Bảng tổng hợp cân bằng sản phẩm bia vàng Hang mục
4.2. Tính Bia đen:
Ta sử dụng malt carmel trộn với malt vàng theo tỉ lệ 1:9. Với malt caramel và malt vàng đều có độ ẩm 5%, hệ số hoà tan của malt caramel là 46%, hệ số hoà tan của malt vàng là 76%. Hỗn hợp malt sau khi trộn với tỉ lệ như trên có độ ẩm là 5% và hệ số hoà tan là:
0,76 x 0,9 + 0,46 x 0,1 = 0,73
Vậy hệ số hoà tan của hỗn hợp malt là 73%. Sau đây ta tính cân bằng sản phẩm cho bia đen theo malt hỗn hợp này.
Từ các số liệu thu thập được trong thực tế sản xuất ta có bảng số liệu về tổn thất và tổn thất chọn để tính toán như sau:
TT Công đoạn Đơn vị tính Tổn thất thực tế Tổn thất chọn
1 Nghiền % 0,3 – 1 0,5 2 Đường hóa + lọc % 0,5 – 1 1 3 Lằng trong dịch đường % 1 -1,5 1,2 4 Lạnh nhanh dịch đường % 0,2 – 0,5 0,3 5 Lên men chính + lên men phụ % 1,5 – 3 2 6 Lọc bia % 0,2 – 1 0,3 4.2.1. Tính xuôi:
Tính cho 100 kg malt nguyên liệu ban đầu
4.2.1.1. Tính lượng chất hoà tan:
Tính lượng chất chiết từ 100 kg malt nguyên liệu ban đầu: Độ ẩm của malt: Sử dụng malt có độ ẩm 5%
Hệ số hoà tan: 73% Tổn thất do nghiền: 0,5%
Vậy lượng malt thô sau khi nghiền là: 100x0,995=99,5 (kg)
Lượng chất khô của malt là :
100x0,995x0,95=94,525 (kg) Lượng chất chiết từ 100 kg malt
100x0,995x0,95x0,73=69,003 (kg)
Tính lượng chất hoà tan còn lại trong dịch đường sau giai đoạn đường hoá, lọc.
Ta tính tổn thất chung cho cả 2 quá trình này là 1% vậy lượng chất hoà tan còn lại trong dịch đường là:
69,003x(1-0,01)=68,313 (kg)
4.2.1.2. Tính lượng sản phẩm trung gian qua các giai đoạn:
Khi đun hoa coi lượng chất khô hoà tan vào bằng lượng chất khô mất đi. => khối lượng dịch đường 15oBx sau khi đun hoa là:
68,313x100:15=455,42 (kg)
Khối lượng riêng của dịch đường 15oBx ở 20oC : d =1,05917 kg/lít (Số liệu tra trong giáo trình : Các phương pháp phân tích ngành công nghệ lên men.)
Thể tích dịch đường 15oBx ở 20oC sau đun hoa : 455,42: 1,05917 =429,978 (lít)
Do thể tích dịch ở 100oC chênh lệch (lớn hơn) so với thể tịch dịch ở 20oC là 4% (theo tài liệu hướng dẫn tính cân bằng sản phẩm và thiết bị chính trong nhà máy bia)nên thể tích dịch ở 100oC là:
429,978 x1,04=447,177 (lít)
Lượng dịch sau khi lắng trong(Với tổn thất 1,2%) và làm lạnh nhanh (Với tổn thất 0,3%) còn lại là:
429,978 x0,988x0,997=423,544 (lít)
Lượng bia non sau khi lên men chính, phụ (tổn thất 2%) là: 423,544 x0,98= 415,073 (lít)
Lượng bia non sau khi lọc (tổn thất 0,3%) là: 415,073x0,997=413,828 (lít)
Quá trình bơm vào tank bia thành phẩm coi như không tổn thất vậy lượng bia thành phẩm là: 413,828 (lít)
4.2.1.3. Tính lượng men giống:
Nếu dùng men giống nuôi cấy tiếp vào trước khi lên men chính thì cần 10% so với lượng dịch đưa vào lên men. Vậy lượng men giống cần là:
423,544 x0,1=42,3544(lít)
Nếu dùng lượng men sữa tiếp vào trước khi lên men thì cần 1% so với lượng dịch đưa vào lên men. Vậy lượng sữa men cần là:
423,544 x0,01=4,23544 (lít)
4.2.1.4. Tính lượng bã:
4.2.1.4.1. Tính lượng bã khô của 100 kg malt:
Tổng lượng chất khô của 100 kg malt nguyên liệu: 100x0,995x0,95=94,525 (kg)
Tổng lượng chất chiết hoà tan vào dịch của 100 kg malt đã tính là: 68,313 kg
Tổng lượng bã khô của 100 kg malt nguyên liệu là: 94,525 – 68,313 = 26,212 (kg)
4.2.1.4.1. Tính lượng bã ẩm:
Từ số liệu thực tế thu được của Viện nghiên cứu và phát triển máy nông nghiệp thì độ ẩm của bã malt từ 60 – 65%. Đây là số liệu thu được khi viện
nghiên cứu sản xuất máy sấy bã malt trong dây chuyền sản xuất thức ăn gia súc. Ta tính theo độ ẩm của bã là 65% Khối lượng bã ẩm là: 35 100 212 , 26 x = 74,891 (kg) Lượng nước trong bã là:
74,891 - 26,212 = 48,679 (kg)
4.2.1.5. Tính lượng nước trong quá trình nấu và rửa bã là:
Quá trình đường hoá theo tỷ lệ malt:nước = 1:3,5 Vậy lượng nước cho vào nồi đường hoá là:
99,5x3,5 = 348,25(kg) = 348,25 (lít)
Khối lượng tổng cộng của nước trong nồi đường hoá trước khi nấu : 348,25+99,5x0,05 = 398 (kg) = 398 (lít)
Quá trình không có nấu cháo nên không có bay hơi 4% nên lượng nước trong khối dịch sau nấu hoa (trước lọc) không đổi =398 (lít)
Lượng nước trong dịch sau đun hoa là: 15 85 313 , 68 x = 387,107 (kg) = 387,107 (lít)
Với 68,313 là lượng chất hòa tan còn lại trong dịch đường sau công đoạn nấu hoa, 15 là nồng độ chất khô của dịch đường đi lên men bia đen(15oBx)
Với quá trình nấu hoa nước bay hơi 10% so với tổng lượng dịch trước khi nấu nên lượng nước có trong dịch trước khi nấu hoa :
387,107 + 90 10 978 , 429 x = 434,882 (kg) = 434,882 (lít) Vì thể tích dịch sau khi nấu hoa là: 429,978 lít
Tính lượng nước rửa bã:
Vnước trước lọc+Vnước rửa bã=Vnước trong bã+Vnước trong dich dun hoa
Lượng nước rửa bã :
Vnước rửa bã = Vnước trong bã+Vnước trong dich dun hoa -Vnước trước lọc
Vnước rửa bã = 48,679+434,882 -398 =85,561 (kg) =85,561 (lít) Vậy lượng nước rửa bã là:85,561 lít
Lượng nước đi vào nồi đường hoá là: 348,25 lít
4.2.1.6. Tính lượng các nguyên liệu khác:
Ta sử dụng khoảng 2g hoa cho 1 lít bia
=> Lượng hoa houblon : 0,002x413,828 = 0,828 kg hoa
4.2.1.7. Các sản phẩm phụ:
Bã hoa: Lượng chất khô hoà tan trong hoa là 60%, còn lại 40% là bã và độ ẩm của bã là 85% => khối lượng bã hoa là:
15 100 100 4 , 0 828 , 0 x x
= 2,208 (kg) (Coi độ ẩm của hoa là không đáng kể)
Cặn lắng: 100 kg nguyên liệu có khoảng 1,75 kg cặn lắng có độ ẩm 80% (theo tài liệu hướng dẫn tính cân bằng sản phẩm và thiết bị chính trong nhà máy bia)
Sữa men : Cứ 100 lít bia cho 1,53 lít sữa men có độ ẩm là 85% (theo tài liệu hướng dẫn tính cân bằng sản phẩm và thiết bị chính trong nhà máy bia)
Vậy 100 kg nguyên liệu sẽ cho lượng sữa men là: 100 53 , 1 828 , 413 x = 6,332 lít sữa men Lượng CO2: Theo phương trình lên men:
C12H22O11+H2O4C2H5OH+4CO2 Cứ 342g maltoza tạo thành 176g CO2
Lượng dịch trước khi lên men có khối lượng: 423,544 x1,05917 =448,61 (kg)
Với 423,544 là thể tích dịch đường 15oBx trước khi lên men; 1,05917 là khối lượng riêng của dịch đường 15oBx ở 20oC
Ta coi lượng đường lên men được chủ yếu là Maltoza. Lượng maltoza ta tính bằng 70% khối lượng chất chiết có trong dịch (theo giáo trình “Công nghệ sản suất malt và bia” của thầy Hoàng Đình Hòa). Vậy lượng maltoza có trong 100 kg nguyên liệu ban đầu là :
448,61x0,15x0,7=47,104 (kg maltoza)
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 342 55 , 0 176 104 , 47 x x = 13,332 (kg) =13332 (g CO2)
Ta điều chỉnh nhiệt độ giai đoạn cuối và áp suất sao cho lượng CO2 trong bia đạt khoảng 5g/lít.
Vậy lượng CO2 giữ lại trong bia là: 415,073x5 = 2075,4 (g) Lượng CO2 thoát ra ngoài:
13332-2075,4 = 11256,6 (g)
Ở 20oC và áp suất 1 atm thì 1m3 CO2 cân nặng 1,832 kg Thể tích CO2
bay ra là:
11,2566 : 1,832 = 6,144 m3