Thiết kế dây chuyền sản xuất bia nhà hàng năng suất 500 lít/ngày

Chỉ tiêu chất lượng của bia

Để chọn dây chuyền công nghệ cần căn cứ vào chỉ tiêu chất lượng của bia cần sản xuất. Sản xuất bia nhà hàng là loại bia chất lượng cao nên ngoài các chỉ tiêu cơ bản ra thì còn cần phải đáp ứng thêm một số chỉ tiêu khác. Chỉ tiêu của bia vàng. a) Chỉ tiêu cảm quan:.  Màu sắc: màu vàng rơm trong sáng.  Độ trong: nếu sản suất bia có lọc thì cần đạt độ trong nhất định. Nếu sản xuất bia không lọc thì bia chỉ được hơi gợn đục một chút.  Mùi: Bia thành phẩm phải không có mùi lạ, có mùi thơm tự nhiên, mùi của malt vàng, mùi của hoa Houblon. Có vị đắng nhận nhận của hoa Houblon.  Nồng độ chất khô ban đầu đi lên men của bia vàng là 13oBx.  Kim loại nặng: không có. c) Chỉ tiêu vi sinh vật:.  Vi khuẩn yếm khí: không có.  Vi khuẩn gây bệnh đường ruột: không có. Để đạt được các chỉ tiêu trên thì nguyên liệu cho sản xuất bia vàng và công nghệ cần phải tuân theo những yêu cầu nhất định. Chỉ tiêu cho bia đen. a) Chỉ tiêu cảm quan.  Màu sắc: Bia thành phẩm phải có màu đen óng.  Độ trong: Bia đen phải đạt được độ trong cần thiết.  Mùi: Không được có mùi lạ. Phải có mùi đặc trưng của bia đen, đó là mùi thơm của melanoid đậm nhất, có thoảng mùi của malt và mùi hoa Houblon.  Vị: Ngoài vị đậm đà chung và vị đắng của hoa Houblon ra thì bia đen còn phải có vị đắng của caramen.  Nồng độ chất khô ban đầu: Bia đen sản xuất ở đây có nồng độ chất khô đi lên men là 15oBx.  Kim loại nặng: không có. c) Chỉ tiêu vi sinh vật:.  Vi khuẩn yếm khí: không có.  Vi khuẩn gây bệnh đường ruột: không có. Để sản xuất được bia đen có chất lượng như trên đòi hỏi nguyên liệu và công nghệ phải đáp ứng được các yêu cầu dưới đây. Malt đại mạch. Đây là nguyên liệu chính trong sản xuất bia, thành phần chất lượng của malt có tính quyết định đến màu sắc, hương vị và giá trị cảm quan của bia. Malt được sản xuất từ hạt đại mạch. Cấu tạo hạt đại mạch bao gồm: Lớp vỏ hạt có vai trò như một màng bán thấm vào bên trong hạt đồng thời giữ các chất hoà tan trong hạt không cho thấm ra ngoài. Vỏ hạt chiếm khối lượng khá lớn nhưng không có giá trị dinh dưỡng. Vỏ hạt gây ảnh hưởng hai mặt đối với công nghệ. Mặt bất lợi là vì trong vỏ chứa các chất màu, các chất đắng và chát. Nếu những chất này hoà tan vào dịch đường sẽ làm giảm chất lượng của sản phẩm. Mặt có lợi là nó đóng vai trò tạo màng trong quá trình lọc tách bã khỏi khối dịch. Nội nhũ là phần lớn nhất đồng thời cũng là phần giá trị nhất của hạt. Cấu trúc của nội nhũ gồm các tế bào lớn có thành mỏng chứa đầy các tinh bột, một ít protein, xenluloza, chất béo, đường. Phôi là phần sống của hạt, trọng lượng của phôi chiếm khoảng 2,5-5% so với trọng lượng của hạt, phôi có tầm quan trọng không những với sự sống lưu truyền của cây mà ngay cả trong công nghệ sản xuất bia. Quá trình chế biến hạt đại mạch để trở thành hạt malt dựa vào sự nảy mầm của hạt hay là sự phát triển của phôi. Trong giai đoạn này quá trình sinh học chủ yếu xảy ra là sự hoạt hoá và tích luỹ hoạt lực của các enzym trong hạt. Ở đây sản xuất bia tươi chất lượng cao và theo phong cách Đức nên malt vàng và malt caramel phải được sản xuất từ đại mạch thu hoạch ở Đức. a) Chỉ tiêu cảm quan của malt.  Malt màu vàng rơm sáng.  Mùi tự nhiên đặc trưng.  Vị ngọt dịu nhẹ.  Có độ sạch, tinh khiết.  Không có mối mọt mốc. b) Chỉ tiêu lý học. Trong đó Fe là nguyên tố ảnh hưởng mạnh nhất tới chất lượng bia: Rút ngắn chu kỳ sinh trưởng của nấm men, xúc tác phản ứng oxy hoá trong bia làm giảm độ bền keo, gây đục cho sản phẩm, sắt còn gây vị lạ, mùi tanh.

Chọn dây chuyền sản xuất 1. Nghiền nguyên liệu

• Chọn phương pháp lọc dịch đường hoá
• Lắng trong

Sau quá trình nấu hoa, dịch đường vẫn còn nhiều cặn nóng , cặn này gây ảnh hưởng không tốt đến quá trình lên men và tạo sản phẩm, cần phải tách cặn và làm nguội đến nhiệt độ lên men. Ở đây ta sử dụng phương pháp tách cặn toàn bộ dịch đường ở nhiệt độ cao nên sau khi tách cặn xong dịch đường đi vào máy lạnh nhanh với nhiệt độ ban đầu rất cao thường từ 85oC đến 90oC.

Thuyết minh dây chuyền sản xuất 1. Nghiền malt

• Lọc dịch đường
• Nồi nấu hoa
• Quá trình lắng trong và làm nguội sơ bộ
• Làm lạnh nhanh
• Bổ sung oxy cho dịch đường
• Chuẩn bị men giống
• Lên men

Sau đó ta bơm nước nóng vào các đường ống dẫn dịch đường để đuổi hết không khí ra ngoài đồng thời để chứa đầy khoảng không giữa hai lớp đáy của thùng lọc và ngập mặt lưới lọc khoảng 1 – 2 cm, giúp quá trình tạo lớp lọc sau này tốt hơn. Để đảm bảo thì khi tái sử dụng phải kiểm tra các tiêu chuẩn chất lượng của nấm men với các chỉ tiêu như tỉ lệ chết, tỉ lệ nẩy chồi….Ta có thể tiến hành như sau: sau khi kết thúc quá trình lên men chính ta dừng quá trình cấp lạnh lại để cho nhiệt độ tăng tự nhiên khoảng 24 h.

Tính cân bằng sản phẩm

• Tính cân bằng sản phẩm cho Bia vàng
• Tính Bia đen

Nếu muốn bia đục thì không lọc bia nhưng cần phải tiến hành nấu hoa, lên men đảm bảo để bia không lọc nhưng vẫn giữ được độ bền keo và tính chất cảm quan cần thiết. Hiệu suất lên men tạo etylic và CO2 lấy bằng 0,55 (theo tài liệu hướng dẫn tính cân bằng sản phẩm và thiết bị chính trong nhà máy bia) => lượng CO2 tạo thành là.

Tính và chọn thiết bị cho bộ phận nấu

• Tính và chọn nồi đường hoá và nấu hoa
• Tính và chọn thùng lọc bã và lắng xoáy
• Tính và chọn thiết bị đun nước nóng

Khối lượng riêng của dịch bột là d = 1,08 kg/lít (theo tài liệu hướng dẫn tính cân bằng sản phẩm và thiết bị chính trong nhà máy bia). Vậy thể tích của dịnh malt là:. Vì vậy ta tính thể tích cho công đoạn đường hoá theo bia đen. Ở đây sử dụng 100% malt nên không có quá trình bốc hơi nước mạnh do sôi nên tổn thất về thể tích coi như không có. Quá trình đường hóa xẩy ra với nhiệt độ cao nhất là 75oC nên lượng nước bay hơi không đáng kể. Hệ số sử dụng nồi khi đường hóa là 0,8 nên thể tích nồi cần cho công đoạn đường hóa là:. b) Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt. G : Khối lượng nước nóng cần cho một mẻ nấu (kg). max min max. : là hiệu số nhiệt độ lớn nhất của hơi nóng và nhiệt độ của khối nước:. ∆ : là hiệu số nhiệt độ nhỏ nhất giữa nhiệt độ của hơi nóng và nhiệt độ của khối nước. Diện tích truyền nhiệt của thiết bị là :. Giá trị này của K đã được tính trong phần tính thiết bị cho công đoạn đường hoá ở trên.).

Tính hơi cho nhà hàng

• Tính lượng nhiệt cần cho cả nhà hàng

Tuy nhiên ở đây là bia nhà hàng năng suất nhỏ, cần hệ thống càng nhỏ gọn càng tốt nên hai hệ CIP cho nấu và cho lên men ta gộp chung làm một hệ. So sánh ta thấy hệ CIP của lên men có thể tích các thùng nhỏ hơn của nấu nên ta dùng một hệ CIP có thể tích các thùng đáp ứng được nhu cầu của hệ nấu.

Tính lạnh

• Tính lạnh cho máy lạnh nhanh

Khi quá trình lên men chính kết thúc ta dừng cấp lạnh để nhiệt độ tăng tự do trong khoảng 24 tiếng rồi tiến hành hạ xuống đến nhiệt độ lên men phụ là 2oC. Ngoài các quá trình cần lạnh như trên còn có các quá trình cần cấp lạnh khác như cấp lạnh cho thùng nước lạnh, quá trình hạ nhiệt trước khi lọc.

Tính nước cho dây chuyền bia

Ta coi tổn hao nhiệt của một lít bia thành phẩm trong một ngày bằng tổn thất của một lít bia non trong một ngày và bằng 0,25 kcal/ngày. Nước nấu bia là nước máy thành phố sau khi qua hệ thống sử lý nước để đạt được các chỉ tiêu về chất lượng và các thông số kỹ thuật đảm bảo cho quá trình nấu bia được tốt nhất.

Tính điện tiêu thụ cho xưởng bia nhà hàng

• Tính điện năng tiêu thụ hàng năm

Phương pháp tính toán phụ tải theo công suất riêng, theo phương pháp này nếu trên 1m2 sàn nhà có công suất chiếu sáng là p thì toàn bộ sàn nhà S có công suất chiếu sáng là: P = p x S (công suất tính toán). Ngoài các thiết bị trên xưởng bia còn phải trang bị các thiết bị phụ khác như: Quạt hút, quạt đẩy, bơm xử lý nước…Tất cả nhưng thiết bị phụ này ta lấy bằng 15% phụ tải động lực kể trên.

Tính toán xây dựng

• Giới thiệu chung
• Bố trí tổng mặt bằng nhà hàng

Thiết kế tổng mặt bằng nhà hàng là một giai đoạn quan trọng, nhiệm vụ của nó là nghiên cứu, phân tích tổng hợp mọi dữ liệu của dự án sang giải pháp bố trí thực tế trên địa hình một khu đất cụ thể đã được lựa chọn làm cơ sở cho việc tổ chức xây dựng nhà hàng. Do yêu cầu đặc trưng riêng của bia nhà hàng nên khu sản xuất phải được bố trí sao cho khách hàng uống bia có thể quan sát dễ dàng quá trình nấu, lên men và các công đoạn khác của quá trình sản xuất.

Tính toán kinh tế

• Tính chi phí
• Tính vốn xây dựng nhà máy
• Tính toán giá thành
• Tính doanh thu, lợi nhuận

Thành tiền (triệu đông). Ngoài các hạng mục trên nhà hàng còn phải xây dựng hệ thống giao thông, thông thoát nước, vườn hoa… Ta tính bằng 15% so với tổng chi phí xây dựng ở trên. Vậy vốn đầu tư cho xây dựng của nhà máy là :. Chi phí thuê địa điểm. Ngoài ra còn tiền thuê mặt bằng. Ta tính giá thuê mặt bằng bây giờ là. Vậy với diện tích như thiết kế là 1477m2 tiền thuê đất trong một năm phải trả là:. Vốn đầu tư cho thiết bị. Toàn bộ dây truyền thiết bị được đặt chế tạo đồng bộ và trọn gói kèm theo cả truyển giao công nghệ. Sau khi tham khảo bảng giá của công ty ERESSON ta có bảng giá cho dầy truyền bia năng suất lên men 500 lít/ngày và nấu 1000 lít/mẻ. Dây chuyền gồm các thiết bị cơ bản như sau:.  Tủ điều khiên bán tự động cho hệ thống nấu và nước nóng, lạnh.  Hệ thống tank chứa bia thành phẩm và bảo quản men.  Hệ thống làm lạnh glycol.  Máy nén khí khô.  Hệ thống lò hơi sử dụng khí thiên nhiên.  Hệ thống thí nghiệm và các thiết bị vật tư khác.  Bộ vòi chiết bia tười và vòi làm lạnh. Toàn bộ dây chuyền như trên với đầy đủ các phụ kiện đi kèm được ERESSON chế tạo với giá là: 250000 USD. Vậy giá của dây truyền thiết bị như. a) Tính chi phí nguyên liệu theo bia vàng. Theo phần tính toán cân bằng sản phẩm ở trên ta tính được lượng nguyên liệu để sản xuất 100 lít bia cần là:. b) Tính chi phí nguyên liêu theo bia đen. Với malt nấu bia chất lượng cao thì hiện nay giá trên thị trường là 14000đ/1kg. Vì nhà hàng bia với năng suất nhỏ nên các phần phụ phẩm như bã matl, sữa men rất ít, ta sẽ không bán. Sữa men thải đi, bã malt gọi người vào cho họ mang đi. c) Tính chi phí nguyên liệu chính trong 1 ngày. Vì bia nhà hàng hoạt động khá ổn định, không bị ảnh hưởng nhiều bởi thời tiết nên ta coi như hoạt động các ngày trong năm đều nhau. Năng suất lên men của dây chuyền là 500 lít/ngày. Nhà hàng sản xuất 2 loại bia là bia đen và bia vàng. Ta sản xuất tỉ lệ các loại bia đều nhau. Vậy chi phí nguyên liệu chính trong sản xuất bia trong 1 ngày là:. d) Tính chi phí nguyên liệu phụ như: bột trợ lọc, thạch cao, axit, nước…. Thường lấy bằng 2% so với nguyên liệu chính. e) Tính chi phí nhiên liệu và động lực. Đạt được kết quả trên phần nhiều là do thị trường bia chất lượng cao đang tăng trưởng mạnh và đây là loại hình mà giá mỗi lít bia đượcbao hàm cả chất lượng phục vụ.

Vệ sinh an toàn lao động

• Vệ sinh
• Bảo hộ và an toàn lao động

Khi sản xuất người tham gia phải mặc quần áo và mang các phương tiện bảo hộ lao động như ủng cao su, gang tay, khẩu trang….Với ủng cao su trước khi vào khu vực sản xuất phải nhúng ủng qua dung dịch sát trùng. Với bia nhà hàng năng suất nhỏ nên ta không thiết kế hệ thống thu hồi CO2 mà để thải ra môi trường vì vậy cần phải chú ý đường ống thải CO2 cần được nối ra ngoài trời ở vị trí thoáng khí, không bị gió quẩn vào khu sản xuất và khu khách ngồi uống bia.