Tính lượng nguyên liệu cho 1000 lít bia chai 12oBx

3. Chọn địa điểm xây dựng nhà máy

1.2.2.1. Tính lượng nguyên liệu cho 1000 lít bia chai 12oBx

a. Tính lượng gạo và lượng malt

Bảng 1.5. Tỷ lệ nguyên liệu sản xuất bia chai

Malt Gạo

Tỷ lệ sử dụng 75% 25%

Độ ẩm 5% 12%

Độ chiết 80% so với chất khô 85% so với chất khô Gọi lượng gạo cần để sản xuất 1000l bia chai là M(kg) thì lượng malt cần là 3M kg Lượng chất chiết thu được từ M (kg) gạo là:

M × (1 - 0,005) × 0,85 × 0,88 = 0,74426M (kg) Lượng chất chiết thu được từ 3M (kg) malt là:

3M × (1 - 0,005) × 0,8 × 0,95 = 2,2686 (kg) Tổng lượng chất chiết thu được là:

0,74426M + 2,2686M = 3,01286M (kg) Lượng dịch qua các công đoạn ứng với 1000l bia chai thành phẩm: Công đoạn chiết chai tổn thất 2%, lượng bia sau bão hoà CO2

1000 × 100

100 − 2 = 1020,41 í

Công đoạn bão hoà CO2 tổn thất 0,2%, lượng bia sau lọc là: 1020,4 × 100

100 − 0,2 = 1022,45 í

Công đoạn lọc bia tổn thất 1%, lượng bia sau lên men là: 1022,45 × 100

100 − 1 = 1032,78 í

Công đoạn lên men tổn thất 4%, lượng dịch đường đưa đi lên men là: 1032.78 × 100

100 − 4 = 1075.81 í

Công đoạn lắng xoáy và làm lạnh nhanh tổn thất 1,5%, lượng dịch sau houblon là: 1075,81 × 100

100 − 1,5 = 1092,19 í

Khi làm lạnh thể tích dịch đường giảm 4%, thể tích dịch đường trước khi lắng và làm lạnh là:

1092,19 × 100

100 − 4 = 1137,7 í

Dịch đường sau đun hoa có nồng độ chất khô là 12˚Bx có d=1,048, khối lượng dịch đường sau đun hoa là:

1137,70 × 1,048 = 1192,31 ( )

Khối lượng chất chiết có trong dịch đường 120Bx sau đun hoa là:

1192,31 × 0,12 = 143,08 ( )

Công đoạn nấu, đường hoá, lọc tổn thất chất chiết là 2%, lượng chất chiết ban đầu là:

143,08 × 100

100 − 2 = 146 ( )

Suy ra:

Lượng gạo cần dùng là M = 48,46(kg) Lượng malt cần dùng là 3M = 145,37(kg)

b. Lượng bã gạo và bã malt

Lượng malt sau khi nghiền là:

145,37× (1 − 0,005)= 144,64 (kg) Lượng gạo sau khi nghiền là:

48,46 × (1 − 0,005) = 48,22 ( )  Tính lượng bã khô

Tổng lượng chất khô của malt và gạo là:

(144,64 × 0,95) + (48,22 × 0,88) = 179,84 ( )

Tổng lượng bã khô của malt và gạo là:

179,84 − 146 = 33,84 ( )

 Tính lượng bã ẩm

Độ ẩm của bã là 80%, lượng bã ẩm là: 33,84

1 − 0,8 = 169,2 ( )

Lượng nước có trong bã là:

169,2 − 33,84 = 135,36 ( )

c. Lượng nước dùng trong nấu và rửa bã

 Lượng nước trong quá trình hồ hoá:

Ở nồi hồ hoá có sử dụng lượng malt lót bằng 20% lượng gạo, tổng lượng bột cho vào nồi cháo là:

(48,22 + 0,2 × 48,22) = 57,86 (kg) Tỷ lệ phối trộn nước:bột = 5:1, lượng nước cho vào nồi hồ hoá là:

5 × 57,86 = 289,3 (kg) Tổng khối lượng dịch bột trong nồi hồ hoá là:

57,86 + 289,3 = 347,16 (kg) Lượng nước có sẵn trong nguyên liệu:

48,22 × 0,12 + 0,2 × 48,22 × 0,05 = 6,27( ) Tổng lượng nước có trong nồi hồ hoá:

289,3 + 6,27 = 285,57( )

Trong quá trình hồ hoá lượng nước bay hơi khoảng 5%:

285,57 × 0,05 = 14,28( )

Khối lượng dịch cháo còn lại là: 347,16 − 14,28 = 332,88( )  Lượng nước trong quá trình đường hoá:

Lượng malt cho vào nồi đường hoá:

144,64 – (0,2 × 48,22) = 135( )

Tỷ lệ phối trộn nước:malt = 4:1, lượng nước phối trộn với malt là:

135 × 4 = 540( )

Lượng nước có sẵn trong malt là:

135 × 0,5 = 6,75( )

Khi chuyển toàn bộ dịch cháo sang nồi đường hoá tổng khối lượng dịch là:

135 + 540 + 332,88 = 1007,88( )

Tổng lượng nước có trong nồi đường hoá là:

540 + 6,75 + 285,57 – 14,28 = 818,04( )

Trong quá trình đường hoá lượng nước bay hơi khoảng 4%, tức là :

818,04 × 0,04 = 32,72( )

Lượng nước còn lại sau đường hoá:

818,04 − 32,72 = 785,32 ( )

Khối lượng dịch đường còn lại là:

1007,88 – 32,72 = 975,16( )

 Lượng nước rửa bã:

Lượng dịch đường sau đun hoa: 1192,31(kg) Lượng nước có trong dịch đường sau đun hoa:

1192,31 × (1 − 0,12) = 1049,23 ( )

Quá trình đun hoa tổn thất 5% thể tích dịch do nước bay hơi, lượng nước trong dịch đường trước đun hoa:

1049,23 × 100

100 − 5 = 1104,45 (kg)

Lượng nước trong bã là: 135,36( )

Lượng nước còn lại sau đường hoá là: 785,32 ( ) Ta có:

V trước khi lọc + V nước rửa bã = V sau khi lọc + V nước trong bã Suy ra lượng nước rửa bã:

V nước rửa bã = V sau khi lọc + V nước trong bã - V trước khi lọc

= 1104,45 + 135,36 – 785,32 = 454,49( )

Vậy tổng lượng nước dùng cho quá trình hồ hóa, đường hóa và lọc là:

289,3 + 540 + 454,49 = 1283,79 ( )

d. Lượng hoa houblon sử dụng

Hiện nay trên thị trường có nhiều loại bia khác nhau và độ đắng trong bia vì thế cũng khác nhau. Thông thường độ đắng trong bia trên thị trường hiện nay là 20 độ tương đương 20mg/lít bia.

Hiệu suất trích ly chất đắng trong quá trình nấu hoa là 30% thì lượng chất đắng ban đầu ứng với 1000 lít bia thành phẩm là:

20

0,3× 1000 = 66666,67(mg) = 66,67 (g)

Sử dụng 80% hoa viên 10% -acid đắng và 20% cao hoa 50% -acid đắng. Gọi lượng cao hoa sử dụng là m(g) thì lượng hoa viên sử dụng là 4m(g). Lượng chất đắng trích ly được là:

4 × 0,1 + × 0,5 = 0,9 ( )

Ta có: 0,9 = 66,67( ) Suy ra: m = 74,08 (g)

Lượng cao hoa sử dụng là m = 74,08(g) Lượng hoa viên sử dụng là 296,32 (g)

 Bã hoa: Coi lượng cao hoa hoà tan hoàn toàn, hoa viên hoà tan 40%, bã hoa viên có độ ẩm 85% thì lượng bã hoa viên là:

296,32 × 0,6

1 − 0,85 = 1185,28 (g) = 1,185 (kg)

e. Lượng men giống sử dụng:

Men giống nuôi cấy trực tiếp cấp bằng 10% lượng dịch đưa vào lên men: 1075,81 × 0,1 = 107,58 ( í )

Men sữa sau khi thu hồi cấp bằng 1% lượng dịch đưa vào lên men: 1075,81 × 0,01 = 10,76 ( í )

f. Sữa men kết lắng:

Cứ 1000 lít bia cho 18-20 lít sữa men có độ ẩm 85%, trong đó có thể tái sử dụng khoảng 10 lít. Chỉ thu hồi lớp men lắng xuống ở giữa phần kết lắng, lớp dưới cùng và trên cùng chủ yếu là men chết và cặn còn sót lại trong quá trình lên men.

g. Cặn lắng:

Lượng cặn lắng có độ ẩm 80% chiếm khoảng 1,5% so với nguyên liệu. Ứng với 1000 lít bia cần nấu 145,37 kg malt và 48,46 kg gạo tức tổng lượng nguyên liệu là:

145,37 + 48,46 = 193,83( ) Lượng cặn lắng tương ứng sẽ là: 193,83 × 0,015 = 2,91( ) Lượng cặn lắng khô: 0,2 × 2,91 = 0,58( ) h. Lượng CO2:

Phương trình lên men:

C12H22O11 + H2O → 4C2H5OH + 4CO2 + Q 342g 18g 184g 176g

Lượng dịch trước lên men: 1075,81 (lít), có độ đường 12˚Bx có d20=1,048, khối lượng dịch đường trước lên men là:

1075,81 × 1,048 = 1127,45( )

Khối lượng chất chiết trong dịch đường trước lên men:

Quy về đường maltose, trong giai đoạn lên men chính coi 60% lượng chất chiết được chuyển hoá, lượng CO2 tạo thành là:

135,29 × 0,6 × 176

342 = 41,77 (kg)

Lượng bia sau khi lên men là 1032,78 lít

Lượng CO2 hòa tan trong bia non là 2,5g/l, ứng với 1032,78 lít bia non là:

2,5 × 1032,78 = 2581,95 ( ) = 2,58 ( )

Lượng CO2 thoát ra là:

41,77 – 2,58 = 39,19( )

Ở 20˚C, 1atm, CO2 có khối lượng riêng 1,832kg/m3, thể tích của CO2 thoát ra là: 39,19

1,832 = 21,39 m

Hiệu suất thu hồi CO2 là 75%, lượng CO2 có thể thu hồi được là: 0,75 × 21,39 = 16,04

Trong quá trình lên men phụ 15% chất chiết của dịch đường tiếp tục được chuyển hoá, lượng CO2 tạo thành tiếp tục được bão hoà trong bia do đó hàm lượng CO2 trong bia tươi vào khoảng 4g/l.

Trong quá trình lọc CO2 bị thất thoát một phần nên hàm lượng CO2 trong bia sau lọc vào khoảng 2g/l.Trong quá trình tàng trữ cần tiếp tục bão hoà CO2 trong bia để hàm lượng CO2 đạt tới 5g/l. Lượng CO2 cần để bão hoà 1022,45 lít bia sau lọc là:

(5 – 2) × 1022,45 = 3067,35( ) = 3,07( )

Thể tích CO2 cần để bão hoà thêm là: 3,07

1,832 = 1,68 m

i. Các hoá chất bổ sung trong quá trình nấu:

 Acid lactic

Ở nồi hồ hoá và nồi đường hoá bổ sung acid lactic để hạ pH của dịch xuống 5,4 – 5,5 thuận lợi cho hoạt động của hệ enzyme thuỷ phân. Lượng acid bổ sung vào nồi hồ hoá bằng khoảng 0,04% lượng gạo, và lượng acid bổ sung vào nồi malt bằng khoảng 0,02% lượng malt. Tổng lượng acid bổ sung là:

0,04 × 48,46

100 +

0,02 × 145,37

100 = 0,0485 ( ) = 48,5 ( )

 CaCl2

Quá trình đường hóa bổ sung CaCl2 để tăng độ bền nhiệt của enzyme. Lượng CaCl2 bổ sung bằng 0,01% so với lượng malt.

Lượng CaCl2 bổ sung là :

145,37 × 0,01

100 = 0,0145 (kg)

 Bột trợ lọc Điatomit

Để lọc 1000 lít bia cần sử dụng khoảng 0,8 kg diatomide mỗi loại Bột trợ lọc sử dụng ở đây chủ yếu là điatomide (2 loại bột thô và mịn được sử dụng là Hyflosuppercell và Standarlsuppercell).

 Sản phẩm bia chai còn được bổ sung các hoá chất chống oxyhoá, chống đục là polyclarlc cùng với đất trợ lọc lần 2. Lượng hoá chất bổ sung tương ứng với 1000 lít bia là: 200g polycarlc/1000 lít

 Chế phẩm enzym Termamyl 120L được dùng với tỷ lệ 0,01% so với lượng nguyên liệu thay thế (đại mạch). Vậy lượng Termamyl cần dùng là:

0,01 × 48,46

100 = 0,004846(kg) = 4,846 (g)

 Chế phẩm enzym Ultraflo được dùng với tỷ lệ là 0,02% so với tổng khối lượng malt.

Vậy lượng Ultraflo cần dùng là: 0,02 × 145,37

100 = 0,029074 (kg) = 29,074 (g)

k. Tính lượng vỏ chai, két, nhãn

 Tính lượng vỏ chai

Nhà máy sử dụng chai có thể tích 450ml. Do đó, số chai cần sử dụng cho 1 ngày là :

280000

Dự kiến sau 1 tháng chai sẻ quay về. Vậy số chai cần dùng cho 1 tháng là: 622222,22 × 30 = 18666666,6 ℎ

Lượng chai hao phí trong 1 tháng là 5%. Vậy lượng chai dùng cho 1 vòng quay là 18666666,6 × 1,05 = 19599999,93 ( ℎ )

Vậy lượng chai cần dùng cho 1 tháng la: 19600000 chai

 Tính lượng nhãn

Mỗi chai bia sử dụng 3 nhãn (2 nhãn ở thân và 1 nhãn phoi). Quá trình sử dụng hao hụt khoảng 3%. Do đó số nhãn cần cho 1 ngày là:

Nhãn lưng = nhãn bụng = nhãn phoi = 622223× 1.03 = 640890 ( ℎã )

 Tính lượng nắp chai

Lượng chai dùng cho 1 ngày hao hụt 5%. Vậy số nắp chai cần cho 1 ngày là 622223× 1,05 = 653334 ( )

 Tính lượng két đựng chai

Nhà máy sử dụng két loại 20chai/két. Lượng két cần cho 1 vòng quay là: 19600000/20 = 980000 ( é )

Hao hụt cho mỗi vòng quay là 1% nên lượng két cần cho 1 vòng quay là 980000× 1,01 = 989800 ( é )

Bảng 1.6. Tổng kết nguyên liệu chính, bán thành phẩm tương ứng với bia chai 12OBx

STT Tên nguyên liệu Đơn

vị 1000 lít 46666,7 lít/mẻ 280000 lít/ngày 49 triệu lít/năm 1 Malt kg 145,37 6783,94 40703,6 7123130 2 Gạo kg 48,46 2261,47 13568,8 2374540

3 Nước nấu cháo kg 289,3 13500,68 81004 14175700

4 Nước đường hoá kg 540 25200,02 151200 26460000

5 Nước rửa bã kg 454,49 21209,55 127257,2 22270010

6 Bã malt và gạo kg 169,2 7896,01 47376 8290800

7 Hoa viên g 296,32 13828,28 82969,6 14519680

8 Cao hoa g 74,08 3457,07 20742,4 3629920

Bảng 1.7. Các nguyên liệu phụ, sản phẩm phụ tương ứng bia chai 12oBx

STT Tên nguyên liệu Đơn

vị 1000 lít 46666,7 lít/mẻ 280000 lít/ngày 49 triệu lít/năm 1 Acid lactic g 48,5 2263,34 13580 2376500 2 CaCl2 kg 0,0145 0,68 4,06 710,5

3 Diatomide (mỗi loại) kg 0,8 37,33 224 39200

4 Bã hoa kg 1,185 55,3 331,8 58065 5 Men kết lắng lít 20 933,33 5600 980000 6 Men tái sử dụng lít 10 466,67 2800 490000 7 Men thải bỏ lít 10 466,67 2800 490000 8 Polyclarlc kg 0,2 9,33 56 9800 9 Termamin g 4,846 226,15 1356,88 237454 10 Ultraflo g 29,074 1356,79 8140,72 1424626 11 CO2 thoát ra m3 21,39 998,2 5989,2 1048110 11 CO2 có thể thu hồi m3 16,04 748,53 4491,2 785960 12 CO2 cần để bão hoà m3 1,68 78,4 470,4 82320 10 Dịch cháo kg 332,88 15534,41 93206,4 16311120 11 Dịch malt kg 1007,88 47034,43 282206,4 49386120 12 Dịch đường kg 975,16 45507,5 273044,8 47782840 13 Dịch đường sauhoublon hoá lít 1137,7 53092,7 318556 55747300 14 Dịch đường đemlên men lít 1075,81 50204,5 301226,8 52714690 15 Bia non lít 1032,78 48196,43 289178,4 50606220 16 Bia sau lọc lít 1022,45 47714,37 286286 50100050 17 Bia trước chiết chai lít 1020,41 47619,18 285714,8 50000090 18 Men nhân trực tiếp lít 107,58 5020,4 30122,4 5271420 19 Men tái sử dụng lít 10,76 502,13 3012,8 527240