt bia Bia phải có màu vàng nâu vàng sáng óng ánh, bia phải thật 1.2 Nguyên liệu sản xuất bia 1.2.1 Malt đại mạch Malt hạt hòa thảo nảy mầm điều kiện nhiệt độ đ ộ ẩm nhân tạo xác định Nó sản phẩm giàu chất dinh dưỡng: đường đơn, axit amin, chất khống, nhóm vitamin có hệ enzyme phong phú – ch ủ yếu proteaza amylaza Hình 1.2 Malt Hình 1.3 Đại mạch 1.2.1.1 Vai trị Malt đại mạch vừa tác nhân đường hóa, vừa nguyên liệu đặc trưng dùng để sản xuất bia Bia sản xuất từ malt đại mạch có mùi vị tính ch ất cơng nghệ hẳn so với bia sản xuất từ malt hạt hòa th ảo khác SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông 1.2.1.2 Cấu tạo Hạt malt gồm phân chính: Vỏ hạt, phơi nội nhủ • Vỏ hạt (Hull): Vỏ hạt chia thành ba phận chính: vỏ trấu, vỏ lụa vỏ alơron Phần thường chiếm từ ÷ 15% trọng lượng hạt • Phôi: Là quan sống, hô hấp hạt Phơi th ường chi ếm từ 2,5 ÷ 5% trọng lượng hạt Trong phơi có từ 37 ÷ 50% chất khô thành phần nitơ, khoảng 7% chất béo, ÷ 6% đường saccharose, ÷ 7,5% pentose, ÷ 6,5% chất tro s ố thành phần khác Riêng tinh bột • Nội nhũ (Endosperm): Chiếm từ 45 ÷ 68% trọng lượng hạt Phần hạt đại mạch giữ vai trò định chất lượng đại mạch sản xuất bia Thành phần nội nhũ hạt tinh bột hình trịn, có kích thước lớn (từ 20 ÷ 30μ) bé (từ ÷ 10μ) Rất hạt có kích thước trung bình Nếu hàm lượng protein đại mạch cao nhiều hạt tinh bột kích thước nhỏ Hình 1.4 Cấu tạo hạt đại mạch SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đơng 1.2.1.3 Thành phần hóa học [1, trang 32] Thành phần hóa học trung bình malt bia tính theo phần trăm chất khô là: tinh b ột 58 %, đường khử %, saccaroza %, pentozan hòa tan %, pentozan khơng hịa tan hexozan %, xenluloza %, chất chứa Nito 10 %, chất béo %, chất khống 2,5 % Ngồi cịn số chất inozit, chất màu, tanin chất đắng Trong malt chứa enzym thủy phân cần thiết cho sản xuất bia như: α-amylaza, β-amylaza, proteinaza, peptidaza, fitaza, xitaza, amylofotfataza… 1.2.1.4 Yêu cầu malt dùng sản xuất bia [1, trang 32] Malt dùng để sản xuất bia phải sạch, có mùi thơm đặc trưng c malt, có vị ngọt, có màu vàng sáng Khơng có mùi vị lạ, khơng mốc khơng khói u cầu kích thước h ạt malt ph ải đ ều Kích th ước h ạt malt đạt yêu cầu hạt malt sàn 2,8 mm 2,5 mm chi ếm 94 %, hạt sàn 2,2 mm không 0,5% Khối lượng riêng malt kho ảng 520-600g/l Độ ẩm malt không 6% Độ chiết malt: 75-82% Th ời gian đường hoá: 20-35 phút, hoạt lực amylaza đạt 100-300 đơn vị, hàm l ượng tinh bột cao tốt hàm lượng protein phải nằm khoảng 912%, cao bia đục, khó bảo quản, cịn th ấp h ơn bia bọt, vị đậm đà 1.2.2 Hoa Houblon 1.2.2.1 Vai trị Hoa houblon ngun liệu khơng thể thiếu sản xuất bia hi ện chưa loại nguyên liệu thay Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm đặc trưng, làm tăng khả tạo gi ữ bọt, làm tăng độ bền keo ổn định thành phần sinh h ọc c s ản ph ẩm Thành phần hóa học hoa gồm nhiều chất khác nhau, nh ững ch ất có giá tr ị cho bia nhựa houblon, chất tanin tinh dầu SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang Hình 1.5 Đồ án cơng nghệ II GVHD: TS Bùi Xn Đơng 1.2.2.2 Thành phần hố học [1, trang 33] Thành phần hoá học hoa houblon gồm nhiều chất khác chất có giá trị công nghệ sản xuất bia nhựa houblon, tanin tinh dầu Ngồi hoa cịn chứa số chất khác như: protein, m ỡ, sáp, hợp chất phiprotein, xenluloza,… • Nhựa hoa houblon thành phần quan tr ọng hoa houblon, bao gồm nhựa cứng nhựa mềm: nhựa mềm gồm có α-nhựa mềm β-nhựa mềm, nhựa mềm gồm dạng axít đắng α, β, γ, δ-axít đắng Vị đắng bia chủ yếu α-axít đắng tạo nên, cịn dẫn xuất β-axít đắng tạo nên vị đắng hài hồ, dễ chịu • Các chất tanin hoa houblon polyphenol, d ễ hoà tan nước, dễ bị oxy hố nên bảo vệ nhựa houblon Trong trình n ấu bia, hầu hết tanin hoa houblon liên kết với protein malt, hàm lượng polyphenol bia chủ yếu malt khoảng 10÷20% polyphenol hoa houblon • Tinh dầu hoa houblon hỗn hợp phức tạp hydrat cacbon nhiều hợp chất chứa oxy dạng tecpen Tinh dầu houblon khơng hồ tan nước dễ bay theo nước Trong trình sản xuất khoảng 98% lượng tinh dầu bị bay khoảng 2% tồn bia tạo hương thơm cho bia Trong trình bảo quản, tinh dầu m ất dần bay bị ơxy hố Do khơng dùng hoa cũ đ ể s ản xu ất bia sản phẩm chuyển hoá tinh dầu đưa vào bia làm gi ảm chất lượng bia 1.1.2.3 Phương pháp bảo quản nâng cao hiệu sử dụng hoa[1,trang35] Để giữ chất lượng cho hoa nên bảo quản hoa điều kiện sau: • Ngăn chăn xâm nhập khơng khí vào hoa cách b ảo qu ản thùng kín, mơi trường chân khơng mơi trường khí trơ SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xn Đơng • Xơng SO2 để hạn chế oxy hoá phát tri ển vi sinh vật • Bảo quản nhiệt độ thấp, gần oC nhiệt độ thấp có tác dụng kìm hãm q trình hố học, hạn chế phát triển vi sinh vật • Cách ẩm tốt Nếu bảo quản điều kiện hoa có th ể bảo qu ản năm mà chất lượng không thay đổi Hiệu sử dụng chất đắng phụ thuộc vào nhiều yếu tố đun sôi hoa với dịch đường, quan tr ọng thời gian cường độ đun sôi, lượng chất hoa s d ụng pH dịch đường Nếu tiến hành houblon hoá điều kiện tối ưu lượng chất đắng sử dụng giai đoạn khoảng 80 ÷85%, cịn 15÷20% lại bã hoa 1.2.3 Nước 1.2.3.1 Vai trò Hàm lượng nước bia thành phẩm chiếm trung bình khoảng 90% Trong nhà máy bia, nước dùng với nhiều mục đích khác nhau: xử lý nguyên liệu, nấu nguyên liệu, làm nguội bán thành ph ẩm, trùng, v ệ sinh sát trùng thiết bị, vệ sinh xí nghiệp,…Do lượng nước dùng nhà máy lớn Nước có ảnh hưởng lớn đến tiến trình cơng nghệ chất lượng sản phẩm Vì vậy, nước dùng để nấu bia khơng địi h ỏi phải có đ ầy đủ tiêu chuẩn nước uống mà cịn có u cầu riêng đáp ứng cho công ngh ệ sản xuất bia 1.2.3.2 Thành phần hoá học [1, trang 37] Nước thực chất dung dịch loãng loại muối dạng ion • Nhóm cation chiếm nhiều là: Ca2+, Mg2+, H+, Na+, K+, Fe2+, Mn2+,Al3+ • Nhóm anion chủ yếu là: OH-, HCO3-, Cl-, SO42-, NO3-, NO2-, SiO32-, PO43- Các muối canxi magie nguyên nhân gây độ cứng nước 1.2.3.3 Yêu cầu nước dùng sản xuất bia [1, trang 36] SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông Nước dùng để nấu bia trước hết phải suốt, không màu, có mùi dễ chịu khơng mùi khơng chứa vi sinh vật gây bệnh • Độ cứng trung bỡnh ca nc: 5ữ6 miligam ng lng/lit ã pH= 6,8ữ7,3 ã oxi hoỏ khụng vt quỏ 1ữ2 mg/lit • Hàm lượng khô không vượt 600mg/lit • Các tiêu sinh học: - Chuẩn độ coli không nhỏ 300ml - Chỉ số coli không lớn 1.2.4 Nấm men Để thực trình lên men dịch đường houblon hoá, điều kiện tiên phải có lượng định sinh khối nấm men bia khiết Nấm men sử dụng sản xuất bia gồm loại: Hình • Saccharomyces cerevisiae (giống nấm men • Saccharomyces carlsbergensis (giống nấm men chìm) nổi) Yêu cầu kỹ thuật giống nấm men để sản xuất bia: [2, trang 405] • Nấm men bia phải nhân giống từ chủng khiết ch ủng nấm men phù hợp có chất lượng tốt tái sử dụng đến đời thứ thứ • Giống nấm men phải thích ứng với điều kiện như: nhiệt độ, pH, thành phần môi trường • Mật độ gieo cấy nấm men ban đầu nhiều hàm lượng diaxetyl thấp, chất lượng bia tốt, mật độ gieo cấy ban đầu vượt SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 10 Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông - Vận tốc sản phẩm : 0,4 m/s - Vận tốc chất tải lạnh : 0,4 m/s - Kích thước thiết bị : (1870 700 1400) mm - Khối lượng × : 430 kg n= Số lượng thiết bị: × N tb 2,68 = = 0,54 N T= Vậy chọn: thiết bị 2,23 × 60 = 26,76 1× Thời gian làm lạnh: 4.1.14 Chọn bơm cho phân xưởng nấu (phút) Bơm phân xưởng nấu bao gồm:     Bơm dịch cháo từ nồi nấu gạo sang nồi nấu malt Bơm dịch đường hóa lọc Bơm dịch đường lắng Bơm dịch đường làm lạnh Chọn bơm ly tâm nhãn hiệu BЦH-40 với thông số kỹ thuật sau: - Năng suất : 40 m3/h [10, trang 372] - Áp suất làm việc : 0,2 MPa - Tốc độ quay : 2910 vịng/phút - Cơng suất động : 5,5 kW - Chiều cao bơm lên : m × × - Kích thước : (1385 510 907) mm - Khối lượng : 210 kg Số lượng: bơm SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 62 Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông 4.2 Phân xưởng lên men 4.2.1 Thiết bị lên men Chú thích: 1- Cửa vệ sinh 2- Áp kế 3- Cuống van an toàn 4- Van nạp xả bia 5- Thân thiết bị Hình 4.6 Thiết bị Thiết bị lên men chế tạo thép khơng gỉ, thân hình trụ, đáy nắp hình chỏm cầu Thể tích hình học thiết bị: Vtb = Vtr + 2Vcc Thể tích phần hình trụ: Vtr = πD h1 Thể tích phần chỏm cầu:Vcc = Chọn tỉ lệ: h1 = 1,5 D Vtr = Suy ra: h2 = Và: D (m3) π  3D   h2  h2 +   πD h1 πD 1,5 D = = 0,375πD 4 SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 63 ( = πh2 4h2 + 3D 24 ) (m3) Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông π  3D  π D  D 3D  7πD =  = h2  h2 + +   6   324 Vcc = Và: 7πD 67,75πD Vtb = 0,375πD + × = 324 162 Từ đó: (4) Thể tích thiết bị lên men gồm thể tích dịch cần lên men thể tích men giống Theo bảng 3.3: + Lượng dịch lên men mẻ : 2123,30 lít ≈ 2,12 m3 + Lượng men giống dùng cho mẻ : 12,75 lít ≈ 0,013 m3 Tổng lượng dịch lên men mẻ là: 2,12 + 0,013 = 2,133 (m3) Chọn thể tích thiết bị lên men 30 m3 Vtb = Từ (4) ta có: 67,75πD = 30 162 D=3 162Vtb 162 × 30 =3 = 2,8 67,75π 67,75 × 3,14 Suy ra: - Đường kính thiết bị: (m) - Chiều cao thân hình trụ: h2 = Và: D 2,8 = = 0,46 6 h1 = 1,5 D = 1,5 × 2,8 = 4,2 (m) (m) Vậy chiều cao toàn thiết bị: H = h1 + 2h2 = 4,2 + 2×0,46 = 5,12 (m) Số lượng thiết bị lên men: n= NT 60 × V Trong đó: n: số lượng thiết bị yêu cầu SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 64 Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông N: suất của dây chuyền công đoạn T: thời gian tổng cộng chu kỳ làm việc máy, (phút) V: thể tích làm việc thiết bị, tính đơn vị với N n= NT 2,13 × × 24 × 60 = = 15,264 60 × V 60 × 30 ≈ 16 (thùng) Chọn thùng dự trữ Vậy có 18 thùng lên men 4.2.2 Thiết bị lên men phụ Hình 4.7 Thiết bị lên men phụ Chọn loại thiết bị lên men phụ tích chứa 25 m3 Gọi: l1 l2 D đường kính thiết bị l2 l1 chiều dài thân thiết bị l2 chiều dài chỏm cầu Chọn tỉ lệ: l1 = 1,4 D Vtb = 0,375πD + × l2 = Và: D D 7πD 67,75πD = 324 162 D=3 Suy ra: 162 × Vtb 162 × 25 =3 = 2,67 67,75π 67,75 × 3,14 - Đường kính thiết bị: - Chiều dài thân thiết bị: (m) l1 = 1,4 D = 1,4 × 2,67 = 3,74 l2 = - Chiều dài phần chỏm cầu: D 2,67 = = 0,45 6 × (m) (m) × Vậy chiều dài tồn thiết bị: L = l1 + l2 = 3,74 + 0,45 = 4,64 (m) Số lượng thiết bị lên men: SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 65 Đồ án công nghệ II n= GVHD: TS Bùi Xuân Đông NT 2,1 × 30 × 24 × 60 = = 60, 48 60 × V 60 × 25 ≈61 (thùng) Chọn thùng dự trữ Vậy có 63 thùng lên men phụ 4.2.3 Thiết bị nuôi cấy nấm men h2 Là thùng dạng hình trụ đứng, có nắp chỏm cầu, đáy hình chóp, làm thép khơng gỉ, bên D có phận lọc khí Trên thiết bị có ống dẫn dịch đường h1H vào dịch men D : đường kính phần thân trụ, m 60o h1 : chiều cao phần thân hình trụ, m d h3 h2 : chiều cao phần nắp hình chỏm cầu, m h3 : chiều cao phần đáy hình nón, m d : đường kính cửa tháo liệu, m Chọn: h1 = 4/3D, h2 = 0,3D, d = 0,1 m, α = 60o Ta có: h3 = D−d × tg 60 o Hình 4.8 Thiết bị ni cấy nấm men Thể tích phần thân trụ: Vtr = πD h1 πD π = D = D3 4 3 = Thể tích phần đáy: Vđ (m3) π  D2 + d + D × d  π  = ( h3  D − × 10 −3 ) × tg 60 o   24 Thể tích phần nắp: Vn = π  3D  1,008πD = h2  h2 +   24 (m3) Vậy thể tích thiết bị: Vtb = Vtr + Vđ + Vn = 1,008πD π π −3 o D ( D − 1× 10 ) × tg 60 24 24 + SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH + Trang 66 (m3) Đồ án công nghệ II Vtb = GVHD: TS Bùi Xuân Đông 10,74πD − 5,44 × 10 −3 24 (m3) D=3 24Vtb + 5,44 × 10 −3 10,74π Suy đường kính thiết bị: (m) (5) Theo bảng 3.3, lượng men giống đặc dùng ngày là: 114,76 lít = 0,11 m3 Q trình ni cấy nấm men trải qua giai đoạn: ni cấy phịng thí nghiệm đến 10 lít ni cấy sản xuất Q trình ni cấy sản xuất chia thành cấp: + Cấp 1: từ 10 lít đến 40 lít + Cấp 2: từ 40 lít đến 114,76 lít 4.2.3.1 Thiết bị ni cấy cấp Chọn thiết bị ni cấy chứa 40 lít Chọn hệ số chứa đầy thùng là: ϕ = 0,50 40 = 80 0,50 lít = 0,08 (m3) Thể tích thiết bị là: Vtb = D=3 24 × 0,08 + 5,44 × 10 −3 = 0,38 10,74π Từ (5) suy ra: h1 = 4 D = × 0,38 = 0,51 3 (m) (m) h2 = 0,3 × D = 0,3 × 0,38 = 0,11 h3 = 0,38 − 0,1 × tg 60 o = 0,24 (m) (m) Chiều cao toàn thiết bị: Htb = h1 + h2 + h3 = 0,51 + 0,11 + 0,24 = 0,86 (m) Số lượng thiết bị: thùng SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 67 Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông 4.2.3.2 Thiết bị nuôi cấy cấp Chọn thiết bị ni cấy chứa 114,76 lít Chọn hệ số chứa đầy thùng là: ϕ = 0,50 114,76 = 229,52 0,50 (lít) = 0,23 (m3) Thể tích thiết bị là: V = D= 24 × 0,23 + 5,44 × 10 −3 = 0,55 10,74π Từ (5) suy ra: h1 = (m) 4 D = × 0,55 = 0,73 3 (m) h2 = 0,3 × D = 0,3 × 0,55 = 0,17 h3 = 0,55 − 0,1 × tg 60 o = 0,39 (m) (m) Chiều cao toàn thiết bị: Htb = h1 + h2 + h3 = 0,73 + 0,17 + 0,39 = 1,29 (m) Số lượng thiết bị: thùng 4.2.4 Thiết bị lọc bia Theo bảng 3.3, lượng bia sau lên men phụ cần lọc ngày là: 18729,21 lít ≈ 18,73 (m3) Chọn thiết bị lọc: B9 − BφC 423 − 56 − 00 − 00 với thông số: [10, trang 109] - Năng suất: m3/h - Diện tích bề mặt lọc: 19,5 m2 - Số lượng lọc: 60 × - Kích thước bản: (365 575) mm - Áp suất làm việc : 2,5 kg/cm2 - Công suất động điện: 4,8 kW × × - Kích thước thiết bị : (2500 1080 1470) mm SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 68 Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông - Khối lượng: 1470 kg Số lượng thiết bị: n = 18729,21 = 0,086 × 10 × 24 t= Thời gian lọc ngày là: 18,73 = 2,08 → chọn thiết bị (h) 4.2.5 Thùng phối trộn chất trợ lọc Thùng phối trộn dạng hình trụ, chứa 200 lít Chọn hệ số chứa đầy thiết bị: ϕ = 0,85 πD H 200 = = 235,3 0,85 (lít) = 0,24 (m3) Thể tích thùng là: Vtrụ = Chọn đường kính thùng: D = 0,6 (m) Suy chiều cao thùng là: H = 4Vtru × 0,24 = πD 3,14 × 0,60 = 0,85 (m) Số lượng: thùng 4.2.6 Thùng chứa ổn định bia sau lọc Thùng chứa có cấu tạo hình dạng giống thiết bị lên men phụ, đặt nằm ngang có phận sục CO Theo bảng 3.3, lượng bia cần ổn định ngày: 18541,74 lít ≈ 18,54 m Chọn thùng chứa có hệ số chứa đầy V= Thể tích thùng: 18,54 = 10,91 × 0,85 Vtb = Từ (4.2.2), ta có: (m3) 63,7πD = 10,91 162 Suy ra: - Đường kính thiết bị: D = 2,07 (m) - Chiều dài phần trụ: l1 = 1,5D = - Chiều dài phần nắp: l2 = SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH 1,5 × 2,07 = 3,11 D 2,07 = = 0,35 6 Trang 69 (m) (m) ϕ = 0,85 Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đơng - Chiều dài tồn thiết bị: × L = l1 + 2l2 = 3,11 + 0,35 = 3,81 (m) 4.2.7 Chọn bơm cho phân xưởng lên men Bơm phân xưởng lên men bao gồm:    Bơm bia lọc (1 bơm) Bơm dịch nấm men (2 bơm) Bơm nước vệ sinh (2 bơm) Chọn bơm ly tâm nhãn hiệu BЦH-10 có thơng số kỹ thuật: - Năng suất: 10 m3/h [10, trang 372] - Áp suất làm việc: 0,05÷0,5 MPa - Tốc độ quay: 1.440 v/phút - Công suất động cơ: 2,8 kW - Chiều cao bơm lên: 8,0 m × × - Kích thước: (1280 453 920) mm - Khối lượng: 110 kg Số lượng: bơm 4.3 Phân xưởng chiết rót Theo bảng 3.3, lượng bia chiết rót ngày là: 18541,74lít Lượng chai cần dùng để chiết ngày là: 18541,74 = 41203,87 0,45 ≈ 41204 (chai) Phân xưởng chiết rót làm việc ca/ngày, ca làm việc giờ, thời gian nghỉ đổi ca 30 phút Thời gian làm việc ngày phân xưởng chiết rót là: × × – 0,5 = 22,5 (h) → Năng suất tối thiểu dây chuyền chiết rót là: 41204 = 1831,29 ≈ 1832 22,5 N= (chai/h) 4.3.1 Máy chiết rót Chọn máy chiết rót nhãn hiệu AЖ với thơng số kỹ thuật sau: SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 70 Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông - Năng suất : 2000 chai/h - Số lượng vịi rót : 24 vịi [10, trang 189] - Cơng suất động cơ: 0,6 kW - Kích thước thiết bị: (1000×1125×1850) mm - Khối lượng : 1250 kg - Số lượng : 1máy 4.3.2 Máy rửa chai Chọn máy rửa chai có nhãn hiệu АMM-9, với thơng số kỹ thuật sau: - Năng suất : 2000 chai/h [10, trang 174] - Số đầu mang chai : 138 - Công suất động cơ: 30 kW × × - Kích thước thiết bị: (7460 3840 2650) mm - Khối lượng : 13500 kg - Số lượng : máy 4.3.3 Máy rửa két Theo bảng mục 4.3, lượng chai 1832 (chai) Số chai két 20 chai Vậy lượng két cần dùng là: 1832 = 91,6 20 ≈ 92 (két/h) Chọn máy rửa két nhãn hiệu Б2-AAR:[10, trang 256] - Năng suất :1700 két/h - Kích thước thiết bị: (4400 ×1083×1175) mm - Khối lượng : 645kg - Số lượng : 1máy 4.3.4 Máy đóng nắp Chọn máy đóng nắp nhãn hiệu шА* với thông số kỹ thuật sau: - Năng suất : 2000 chai/h - Số mâm đóng : 10 - Công suất động cơ: 1,1 kW SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 71 [10, trang 204] Đồ án cơng nghệ II GVHD: TS Bùi Xn Đơng × × - Kích thước thiết bị: (1020 860 2454) mm - Khối lượng : 850 kg - Số lượng : thiết bị 4.3.5 Máy dán nhãn Chọn máy dán nhãn có nhãn hiệu B∋B với thơng số kỹ thuật sau: - Năng suất : 2000 chai/h [10, trang 204] - Cơng suất động : 1,7 kW × × - Kích thước thiết bị : (3280 1100 1268) mm - Khối lượng : 1065 kg - Số lượng : thiết bị 4.3.6 Máy trùng Chọn máy trùng loại: ATLANTICO - Năng suất [10, trang 204] : 2000 chai/h - Công suất động cơ: 22 kW - Kích thước : (8.620 x 2.700 x 2.600) mm - Khối lượng : 9400 kg - Số lượng : thiết bị SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 72 Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xn Đơng Bảng 5.1: Bảng tổng kết tính chọn thiết bị Xilơ chứa malt Kích thước thiết bị (mm) D = 2770, H = 10770 Xilô chứa gạo D = 2670, H = 10390 Buke chứa malt D = 710, H = 1660 D = 530, H = 1280 Buke chứa gạo Máy làm Máy nghiền malt Máy nghiền gạo Cân nguyên liệu 10 11 12 13 14 15 Gàu tải Vít tải Nồi nấu gạo Nồi nấu malt Nồi houblon hóa Nồi nấu nước nóng Thiết bị lọc khung 16 17 18 Thùng chứa bã nguyên liệu Thiết bị lắng Whirlpool Thiết bị làm lạnh mỏng 19 Bơm phân xưởng nấu 20 Bơm phân xưởng lên men 21 22 23 24 25 Thiết bị lên men Thiết bị lên men phụ Thiết bị nuôi cấy cấp Thiết bị nuôi cấy cấp Thiết bị lọc bia 26 27 Thùng phối trộn chất trợ lọc Thùng ổn định bia STT Tên thiết bị SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH × × × × × × × × 2.200 1.220 2150 1700 1500 1600 1100 1000 1100 1760 1075 193 × 1 1 × × 1 × × × × × 18 63 2 D =1380 , H = 1600 D = 1580, H = 1830 D = 1750, H = 2020 D = 1590, H = 1850 × 2500 1080 1470 D = 1500, H = 870 D = 1420, H = 2010 1870 700 1400 1385 510 907 1280 453 920 D=2800, H = 5120 D=2670, L = 4640 D = 380, H = 860 D = 550, H = 1290 × 2500 1080 1470 D = 600, H = 850 D = 2070, L = 3810 Trang 73 Số lượng Đồ án công nghệ II STT GVHD: TS Bùi Xn Đơng Kích thước thiết bị (mm) Tên thiết bị 28 Máy chiết rót 29 Máy rửa chai 30 Máy rửa két 31 Máy đóng nắp 32 Máy dán nhãn 33 Máy trùng × × 1000 1125 1850 7460 × 3840 × × 2650 4400 1083 1175 Số lượng 1 × × × × × × 1020 860 2454 3280 1100 1268 8620 2700 2600 KẾT LUẬN Việc thiết kế nhà máy bia cần thiết để đáp ứng đủ nhu cầu giải khát người dân, đảm bảo cung cấp đủ cho thị trường tiêu dùng bia Qua đồ án này, em có thêm nhiều kiến thức phương thức xây dựng nhà máy sản xuất bia, hiểu kĩ qui trình sản xuất bia, thi ết b ị s ản xuất, biết cách thiết kế, bố trí cơng trình nhà máy cho h ợp lí, … Đồ án bao gồm nội dung chính: + Nguyên liệu (đặc điểm, tính chất, thành phần, thu hoạch, nguồn cung cấp) + Dây chuyền sản xuất nhà máy (công nghệ sản xuất, thông số kỹ thuật) + Thiết bị (tính cân vật chất, tính chọn thiết bị) Do hạn chế điều kiện thời gian kiến thức nên tránh khỏi sai sót đồ án Em mong nhận đóng góp ý kiến thầy để làm em hoàn thiện SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 74 Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông Đà Nẵng, ngày 04 tháng 12 năm 2012 Sinh viên thực Trần Thị Liên TÀI LIỆU THAM KHẢO Phan Bích Ngọc (1991) Cơng nghệ lên men, NXB Đà Nẵng PGS, TS Hoàng Đình Hồ (2000) Cơng nghệ sản xuất malt bia, NXB KH&KT Gs, Ts Nguyễn Bin tập thể tác giả (1999) Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hố chất tập II – NXB KH&KT Đỗ Văn Đài tập thể tác giả (1992) Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hố chất tập I, NXB KH&KT Trần Văn Phú, Lê Nguyên Đương (1991) Kỹ thuật sấy nông sản, NXB KH&KT PGS, TS Trần Minh Vượng (1999) Máy phục vụ chăn nuôi, NXB Giáo Dục Nguyễn Như Thung tập thể tác giả (1987) Máy thiết bị chế biến thức ăn chăn nuôi, NXB KH&KT PGS, TSKH Lê Văn Hồng Các q trình thiết bị cơng nghệ sinh học công nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 75 Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông Đoàn Dụ, Mai Văn Lề, Bùi Đức Hưng (1983) Công nghệ máy chế biến lương thực, NXB KH&KT 10 Ц.P.3aйчиk (1977) OБOPYДOBAHИE ПPEДПPИЯTИЙ BИHOДE- ΛЬЧECKOЙ ПPOMЬIШΛEHHOCTИ, MOCKBA 11 http://www.jumo.de/en_DE/industry/food/applications/brewery/brewingprocess.html 12 http://www.vocw.edu.vn/content/m10178/latest/, 21/05/2010 SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 76 ... dùng để sản xuất bia Bia sản xuất từ malt đại mạch có mùi vị tính ch ất cơng nghệ hẳn so với bia sản xuất từ malt hạt hòa th ảo khác SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang Đồ án công nghệ II GVHD:... nay, công nghệ sản xuất bia phát triển đến đỉnh cao, nhiều thương hiệu bia tiếng giới Heniken, Tiger, Halida…được giới ưa dùng Vì vậy, lượng bia sản xuất hàng năm khơng ngừng tăng lên Được sản xuất. .. làm bia Ngành sản xuất bia thực phát triển với đời cơng trình “Nghiên cứu Bia? ?? Louis Pasteur, ông đưa tảng qui trình sản xuất hợp lí, phương pháp trùng Pasteur ông sử dụng ngày sản xuất bia Đến