Quy trình công nghệ sản xuất bia công nghiệp

Tính lợng nguyên liệu 1. Khối lợng malt

Lợng hoa houblon cần dùng để sản xuất bia chai là 180g/hl bia chai ( tính theo hoa cánh). Lợng bã malt. Lợng chất khô không hoà tan của malt là 25%. Tính lợng bã gạo. Lợng chất khô không hoà tan của gạo là 17%. Tính lợng nớc rữa bã. Lợng dịch ở quá trình hồ hoá. Khối lợng nguyên liệu đi vào quá trình hồ hoá là:. Lợng nớc có trong nguyên liệu đa vào là:. Kết thúc quá trình hồ hóa, dịch hoá, đun sôi thì lợng nớc bay hơi 5%. Trong nồi malt lợng nguyên liệu đi vào là. Vậy lợng nớc đi vào nồi đờng hoá là:. 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:. Thể tích dịch đờng khi kết thúc quá trình nấu hoa là 117,05lít. Vì khi đun hoa lợng nớc bay hơi 10% nên lợng nớc trong dịch đờng trớc khi nấu hoa là M3:. Vậy lợng nớc cần thiết để rửa bã là M5. M3: Lợng nớc trớc khi nấu hoa M: Lợng nớc trớc khi lọc. Tổng lợng nớc dùng cho nấu 100 lít bai chai là:. Tính lợng men giống. Lợng sữa men. Tơng từ nh phần tính toán bên bia hơi Ta cã:. Tính lợng CO2 tạo thành 1. Quá trình lên men bia. Trong quá trình lên men chính ta có thể coi chất đợc lên men chủ yếu là Maltoza, sản phẩm tạo ra chủ yếu là rợu etylic và CO2. Phơng trình phản ứng tổng quát đợc viết nh sau:. Dựa vào phơng trình phản ứng trên ta có thể tính đợc lợng CO2 bay ra khi lên men. MCO2 là khối lợng phân tử của CO2. Lợng CO2 hoà tan trong bia non là 2g/lít Vậy lợng CO2 thoát ra là:. Tính lợng nguyên liệu khác dùng để sản xuất 100 lít bia. Lợng Na2SiF6 cần thiết là:. Cần dùng 8mg oxy/lít dịch đờng. 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 vệ sinh thùng bằng hoá chất. Lợng nớc vệ sinh thùng bằng 5% thể tích thiết bị, lợng dịch lên men chiếm 80% thể tích thiết bị. Vậy lợng nớc cần dùng là:. Lợng nớc Clo sát trùng. Lợng nớc Clo cần để vệ sinh thiết bị là 1% thể tích thiết bị. Cần dùng một lợng cồn 96oV để tráng thiết bị lên men sau khi xử lý xong bằng hoá chất. Lợng nớc lạnh vô trùng để tráng thiết bị sau khi tráng cồn. Lợng NaOH 1N cần dùng để xử lý men giống. Bảng tổng hợp cân bằng sản phẩm chai 12oBx. Các NL khác. SP trung gian. Lợng nớc CN. 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 cả. Nguyên liệu khác - Hoa houblon cánh. - Houblon viên -Enzim termamyl 120. 5 Nớc vệ sinh lít. Bảng kế hoạch sản xuất cho cả năm. Bia hơi 7triệu. Do khí hậu miền bắc nớc ta chịu ảnh hởng của gió mùa nên kế hoạch sản xuất trong năm đợc phân ra nh trên. Nhìn vào bảng kế hoạch ta thấy:. Một quý gồm 3 tháng, mỗi tháng sản xuất 25 ngày. Một ngày cần sản xuất một lợng bia nh sau:. Vậy cứ 3 ngày sản xuất bia hơi lại có 2 ngày sản xuất bia chai. 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. Thiết bị phân xởng nấu 1. Nguyên liệu đợc cân theo từng mẻ., thời gian cân một mẻ là 30 phút cho một mẻ cân lớn nhất. Nguyên liệu cần cân:. Đối với hoa houblon ta sử dụng cân có mã cân lớn nhất 10 kg. Hoa cánh và hoa viên đóng trong túi có khối lợng là 5 kg hay 10 kg. Gàu tải dùng để vận chuyển nguyên liệu lên cao theo phơng thẳng đứng hoặc theo phơng nghiêng. 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:. Vậy trên cơ sở này ta chọn gầu tải có năng suất nh sau:. Chọn gàu tải có các đặc tính kỹ thuật nh sau:. TT Tên gọi Đơn vị Thông số. Máy nghiền malt và nghiền gạo. Máy nghiền malt. Ta dùng loại máy nghiền trục để nghiền malt, lợng malt nghiền trong một ngày là 5704 kg. Thời gian nghiền một mẻ là 2 giờ, năng suất yêu cầu của máy là:. TT Tên gọi Đơn vị Thông số. Vận tôc và khe hở. N: Năng suất của máy. T: Thời gian làm việc của máy trong ngày, T = 4h G: Khối lợng malt cần nghiền. Vậy số máy nghiền cần thiết là 1 máy. Máy nghiền gạo. Chọn loại máy nghiền gạo là máy nghiền búa. Lợng gạo cần nghiền trong một ngày là:. Đặc tính kỹ thuật của máy nghiền búa. TT Tên gọi Đơn vị Thông số. Kích thớc buồng nghiền - §êng kÝnh. Số lợng máy nghiền cần dùng là 1 máy 4. Thùng chứa bột malt. Thể tích bột malt dùng để cho một mẻ nấu là:. Các thông số kỹ thuật nh sau:. Công thức xác định:. D: đờng kính thùng. Số lợng thùng chứa bột malt là 1 chiếc. Thùng chứa bột gạo. Cách tính tơng tự nh trên ta đợc:. Nồi hồ hoá. Khối lợng nguyên liệu đi vào nồi nấu là:. Nên thể tích khối dịch là:. Vậy thể tích của nồi hồ hoá là:. Nồi hồ hoá là nồi hai vỏ, có cánh khuấy, thân trụ, đáy và nắp chỏm cầu, chiều cao thân trụ H, đờng kính Dt, chiều cao phần đáy và chỏm là h1 và h2. Công thức xác định thể tích nh sau:. Tính bề mặt truyền nhiệt của nồi nấu. Diện tích bề mặt truyền nhiệt đợc tính theo công thức:. 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 ữ 75oC là thời gian lợng nhiệt tải qua về mặt truyền nhiệt là lớn nhất. Vậy diện tích về mặt truyền nhiệt là:. Chọn cánh khuấy và công suất động cơ:. Vậy thể tích hỗn hợp dịch là :. Thể tích dịch cháo đa sang là :. Khi kết thúc hồ hoá thì lợng nớc bay hơi là 5%. Mb: Lợng nớc bay hơi khi hồ hoá. Lợng nớc có trong nồi sau khi hoà bột là:. Công thức xác định thể tích nh sau:. Nồi đờng hoá là nồi hai vỏ, có cánh khuấy, thân trụ, đáy và nắp chỏm cầu, chiều cao thân trụ H, đờng kính D, chiều cao phần đáy và chỏm là h1 và h2. Diện tích bề mặt truyền nhiệt đợc tính theo công thức:. 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 ữ 75oC là thời gian lợng nhiệt tải qua về mặt truyền nhiệt là lớn nhất. Vậy diện tích về mặt truyền nhiệt là:. Chọn cánh khuấy và công suất động cơ:. Thiết bị lọc dịch đờng. Vậy lợng bã sẽ phải lọc là;. Thể tích toàn khối dịch đi vào thùng lọc là:. Khi kết thúc đờng hoá 4% lợng dịch bay hơi. Tính đờng kính của thùng lọc. Thùng lọc thân trụ, đáy bằng, nắp chỏm cầu. Các đặc tính kỹ thuật nh sau:. Nồi nấu hoa. Thể tích dịch đờng cần thiết để nấu hoa là:. Vậy thể tích nồi nấu hoa là:. Các kích thớc của nồi nấu hoa tính theo:. * Tính bề mặt truyền nhiệt của nồi nấu hoa. Q: Lợng nhiệt đi qua bề mặt đốt nóng, kcal/h. Trong đó: Ql: Lợng nhiệt tính ở chu kỳ tải nhiệt lớn nhất, kcal/h. T: Thời gian cấp nhiệt ở giai đoạn này, h Ta cã:. Với nồi nấu hoa chu kỳ tải nhiệt lớn nhất là thời gian nâng nhiệt 75 ữ 100oC, với tốc độ nâng nhiệt là 1oC/ phút. Tơng đơng với khối lợng là:. Tơng tự nh phần tính ở nồi nấu ta có. Nồi nấu hoa làm bằng thép hơm kim Cr-Ni, nắp chỏm cầu, có cửa cho dịch và hoa vào, có ống sinh hàn khí làm cùng vật liệu. Đáy nồi có đờng dẫn dịch ra, có ống thủy xác định mức đổ đầy. Cấu tạo nồi theo kiểu hai vỏ có cánh khuấy. Thùng lắng xoáy:. Cấu tạo bằng hợp kim thép Cr-Ni thùng lắng xoáy là một nồi hình trụ đứng dịch vào đợc bơm theo phơng tiếp tuyến. Quá trình này tạo ra dòng xoáy làm cho các chất không tan lắng xuống phần đáy côn ở chính giữa đáy. Đáy thùng lắng xoáy thờng làm dốc 2%. Công thức xác định thể tích thùng lắng xoáy nh sau:. V: Thể tích thùng. Lợng dịch đi vào thùng lắng xoáy đúng bằng lợng dịch đi ra khỏi thiết bị nấu hoa. Thiết bị đun nớc nóng:. Một mẻ nấu bia hơi cần lợng nớc nóng để rửa bã lớn hơn bia chai. Nên ta tính thể tích nồi nấu nớc nóng theo bia hơi. Một mẻ nấu lợng nớc rửa bã cần là:. Lợng nớc cần để vệ sinh các thiết bị trong phân xởng là:. Thùng chứa bã malt sau khi lọc. Thể tích bã malt cần chứa là:. Vậy thể tích thùng là:. Ta sử dụng loại thiết bị thân trụ, đáy côn, đờng kính trong Dt, chiều cao Ht, chiều cao phần côn h = D/2cotg 45o. Sau khi tính toán ta đợc: 3. Thiết bị lọc bã hoa sau nấu. Khối lợng hoa dùng cho một mẻ nấu bia chai là:. Chọn thiết bị thân trụ, đáy côn, có bố trí hệ thống lới lọc phù hợp bên trong thiết bị. Máy lạnh nhanh. Chọn thiết bị lạnh nhanh kiểu tấm bản, 2 cấp, cấp thứ nhất làm lạnh bằng nớc lạnh thờng, cấp thứ hai làm lạnh bằng nớc glycol để hạ nhiệt độ dịch đờng xuống nhiệt độ lên men. Lợng dịch đờng cần làm lạnh trong một mẻ nấu là:. áp lực cần thiết:. Thiết bị phân xởng lên men. Thiết bị rửa sữa men:. Sau khi lên men chính. Sữa men đợc thu vào các thùng rửa men. Thể tích đờng lên men:. = lÝt Lợng sữa men thu đợc trong một ngày là 1308 lít Lợng sữa men cần tái sử dụng để lên men là:. Vậy lợng sữa men đem đi xử lý là:. Ta cần thiết bị có thể tích bằng 2V để xử lý sữa men. Vì khi xử lý sữa men cần một lợng nớc gấp 2 lần lợng sữa men. Vậy ta cần thiết bị có thể chứa đợc lợng sữa men là:. Cấu tạo của thùng bằng thép không rỉ, hình dạng thân trụ, đáy côn, phía dới đáy có đờng ống dẫn nớc lạnh vào thùng sục qua lớp men và chảy ra ngoài, men đợc rửa đến khi nớc tràn ra ngoài hoàn thành trong thời gian rửa 1-2 ngày. Công thức xác định thể tích thùng:. Số thiết bị dùng là 2 chiếc, trong đó có một chiếc để dự trữ. Thùng lên men. Cấu tạo bằng thép không rỉ, thân trụ, đáy côn, nắp chỏm cầu, thùng có 4 khoang lạnh, có lớp bảo ôn, cửa vệ sinh, đờng ống CIP, Van lấy mẫu, van tháo sữa men, van tháo cặn, đờng hơi thanh trùng, áp kế, nhiệt kế, đờng ống thu gom CO2, ống thuỷ, van lấy sản phẩm, cửa quan sát, van sục khí. Lợng dịch đờng đa vào thiết bị là V:. Các thông số kỹ thuật của thiết bị. D: đờng kính thùng, mm. Thiết bị lên men sơ bộ. Có hình dạng cấu tạo giống thiết bị lên men, nhng có thêm cánh khuấy và bộ phËn sôc khÝ. Lợng dịch đờng vào thiết bị lên men sơ bộ là V. Tính toán tơng tự nh thùng lên men chính. Số lợng thùng lên men sơ bộ cần dùng là 2 thùng. Tính thiết bị gây men cấp II. Trong quá trình gây men thì lợng men giống cho vào bằng 1/10 so với lợng dịch đờng. Vì trong quá trình sản xuất ta có sử dụng thiết bị lên men sơ bộ nên lợng men giống sau quá trình lên men cấp 2 đủ để đảm bảo cho thùng lên men sơ bộ. Lợng dịch đờng cho vào quá trình lên men sơ bộ là lợng dịch thu đợc sau một mẻ nấu. Cụ thể tính toán ở phần tính thiết bị lên men sơ bộ là 21,8 m3 dịch đờng mỗi ngày lên men hai thùng sơ bộ. Vì quá trình sản xuất ta thực hiện lên men sơ bộ ở các thùng cách nhau 8h. Nên phơng án của quá trình gây men cấp hai đợc giải quyết nh sau:. bộ thứ nhất). Sau khi tiếp thêm lợng dịch đờg để lên men làm sao cho lợng dịch đờng là 2V1 = Vo đủ để tiếp cho thùng lên men sơ bộ thứ bâ thì quá trình phân giống cấp 2 kết thúc.

Hệ thống CIP

W12: lợng hơi nớc bay hơi ở 86oC ta đóng van hơi ngừng cấp nhiệt để hạ nhiệt. Khi bơm cháo lần 1thì nhiệt độ tăng lên 50ữ52oCvà khi chuyển cháo lần 2 thì nhiệt độ tăng lên 63oC.

Tính lợng nhiệt cần cho thanh trùng, gây men 1. Lợng nhiệt cần để thanh trùng bia chai

Theo kinh nghiệm nớc dùng để rửa sữa men khoảng 4000 lít/ngày, nớc vệ sinh khu vực gây men, rửa men khoảng 1000 lít/ngày. Nhiệt lạnh cần thiết để hạ nhiệt độ thùng bia từ 7oC xuống 1oC sau khi lọc và duy trì nhiệt độ này trong thùng chứa bia thành phẩm.

Tính phụ tải chiếu sáng

• Cách bố trí đèn

Vậy ta chọn 2 máy nén lạnh cấp 1 có thể chạy luôn phiên hay đồng thời cùng 1 lúc. Số lợng máy dùng là 2 máy, có thể vận hành luân phiên hay đồng thời đợc vận hành.

Xác định phụ tải tính toán

Hệ số cosϕ dùng để xác định phụ tải làm việc thực tế là không đồng thời của các thiết bị mang tải, tức là rất hiếm hay không có chế độ làm việc của phụ tải theo mức tính toán ở trên.

Chọn máy biến áp

Trong khu vực nhà máy, các hạng mục công trình đợc xây dựng theo nguyên tắc phân vùng, đảm bảo sự hợp lý trong tính dây chuyền của công nghệ sản xuất, mặt khác đảm bảo yêu cầu về vệ sinh công nghiệp cũng nh mỹ quan chung cho toàn bộ nhà máy và khu vực. Tất cả các điều trên nhằm mục đích giảm chi phí xây dựng, tổn hao nguyên liệu, giảm chi phí vận chuyển trong nhà máy, đảm bảo tính kinh tế, hạ giá thành sản phẩm.

Các công trình phục vụ sinh hoạt

Dựa vào năng suất nhà máy đợc xây dựng và các phần quan trọng khác nh chọn địa điểm xây dựng nhà máy, chọn dây truyền cong nghệ, chọn thiết bị, tính cân bằng sản phẩm, kết cấu xây dựng trong nhà máy… Tất cả các phần tính toán và lựa chọn trên đòi hỏi ngời thiết kế nhà máy phải có kiến thức tổng hợp nhằm tìm ra biện pháp tối u đem lại hiệu quả kinh tế cao nhát. Bảo hộ và an toàn trong sản xuất là một khâu vô cùng quan trọng trong sản xuất , vì nó ảnh hởng trực tiếp đến sức khoẻ của ngời lao động và tuổi thọ của máy móc thiết bị.Chính vì vậy Đảng và Nhà nớc luôn đặt ra khẩu hiệu với tất cả các nhà máy sản xuất “ Lao động phải an toàn, an toàn trong lao động ”.