b. Cách tiến hành
CHƯƠNG 3.TÍNH CÂN BĂNG VẬT CHẤT 4.1: Chọn số liệu ban đầu.
4.1: Chọn số liệu ban đầu.
1. Loại bia: chai
2. Độ bia của sản phẩm: 13%
3. Năng suất của phân xưởng 42 triệu lít / năm. 4.Tỉ lệ nguyên liệu dùng.
+ Malt : 75%
- Nguyên liệu thay thế + Ngô: 25%
Lượng hoa houblon cần sử dụng 1,8 g/lít dịch đường. 5. Các thông số ở trạng thái ban đầu của nguyên liệu. + Độ ẩm của malt: 5%
+ Độ chiết của malt: 80% + Độ chiết của ngô: 75%
6. Mức tiêu hao nguyên liệu qua từng công đoạn. (%) + Làm sạch . 0%
+ Nghiền: 0,5% + Nấu và lọc: 2,5% + Hoa houblon hóa: 1,5% + Làm lạnh và lắng trong: 1% + Lên men chính: 1% + Lên men phụ: 1% + Lọc bia: 2.5% + Chiết rót và thanh trùng: 2% 4.2: Tính cân bằng sản phẩm.
4.2.1: Tính cân bằng sản phẩm cho 100kg nguyên liệu. 1. Lượng chất khô trong nguyên liệu đầu.
Malt: 75 * (100 – 5) / 100 =71,25 kg Ngô: 25 * (100 -11) / 100 = 22,25 kg
2. Lượn chất khô và nguyên liệu còn lại còn lại sau khi làm sạch. + Chất khô. Malt: 71.25 * (100 – 0) /100 =75.25 kg Ngô: 22.25 * ( 100- 0) /100 = 22,25 kg + Nguyên liệu: Malt: (71,25 * 100)/(100 – 5) =75 kg Ngô: (22,25 * 100) /( 100 – 11) = 25 kg
3. Lượng chất khô và nguyên liệu còn lại sau khi nghiền. + Chất khô. Malt: 71.25 * ( 100 – 0,5 ) / 100 =70.89 kg Ngô: 22,25 * ( 100 – 0,5) /100 = 22,14 kg + Nguyên liệu. Malt: (70,89 * 100) /( 100 – 5 ) = 74.62 kg Ngô: ( 22,14 * 100) /( 100 – 11) = 24.88 kg
4. Lượng chất khô chuyển vào dịch đường sau khi nấu. Malt: ( 70,89 * 80)/100 = 56,712 kg
Ngô: ( 22,14 * 75) /100 = 16,605 kg
+ Tổng lượng chất khô chuyển vào dịch đường sau khi nấu là. 56,712 + 16,605 =73,317 kg
5. Lượng chất khô còn lại sau quá trình lọc 73,317 * ( 100 – 2,5) / 100= 71,48 kg 6. Thể tích dịch đường khi đun sôi. Độ bia: 13
Nồng độ chất khô của dịch đường sau khi lắng trong và làm lạnh là 13% , trong quá trình houblon hóa do bốc hơi nước lớn nên nồng độ dịch đường tăng từ ( 1 – 1,5 %) so với nồng độ trước đó ta chọn 1 %.
Trong quá trình làm lạnh nồng độ dịch đường tiếp tục tăng từ 0.4 – 1.2% ta chọn 0.5% Do đó nồng độ chất chiết trong dịch đường trước khi houblon hóa là: 13 –( 1 + 0.5) = 11,5 %
Khối lượng riêng của dịch đường ở 11,5% và ở 20 ◦C. P = 1046,22 ( kg/m3)
( 71,48 * 100) / 11,5 = 621,565 kg Thể tích dịch đường trước khi đun sôi ở 20◦C.
621,565 / 1046, 22= 0,594105 ( m3) = 594,105( lít).
Vì hàm lượng chất chiết nhỏ hơn nhiều so với hàm lượng nước trong dịch đường nên ta có thể xem sự thay đổi về thể tích của dịch đường theo nhiệt độ giống như sự thay đổi của nước theo nhiệt độ.
Ta có thể tích riêng của nước ở 20◦C 1000,77 . 10-6( m3/kg) và ở 100◦C là 1043,43. 10- 6( m3/kg) (2 tr 12)
Thể tích dich đường khi đun sôi là.
( 594,105 * 1043,43 . 10-6) / 1000,77 .10-6 = 619, 43 ( lít) 7. Lượng chất khô còn lại sau houblon hóa 1,5% là.
71,48 * ( 100 – 1.5) /100 = 70.41 kg 8. Lượng dịch đường còn lại sau houblon hóa. + Tính theo khối lượng
( 70,41 * 100) / (11,5 + 1) = 563,28 kg
Khối lượng riêng của dịch đường 13 % ở 20◦C là 1052,52 ( kg/ m3)
- Thể tích dịch đường sau khi houblon hóa ở 100◦C (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
(563,28 * 1043,43)/(1052,52 * 1000,77) =0,557986 ( m3) = 557,986 ( lít) 9. Lượng chất khô còn lại sau quá trình lắng trong và làm lạnh là.
70,41 * (100-1) /100 = 69,71 kg
10. Khối lượng của dịch lên men từ 100kg nguyên liệu đầu. (69,71 * 100)/13 = 536,23kg
11. Thể tích của dịch lên men
Khối lượng riêng của dịch đường 13% ở 20◦c là P = 1052,52 ( kg/m3)
Thể tích của dịch đường 13% ở 20◦C ( 536,23 * 1000)/ 1052,52 = 509,47 lít
Khi làm lạnh dịch đường đến nhiệt độ lên men 8◦C thì có sự giảm thể tích của dịch lên men và coi sự giảm này như sự giảm thể tích riêng của nước theo nhiệt độ.
Thể tích riêng của nước ở 20◦C là 1000,77. 10-6 ( m3/ kg) và ở 8◦C là 1000,12 . 10-6 (m3/kg) ( 2, tr12).
Như vậy thể tích của dịch lên men là.
( 509,47 * 1000,12 .10-6) / 1000,77 . 10-6 = 509,139 lít 12+. Lượng bia non sau khi lên men chính.
509,139 * ( 100 – 1 ) /100 = 504,05( lít.) + Lượng bia non sau khi lên men phụ. 504,05 * ( 100 -1 ) / 100 = 499,01( lít) 13.Lượng bia còn lại sau quá trình lọc. 499,01 * ( 100 – 2,5) /100 = 486,53 lít 14. Lượng bia sau chiết rót và thanh trùng. 486,53 * ( 100 -2 ) /100 =476.80 lít 15. Lượng hoa houblon cần sử dụng.
Thể tích dịch đường trước khi đun sôi 594,105lít
Vậy lượng hoa cần dùng là: 594,105 * 1,8 = 1069,389 (g)
Để đảm bảo chất lượng cho bia và giá thành cho sản phẩm dễ chịu thì nhà máy sử dụng 65% cao hao và 35% hoa viên.
Trong 65% lượng cao hoa là dùng dưới dạng cao hoa thì cứ 1 gam cao hoa thì có thể thay thế cho 5 gam hoa nguyên cánh. Vậy lượng cao hoa cần dùng là.
( 1069,389 * 65 ) /( 100 * 5) = 142,74 (g) = 139( g) = 0,139 kg
Và 35% lượng hoa dùng dưới dạng hoa viên thì cứ 1 gam hoa viên thay thế cho 3 gam hoa nguyên cánh.
Vậy lượng hoa viên cần dùng là: ( 1069,389 * 35 ) / (100 * 3) = 124.76( g) = 0,124 (kg) 16. Lượng bã nguyên liệu.
Thông thường cứ 100kg nguyên liệu đầu, sau khi nấu lọc có thể thu được khoảng 120 (kg) bã ướt có độ ẩm 75 %.( 6. Tr 78).
Lượng nguyên liệu sau quá trình nghiền. 74,62+ 24.88 = 99,5 kg
Lượng bã ướt thu hồi được có độ ẩm 75%. ( 120 * 99,5) /100 =119.4 kg
Lượng bã khô
119,4 * ( 100 – 75 ) / 100 = 29,85 kg
17. Lượng cặn lắng khi lắng trong và làm lạnh
Thường thì cứ 100 lít dịch đường sôi thì lượng cặn lắng là 5 gam chất khô. Vậy lượng cặn lắng trong dịch đường đun sôi thu được là.
( 594,105 * 5) /100 = 29,705( kg). 18. Lượng men giống đặc cần dùng.
Tỉ lệ men giống cho vào là 0,6 lít. Cứ 100 lít dịch lên men thì cần 0,6 lít men giống đặc. Vậy lượng men giống đặc cần nuôi cấy để sản xuất là.
( 509,139 * 0,6 )/100 = 3,055 lít 19. Lượng CO2 thu được
Độ lên men biểu kiến đối với bia vàng 60-65%, độ lên men thực luôn nhỏ hơn độ lên men biểu kiến nên ta chọn độ lên men thực là 60%.
Vậy lượng chất khô hòa tan đã lên men là: ( 69,71 * 60 )/100 = 41,826 kg (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Quá trình lên men được biếu diễn bởi phương trình. C12H22O11 + H2O 2 C6H12O6
342
2C6H12O6 4 C2H5OH + 4CO2 +Q 176
Lượng CO2 sinh ra :( 41,826 * 176 )/ 342 = 21,524 kg
Hàm lượng CO2 trong bia chiếm khoảng 0,35 % - 0,45%. Nên ta chọn 0,35%
Chọn hàm lượng CO2 trong bia là 0,35%. Do đó hàm lượng CO2 liên kết có trong bia là. ( 499.01 * 0.35 ) /100 = 1,746 kg
Vậy lượng CO2 tự do thu hồi được là: 21,524 – 1,746 =19,778 kg 20. Lượng sữa men thu hồi
Thông thường cứ 100 lít dịch lên men thu được 2 lít men đặc. Trong số này có 0.6 lít dùng làm men giống còn lại là dùng vào việc khác.
Lượng bã men thu hồi được ( 499,01 *2 ) /100 = 9,98 lít Lượng sữa men làm giống: ( 499,01 * 0,6 )/100 = 2,99 lít. Lượng sữa men dùng làm phế liệu. 9,98 – 2,99 = 6,99 lít