Ban in so bo do an(Toan)

TỔNG QUAN

1. Lời nói đầu

Bia là loại đồ uống có độ cồn thấp(3 - 6%), giàu dinh dưỡng. Ngoài việc cung

cấp một nguồn năng lượng khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzym khá phong

phú, đặc biệt là nhóm enzym kích thích hệ tiêu hóa amylaza. Được sản xuất từ

các loại nguyên liệu chính là đại mạch ươm mầm, hoa houblon và nước với một

quy trình công nghệ khá đặc biệt, cho nên bia có các tính chất cảm quan rất hấp

dẫn đối với con người: hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn,

hàm lượng CO2 khá cao(4 - 5g/l) giúp cơ thể con người giải khát một cách triệt

để khi ta uống.

2. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của bia

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học thì bia có từ khoảng 7000 năm trước

công nguyên. Bia ra đời đầu tiên ở vùng Lưỡng Hà thuộc khu vực hai con sông là

sông Hồ và sông Efrat(thuộc khu vực Iran và Iraq ngày nay).

Nguyên liệu ban đầu để sản xuất bia là các loại hạt tiểu mạch, kiều mạch và

đại mạch. Lúc đầu người ta dùng hạt không nảy mầm để sản xuất bia. Sau đó

người ta lấy hạt đã nảy mầm rồi tiến hành rang lên rồi sử dụng để nấu bia thì thấy

chất lượng và mùi vị của bia tốt hơn. Đó chính là khởi đầu cho ngành công

nghiệp sản xuất malt hiện nay.

Song song với việc sản xuất bia ngoài nguyên liệu chính là đại mạch và nước

người ta còn tiến hành nghiên cứu cho thêm các loại hoa thảo mộc khác vào bia

để làm tăng chất lượng cảm quan và mùi vị cho bia. Do đó hoa Houblon đã cho

vào dùng để sản xuất bia khoảng 3000 năm trước công nguyên. Từ đó đến nay nó

là nguyên liệu không thể thiếu trong công nghiệp sản xuất bia. Hoa Houblon giúp

cho bia có vị đắng dịu và hương thơm đặc trưng.

Lịch sử phát triển ngành bia có thể chia làm hai giai đoạn: giai đoạn “tiền

Pasteur” và giai đoạn “hậu Pasteur”. Đặc điểm cua thời kì thứ nhất là sự phát

triển của công nghệ theo “chủ nghĩa kinh nghiệm”, còn của giai đoạn thứ hai - sự

phát triển của công nghệ dưới ánh sáng khoa học mà trước hết là công nghệ sinh

học. Pasteur là người phát minh ra phương pháp thanh trùng “ Pasteurisation”

1

(Thanh trùng nhiệt) mà cho đến nay được áp dụng để thanh trùng bia. Sau thời kì

này, ngành công nghiệp sản xuất bia thực sự phát triển mạnh cả về chất và lượng.

Ngày nay công nghiệp sản xuất bia là một ngành quan trọng trong nền kinh tế.

Ở nước ta ngành công nghiệp sản xuất bia cũng đang có những bước chuyển

mình mạnh mẽ nâng cao chất lượng và sản lượng bia để đáp ứng được nhu cầu

ngày càng tăng của xã hội.

Trong bản đồ án này em trình bày thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 50

triệu lít/năm. Đây là một nhà máy với năng suất trung bình, nếu được trang bị và

tổ chức hợp lý sẽ có khả năng thích ứng linh hoạt với qui mô sản xuất trung bình,

cũng như có khả năng mở rộng qui mô sản xuất.

2

PHẦN I : LẬP LUẬN KINH TẾ

I.1.TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN NGÀNH SẢN XUẤT BIA TRÊN THẾ GIỚI

Sản xuất bia là một ngành công nghiệp thực phẩm có bước phát triển nhanh

chóng. Từ đầu thế kỉ 20 bia còn xa lạ với nhiều người, song chỉ mấy chục năm

sau nó đã trở thành phổ biến. Ngành công nghiệp này đã có vị trí quan trọng ở

nhiều nước và đem lại nguồn thu nhập to lớn cho công ty sản xuất cũng như nền

kinh tế quốc dân. Sản xuất bia ngày càng tăng cả về chất lượng và sản lượng.

TT Năm Sản lượng toàn thế giới(triệu lít) Tăng trưởng(%)

1 1910 10000

2 1950 21000 210

3 1970 50000 238

4 1975 60000 120

5 1980 70000 116.7

6 1985 100000 142.9

7 1990 110000 110

8 1994 116000 105.5

9 1995 119000 102.6

10 2000 145000 121.8

11 2005 170000 117.2

Qua bảng trên ta thấy sản lượng bia tăng lên nhanh chóng về sản lượng. Hiện

nay trung bình mỗi năm sản lượng tăng trung bình khoảng 300 - 500 triệu lít/

năm.

Sản lượng bia sản xuất ra trên thế giới tăng trưởng nhanh, nhưng sản xuất bia

lại phân bố không đều theo các vùng địa lý trên thế giới. Sản xuất bia tập trung ở

những vùng có sẵn nguyên liệu và có truyền thống về sản xuất bia.

3

Sản lượng bia tập trung chủ yếu ở châu Âu và Bắc Mỹ do nơi đây có truyền

thống sản xuất bia đã lâu, nguồn nguyên liệu có sẵn,công nghệ và kĩ thuật sản

xuất bia ở trình độ cao. Sản lượng sản xuất ở khu vực này khá ổn định, tốc độ

tăng chậm. Ở các khu vực này có rất nhiều hãng bia lớn và nổi tiếng trên toàn thế

giới. Ở các khu vực khác sản xuất bia đang tăng dần, đặc biệt sản lượng bia ở

châu Á tăng liên tục và khá nhanh. Ở các khu vực mới chủ yếu là nhập công nghệ

sản xuất từ các nước truyền thống sản xuất bia.

Từ sau những năm 1980 các nước thấy được nguồn lợi to lớn từ sản xuất bia

nên đã tập trung đầu tư phát triển đồng thời đánh thuế cao vào các hàng hóa bia

nhập khẩu. Các hãng bia lớn có nguy cơ bị mất thị trường đã có nhiều cách để

thâm nhập vào các nước bằng hình thức đầu tư trực tiếp 100% hoặc liên doanh.

Kết quả của sự chuyển dịch phương thức xâm nhập thị trường bằng hàng hóa

sang đầu tư sản xuất ở chính quốc đã làm thay đổi cơ cấu sản lượng bia trên thế

giới.

Mức độ tiêu thụ bia tính bình quân đầu người của các nước là khác nhau. Dưới

đây là những nước có mức tiêu thụ bình quân đầu người cao nhất:

TT Quốc gia Bình quân đầu người (l/người)

1 Tiệp 154

2 Đức 144

3 Ailen 134

4 Đan Mạch 127

5 Austraylia 120

6 Bỉ 114

7 Newzeland 111

8 Áo 108

9 Hungari 107

10 Anh 104

4

Một số nước hiện nay có sản lượng tiêu thụ bình quân đầu người chưa cao nhưng

có tiềm năng lớn về tiêu thụ:

Quốc gia Bình quân đầu người(triệu lít)

Nhật Bản 55

Braxin 44

Italia 23

Trung Quốc 18

Việt Nam 18

Indonesia 0.6

Ấn Độ 0.4

Ở những nước này theo dự báo của các hãng sản xuất bia lớn trong một vài

năm tới có thể tăng mức tiêu thụ từ 2 - 4 lít bình quân đầu người/ năm. Những thị

trường triển vọng này đang được các hãng lớn rất quan tâm đầu tư. Một điểm

đáng lưu ý trong tiêu thụ bia trên thị trường thế giới ngày nay là sự cạnh tranh

mạnh mẽ giữa các hãng lớn trên qui mô toàn cầu. Những hãng bia lừng danh

đang tìm mọi cách để thâm nhập vào bất cứ thị trường nào nếu có thể được.

I.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ KINH DOANH BIA Ở VIỆT NAM

Bia xâm nhập vào nước ta sau thời kì Pháp xâm lược năm 1858. Nhà máy bia

đầu tiên được xây dựng ở Việt Nam do một người chủ tư bản Pháp xây dựng ở

Hà Nội năm 1890. Bia được sản xuất lúc đó nhằm đáp ứng nhu cầu của quân đội

và kiều dân Pháp ở Việt Nam. Có thể nói được rằng ở miền Bắc nước ta đến năm

1990 chỉ có nhà máy bia lớn là nhà máy bia Hà Nội. Từ sau năm 1990 thì sản

xuất bia bắt đầu phát triển nhanh và mạnh. ngành bia Việt nam đã có những bước

nhảy vọt. Với cơ chế mới, ngành sản xuất và kinh doanh bia đã có nhiều những

thuận lợi và cơ hội phát triển. Hiện nay ngành sản xuất bia đã có một vị trí quan

trọng và đóng góp không nhỏ vào nền kinh tế quốc dân.

Về công nghệ sản xuất bia: Việt Nam đã có nhà máy sản xuất bia ở Hà Nội và

Sài Gòn từ hơn 100 năm nay. Kĩ thuật lạc hậu và trình độ công nghệ thấp đã duy

trì đến tận năm 1990. Từ khi áp dụng nền kinh tế thị trường, tính cạnh tranh tăng

5

lên, các nhà máy có công nghệ lạc hậu, máy móc cũ bắt buộc phải đổi mới công

nghệ và trang thiết bị kĩ thuật. Bắt đầu từ năm 1990 các nhà máy quốc doanh đã

được hiện đại hóa trang thiết bị nhằm tăng sản lượng, nâng cao chất lượng bia,

rút ngắn thời gian sản xuất. Các nhà máy thường nhập toàn bộ dây truyền sản

xuất của các nước tiên tiến hoặc nhập một phần dây truyền phần còn lại sử dụng

các trang thiết bị trong nước sản xuất.

Một số hãng bia nổi tiếng trên thế giới đã đầu tư vào Việt Nam như Carlsberg,

San Miguel, Heineken, Tiger. Các liên doanh này đã tạo một gương mặt mới cho

ngành bia Việt Nam. Để cạnh tranh trên thị trường tiềm tàng đòi hỏi các hãng

phải đầu tư công nghệ hiện đại. Điều này cũng thúc đẩy các công ty trong nước

phải có những điều chỉnh thích hợp trong môi trường cạnh tranh này.

TT Tên dự án Địa điểm Tổng vốn đầu tư

(1000USD)

1 Cty liên doanh rượu bia BGI Tiền Giang 4300

2 Cty liên doanh rượu bia BGI Đà Nẵng 23800

3 Nhà máy bia Việt Nam Tp. Hồ Chí Minh 49500

4 Nhà máy bia Đông Nam Á Hà Nội 20575

5 Cty bia Huế Huế 24308

6 Cty liên doanh San Miguel Nha Trang 33100

7 Nhà máy bia Tiger Tp. Hồ Chí Minh 34600

Sự bùng nổ về nhu cầu bia trên thị trường Việt Nam mới chỉ xảy ra khoảng hơn

10 năm trước đây. Sau năm 1991 hàng loạt các nhà máy mới, các liên doanh bia

đi vào hoạt động, lượng bia trên thị trường đã tăng lên mạnh mẽ. Nếu như năm

1990 cả nước mới sản xuất được 100 triệu lít thì đến năm 1994 đã sản xuất được

290 triệu lít. Các nhà máy đều không ngừng mở rộng tăng năng suất. Năm 2005

sản lượng bia của cả nước đạt khoảng 1.5 tỉ lít, và đến năm 2010 ước đạt 2.5 tỉ

lít.

6

Sản lượng bia qua các năm như sau:

Năm Sản lượng(triệu lít)

1987 84.5

1992 169

1997 667

2000 1000

2005 1500

2010(Dự đoán) 2500

Ngoài năng lực sản xuất trong nước, hàng năm nước ta còn nhập một lượng

đáng kể bia từ nước ngoài. Lượng bia nhập vào khoảng 20 - 25 triệu lít.

Loại bia chủ yếu bán ở thị trường Việt Nam là loại bia nhẹ với hàm lượng cồn

khoảng 4 - 5 độ.

Hiện nay ở Việt Nam có hai công ty bia lớn là Công ty bia Sài Gòn và công ty

bia Hà nội có sản lượng chiếm khoảng 50% lượng bia sản xuất trong nước. Riêng

Công ty bia Sài gòn, thường được gọi tắt là Sabeco, hiện chiếm lĩnh hơn 30% thị

trường bia ở Việt Nam. Chất lượng bia của hai công ty này cũng được đánh giá là

cao nhất. Bên cạnh đó còn một số công ty có tên tuổi khác như bia Việt Hà, bia

Huda Huế, bia Đại Việt...vv. Một số tỉnh thành phố đều có công ty bia như bia

NaDa ở Nam Định, bia Hải Phòng, bia Thanh Hóa...vv. Ngoài ra còn có hàng

chục các xưởng sản xuất bia quy mô nhỏ phục vụ nhu cầu bình dân ở địa

phương. Theo số liệu của Bộ Công nghiệp, cả nước hiện có trên 300 cơ sở sản

xuất bia với công suất thiết kế 1,7 tỷ lít/năm. Trong số các nhà máy bia hiện đang

hoạt động có 19 nhà máy đạt sản lượng sản xuất thực tế trên 20 triệu lít, 15 nhà

máy bia có công suất lớn hơn 15 triệu lít, còn lại phần lớn các cơ sở chỉ có năng

lực sản xuất dưới 1 triệu lít/năm.

Mức độ tiêu thụ bia của người Việt Nam tăng lên rất nhanh. Năm 1975, bình

quân đầu người là 0,41 lít/người; năm 1985 là 1,35 lít/người; năm 1994 là

4,72lít/người; hiện nay là 18 lít/người.

7

Dưới đây là kế hoạch phát triển ngành bia của Việt Nam trong những năm tới

- Không đầu tư nhà máy bia có công suất dưới 10 triệu lít/ năm

- Ngừng đầu tư nhà máy bia 100% vốn nước ngoài, cũng như liên doanh, tập

trung huy động hết công suất hiện có của các công ty bia nước ngoài đã đầu tư.

- Tập trung mở rộng, nâng cao chất lượng Bia trung ương (Hà nội, Sài Gòn) vì có

hiệu quả cao, nhằm đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu.

- Tập trung đầu tư chiều sâu nâng cao chất lượng các doanh nghiệp Bia quốc

doanh có thiết bị nhập ngoại.

Cũng trong khoảng một năm trở lại đây, lĩnh vực sản xuất bia đã có những

thay đổi mạnh mẽ với việc gia tăng năng lực sản xuất ở các nhà đầu tư hiện có và

sự có mặt của nhiều nhà đầu tư mới. Đáng chú ý nhất là các dự án nâng công suất

của hai Công ty nội địa là Tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Sài Gòn

(Sabeco) và Tổng công ty Bia-Rượu-Nước giải khát Hà Nội (Habeco). Với tổng

cộng xấp xỉ 50% thị phần bia cả nước (tính theo sản lượng), việc nâng công suất

của hai doanh nghiệp (DN) này chắc chắn sẽ khiến các nhà đầu tư khác phải tính

toán kỹ hơn chiến lược của mình. Với nhãn hiệu quen thuộc Bia Sài Gòn, 333,

Sabeco đang triển khai dự án đầu tư mới tăng thêm 200 triệu lít nữa vào năm

2008. Năm ngoái, Sabeco đã đạt sản lượng 460 triệu lít và con số này của năm

nay là khoảng 550 triệu lít. Với nhãn hiệu Bia Hà Nội, Habeco hiện có năng lực

sản xuất 150 triệu lít/năm (tại Hà Nội và Thanh Hóa) và dự án sản xuất bia ở

Vĩnh Phúc của Habeco (với công suất 100 triệu lít/năm) sẽ đi vào hoạt động từ

năm 2008 và được nâng lên 200 triệu lít/năm vào năm 2010.

Công ty Bia Huế cũng đang triển khai kế hoạch xây dựng nhà máy mới có

công suất 50 triệu lít/năm tại Khu công nghiệp Phú Bài (Huế) và Nhà máy liên

doanh bia Đông Hà-Huda với công suất 30 triệu lít/năm tại Quảng Trị.

Các nhà đầu tư nước ngoài (ĐTNN) cũng không đứng ngoài cuộc chơi đầy sôi

động này. Ngoài việc đang đưa thêm 2 nhãn bia mới dành cho phân khúc thị

trường cao cấp (ngoài các nhãn hiệu Heineken, Tiger, Bivina), Công ty Bia Việt

Nam vừa hoàn tất kế hoạch đầu tư thêm 39 triệu USD để nâng công suất từ 150

triệu lít/năm lên 230 triệu lít/năm cách đây một tháng. Công ty Bia Foster’s Đà

8

Nẵng đang đề nghị được điều chỉnh công suất từ 45 triệu lít/năm hiện nay lên

mức 85 triệu lít/năm; Công ty Bia San Miguel cũng nâng công suất từ 20 triệu

lít/năm lên 50 triệu lít/năm vào năm 2010. Liên doanh sản xuất bia giữa Công ty

cổ phần Sữa Việt Nam (Vinamilk) và SAB Miler với công suất 100 triệu lít/năm

tại Bình Dương đang được triển khai xây dựng...

Ngoài hình thức đầu tư 100% vốn nước ngoài hay hợp tác liên doanh, các

phương thức cho vay vốn, mua cổ phần của các nhà máy bia nội địa cũng đang

được các nhà ĐTNN quan tâm. Quỹ Carlberg đã có thỏa thuận cho Habeco vay

20 triệu USD để đầu tư xây dựng Nhà máy Bia Vĩnh Phúc và xa hơn có thể trở

thành cổ đông chiến lược của DN này khi Habeco tiến hành cổ phần hóa. Tập

đoàn Bia nổi tiếng Anheuser- Busch (Mỹ) cũng có kế hoạch trở thành các cổ

đông của Sabeco. Sự có mặt ồ ạt của các DN nước ngoài có tên tuổi cũng cho

thấy, bia đang là một lĩnh vực đầu tư rất hấp dẫn.

I.3. CHỌN LOẠI SẢN PHẨM VÀ ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY.

I.3.1. Chọn loại bia sản xuất.

Để sản phẩm sản xuất ra có thể tiêu thụ được đặc biệt là sản phẩm bia chai có

thể chiếm lĩnh được thị trường rộng thì sản phẩm bia phải có chất lượng cao đáp

ứng được yêu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng. Do đó em lựa chọn sản

xuất loại bia có chất lượng cao, thuộc loại bia vàng là loại bia đang rất được ưa

chuộng hiện nay.

Sản phẩm bia sản xuất ra phải đảm bảo đạt được các tiêu chuẩn sau:

* Các chỉ tiêu cảm quan:

- Độ bọt: Khi rót bia ra cốc, bia phải có bọt trắng mịn, từ đáy cốc luôn có các bọt

khí li ti nổi dần lên bề mặt. Chiều cao lớp bọt > 2cm, thời gian giữ bọt 5 – 15

phút.

- Mùi và vị: Bia phải có độ đắng đặc trưng và hương thơm dịu nhẹ của hoa

Houblon, không quá nhạt, không có mùi vị lạ.

- Màu sắc và độ trong: Bia phải có màu vàng rơm sáng óng ánh, trong suốt,

không được có cặn hay vẩn đục.

9

* Các chỉ tiêu hoá học:

- Độ cồn: 4,6 ± 0,2

- Hàm lượng đường sót: 1 – 2%

- Hàm lượng CO2: 4,5 – 5 g/l

- Hàm lượng diacetyl: ≤ 0,2 mg/l

- Chất khoáng: 0,14 – 0,38%

- Đạm tổng: 3,5 – 5 g/l

- Este: 15 – 50 mg/l

- Aldehyt: 10 – 15 mg/l

I.3.2. Chọn địa điểm xây dựng nhà máy

Địa điểm được lựa chọn cần đáp ứng được yêu cầu sau:

Phù hợp với qui hoạch chung của tỉnh, thành phố.

Gần nguồn cung cấp nguyên liệu và nhiên liệu.

Thuận tiện về mặt giao thông.

Gần nguồn cung cấp nước , hệ thống thoát nước hợp lý để không ảnh

hưởng đến môi trường, đến sức khỏe của người dân trong vùng.

Gần nơi đông dân cư để có nguồn cung cấp nhân lực dồi dào, và là thị

trường tiêu thụ sản phẩm của công ty.

Địa hình bằng phẳng, địa chất ổn định, có đất dự trữ cho mở rộng sản

xuất.

Từ những lý do trên, và sự khảo sát của bản thân em chọn khu công nghiệp Phú

Thị, Gia Lâm, Hà Nội làm địa điểm đặt nhà máy. Địa điểm này đáp ứng đầy đủ

những tiêu chuẩn nêu trên đồng thời có những lợi thế riêng của mình.

a. Giao thông

Khu công nghiệp Phú Thị thuộc huyện Gia Lâm, nằm ở khu vực giao nhau

giữa 3 tỉnh, thành phố là Hà Nội, Hưng Yên, Bắc Ninh. Khu vực này nằm sát

Quốc lộ 5 từ Hà Nội đi Hải Phòng, Quốc lộ 182 từ Hà Nội đi Quảng Ninh. Cách

khu công nghiệp 5 km là đường cao tốc 1B Hà Nội- Lạng Sơn, có thể đi vào nội

thành theo ba con đường là Cầu Chương Dương, cầu Thanh Trì, cầu Vĩnh

Tuy(sắp hoàn thành). Với mạng lưới giao thông như vậy nhà máy có điều kiện

10

thuận lợi về thu mua, vận chuyển nguyên nhiên liệu cũng như vận chuyển sản

phẩm đi tiêu thụ.

b. Nguồn cung cấp nguyên nhiên liệu

Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa Houblon phải nhập từ

nước ngoài. Với Malt đại mạch, nhà máy có thể mua của công ty nhập khẩu malt

ở Từ Sơn. Hoa Houblon được nhập từ Pháp, Đức.... bằng đường thủy, từ Quảng

Ninh hay Hải Phòng theo đường quốc lộ về nhà máy rất thuận lợi và dễ dàng.

Nguyên liệu thay thế được sử dụng là gạo thu mua ngay trong tỉnh Bắc Ninh

và Hưng Yên. Đây là hai tỉnh thuộc đồng bằng sông Hồng, nông nghiệp phát

triển mạnh, nguồn cung cấp gạo rất dồi dào với giá thành rẻ.

c. Thị trường tiêu thụ

Nằm ở khu vực giao nhau giữa ba tỉnh, nhà máy có thị trường tiêu thụ rộng lớn.

Đối với Gia Lâm thì đây là huyện đang được thành phố Hà Nội đầu tư mạnh,

hàng loạt các khu công nghiệp đang mọc lên kéo theo nguồn dân cư đáng kể ở

các nơi khác đến làm việc và sinh sống từ đó kéo theo nhu cầu tăng. Bên cạnh

đó, Bắc Ninh và Hưng Yên là thị trường đầy hứa hẹn. Hai tỉnh này có dân cư tập

trung đông và hiện nay đang có những bước chuyển mình mạnh mẽ về kinh tế, từ

đó làm mức sống của người dân tăng lên, nhu cầu về sản phẩm bia cũng tăng lên

nhanh chóng. Mặt khác, trong hai tỉnh này chưa có tỉnh nào có nhà máy bia lớn,

các công ty bia lớn của cả nước chưa tập trung nhiều vào hai tỉnh này. Với mức

độ cạnh tranh chưa lớn, đây là điều kiện thuận lợi để nhà máy mới có thể tồn tại

và phát triển nhanh chóng.

Cũng cần phải nói thêm, các tỉnh thành lân cận cũng là một thị trường đầy hứa

hẹn. Quảng Ninh, Hải Dương, Hải Phòng đều là các thị trường rộng lớn. Đây là

những khu vực chưa chịu sự cạnh tranh mạnh mẽ của các công ty lớn, vì vậy nếu

có những bước đi đúng đắn thì nhà máy có thể có chỗ đứng quan trọng trong các

tỉnh này. Với việc mở rộng thị trường ra các tỉnh này ta có thể nghĩ đến chuyện

xuất khẩu sản phẩm của mình đi quốc tế.

11

d. Nguồn cung cấp điện, nhiệt, lạnh

Nguồn điện: Sử dụng điện lưới của mạng lưới điện quốc gia chạy qua khu

vực. Mạng lưới điện này cung cấp 24/24 giờ trong ngày, nhưng để đề phòng sự

cố mạng lưới, nhà máy bố trí một trạm biến thế và sử dụng thêm máy phát điện

dự phòng tránh bị gián đoạn sản xuất khi có sự cố.

Nguồn nước: nước được lấy từ hệ thống giếng khoan. Trong nhà máy nước

được dùng vào các mục đích khác nhau: xử lý nguyên liệu, nước nấu nguyên

liệu, nước rửa chai, nước vệ sinh thiết bị, vệ sinh nhà máy... Nước nấu bia cần

đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu cho công nghệ sản xuất bia. Do đó nước phải đi qua

một hệ thống xử lý đúng kỹ thuật trước khi cấp cho sản xuất.

Nhiệt sử dụng trong nhà máy được cung cấp từ lò hơi chạy bằng nguyên liệu

than. Than được mua từ Quảng Ninh, đây là nguồn cung cấp rất dồi dào và quá

trình vận chuyển rất thuận lợi.

Tác nhân cấp lạnh được sử dụng là glycol, đây là tác nhân được sử dụng rộng

rãi trong công nghiệp sản xuất bia hiện nay. Tác nhân làm lạnh CO2 là khí Freon

R22.

e. Nguồn lao động, nhân lực

Nhà máy được đặt ở ngoại thành Hà Nội, cách Nội thành khoảng 15km nên

việc thu hút nhân lực trình độ cao sẽ không gặp nhiều khó khăn, hơn nữa tỉnh

Bắc Ninh là tỉnh có trình độ dân trí khá cao, là nơi cung cấp nhiều lao động có

trình độ.

12

PHẦN II : CHỌN PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT VÀ THUYẾT MINH

DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT.

II.1. Nguyên liệu để sản xuất bia

Nguyên liệu chính dùng cho sản xuất bia là Malt đại mạch, hoa Houblon và

nước. Malt đại mạch là nguồn cung cấp chất hòa tan, hệ enzym quan trọng, có tác

dụng lớn trong quá trình lọc dịch đường. Hoa houblon tạo nên hương thơm và vị

đắng đặc trưng mà chỉ sản phẩm bia mới có. Nước chiếm phần lớn trong bia vì

vậy nước là thành phần ảnh hưởng đến chất lượng bia rất lớn.

Để hạ giá thành sản phẩm thì ta dùng nguyên liệu thay thế một phần Malt đại

mạch. Với điều kiện Việt Nam thì gạo là một nguyên liệu thay thế rất tốt trong

sản xuất bia. Lượng gạo thay thế là 25% là hoàn toàn có thể sản xuất được bia

chất lượng khá tốt, có thể xuất khẩu được.

II.1.1. Malt đại mạch

Malt đại mạch là nguyên liệu chính số một dùng để sản xuất bia. Khoảng 1/3

đại mạch trên thế giới được trồng để sản xuất bia. Đại mạch thuộc họ Hordeum

Sativum, có một số ít thuộc họ H.Muvirum, H.Jubatum. Đại mạch thường được

gieo trồng vào mùa đông hay mùa xuân, được trồng nhiều ở Nga, Mỹ, Canada,

Pháp, Nga…

Đại mạch có giống hai hàng và đại mạch đa hàng, trong đại mạch đa hàng

lại gồm có đại mạch 4 hàng và đại mạch 6 hàng. Tuy nhiên chỉ có đại mạch hai

hàng được dùng trong sản xuất bia. Còn đại mạch đa hàng chỉ dùng trong chăn

nuôi và các mục đích khác.

Malt đại mạch là sản phẩm được chế biến từ hạt đại mạch, sau khi cho nảy

mầm và sấy đến độ ẩm nhất định với những điều kiện bắt buộc.

Malt đại mạch gồm các thành phần chính sau:

Nước

Gluxit: Gồm nhiều thành phần nhưng chủ yếu là các thành phần sau

Tinh bột: Có chủ yếu trong nội nhũ của hạt, là nguồn thức ăn dự trữ

cho phôi và cung cấp chất hòa tan cho dịch đường

13

Xelluloza: ph©n bè ë líp vá, lµ vËt liÖu quan träng

trong qu¸ tr×nh läc dÞch ®êng .

Hemixelluloza: Díi t¸c dông cña enzym sÏ t¹o thµnh

hexoza vµ pentoza lµ nguån cung cÊp dinh dìng quan

träng cho nÊm men .

Hîp chÊt chøa Nit¬: Quan träng nhÊt lµ çc hîp chÊt

cao ph©n tö gäi lµ protit. Hµm lîng cña chóng ¶nh h-

ëng ®Õn chÊt lîng bia. NÕu hµm lîng cao qu¸ bia dÔ

bÞ ®ôc, nÕu thÊp qu¸ th× bia kÐm bät, vÞ kÐm ®Ëm

®µ .

Çc hîp chÊt kh«ng chøa Nit¬: Gåm cã Polyphenol,

chÊt ®¾ng, fitin, vitamin, chÊt kho¸ng. Polyphenol cã

kh¶ n¨ng kÕt hîp dÔ dµng víi protit t¹o thµnh phøc

chÊt dÔ kÕt l¾ng nªn lo¹i bá ®îc protit,lµm t¨ng ®é

bÒn keo cña bia.

ChÊt bÐo : lµ chÊt dinh dìng nu«i mÇm, chóng lµm

gi¶m ®é bÒn keo cña s¶n phÈm .

HÖ enzym : Gåm rÊt nhiÒu lo¹i, song chñ yÕu lµ

Proteaza vµ Amyaza.

Trong h¹t ®¹i m¹ch kh«, hÖ enzym ë tr¹ng th¸i liªn kÕt.

Qu¸ tr×nh quan träng nhÊt mµ qua ®ã h¹t ®¹i m¹ch trë thµnh

malt lµ sù n¶y mÇm. B»ng çch t¹o ®iÒu kiÖn thÝch hîp vÒ ®é

Èm, nhiÖt ®é vµ ®é tho¸ng khÝ cho h¹t, khi ®ã ph«i cña h¹t sÏ

n¶y ph¸t triÓn t¹o ra c©y non. Lóc nµy hÖ enzym cã trong h¹t sÏ

®¬c gi¶i phãng khái tr¹ng th¸i liªn kÕt chuyÓn thµnh tr¹ng th¸i

tù do. HÖ enzym sÏ b¾t ®Çu ph©n c¾t çc hîp chÊt cao ph©n

tö trong néi nhò cña h¹t thµnh çc s¶n phÈm thÊp ph©n tö ®Ó

nu«i ph«i: Amylaza ph©n c¾t tinh bét thµnh glucoza, maltoza,

vµ dextrin, proteaza thñy ph©n protein thµnh axit amin,

peptid…vv. §Õn mét thêi ®iÓm nµo ®ã khi mµ khèi lîng vµ ho¹t

14

lùc cña c¸c enzym ®¹t ®Õn gi¸ trÞ tèi ®a, ngêi ta tiÕn hµnh sÊy

malt t¬i ®Ó ®×nh chØ sù sèng cña mÇm mµ kh«ng lµm ¶nh h-

ëng tíi hÖ enzym. Nh vËy malt ®¹i m¹ch lµ mét lo¹i b¸n thµnh

phÈm rÊt giµu dinh dìng nh c¸c ®êng ®¬n gi¶n dextrin bËc

thÊp, axit amin, vitamin, chÊt kho¸ng, vµ ®Æc biÖt lµ hÖ enzym

phong phó. Malt ®¹i m¹ch lµ nguyªn liÖu chÝnh ®Ó s¶n xuÊt

bia.

Tiêu chuẩn Malt đại mạch dùng cho sản xuất của nhà máy bia:

Chỉ tiêu cơ học và lý học

Trạng thái: Hạt mảy đồng đều, bóng mượt và xốp

Màu hạt: Vàng sáng đồng đều

Mùi vị: thơm đặc trưng, ngọt nhẹ

Tạp chất(%khối lượng) < 0.1

Hạt gãy(%khối lượng) < 0.5

Hạt xẩm màu hai đầu(%khối lượng) < 0.01

Dung trọng(g/l) 560

Trọng lượng 1000(g) : 36

Chỉ tiêu hóa học

Độ hòa tan tuyệt đối(%) 75

Độ ẩm(% khối lượng) 5.5

Thời gian đường hóa: 15 phút

Năng lực đường hóa tuyệt đối(W/K) > 260

Độ chua của dịch thủy phân khi xác định độ hòa tan(ml NaOH

0.1N/ 10 ml dịch) : 0.8- 1.2

Hàm lượng chất đạm toàn phần, tuyệt đối(%): 9-11

Bao bì

Lớp trong làm bằng PE

Lớp ngoài làm bằng gai hoặc bằng PP(khâu kín bằng máy)

15

Bao bì còn nguyên vẹn, khô ráo sạch sẽ

Điều kiện bảo quản và kiểm tra

Bảo quản kho sạch sẽ, thoáng mát, cao ráo, có lưới chống chuột

Nhập hàng theo lô có mã hiệu, hàng nhập trước sử dụng trước,

hàng nhập sau sử dụng sau.

Định kì kiểm tra 1tháng/1lần

Thời gian lưu kho không quá 180 ngày kể từ ngày nhập nguyên

liệu vào kho.

TT Thành phần hoá học của malt % chất khô

1 Tinh bột 58 – 65

2 Đường khử 4

3 Saccarose 5

4 Pentose 1

5 Nitơ formol 0,7 – 1

6 Chất khoáng 2,5

7 Pentozan không hoà tan và Hexozan 9

8 Cellulose 6

9 Các chất chứa nitơ 10

10 Các chất chứa nitơ không đông tụ 2,5

11 Chất béo 2,5

II.1.2. Gạo

Gạo là nguyên liệu dạng hạt được dùng để thay thế một phần malt nhằm mục

đích giảm giá thành sản phẩm

So với các nguyên liệu thay thế khác gạo được sử dụng nhiều hơn cả bởi chúng

có hàm lượng tinh bột cao, khoảng 75%, lượng Protein ở mức vừa phải, khoảng

8%. Gạo lại là loại lương thực rất phổ biến, giá thành thấp. Đặc biệt ở Việt Nam,

nguồn cung cấp gạo rất dồi dào.

16

Phụ thuộc vào mức độ chứa đầy protein của tế bào, mức độ liên kết của protein

với các hạt tinh bột, cũng như kích thước và hình dạng hạt tinh bột mà nội nhũ

của gạo có thể là trắng trong hay trắng đục hoặc trắng trong từng phần. hạt trắng

trong khác hạt trắng đục bởi hàm lượng protein cao hơn, hạt chắc và cứng hơn.

Để thay thế malt đại mạch ta nên chọn loại gạo có độ trắng đục cao hơn.

Không sử dụng gạo mới thu hoạch để sản xuất. Gạo mới thu hoạch khi hồ hóa

dịch sẽ có độ nhớt cao gây khó khăn cho việc đường hóa và lọc dịch đường sau

này. Gạo mới thu hoạch phải được bảo quản ít nhất 1 tháng mới được sử dụng.

Tiêu chuẩn đối với gạo sử dụng trong sản xuất của nhà máy bia.

Tiêu chuẩn cảm quan

mùi vị: Không có mùi lạ, không có vị đắng

Hình thái: trắng đục, nhẵn bóng, hạt đều, không mối mọt, không vón

cục, không mốc

Thóc lẫn(% khối lượng) 4.0

Tỉ lệ gạo, cám lật(% khối lượng) 6.5

Tiêu chuẩn hóa học

Độ ẩm(% khối lượng) 14

Gạo đóng vào bao tải hoặc bao PP khô, sạch, khâu kín. Không vận chuyển gạo

cùng các loại hóa chất khác. Kho chứa gạo đảm bảo khô ráo thoáng mát, không

bị chuột phá, bị mối mọt xâm nhập. Thời gian lưu kho không quá 90 ngày từ

ngày nhập nguyên liệu vào kho.

Thành phần % chất khôTinh bột 75Protein 6 – 8Chất béo 1 – 1,5Cellulose 0,5 – 0,8Chất khoáng 1 – 1,2

II.1.3 Hoa Houblon

17

Lµ nguyªn liÖu chÝnh trong s¶n xuÊt bia, lµm cho bia cã vÞ

®¾ng dÞu, h¬ng th¬m ®Æc trng, t¨ng kh¶ n¨ng gi÷ bät, t¨ng

®é bÒn keo vµ b¶o qu¶n bia.

Trong c«ng nghÖ s¶n xuÊt bia, ngêi ta chØ sö dông hoa çi

cha thô phÊn. Trong çnh hoa vµ nhÞ hoa cã chøa çc h¹t lupulin

lµ nguån gèc chÝnh sinh ra chÊt ®¾ng vµ tinh dÇu th¬m cña

hoa houblon .

Trong thµnh phÇn cña hoa houblon th× quan träng nhÊt lµ

chÊt ®¾ng, tinh dÇu th¬m vµ Polyphenol.

Vai trß cña chÊt ®¾ng trong c«ng nghÖ s¶n xuÊt bia lµ rÊt

lín. Tríc hÕt chóng t¹o cho bia cã vÞ ®¾ng dÞu lµ mét ®Æc tÝnh

c¶m quan rÊt ®Æc biÖt cña bia. Khi hßa tan vµo dÞch ®êng, çc

chÊt ®¾ng lµ nh÷ng chÊt cã ho¹t tÝnh sinh häc cao, t¹o søc

c¨ng bÒ mÆt gióp cho bia cã kh¶ n¨ng gi÷ bät rÊt l©u. MÆt

kh¸c, çc chÊt ®¾ng cßn cã kh¶ n¨ng øc chÕ sù ph¸t triÓn cña

vi sinh vËt, tøc lµ b¶o vÖ chÊt lîng cña bia æn ®Þnh kh«ng bÞ vi

sinh vËt t¸c ®éng hay cßn gäi lµ lµm t¨ng ®é bÒn sinh häc cña

bia. ChÊt ®¾ng trong hoa Houblon gåm Axit ®¾ng lµ hîp chÊt

cã cÊu tróc tinh thÓ vµ nhùa ®¾ng lµ hîp chÊt v« ®Þnh h×nh.

Tinh dÇu th¬m cña hoa houblon hßa tan vµo dÞch ®êng, tån

t¹i trong bia vµ t¹o cho bia mét mïi th¬m ®Æc trng, nhÑ nhµng

vµ dÔ chÞu. Tinh dÇu th¬m bay h¬i kh¸ nhanh ë nhiÖt ®é th-

êng. Tinh dÇu th¬m cã thµnh phÇn hãa häc rÊt phøc t¹p, gåm

rÊt nhiÒu çc hîp chÊt, trong ®ã phÇn lín lµ terpen, rîu, xeton,

aldehid, este vµ axit.

Polyphenol: TÝnh chÊt ®Æc biÖt cña hîp chÊt nµy lµ kh¶

n¨ng dÔ dµng kÕt hîp víi çc protein cao ph©n tö ®Ó t¹o ra

phøc chÊt kh«ng hßa tan, do vËy chóng ®îc dïng ®Ó lµm kÕt

l¾ng vµ lo¹i bá çc hîp chÊt protid cao ph©n tö, lµ nguyªn nh©n

18

g©y ®ôc bia, ra khái dÞch ®êng, æn ®Þnh thµnh phÇn vµ t¨ng

®é bÒn keo cña bia.

Hoa houblon cã thÓ sö dông çnh hoa, hoa viªn, hoÆc cao

hoa.

Hoa çnh: Lµ hoa houblon sau khi thu ho¹ch ®îc sÊy kh«. Sö

dông hoa nguyªn çnh cã thÓ b¶o toµn chÊt lîng, tuy nhiªn ph¶i

tèn diÖn tÝch chøa vµ b¶o qu¶n, hiÖu qu¶ sö dông thÊp.

Hoa viªn: Lµ çnh hoa vµ lupulin ®îc nghiÒn thµnh bét vµ

Ðp thµnh d¹ng viªn.

Cao hoa: Lµ s¶n phÈm ®îc chiÕt ly b»ng çc dung m«i h÷u

c¬. ChÕ phÈm nµy kh«ng chøa tinh dÇu th¬m, chñ yÕu lµ chÊt

®¾ng.

Çc chÕ phÈm tuy chÊt lîng kh«ng b»ng hoa çnh, nhng chóng

cã nh÷ng u ®iÓm h¬n h¼n hoa çnh:

DÔ dµng b¶o qu¶n vµ vËn chuyÓn, gi¶m ®îc hao phÝ chÊt

®¾ng trong thêi gian b¶o qu¶n.

T¨ng hÖ sè sö dông chÊt ®¾ng vµ çc chÊt kh¸c

Cã thÓ ®iÒu chØnh liÒu lîng b»ng viÖc c©n ®o sè lîng mét

çch chÝnh x¸c.

Gi¶m bít thiÕt bÞ läc b· hoa.

Víi nh÷ng u ®iÓm cña m×nh, çc chÕ phÈm ngµy cµng ®îc sö

dông réng r·i.

Tiêu chuẩn đối với cao hoa sử dụng trong sản xuất của nhà máy:

Chỉ tiêu cảm quan

Cao hoa có dạng keo, màu vàng hổ phách

Mùi thơm đặc biệt, dễ bay hơi, dễ nhận mùi

Vị đắng rõ rệt


Hàm lượng - axit đắng: 30%

19

Tan hết và có thể tạo kết tủa lắng nhanh khi đun sôi với nước. Hoa

thơm rõ rệt, vị đắng dịu.

Hoa cao đóng trong các hộp kín, chắc chắn dễ mở, bao bì không làm ảnh hưởng

đến chất lượng sản phẩm. Bảo quản hoa cao trong kho lạnh ở nhiệt độ 5-10 oC.

Tiêu chuẩn hoa viên sử dụng trong sản xuất của nhà máy.

Chỉ tiêu cảm quan

Hoa viên có màu xanh lá mạ, hơi vàng

Mùi thơm đặc biệt, dễ bay hơi, dễ nhận mùi, vị đắng dịu.

Hình dạng: viên đùn, không vỡ vụn


Loại viên 90 có hàm lượng - axit đắng là 5%, loại viên 45 có hàm

lượng - axit đắng 8%

có khả năng tạo kết tủa lắng nhanh khi đun sôi với nước nha, làm

trong nước nha, tạo mùi hoa thơm rõ rệt, vị đắng dịu

Hoa viên được đóng bao bì bền chắc, dễ mở, bao bì không làm ảnh hưởng đến

chất lượng hoa.

STT Thành phần % chất khô1 Độ ẩm 11 – 132 Chất đắng 15 – 213 Polyphenol 2,5 – 64 Tinh dầu thơm 0,3 – 15 Cellulose 12 – 146 Chất khoáng 5 – 87 Protein 15 – 218 Các hợp chất khác 26 – 28

II.1.4 Nước

Trong quá trình sản xuất bia, nước được sử dụng rộng rãi trong mọi khâu, từ

các công đoạn chính như nấu, lọc ... đến các khâu vệ sinh. Trong thành phần bia,

nước cũng chiếm một lượng lớn (80 – 90%), góp phần hình thành nên hương vị

của bia. Bởi vậy, nước dùng trong sản xuất bia phải có chất lượng tốt, đáp ứng

được các chỉ tiêu quan trọng

20

Ở nhà máy bia nước sử dụng để nấu bia phải đạt tiêu chuẩn sau:

Không màu, không mùi, không vị

Độ đục NTV 0,7

pH : 6,5- 7,5

Kiềm tổng (oF) 2

Độ cứng tổng(oF) 2

Hàm lượng Ca2+(mg/l): 30-60

Hàm lượng Mg2+(mg/l) < 20

Hàm lượng Na+(mg/l): 23-28

Hàm lượng K+(mg/l) 4

Hàm lượng NH +(mg/l) 0.5

hàm lượng Fe(mg/l) 0,05

hàm lượng Mn(mg/l) 0,05

hàm lượng muối(quy về mg/l NaCl) 20

hàm lượng Cl2 dư(mg/l): 0 mg/l

Hàm lượng NO (mg/l) 15

Hàm lượng NO mg/l) 0,1

Hàm lượng SO mg/l) 3

Al(mg/l): 0

Hàm lượng kim loại nặng: Theo quy định của Bộ Y tế

Vi sinh vật: Theo quy định của Bộ Y tế

Nước sử dụng của nhà máy được lấy từ nước ngầm, qua một hệ thống xử lý

nước để đạt đến tiêu chuẩn.

II.1.5. Các nguyên vật liệu, hóa chất phụ trợ

Các hóa chất được sử dụng phải đảm bảo tiêu chuẩn dùng cho thực phẩm, phải

có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng. Bảo quản ở nơi khô ráo thoáng mát, tránh ánh

nắng mặt trời. Nhà máy bia Á châu sử dụng các hóa chất sau

Nhóm hóa chất sử dụng trong quá trình nấu: axit lactic,

4243 ,, CaSOCaClPOH , enzym Termamyl, enzym

Cereflo, Hexa

21

Nhóm hóa chất rửa thiết bị: NaOH 2%, P3 trimeta 2%, Oxonia 3%.

Nhóm hóa chất dùng trong lọc bia: Bột Diatomit, Vicant...

Nhóm hóa chất dùng để xử lý nước: NaCl, NaOH, HCl

II.2. CHỌN DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

II.2.1. Nghiền nguyên liệu

Nghiền malt: Về cấu tạo hạt malt có 2 phần chính là vỏ và nội nhũ. Để đảm

bảo quá trình đường hóa đạt hiệu quả cao thì phần nội nhũ malt phải được nghiền

càng nhỏ càng tốt. Nhưng lớp vỏ trấu không mang thành phần chất chiết cần thiết

của dịch đường nếu nghiền nhỏ sẽ làm dịch đường đắng chát gây ảnh hưởng âm

tính đến tính chất cảm quan của bia thành phẩm, hơn nữa lớp vỏ trấu lại đóng vai

trò tạo lớp màng lọc tích cực trong quá trình lọc dịch đường do đó chỉ nên nghiền

thô malt. Thực tế không có phương án nào thoả mãn tối ưu cho các yêu cầu nêu

trên mà để đảm bảo công nghệ sản xuất ra bia thành phẩm đạt chất lượng cao

người ta chọn giải pháp nghiền thô malt bằng máy nghiền trục.

Có 3 phương pháp nghiền malt thường được dùng là: nghiền khô, nghiền ẩm và

nghiền ướt.

Nghiền khô: có ưu điểm là cấu tạo thiết bị đơn giản vận hành dễ dàng, có thể

nghiền trước một ngày trước khi nấu, có thể nghiền malt có độ nhuyễn kém

nhưng có nhược điểm là vỏ trấu thường bị nát làm dịch đường đắng chát, quá

trình lọc khó khăn.

Nghiền ẩm: các thiết bị sử dụng cũng chỉ yêu cầu như nghiền khô, có thể khắc

phục được một phần hiện tượng nát vỏ trấu.

Nghiền ướt: yêu cầu thiết bị chịu ăn mòn, thiết bị có kích thước lớn, vận hành

nghiêm ngặt, nghiền xong phải nấu ngay nhưng có ưu điểm nổi trội là bảo toàn

được lớp vỏ trấu trong quá trình nghiền do đó dịch đường thu được có chất lượng

cao, quá trình lọc thuận lợi.

Căn cứ vào ưu nhược điểm của các phương pháp em chọn phương pháp nghiền

malt là nghiền ướt bằng máy nghiền trục.

22

Nghiền gạo: Để đạt được hiệu quả hồ hoá và đường hoá cao yêu cầu gạo phải

được nghiền thật mịn do đó giải pháp nghiền gạo bằng máy nghiền búa là

phương pháp đơn giản mà đạt được hiệu quả cao.

II.2.2. Phương pháp hồ hóa

Hồ hóa là quá trình nấu chín nguyên liệu tinh bột trong gạo nhằm tạo thuận lợi

cho quá trình đường hóa sau này. Trong quá trình hồ hóa, cấu trúc cứng của các

hạt tinh bột bị phá vỡ và bị phân cắt một phần dưới tác dụng của malt lót và

enzym bổ sung. Enzym bổ sung là chế phẩm Termamyl của hãng NoVo, Đan

Mạch. Enzym này được sử dụng rất phổ biến trong công nghệ sản xuất bia ở Việt

nam hiện nay. Ngoài ra còn bổ sung một số hóa chất khác.

II.2.2. Phương pháp đường hóa.

Mục đích của quá trình đường hoá nguyên liệu là thuỷ phân các hợp chất cao

phân tử thành các hợp chất thấp phân tử dể hoà tan tạo thành chất chiết của dịch

đường. Sản phẩm của quá trình đường hóa rất đa dạng, nhưng chủ yếu là đường

và dextrin nên gọi là quá trình đường hóa.

Có hai phương pháp đường hóa là: phương pháp đường hóa toàn khối(tăng dần

hoặc giảm dần nhiệt độ) và phương pháp nấu từng phần. Cả hai phương pháp đều

có khả năng nâng cao được hiệu suất đường hóa bằng các biện pháp:

Hạ pH

Làm mềm nước

Bổ sung chế phẩm enzym

Phương pháp đường hóa toàn khối có thao tác đơn giản, thời gian ngắn. tuy

nhiên tinh bột không thủy phân được triệt để, làm giảm hiệu suất đường hóa.

Phương pháp đường hóa phân đoạn có thao tác phức tạp hơn, thời gian kéo dài.

Với phương pháp này thì tinh bột thủy phân triệt để hơn, từ đó làm tăng hiệu suất

đường hóa. Phương pháp đường hóa phân đoạn có ba cách:

Phương án tam phân đoạn: Dịch trước đường hóa được thủy phân lần lượt

từng phần,mỗi phần là 1/3 lượng dịch.

Phương án nhị phân đoạn: Thao tác như tam phân đoạn, nhưng chỉ chia

lượng dịch làm hai, và đường hóa từng phần một.

23

Phương án nhất phân đoạn: toàn bộ dịch trước đường hóa được bơm sang

nồi đường hóa, sau khi nâng nhiệt độ lên các mức người ta lấy phần dịch

lỏng, phần cháo đặc được đun sôi, sau đó lại bơm phần cháo đặc sang nồi

phối trộn chứa lượng dịch lỏng và lại tiến hành nâng lên các mức nhiệt độ.

Đường hóa theo phương pháp toàn khối có chế độ công nghệ đơn giản cho nên

dễ cơ giới hóa và tự động hóa các quá trình sản xuất. Chính vì vậy em chọn

phương pháp đường hóa là phương pháp đường hóa toàn khối.

II.2.3. Phương pháp lọc bã malt.

Để tách bã malt và làm trong dịch đường thì các giải pháp thường được đặt

ra là phân ly và lọc, tuy nhiên do lọc có ưu điểm là khả năng tách loại cặn tốt

hơn, chế tạo và vận hành thiết bị đơn giản hơn nên hiện nay hầu hết các nhà máy

bia đều sử dụng phương pháp lọc để làm trong dịch đường. Thiết bị lọc dịch

đường thường được sử dụng là máy lọc khung bản và thùng lọc đáy bằng.

Máy lọc khung bản có ưu điểm là thiết bị có kích thước nhỏ gọn hơn thùng

lọc đáy bằng, lọc nhanh tốn ít nước rửa bã, nhưng thiết bị không kín nên dịch

đường bị oxy hoá nhiều, tốn nhiều lao động thủ công để vận hành, vệ sinh và bảo

dưỡng cũng tốn công hơn. Thùng lọc đáy bằng chiếm diện tích lớn, lọc chậm

nhưng năng suất lọc vẫn lớn hơn máy lọc khung bản. Thùng lọc đáy bằng có kết

cấu cơ giới tự động nên vận hành đơn giản, bảo ôn tốt, thùng kín nên dịch đường

ít bị oxy hoá hơn. Căn cứ vào những điều trên em chọn sử dụng thùng lọc đáy

bằng để lọc dịch đường. Thùng lọc đáy bằng có đáy giả cách đáy thật khoảng

2cm, có hệ thống cào bã để nhanh chóng tạo và tạo lại lớp lọc, tạo không gian

gom dịch đường. Phía dưới thùng cần có hệ thống ống gom dịch, bên cạnh đó

còn cần thiết bị ổn định lưu lượng dịch trước bơm, đường ống dẫn dịch ra cần

thiết kế đoạn vồng lên để tránh tạo áp suất chân không làm bít lỗ lọc, đồng thời

tách đi một phần cặn lắng của dịch lọc. Cần thiết kế cả đường ống để thông áp và

hồi lưu dịch lọc còn đục.

II.2.4. Houblon hóa.

Nấu hoa nhằm mục đích bất hoạt hệ enzyme của malt đồng thời cũng là một

công đoạn để diệt vi sinh vật còn tồn tại trong dịch đường nhằm đảm bảo quá

24

trình lên men sau này ổn định, đảm bảo chất lượng của bia thành phẩm. Bên cạnh

đó quá trình này cũng trích ly các chất có lợi của hoa vào dịch đường: chất đắng

trong hoa houblon vào dịch đường, thành phần này tạo vị đắng dịu đặc trưng cho

bia đồng thời cũng kìm hãm các vi sinh vật gây đục cho bia thành phẩm; các chất

tanin làm kết tủa đạm cao phân tử tạo màng kéo theo các phần tử dễ kết lắng

trong dịch đường; tinh dầu thơm tạo hương cho bia thành phẩm... Ngoài ra trong

quá trình này còn diễn ra nhiều phản ứng phụ khác như: phản ứng melanoid,

phản ứng caramel hoá... Để đảm bảo cấp nhiệt cho quá trình sôi mãnh liệt của

dịch cần thiết kế cả hệ thống ống chùm gia nhiệt trung tâm đồng thời với vỏ áo

hơi.

Kỹ thuật nấu bổ sung hoa 3 lần để đạt hiệu suất trích ly cao:

Phần 1: Bổ sung cao hoa khi dịch sôi khoảng 15 phút. Phần cao hoa này có

hàm lượng axít đắng và tanin cao nhằm tạo vị đắng, kết tủa các đạm cao phân

tử trong dịch đường.

Phần 2: Bổ sung 1/2 lượng hoa viên khi dịch sôi được khoảng 60 phút.

Phần 3: Bổ sung 1/2 lượng hoa viên trước khi đưa sang nồi lắng xoáy 10

phút.

Phần hoa viên có hàm lượng axít đắng thấp hơn cao hoa mà chủ yếu để cung cấp

tinh dầu thơm tạo hương cho bia.

II.2.5. Phương pháp lắng trong và làm lạnh dịch đường

Sau quá trình nấu hoa, dịch đường có rất nhiều cặn lơ lửng, cặn này gây ảnh

hưởng không tốt đến quá trình lên men và tạo sản phẩm, cần phải tách cặn và làm

nguội dịch đường đến nhiệt độ lên men.

Đây là giai đoạn dễ nhiễm tạp nhất đặc biệt là nhiễm các loại vi khuẩn chịu

nhiệt có thể gây cho bia thành phẩm có mùi vị lạ do đó cần thiết kế các thiết bị để

đảm bảo tránh nhiễm tạp cho bia.

Để làm trong dịch đường có thể sử dụng các thiết bị: thùng thấp hở, thùng kín

lọc ly tâm, máy lọc tấm, lắng xoáy. Ở đây em chọn thiết bị lắng xoáy để làm

trong dịch đường. Thiết bị lắng xoáy có cấu tạo đơn giản, vận hành dễ dàng, dựa

vào lực ly tâm và trọng lực nên có thể đạt hiệu quả cao trong việc phân ly bã hoa

25

và các cặn lắng khác ra khỏi dịch đường. Để tránh nhiễm tạp trong khi lắng xoáy

thì ống hơi ở thùng lắng xoáy thiết kế có đường kính bằng khoảng 1/10 đường

kính thùng để dòng hơi bốc lên đủ mạnh để ngăn ngừa sự nhiễm tạp. Để tăng

hiệu quả phân ly thì đường ống đưa dịch đường vào lắng xoáy phải thiết kế thu

hẹp để tăng vận tốc dòng chảy trước khi vào tiếp tuyến với thành thùng ở vị trí

cách đáy 1/3 chiều cao thùng nhằm tận dụng hiệu quả lực ly tâm. Đường ống cấp

dịch cũng nên thiết kế đoạn cong lên nhằm tách bớt một phần cặn của dịch và ổn

định dòng dịch. Dịch trong được tháo ra bằng cả đường ống tiếp tuyến cách đáy

một khoảng và cả phía đáy nhằm tránh kéo theo bã. Bã hoa được tháo ra ở đáy

thùng bằng việc xả nước vào thùng, để tháo bã dễ dàng thiết kế đáy thùng hơi

nghiêng so với mặt phẳng nằm ngang chừng 3 – 5˚.

Làm lạnh dịch đường để hạ nhiệt độ dịch đường xuống tới nhiệt độ lên men.

Để tránh nhiễm tạp giai đoạn này cần tiến hành làm lạnh nhanh dịch đường, đồng

thời cũng để đẩy nhanh tiến trình sản xuất. Ở đây em chọn thiết bị trao đổi nhiệt

kiểu tấm bản, làm lạnh 1 cấp, với chất tải nhiệt là nước lạnh 2˚C để làm lạnh

nhanh dịch đường. Nước sau khi lấy nhiệt của dịch đường được dùng để phục vụ

quá trình nấu và vệ sinh hệ thống nồi nấu. Ngay sau lạnh nhanh bố trí thiết bị sục

không khí vô trùng vào dịch đường rồi đưa đi lên men.

II.2.6. Chọn chủng nấm men và phương pháp lên men

Lên men là giai đoạn quyết định để chuyển hoá dịch đường houblon hoá thành

bia dưới tác động của nấm men thông qua hoạt động sống của chúng. Quá trình

quan trọng nhất và phức tạp nhất ở giai đoạn này là quá trình lên men rượu của

các loại đường ở trong cơ chất. Song song với quá trình lên men rượu hoặc sau

đó, trong dịch lên men còn xảy ra rất nhiều quá trình hoá sinh, sinh lý, hoá lý,

hoá học và lý học phức tạp khác. Những quá trình này đóng một vai trò hết sức

quan trọng trong việc ấn định thành phần và chất lượng của bia.

26

1. Chọn chủng nấm men

Ở đây để thực hiện quá trình lên men chuyển hoá dịch đường houblon hoá

thành bia vàng em chọn chủng nấm men chìm thuộc loại Saccharomyces

carlbergensis.

Đặc điểm: nấm men Saccharomyces carlbergensis, tế bào nấm men hình cầu

hay bầu dục, kích thước trung bình là 3 – 15µm, sinh sản chủ yếu bằng phương

thức nảy chồi, có khả năng lên men ở điều kiện nhiệt độ thấp nên giảm được sự

nhiễm tạp và tạo được bia có chất lượng cao bền sinh học, nó có khả năng lên

men các loại đường glucose, fructose, maltose... và đặc biệt do nấm men có khả

năng tổng hợp được enzyme melibiase nên lên men được hoàn toàn đường

rafinose, vào cuối quá trình lên men nó kết lắng xuống dưới đáy do tính chất tạo

chùm của tế bào, thuận lợi cho việc tách men sau quá trình lên men để quay vòng

tái sử dụng nấm men.

Nguồn men giống:

Nấm men cấp cho quá trình lên men có thể lấy từ chủng gốc trải qua hai giai

đoạn nhân men trong phòng thí nghiệm và nhân men sản xuất. Trong giai đoạn

nhân men trong phòng thí nghiệm chủng nấm men gốc được bảo quản dạng đông

khô hay bảo quản lạnh trong các ống thạch nghiêng được cấy chuyển ra bình tam

giác 100ml, rồi sang bình 1000ml, bình 5l, bình 20l trên môi trường nước chiết

malt có bổ sung thêm các chất dinh dưỡng chủ yếu là dạng muối khoáng. Mỗi

cấp cấy chuyển nuôi trong thời gian 24h ở 22 – 25˚C, nếu nuôi lắc thì thời gian

có thể ngắn hơn. Sang giai đoạn nhân giống sản xuất nấm men được nuôi trong

các canh trường có dung tích tăng dần 100l, 300l... cho đến khi đủ lượng cấp cho

lên men. Trong giai đoạn nhân giống sản xuất môi trường dinh dưỡng để nuôi

nấm men thường dùng trực tiếp dịch đường sau lạnh nhanh từ phân xưởng nấu có

bổ sung thêm các chất dinh dưỡng, nhiệt độ nhân giống là 16 – 20˚C, trong quá

trình nuôi có sục khí ở thời gian đầu để nấm men phát triển sinh khối mạnh. Mật

độ dịch men giống sau nhân giống phải đạt khoảng 10 – 12 triệu tế bào/ml.

Ngoài ra có thể tái sử dụng sữa men kết lắng sau lên men. Sau khi lên men

chính, người ta tiến hành tháo sữa men. Thông thường, cứ 1000 lít dịch đường

27

cho khoảng 20 lít dịch sinh khối nấm men sệt, độ ẩm 85 – 88%. Dịch này được

chia thành 3 lớp: lớp dưới cùng là lớp cặn bẩn và lớp trên cùng là lớp tế bào chết

thường dùng làm thức ăn gia súc, chỉ có lớp giữa có màu trắng ngà là nấm men

sạch, có thể tái sử dụng. Số lần tái sử dụng men sữa khoảng 6 – 8 lần, tùy thuộc

chất lượng nấm men. Để tái sử dụng nấm men kết lắng cần xử lý rửa, bảo quản

và hoạt hoá men.

Rửa men: Dịch bã men thu được sau lên men chính được lọc và rửa nhiều lần

bằng nước vô trùng ở 1 – 2˚C để loại bỏ cặn bẩn và xác nấm men cho tới khi đạt

yêu cầu.

Sữa men sạch được kiểm tra để xác định chất lượng, hoạt lực, sau đó bảo quản

trong nước lạnh ở nhiệt độ 0 – 2˚C.

2. Lên men sản phẩm bia chai

Bia chai có nồng độ dịch đường trước lên men là 12˚Bx ở đây em chọn

phương thức lên men gián đoạn theo mẻ, phương pháp lên men gia tốc trong các

thiết bị lên men kín thân trụ đáy côn, sử dụng chủng nấm men thuộc loại

Saccharomyces calbergensis chu kì lên men là 21 ngày. Ở giai đoạn lên men

chính dịch lên men được duy trì ở nhiệt độ 8˚C trong thời gian 6 ngày. Sau lên

men chính bia non được làm lạnh xuống 4˚C để nấm men dễ dàng kết lắng và

được tháo ra ngoài. Cuối cùng hạ nhiệt độ dịch lên men xuống 2˚C và tiến hành

quá trình lên men phụ và tàng trữ để lão hoá bia non thành bia tiêu chuẩn đồng

thời bão hoà CO2 cho bia.

Sau lên men bia được xử lý lọc và chiết chai.

3. Lên men sản phẩm bia hơi

Bia hơi có nồng độ dịch đường trước lên men là 10,5˚Bx ở đây em cũng chọn

phương thức lên men gián đoạn, phương pháp lên men gia tốc trong các thiết bị

thân trụ đáy côn, sử dụng chủng nấm men thuộc loại Saccharomyces

calbergensis chu kì lên men 15 ngày. Lên men chính tiến hành ở 8˚C trong thời

gian 5 ngày. Sau lên men chính dịch lên men được hạ nhiệt độ xuống 4˚C và xả

28

nấm men kết lắng, rồi hạ nhiệt độ dịch lên men xuống 2˚C và để thực hiện lên

men phụ.

Sau lên men bia được xử lý lọc và chiết box.

II.2.7. Chọn phương pháp lọc bia

Sau khi lên men, bia non thu được còn đục do cặn sinh ra trong quá trình lên

men, xác nấm men, vì vậy phải tiến hành lọc bia. Có rất nhiều phương pháp lọc

bia như dùng máy lọc đĩa, máy lọc khung bản, máy lọc ống... Phương pháp lọc

sử dụng máy lọc khung bản có ưu điểm là bề mặt lọc lớn, bia lọc rất trong, thao

tác đơn giản chính vì vậy em lựa chọn phương pháp lọc sử dụng máy lọc khung

bản. Chất trợ lọc là bột Diatomit.

II.3. THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT.

II.3.1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất bia.

29

II.3.2. Nghiền nguyên liệu

1. Nghiền gạo

30

Mục đích của việc nghiền gạo là nghiền gạo thành dạng bột mịn, phá vỡ cấu

trúc vững chắc của các hạt tinh bột có trong hạt gạo.

Thiết bị thông dụng để nghiền gạo là máy nghiền búa. Cấu tạo của máy nghiền

búa bao gồm một sàng phân loại hình trụ khuyết trong đó có một rôto quay, trên

rôto lắp nhiều đĩa, trên mỗi đĩa được gắn nhiều lưỡi dao bằng thép. Bằng lực cơ

học, khi rôto quay các lưỡi dao sẽ chém hạt nát vụn.

Gạo được đổ vào phễu hứng và được gầu tải đưa lên đổ xuống máy nghiền búa,

bột gạo sau nghiền được quạt gió đưa vào phễu hứng của gầu tải tiếp theo và

được đưa lên cao, được vít tải đưa qua thiết bị phối trộn với nước ấm rồi đổ vào

nồi hồ hoá. Bột gạo trong quá trình được quạt gió thổi và gầu tải vận chuyển sinh

ra nhiều bụi nên ở những vị trí này có bố trí đường ống thông với túi lọc và

xyclon tách bụi.

2. Nghiền malt

Mục đích của quá trình nghiền malt là đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng

bề mặt tiếp xúc với nước, làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần

chất của nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đường hóa và các quá trình thủy

phân khác nhanh và triệt để hơn.

Yêu cầu của quá trình nghiền malt là vỏ càng nguyên vẹn càng tốt, vỏ tách ra

khỏi nội nhũ, lượng tấm thô nhỏ.

Trong dây chuyền sản xuất này, chọn thiết bị nghiền trục, nghiền theo phương

pháp nghiền ướt, sử dụng máy nghiền có 2 cặp rulô.

Malt được đổ vào phễu hứng ở chân gầu tải thứ nhất, được gầu tải này đưa lên

thiết bị cân malt, sau đó đổ xuống phễu hứng của gầu tải thứ hai và được đưa lên

đổ vào thùng chứa. Từ đây malt được chuyển dần xuống máy nghiền đồng thời

được phun nước 65˚C, nghiền xong lại bổ sung thêm nước để hỗn dịch đạt nhiệt

độ 45˚C và đạt tỉ lệ: bột malt/nước = 1/4, dịch sữa malt này được bơm chuyển

vào các nồi nấu.

II.3.3. Quá trình hồ hóa

31

Hồ hóa tinh bột nhằm mục đích thuỷ phân từng phần để tạo điều kiện cho giai

đoạn đường hoá đạt hiệu quả cao, đồng thời giai đoạn này cũng hoà tan một phần

chất chiết vào dịch đường. Trong quá trình nấu để tăng hiệu quả trích ly và

đương hoá nguyên liệu người ta có bổ sung enzym hoặc malt lót. Tuỳ thuộc vào

công nghệ sản xuất của từng nhà máy mà người ta có thể sử dụng lượng malt lót

theo tỷ lệ thích hợp kèm theo với chế phẩm enzym. Ở giai đoạn này chế phẩm

enzym thường dùng là Termamyl. Trong quy trình công nghệ của nhà máy ta sử

dụng cả malt lót và enzym Termamyl đây là enzym có nguồn gốc từ vi sinh vật

nên có nhiệt độ hoạt động tối thích khá cao ( 86oC ) rất thích hợp cho giai đoạn

hồ hoá

Trước khi nấu, tiến hành vệ sinh thiết bị bằng nước nóng. Bột gạo được phối

trộn với nước ấm để đạt nhiệt độ dịch khoảng 45˚C trước khi bơm vào nồi với tỉ

lệ: bột/nước = 1/5. Bật cánh khuấy, bổ sung axít lactic để hạ pH của hỗn dịch

xuống khoảng 5,4 – 5,6. Cho malt lót vào nồi với lượng bằng 20% lượng gạo và

bổ sung thêm nước để tỉ lệ: bột/nước = 1/5. Cùng lúc này ta bổ sung enzym

Termamyl, Bột được trộn đều và giữ ở nhiệt độ 42 – 45˚C trong khoảng 15 phút

để tinh bột hút nước trương nở, đồng thời hệ enzyme trong malt đặc biệt là

peptidase thực hiện quá trình đạm hoá. Cấp hơi để nâng từ từ nhiệt độ của khối

dịch lên 72˚C và giữ trong khoảng 10 phút. Tiếp tục nâng nhiệt của khối dịch lên

83˚C và giữ trong 30 phút để thực hiện quá trình hồ hoá tinh bột gạo. Cuối cùng

cấp hơi đun sôi khối dịch trong khoảng 30 phút trước khi bơm sang nồi malt.

Thời gian nấu một mẻ khoảng 150 phút.

II.3.4. Quá trình đường hóa

Mục đích của quá trình đường hoá nguyên liệu là phân cắt các hợp chất cao

phân tử thành các hợp chất thấp phân tử dể hoà tan tạo thành chất chiết của dịch

đường. Thực chất của các quá trình ở giai đoạn này là sự thủy phân các hợp chất

cao phân tử dưới sự xúc tác của enzym.

HÖ enzym trong malt rÊt ®a d¹ng trong ®ã cã vai trß quan

träng nhÊt lµ : sitaza, proteaza, vµ amylaza. Nhãm enzym sitaza

thñy ph©n hemixelluloza vµ c¸c chÊt d¹ng keo thµnh c¸c ®êng

32

®¬n pentoza, hexoza vµ çc s¶n phÈm kh¸c. Enzym nµy cã t¸c

dông chñ yÕu trong giai ®o¹n ¬m mÇm lµ ph¸ hñy thµnh tÕ

bµo, t¹o ®iÒu kiÖn cho çc enzym kh¸c ®îc ho¹t hãa. HÖ enzym

proteaza thñy ph©n protein thµnh çc çc peptid nhá h¬n vµ

axit amin. HÖ enzym amylaza gåm - amylaza vµ - amylaza

ph©n c¾t tinh bét thµnh ®êng ®¬n gi¶n vµ çc dextrin. Enzym

- amylaza tÊn c«ng liªn kÕt -1,4glucozit cña thµnh phÇn

amiloza còng nh cña amilopectin t¹o nªn çc polysacarit cã kÝch

thíc nhá vµ mét lîng rÊt Ýt disacarit hoÆc glucoza. Enzym -

amylaza t¸c dông trªn amiloza vµ amilopectin b¾t ®Çu tõ çc

®Çu tËn cïng kh«ng cã tÝnh khö cña çc chuçi vµ gi¶i phãng lÇn

lît çc gèc maltoza. Enzym nµy còng tÊn c«ng liªn kÕt -

1,6glucozit.

Bơm dịch nghiền malt vào nồi đường hoá. Bật cánh khuấy để đảo trộn đều

dịch malt. Bổ sung axit lactic và , axit lactic hạ pH của dịch xuống 5,4–5,5

thuận lợi cho hoạt động của hệ enzyme thuỷ phân và cũng có tác dụng khử độ

cứng của nước còn lại. Các muối Canxi được bổ sung vào nồi đường hóa nhằm

làm tăng độ bền của enzym - amilaza. Do Canxi tham gia vào sự hình thành và

ổn định cấu trúc bậc 3 của enzym, duy trì cấu hình hoạt động của enzym. Canxi

còn có tác dụng đảm bảo cho - amilaza có độ bền cực lớn đối với các tác động

gây biến tính và sự phân hủy bởi các enzym phân giải protein.. Nâng nhiệt độ

khối dịch lên 50˚C và giữ trong khoảng 5 phút. Bơm dịch cháo sang nồi malt hoà

trộn với dịch bột malt, khi đó nhiệt độ của hỗn dịch sẽ vào khoảng 63-65˚C, thời

gian bơm cháo khoảng 10 phút, giữ ở nhiệt độ này 20 phút. Tiếp tục nâng nhiệt

độ khối dịch lên 72˚C và giữ trong khoảng 30 phút. Nâng nhiệt độ khối dịch lên

76˚C và giữ trong khoảng 20 phút, rồi bơm sang thùng lọc. Thời gian đường hoá

một mẻ khoảng 120 phút.

II.3.5. Lọc dịch đường

Lọc dịch đường có 2 giai đoạn: giai đoạn thứ nhất là lọc để tách dịch đường ra

khỏi bã, giai đoạn 2 là rửa bã để rút nốt phần chất hoà tan còn sót lại trong bã.

33

Tiến hành lọc:

Trước tiên bơm nước có nhiệt độ là 78oC vào đầy phần không gian giữa đáy giả

và đáy thật. Sau đó mới bơm dịch hèm từ nồi đường hóa sang, cánh khuấy được

bật với tốc độ chậm sẽ dàn đều lớp bã. Sau khi hết dịch đường hệ thống cánh đảo

bã được nâng lên cao. Dịch đường được để yên 20 phút để bã kết lắng tạo thành

lớp lọc. Có thể chia lớp bã thành 3 lớp: lớp dưới cùng gồm các phần tử nặng nhất

và lớn nhất, dày khoảng 1cm; lớp giữa gồm vỏ và các phần tử nặng khác; lớp

trên cùng là các phần tử mịn và nhẹ, xám, dày khoảng 1cm. Sau đó mở van thu

dịch đường, ban đầu dịch đường còn đục nên ta cho hồi lưu trở lại thùng lọc

trong khoảng 15 phút đầu. Khi dịch đường bắt đầu trong thì khoá van hồi lưu,

dịch đường được đưa ngay sang nồi nấu hoa. Nếu nồi hoa chưa sẵn sàng thì dịch

đường được đưa sang nồi trung gian có vỏ bảo ôn chứa tạm. Lúc đầu tốc độ lọc

nhanh, về sau tốc độ lọc chậm dần do màng lọc bị bít làm tăng trở lực khi đó cần

ngừng quá trình lọc dùng hệ thống cào bã tạo lại lớp màng lọc. Quá trình tái tạo

lại lớp màng lọc như sau: Cho lưỡi dao quay một góc 15 - 200. Dùng kích thuỷ

lực hạ dao cào xuống vị trí thấp nhất, quay trong 15-20 phút để xáo trộn lớp lọc.

Hệ thống van tháo dịch được đóng lại. Dàn bằng bề mặt lọc: nâng hệ thống dao

cào lên ngang tầm chiều cao lớp lọc, trả dao về vị tri ban đầu, quay dao trong 15

phút, thao tác lặp lại như lần đầu

Tiến hành rửa bã gián đoạn làm 3 lần, nước rửa bã có nhiệt độ 78˚C. Sau khi

thu hết dịch đường, khoá van xả dịch, cấp 1/3 lượng nước rửa bã, cho cánh khuấy

quay để làm tơi lớp bã giải phóng chất tan còn lưu trong bã vào dịch. Để yên 10

phút thì tháo dịch, dịch này cũng được bơm sang nồi hoa với dịch lọc trước đó.

Kết thúc quá trình rửa bã hàm lượng đường trong bã còn 0,5 – 1˚Bx. Thời gian

rửa bã khoảng 60 phút.

Thực hiện tháo bã: bã malt được hệ thống dao cào dần về chỗ có lỗ hổng để

tháo bã ra ngoài qua đáy và được vít tải vận chuyển ra thùng chứa bã malt.

II.3.6. Houblon hóa

Thiết bị đun hoa được vệ sinh sạch sẽ trước mỗi mẻ nấu. Ngay từ khi dịch lọc

đưa sang nồi hoa thì mở van cấp hơi nhưng ở mức vừa phải để duy trì nhiệt độ

34

dịch lọc trên 75˚C. Sau đó nâng dần nhiệt độ sao cho tới khi toàn bộ dịch lọc và

nước rửa bã được bơm sang nồi hoa thì dịch đường trong nồi cũng vừa sôi. Khi

dịch sôi được khoảng 15 phút thì cho toàn bộ lượng hoa cao vào nồi. Sau khi

dịch sôi được khoảng 60 phút thì cho 1/2 lượng hoa viên vào nồi. Trước khi kết

thúc đun hoa 15 phút thì bổ sung nốt 1/2 lượng hoa viên vào nồi. Tỷ lệ: cao

hoa/hoa viên = 1/4. Thời gian đun hoa khoảng 90 phút

II.3.7. Lắng xoáy và lạnh nhanh

Dịch đường ra khỏi nồi hoa được bơm vào thùng lắng xoáy theo phương tiếp

tuyến với vận tốc 12 – 14m/s, dưới tác dụng của lực ly tâm và trọng lực các cặn

lắng và bã hoa tách ra tập trung ở giữa thùng và lắng xuống đáy. Để yên dịch

đường khoảng 15 phút cho cặn lắng xuống đáy. Ban đầu tháo dịch ra ở thân

thùng, sau đó mới tháo ra từ đáy thùng. Dịch ra khỏi thùng có nhiệt độ khoảng

90˚C được bơm sang thiết bị làm lạnh nhanh. Cặn tập trung ở đáy thùng khi bơm

hết dịch được xối nước xả bã ra ngoài. Thời gian lắng xoáy khoảng 30 phút.

Sau khi ra khỏi thùng lắng xoáy, dịch đường có nhiệt độ 90˚C, được dẫn vào

máy lạnh nhanh kiểu tấm bản. Máy được cấu tạo từ những tấm bản gấp sóng chế

tạo từ thép hay hợp kim Cr – Ni. Các tấm bản có hình chữ nhật, có 4 tai ở 4 góc,

trên mỗi tai có đục lỗ tròn. Kết hợp xen kẽ các tấm bản với các gioăng cao su tạo

nên 4 mương dẫn: dịch đường vào máy, dịch đường ra khỏi máy, chất tải lạnh

vào máy, chất tải lạnh ra khỏi máy. Dịch đường nóng được bơm vào một trong

hai mương dẫn phía trên, chảy thành màng ziczac trên bề mặt các tấm bản trong

khoảng trống giữa 2 tấm bản liền kề, dịch đường chảy các khoảng trống cách

nhau 1 khoảng trống xen kẽ bởi chất tải lạnh, cuối cùng ra khỏi máy ở mương

dẫn dưới ngược phía. Nước lạnh 2˚C được đi theo chiều ngược lại từ mương dẫn

vào ở phía dưới qua các khoảng trống mà dịch đường không đi qua rồi ra ở

mương dẫn phía trên đối diện. Nước lạnh qua trao đổi nhiệt với dịch đường trở

thành nước nóng 70 – 80˚C được thu hồi về thùng nước nóng đưa đi phục vụ cho

quá trình nấu.

35

II.3.8. Chuẩn bị và cấp men giống

Nấm men sử dụng để sản xuất bia là chủng Saccharomyces Carlsbergensis,

phát triển tốt nhất ở nhiệt độ khoảng 6-9oC. Nấm men đóng vai trò quyết định

trong sản xuất bia, đó là quá trình chuyển hóa nguyên liệu thành sản phẩm. Quá

trình này lại gắn liền với sự tham gia của hệ enzym trong tế bào nấm men cho

nên việc nuôi cấy tế bào nấm men để tạo điều kiện cho sự hình thành và sự hoạt

động của hệ enzym là một khâu kĩ thuật rất quan trọng phải tiến hành the các

trình tự chính xác và nghiêm ngặt.

1. Nhân giống trong phòng thí nghiệm

Môi trường để nhân giống là ống thạch nghiêng gồm:

Dịch đường maltoza 10oBx

Thạch: 2%

Pepton: 0.5%

pH: 5- 6

Hỗn hợp được đun cách thủy trong 30 phút rồi hấp khử trùng, làm nguội rồi

cho vào các ống nghiệm. Thao tác cấy giống từ ống chứa chủng ban đầu sang các

ống khác được thực hiẹn bằng que cấy và tiến hành trong tủ cấy vô trùng. Ống

thạch nghiêng được giữ trong tủ ấm ở nhiệt độ 30 - 32oC khoảng 24 - 36h để nấm

men phát triển đều và mịn thì ta có thể sử dụng để nhân giông tiếp sang môi

trường lỏng hay đem đi bảo quản lạnh.

Môi trường nhân giống lỏng thường là dịch chiết malt. Môi trường trwocs khi

sử dụng để nhân giống phải đảm bảo vô trùng.

Yêu cầu đối với men giống nuôi trong điều kiện phòng thí nghiệm:

Men phát triển tốt, nồng độ nấm men: 10 - 12 triệu tế bào/ml

Số lượng tế bào nảy chồi > 80%

Số lượng tế bào chết < 5%

Không bị nhiễm tạp

2. Nhân giống sản xuất

Với mục đích làm tăng lượng sinh khối nấm men đủ cho yêu cầu sản xuất đồng

thời giúp nấm men thích nghi với điều kiện sản xuất ta tiến hành nhân giống sản

36

xuất. Nấm men từ phòng thí nghiệm được nuôi cấy theo hai cấp với lượng môi

trường tăng dần. Môi trường được sử dụng để nhân giống chính là dịch đường

lấy sau quá trình lắng xoáy và được tiệt trùng rồi đưa về nhiệt độ lên men. Nấm

men được nuôi cấy trong điều kiện sản xuất.

Ngoài ra nấm men thu được sau mỗi lần lên men sản xuất cũng được xử lý và

tái sử dụng. Đây là nguồn cung cấp giống nấm men rất quan trọng. Thông thường

nấm men tái sử dụng chỉ dùng được đến đời thứ 6.

II.3.9. Quá trình lên men.

Khi tiÕn hµnh lªn men chÝnh dÞch ®êng houblon hãa, mét l-

îng lín c¬ chÊt, chñ yÕu lµ ®êng vµ dextrin bËc thÊp bÞ nÊm

men hÊp thô ®Ó t¹o thµnh rîu etylic, khÝ cacbonic vµ s¶n phÈm

phô .S¶n phÈm phô lµ rîu bËc cao, este, aldehit, axit h÷u c¬,

glyxerin…vv. Trong nh÷ng s¶n phÈm nµy th× cã mét sè chÊt

kÕt l¾ng , bay h¬i ®îc lo¹i bá ra ngoµi , mét sè chÊt tån t¹i

trong dÞch nh lµ nh÷ng hîp phÇn trong bia . Trong c¸c s¶n phÈm

phô th× nguy hiÓm nhÊt ®Õn h¬ng vÞ bia lµ diaxetyl . Diaxetyl

lµ chÊt láng cã mïi h«i cùc m¹nh vµ vÞ ®¾ng g¾t rÊt khã chÞu ,

g©y t¸c ®éng rÊt m¹nh ®Õn hÖ thÇn kinh cña con ngêi .

Diaxetyl sÏ ®îc khö ®Õn hµm lîng cho phÐp ë qu¸ tr×nh lªn men

phô. Sau qu¸ tr×nh lªn men hµm lîng chÊt hßa tan gi¶m so víi

dÞch ®êng sau houblon hãa. Nguyªn nh©n cña viÖc gi¶m nµy

lµ do nÊm men tiªu thô mét phÇn ®Ó ph¸t triÓn sinh khèi, do

mét sè s¶n phÈm t¹o thµnh dÔ bay h¬i vµ do mét sè s¶n phÈm

bÞ kÕt l¾ng.

Qu¸ tr×nh lªn men chÝnh ®îc chia lµm c¸c giai ®o¹n:

- Giai ®o¹n ®Çu: NÊm men sö dông lîng Oxy thùc hiÖn qu¸

tr×nh ph©n gi¶i ®êng theo con ®êng hiÕu khÝ ®Ó t¨ng sinh

khèi. Lóc nµy hµm lîng chÊt kh« trong dÞch ®êng gi¶m ®i Ýt.

37

DÊu hiÖu dÔ nhËn ra lµ cã bät CO2 sinh ra næi lªn trªn lµm t¨ng

¸p suÊt cña Tank lªn men.

- Giai ®o¹n 2: Sinh khèi nÊm men ®· t¨ng lªn cùc ®¹i ®¶m

b¶o thùc hiÖn qu¸ tr×nh lªn men. Lîng Oxy ®· ®îc sö dông hÕt.

NÊm men b¾t ®Çu qu¸ tr×nh lªn men yÕm khÝ ®Ó chuyÓn ®-

êng thµnh rîu. Lîng khÝ CO2 sinh ra nhiÒu h¬n. Hµm lîng chÊt

kh« gi¶m ®i ngµy cµng t¨ng.

- Giai ®o¹n 3: Qu¸ tr×nh lªn men diÔn ra m¹nh mÏ nhÊt. Hµm

lîng chÊt kh« gi¶m nhanh. NhiÖt ®é khèi dÞch cã xu híng t¨ng,

v× vËy ph¶i lµm l¹nh dÞch ®êng ®Ó duy tr× nhiÖt ®é ®¶m

b¶o qu¸ tr×nh lªn men diÔn ra hiÖu qu¶. ChÊt t¶i l¹nh lµ Glycol.

- Giai ®o¹n cuèi: Tèc ®é lªn men gi¶m dÇn, hµm lîng chÊt

kh« gi¶m chËm. NhiÖt ®é dÞch b¾t ®Çu gi¶m. Lîng CO2 sinh ra

Ýt h¬n. Lîng nÊm men b¾t ®Çu chÕt cïng víi c¸c cÆn kh¸c l¾ng

xuèng ®¸y tank. B· men vµ cÆn ®îc th¸o ra ngoµi lÇn thø nhÊt

sau 3 ngµy kÓ tõ khi qu¸ tr×nh lªn men b¾t ®Çu, lÇn thø hai

khi nhiÖt ®é h¹ xuèng 4oC.

KhÝ CO2 sinh ra trong qu¸ tr×nh lªn men sÏ b·o hoµ vµo dÞch

bia. Lîng cßn l¹i lµm t¨ng ¸p suÊt trong Tank. §Ó ®¶m b¶o ¸p

suÊt æn ®Þnh lîng CO2 nµy ®îc th¸o ra ngoµi, chuyÓn sang nhµ

l¹nh ®Ó ho¸ láng sö dông cho c«ng ®o¹n sau.

Tiến hành lên men chính trong tank thân trụ đáy côn kích thước lớn.

Dịch đường sau khi làm lạnh nhanh được tiếp giống nấm men, nạp không khí vô

trùng 35mg/l vì độ bão hoà cần thiết của oxy trong dịch đường là 6mg/l. Nấm

men nạp theo tỷ lệ 1:10, mật độ tế bào là 3g/l (hay 25-30 triệu tế bào /ml).

Giai đoạn lên men chính diễn ra trong khoảng 6 ngày ở nhiệt độ 8˚C đối với

bia chai và diễn ra trong vòng 5 ngày ở nhiệt độ 8˚C đối với bia hơi. Trong giai

đoạn này nấm men hoạt động mạnh toả nhiều nhiệt, lượng CO2 tạo thành nhiều

nên cần phải cấp nhiều glycol để làm lạnh và tiến hành thu hồi CO2 để đảm bảo

áp suất trong thùng lên men khoảng 0,7 – 0,8at. Kết thúc giai đoạn này hàm

38

đường còn lại trong bia non là 3˚Bx. Khi đó hạ nhiệt độ khối dịch xuống 4˚C và

tháo nấm men kết lắng. Cuối cùng hạ nhiệt độ khối dịch xuống 2˚C và tiến hành

lên men phụ và tàng trữ bia trong khoảng 14 ngày đối với bia chai và 10 ngày đối

với bia hơi, duy trì áp suất khoảng 1 – 1,2at. .Ở giai đoạn này lượng nấm men

còn lại rất ít, hoạt lực giảm mặt khác do nhiệt độ rất thấp nên quá trình chuyển

hoá các hợp phần của khối dịch rất chậm.

Mục đích của quá trình lên men phụ:

- Khử diaxetyl < 0,2 mg/l .

- Tăng hàm lượng este.

- Giảm hàm lượng aldehit, rượu bậc cao.

- Tăng độ bền keo và hương vị đặc trưng cho sản phẩm

- Tăng lượng CO2 hoà tan

- Tách gần như hoàn toàn nấm men trước khi đưa bia non đi lọc.

Sau khi lên men chính kết thúc ta hạ nhiệt độ khối dịch lên men xuống 0-2oC

để lên men phụ. Đầu tiên hạ nhiệt độ xuống 4oC để một thời gian để tách men

sữa và cặn men. Thời gian lên men phụ 12-14 ngày CO2 tạo ra hoà tan một phần

vào bia non.

● Độ hoà tan bia non phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất nồng độ cồn, thường

là 2g/lít. 1 độ rượu hoà tan 0,1g CO2/lít. Nhiệt độ càng thấp % chất đắng càng

cao thì CO2 ngậm càng nhiều.

Áp suất tăng lên thì độ hoà tan CO2 tăng lên.

● Khả năng giữ CO2 trong bia: CO2 được giữ lại trong bia do liên kết hoá

học và liên kết hấp phụ với Pr. (liên kết hoá học với etanol)

● Quá trình thu hồi CO2 có tác dụng loại bỏ các tạp chất không khí, nước,

các hợp chất dễ bay hơi kéo theo trong quá trình thu hồi CO2 .

● Các công đoạn thu hồi CO2: CO2 từ thùng lên men tách bọt làm

lạnh nén tách dầu làm lạnh CO2 sạch đem vào bão hoà.

Đặc điểm của giai đoạn này là diễn ra chậm, tịêu hao một lượng đường không

đáng kể, lắng trong và bão hoà CO2 áp suất trong giai đoạn này thường 0,6-0,7

kg/cm3. Mục đích chích của giai đoạn này là ủ chín bia, bia thành phẩm có hương

39

thơm, vị dễ chịu nhờ những qúa trình hoá học và hoá lý phức tạp xẩy ra ở điều

kiện nhiệt độ thấp.

Cuối giai đoạn này men bia sẽ kết dần lại duới dạng bụi, các vẩn cặn và lắng

xuống đáy thùng, bia ngày càng trong hơn. Sản phẩm lúc này cũng chưa gọi là

bia thành phẩm mà xử lý qua các khâu như lọc trong bia, bão hoà CO2 để nâng

cao độ bền của bia.

II.3.10. Quá trình lọc bia

Đầu tiên ta phải tạo lớp lọc bằng cách hòa bột diatomit vào nước vô trùng. Sau

đó bơm sang máy lọc để tạo lớp lọc. Khi đã có lớp lọc ta bắt đầu bơm bia non

vào. Ban đầu lớp lọc chưa ổn định ta phải bơm tuần hoàn bia cho tới khi bia đầu

ra đạt mức trong cần thiết thì ta bắt đầu lấy bia vào các tank chứa. Khi bắt đầu

lấy bia ta phải bổ sung Vitamin C vào bia để làm giảm sự oxy hóa bia trong quá

trình lọc.

II.3.11. Bão hòa CO2 và tàng trữ bia

Mục đích: Tăng chất lượng cảm quan của bia, chống oxy hóa, chống kết lắng,

tăng thời gian bảo quản bia, ổn định các thành phần trong bia...

* Quá trình tàng trữ, ổn định bia và bão hòa CO2 diễn ra như sau:

Bơm một lượng CO2 vào trước để đẩy hết không khí có trong tank ra ngoài,

tránh không để bia bị oxy hóa do tiếp xúc với O2. Sau đó, bơm bia đã lọc vào

tank từ dưới lên. Khi đã bơm hết bia, tiến hành bão hòa CO2 cho tới khi hàm

lượng CO2 trong bia đạt 4,5 – 5 g/lít. Trong quá trình tàng trữ bia, duy trì áp suất

trong tank khoảng 1,8 kg/cm2 và thu hồi CO2 khi cần thiết. Nhiệt độ tàng trữ và

bão hoà là 0 – 2oC.

II.3.12. Chiết bock

Bia ®îc chiÕt bock trong mét hÖ thèng kÝn, theo nguyªn t¾c

®¼ng ¸p. khi chiÕt, h¹n chÕ tèi ®a sù x¸o trén bia, tæn hao CO2

vµ sù x©m nhËp cña oxy kh«ng khÝ vµo bia.

Box ®îc nèi víi thïng chøa bia qua vßi chiÕt bia, mét vßi

th«ng ¸p còng nèi liÒn gi÷a bock vµ thïng chøa. Bia tù ch¶y ®Çy

40

box. ngoµi ra box cßn ®îc nèi thïng chøa bät ®Ó c©n b»ng ¸p

suÊt vµ thu håi lîng CO2 vÒ thïng chøa bia.

II.3.13. Chiết chai

II.3.14. Thanh trùng bia chai

Môc ®Ých cña qu¸ tr×nh nµy lµ ®×nh chØ ho¹t ®éng cña

nÊm men bia, tiªu diÖt c¸c vi sinh vËt cßn sãt l¹i, ®¶m b¶o cho

bia kh«ng bÞ biÕn ®æi nhiÒu trong ®iÒu kiÖn thêng.

Qu¸ tr×nh thanh trïng bia chai ®îc thùc hiÖn b»ng ph¬ng

ph¸p thanh trïng Pasteur. ThiÕt bÞ thanh trïng lµ hÇm thanh

trïng gåm nhiÒu khoang, t¬ng øng víi c¸c giai ®o¹n n©ng nhiÖt,

gi÷ nhiÖt, h¹ nhiÖt. t¸c nh©n trao ®æi nhiÖt lµ níc nãng do

tÝnh tèi u. Chai bia ®îc ®a vµo 7 khoang ,ë mçi khoang chóng

®îc phun níc cã nhiÖt ®é lÇn lît lµ :

Khoang 1 vµ khoang 7 : nhiÖt ®é lµ 36 – 38 oC .

Khoang 2 vµ khoang 6 : nhiÖt ®é lµ 46 – 48 oC .

Khoang 3 , 4 vµ 5 gi÷ ë nhiÖt ®é 61 – 62 oC .

PHẦN III : LẬP KẾ HOẠCH SẢN XUẤT VÀ TÍNH CÂN BẰNG

SẢN PHẨM.

III.1. KẾ HOẠCH SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY

Nhà máy được thiết kế với năng suất 50 triệu lít bia/năm, cơ cấu sản phẩm

15% bia chai và 85% bia hơi. Nồng độ dịch đường trước lên men là 12˚Bx ứng

với bia chai, và 10,5˚Bx ứng với bia hơi. Sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo với

tỉ lệ thay thế là 25% cho tổng lượng gạo và malt sử dụng.

Lượng bia chai sản xuất trong một năm là: 15% 50 = 7,5 (triệu lít)

Lượng bia hơi sản xuất trong một năm là: 85% 50 = 42,5 (triệu lít)

Do nước ta nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, ở miền Bắc khí hậu có 4 mùa

rất khác nhau vì vậy mà nhu cầu tiêu thụ bia các mùa cũng khác nhau. Mùa hè do

thời tiết nóng nực nên nhu cầu sử dụng bia cao, trong khi mùa đông do thời tiết

41

lạnh nhu cầu về bia giảm. Do đó nhà máy phải có kế hoạch sản xuất một cách

hợp lý để lượng bia sản xuất ra tiêu thụ hết tránh lãng phí.

Bảng kế hoạch sản xuất của nhà máy:

Quý I II III IV

Bia chai (triệu lít) 1 3 3 0.5

Bia hơi (triệu lít) 3 18 18 3,5

Tổng năng suất (triệu lít) 4 21 21 4

Tính cho quý có công suất hoạt động lớn nhất, trung bình mỗi tháng sản xuất

25 ngày. Năng suất lớn nhất một tháng: 21 000 000 : 3 = 7 000 000 lít

Năng suất lớn nhất một ngày: 7 000 000 : 25 = 280 000 lít

Lượng bia chai sản xuất một tháng lớn nhất là: 3 000 000 : 3 = 1 000 000 lít

Lượng bia chai sản xuất một ngày là : 1000 000 : 25 = 40 000 lít

Lượng bia hơi sản xuất trong một tháng là: 18 000 000 : 3 = 6 000 000 lít

Lượng bia hơi sản xuất trong một ngày là: 6 000 000 : 25 = 240 000 lít

Trung bình mỗi ngày nấu 7 mẻ, mỗi mẻ sản xuất ra 40 000 lít bia.

III.2. TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM

Để đơn giản ta tính cân bằng sản phẩm cho 1000 lít bia

Trong quá trình sản xuất, tổn thất ở các công đoạn là không thể tránh khỏi nên

trong trong quá trình tính toán ta đều phải tính đến lượng tổn thất ở từng công

đoạn. Lượng tổn thất phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chất lượng nguyên liệu, chế

độ công nghệ thiết bị. Các chỉ số yêu cầu đối với nguyên liệu chính cho sản xuất

bia là:

Chỉ số Malt Gạo

Độ ẩm %

Độ hoà tan

Tỷ lệ nguyên liệu

6%

80%

75%

14%

85%

25%

Tổn thất tính theo % của từng công đoạn sản xuất là

42

Quá trình Tổn thất

Nghiền

Nấu, đường hoá, lọc

Nấu hoa

Lắng xoáy và làm lạnh nhanh

Lên men chính phụ

Lọc bia

Bão hoà CO2

Chiết bock

Chiết chai

0,1% so với trọng lượng nguyên liệu

3% so với chất khô

10% lượng dịch do nước bay hơi

0,5% so với chất khô

5% so với thể tích bia

0,5%

0,1%

1%

1%

III.2.1. Tính cho 1000lít sản phẩm bia chai, độ đường là 12oBx

1. Tính lượng gạo và lượng malt

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 – 0,001).(1 – 0,14).0,85 = 0,7303M(kg)

Lượng chất chiết thu được từ malt là:

3M.(1 – 0,001).(1 – 0,06).0,80 = 2,2537M(kg)

Tổng lượng chất chiết thu được là:

0,7303M + 2,2537M = 2,984M(kg)

Công đoạn chiết chai tổn thất 1%, lượng bia sau bão hoà CO2 là:

= 1010,1(l)

Công đoạn bão hoà CO2 tổn thất 0,1%, lượng bia sau lọc là:

43

= 1011,1(l)

Công đoạn lọc bia tổn thất 0,5%, lượng bia sau lên men là:

= 1016,2(l)

Công đoạn lên men tổn thất 5%, lượng dịch đường đưa đi lên men là:

= 1069,7(l)

Công đoạn lắng xoáy và lạnh nhanh tổn thất 0,5% khối lượng dịch và tổn

hao do co thể tích khoảng 4%, lượng dịch đường sau đun hoa là:

= 1119,9(l)

Dịch đường sau đun hoa có nồng độ chất khô là 12˚Bx có d20=1,048, khối

lượng dịch đường sau đun hoa là: 1119,91,048 = 1173,6(kg)

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

= 140,8(kg)

Công đoạn nấu, đường hoá, lọc tổn thất chất chiết là 3%, lượng chất chiết

ban đầu là:

= 145,2(kg)

Ta có 145,2 = 2,984M

Suy ra lượng gạo cần dùng là: 48,7 kg

Lượng malt cần dùng là: 3 48,7 = 146,1 kg

2. Lượng bã gạo và bã malt

Lượng malt đem nấu là 146,1kg trong đó:

Lượng chất khô không hoà tan 100% – 80% = 20%

Độ ẩm W = 6%

Tổn thất khi nghiền 0,1%

Suy ra lượng chất khô trong bã malt:

146,1.(1 – 0,001).(1 – 0,06).0,2 = 27,4(kg)

Bã có hàm ẩm 80%, khối lượng bã malt ướt là:

44

= 137,2(kg)

Lượng gạo đem nấu là 48,7kg trong đó:


Độ ẩm 14%

Tổn thất khi nghiền 0,1%

Suy ra lượng chất khô trong bã gạo:

48,7.(1 – 0,001).(1 – 0,14).0,15 = 6,3(kg)

Bã có hàm ẩm 80%, khối lượng bã gạo ướt là:

= 31,5(kg)

Tổng lượng bã khô là: 27,4 + 6,3 = 33,7(kg)

Tổng lượng bã ướt là: 137,2 + 31,5 = 168,7(kg)

Lượng nước trong bã là: 168,7 – 33,7 = 135(kg)

3. 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: (48,7 + 0,248,7).(1 – 0,001) = 58,4(kg)

Tỷ lệ phối trộn nước:bột = 5:1, lượng nước cho vào nồi hồ hoá là:

5 58,4 = 292(kg)

Tổng khối lượng dịch bột trong nồi hồ hoá là:

58,4 + 292 =350,4(kg)

Lượng nước có sẵn trong nguyên liệu:

48,7.(1 – 0,001).0,14 + 0,248,7.(1 – 0,001).0,06 = 7,4(kg)

Tổng lượng nước có trong nồi hồ hoá:

292 + 7,4 = 299,4(kg)

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

299,40,05 = 15(kg)

Khối lượng dịch cháo còn lại là: 350,4 – 15 = 335,4(kg)

Lượng nước trong quá trình đường hoá:

45

Lượng malt cho vào nồi đường hoá:

(146,1 – 0,2 48,7).(1 – 0,001) = 136,2(kg)

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

4136,2= 544,8(kg)

Lượng nước có sẵn trong malt là:

136,20,06 = 8,2(kg)

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

là:

136,2+ 544,8+ 335,4= 1016,4(kg)

Tổng lượng nước có trong nồi đường hoá là:

544,8 + 8,2 + (299,4 – 15) = 837,4(kg)

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

0,04 837,4= 33,5(kg)

Lượng nước còn lại sau đường hoá: 837,4– 33,5 = 803,9(kg)

Khối lượng dịch đường còn lại là: 1016,4 – 33,5 = 982,9(kg)

Lượng nước rửa bã:

Lượng dịch đường sau đun hoa: 1173,6(kg)

Lượng nước có trong dịch đường sau đun hoa:

= 1032,8(kg)

Khi đun hoa tổn thất 10% thể tích dịch do nước bay hơi, lượng nước trong

dịch đường trước đun hoa:

= 1147,6(kg)

Lượng nước trong bã là: 135(kg)

Lượng nước còn lại sau đường hoá là: 803,9 (kg)

Suy ra lượng nước rửa bã:

1147,6 + 135 – 803,9 = 478,7(kg)

Dịch lọc:

Dịch lọc ban đầu: 982,9– 168,7 = 814,2(kg)

Tổng lượng dịch lọc: 814,2 + 478,7 = 1292,9(kg)

46

4. Lượng hoa houblon sử dụng

Chất đắng của hoa Houblon gồm - axit đắng, - axit đắng và nhựa mềm.

Trong các chế phẩm hoa Houblon thì hàm lượng -axit đắng chiếm chủ yếu, các

thành phần khác không dáng kể. Trong bia - axit đắng hòa tan với hàm lượng

10 - 30mg/l. Chọn bia chai nấu có độ đắng 22 độ tức hàm lượng chất đắng là

22mg/l.

Lấy hiệu suất trích ly chất đắng trong quá trình nấu hoa là 30% thì lượng chất

đắng ban đầu ứng với 1000l bia thành phẩm là:

= 73,3.103(mg) = 73,3(g)

Sử dụng 80% hoa viên 8% α – axit đắng và 20% cao hoa 60% α – axit đắng.

Gọi lượng hoa viên sử dụng là m(g) thì lượng cao hoa sử dụng là 0,25m(g).

Lượng chất đắng trích ly được là: m × 0,08 + 0,25m × 0,60 = 0,23m(g)

Ta có: 0,23m = 73,3(g)

Suy ra: Lượng hoa viên sử dụng là m = 318,8(g)

Lượng cao hoa sử dụng là 0,25m = 79,7(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:

= 1275,2(g) ≈ 1,3(kg)

5. Các nguyên liệu khác

Các hoá chất bổ sung trong quá trình nấu:

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 0,06% lượng gạo, và lượng acid bổ sung vào nồi

malt bằng khoảng 0,04% lượng malt. Tổng lượng acid bổ sung là: 0,06% × 48,7

+ 0,04% × 146,1 = 0,088(kg) = 88(g)

Các hoá chất bổ sung trong quá trình lọc dịch bia:

47

Bột trợ lọc: Bột trợ lọc sử dụng ở đây chủ yếu là diatomide (2 loại bột thô và mịn

được sử dụng là Hyflosuppercell và Standarlsuppercell). Để lọc 1000 lít bia cần

sử dụng khoảng 0,8 kg diatomide mỗi loại.

Lượng men giống sử dụng:

Men giống nuôi cấy trực tiếp cấp bằng 10% lượng dịch đưa vào lên men:

0,1.1069,7 ≈ 107(l)

Men sữa cấp bằng 1% lượng dịch đưa vào lên men:

0,01.1069,7 ≈ 10,7(l)01

Men sữa tái sử dụng 7 lần thì trong 8 chu kì lên men chỉ cần nhân men giống

cho chu kì đầu còn tái sử dụng men sữa cho 7 chu kì sau. Mật độ nấm men gieo

cấy là 10-20 triệu tế bào /ml.

* Sữa men kết lắng:

Cứ 1000l bia cho 20l sữa men có độ ẩm 85%, trong đó có thể tái sử dụng

khoảng 10l. Lượng men tái sử dụng của 1 tank có thể đủ để nhân men cho 2 tank

do đó thực tế chỉ tái sử dụng 5l sữa men còn thải bỏ 15l sữa men kết lắng.

Cặn lắng:

Lượng cặn lắng có độ ẩm 80% chiếm khoảng 1,75% so với nguyên liệu. Ứng

với 1000l bia cần nấu 146,1kg malt và 48,7kg gạo tức tổng lượng nguyên liệu là:

146,1+ 48,7= 194,8(kg).

Lượng cặn lắng tương ứng sẽ là: 194,8 0,0175 = 3,4(kg)

Lượng cặn lắng khô: 0,2.3,4 = 0,68(kg)

Lượng CO2:

Phương trình lên men:

C12H22O11 + H2O → 4C2H5OH + 4CO2 + Q

342g 18g 184g 176g

Lượng dịch trước lên men: 1069,7(l), có độ đường 12˚Bx có d20=1,048,

khối lượng dịch đường trước lên men là: 1069,71,048 = 1121,1(kg)

Khối lượng chất chiết có trong dịch đường trước lúc lên men:

48

Quy về đường maltose, trong giai đoạn lên men chính coi 55% lượng chất

chiết được chuyển hoá, lượng CO2 tạo thành là: = 38,07(kg)

Thể tích bia non ứng với 1000 lít bia thành phẩm là: 1016,2 (l)

Lượng CO2 hoà tan trong bia non là 2,5g/l, ứng với 1016,2lít bia non là:

2,51016,2 = 2540,5(g) ≈ 2,54(kg)

Lượng CO2 thoát ra là: 38,07 – 2,54 = 35,53(kg)

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

= 19,4(m3)

Hiệu suất thu hồi CO2 là 70%, lượng CO2 có thể thu hồi được là:

0,719,4 = 13,58(m3)

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. Cuối quá trình lọc cần cấp CO2 để ép nốt lượng dịch lọc

cuối đồng thời trong quá trình tàng trữ cần tiếp tục bão hoà CO2 trong bia để hàm

lượng CO2 đạt tới 4,5g/l. Lượng CO2 cần để bão hoà 1011,1 lít bia sau lọc là:

(4,5 – 2).1011,1 = 2527,75(g) ≈ 2,53(kg)

Thể tích CO2 cần để bão hoà thêm là: = 1,38(m3)

III.3.2 Tính cân bằng sản phẩm cho 1000l bia hơi

1. Tính lượng gạo và lượng malt

Gọi lượng gạo cần để sản xuất 1000l bia hơi là M(kg) thì lượng malt cần là

3M(kg).

Lượng chất chiết thu được từ M(kg) gạo là:

M.(1 – 0,001).(1 – 0,14).0,85 = 0,7303M(kg)

Lượng chất chiết thu được từ malt là:

3M.(1 – 0,001).(1 – 0,06).0,80 = 2,2537M(kg)

49

Tổng lượng chất chiết thu được là:

0,7303M + 2,2537M = 2,984M(kg)

Lượng dịch qua các công đoạn ứng với 1000l bia hơi thành phẩm:

Công đoạn chiết bock tổn thất 1%, lượng bia sau bão hoà CO2 là:

= 1010,1(l)

Công đoạn tàng trữ và bão hoà CO2 tổn thất 0,1%, lượng bia sau lọc là:

= 1011,1(l)

Công đoạn lọc bia tổn thất 0,5%, lượng bia sau lên men là:

= 1016,2(l)

Công đoạn lên men tổn thất 5%, lượng dịch đường đưa đi lên men là:

= 1069,7(l)

Công đoạn lắng xoáy và lạnh nhanh tổn thất 0,5% khối lượng dịch và tổn

hao do co thể tích khoảng 4%, lượng dịch đường sau đun hoa là:

= 1119,9(l)

Dịch đường sau đun hoa có nồng độ chất khô là 10,5˚Bx có d20=1,042,

khối lượng dịch đường sau đun hoa là: 1119,91,042 = 1166,9(kg)

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

= 122,5(kg)

Công đoạn nấu, đường hoá, lọc tổn thất chất chiết là 3%, lượng chất chiết

ban đầu là:

= 126,3(kg)

Ta có 126,3 = 2,984M

Suy ra lượng gạo cần dùng là: 42,4 kg

Lượng malt cần dùng là: 3 42,4 = 127,2 kg

2. Lượng bã gạo và bã malt

Lượng malt đem nấu là 127,2kg.

50


Độ ẩm 6%

Tổn thất trong quá trình nghiền là 0,1%

Lượng bã malt khô là: 127,2(1 – 0,001).(1 – 0,06).0,2 = 24,4(kg)

Bã có hàm ẩm 80%, khối lượng bã malt ướt là: = 122(kg)

Lượng gạo đem nấu là 42,4kg.

Lượng chất khô không hoà tan là 100% – 85% = 15%

Độ ẩm 14%

Tổn thất trong quá trình nghiền là 0,1%

Lượng bã gạo khô là: 42,4.(1 – 0,001).(1 – 0,14).0,15 = 5,5(kg)

Bã có hàm ẩm là 80%, khối lượng bã gạo ướt là:

Tổng lượng bã khô: 24,4 + 5,5 = 30(kg)

Tổng lượng bã ướt là: 122 + 30 = 152(kg)

Tổng lượng nước có trong bã là: 150 – 30 = 120(kg)

3. Lượng nước dùng trong nấu và rửa bã

Lượng nước dùng trong quá trình hồ hoá:

Ở nồi cháo sử dụng lượng malt lót bằng 20% lượng gạo. Tổng lượng bột

gạo và malt lót cho vào nồi cháo là:

(42,4 + 0,242,4).(1 – 0,001) = 50,8(kg)

Tỷ lệ phối trộn bột:nước = 1:5, lượng nước cho vào nồi cháo là:

50,85 = 254(kg)

Tổng khối lượng dịch bột trong nồi hồ hoá là:

50,8 + 254= 304,8(kg)

Lượng nước có sẵn trong bột gạo và malt lót là:

42,4.(1 – 0,001).0,14 + 0,2. 42,4.(1 – 0,001).0,06 = 6,4(kg)

Tổng lượng nước có trong nồi hồ hoá là:

254+ 6,4 = 260,4(kg)

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

51

0,05. 260,4= 13(kg)

Lượng nước còn lại trong dịch cháo sau hồ hoá là:

260,4– 13 = 247,4(kg)

Khối lượng dịch cháo còn lại là:

304,8 – 13 = 291,8(kg)

Lượng nước dùng trong quá trình đường hoá:

Lượng malt cho vào nồi đường hoá là:

(127,2– 0,242,4).(1 – 0,001) = 118,6(kg)

Tỉ lệ phối trộn malt:nước = 1:4, lượng nước hoà trộn với bột malt là:

4118,6 = 474,4(kg)

Lượng nước có sẵn trong malt là:

118,60,06 = 7,1(kg)

Khi bơm toàn bộ dịch cháo sang nồi đường hoá thì tổng khối lượng của

dịch là: (118,6 + 474,4) + 291,8= 884,8(kg)

Tổng lượng nước có trong nồi đường hoá là:

(474,4+ 7,1) + 247,4 = 728,9(kg)

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

0,04728,9= 29,2(kg)

Sau quá trình đường hoá lượng nước còn lại trong dịch đường là:

728,9– 29,2 = 699,7(kg)

Khối lượng dịch đường còn lại sau đường hoá:

884,8 – 29,2 = 855,6(kg)

Lượng nước rửa bã:

Lượng dịch đường sau đun hoa: 1166,9kg

Lượng nước có trong dịch đường sau đun hoa là:

Trong quá trình đun hoa thể tích dịch giảm 10% do nước bay hơi. Lượng

nước trong dịch đường trước đun hoa là: = 1160,4(kg)

Lượng nước trong bã là: 120,kg

52

Suy ra lượng nước rửa bã là: 1160,4 + 120 – 699,7= 580,7(kg)

Dịch lọc:

Dịch lọc ban đầu: 855,6– 152 = 703,6(kg)

Tổng lượng dịch lọc: 703,6+ 580,7= 1284,3(kg)

4. Lượng hoa houblon sử dụng

Bia hơi nấu có độ đắng 18 độ tức hàm lượng chất đắng là 18mg/l.

Lấy hiệu suất trích ly chất đắng trong quá trình nấu hoa là 30% thì lượng chất

đắng ban đầu ứng với 1000l bia thành phẩm là:

= 60.103(mg) = 60(g)

Sử dụng 80% hoa viên 8% α – axit đắng và 20% cao hoa 60% α – axit đắng.

Gọi lượng hoa viên sử dụng là m(g) thì lượng cao hoa sử dụng là 0,25m(g).

Lượng chất đắng trích ly được là: m × 0,08 + 0,25m × 0,60 = 0,23mg

Ta có: 0,23m = 60(g)

Suy ra: Lượng hoa viên sử dụng là m = 260,9(g)

Lượng cao hoa sử dụng là 0,25m = 65,2(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:

= 1043,5(g) ≈ 1,04(kg)

5. Các nguyên liệu khác

* Các hoá chất bổ sung trong quá trình nấu:

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 0,06% lượng gạo, và lượng acid bổ sung vào nồi

malt bằng khoảng 0,04% lượng malt. Tổng lượng acid bổ sung là:

0,06% × 42,4 + 0,04% × 127,2 = 0,076(kg) = 76(g)

Các hoá chất bổ sung trong quá trình lọc dịch bia:

Bột trợ lọc: Bột trợ lọc sử dụng ở đây chủ yếu là diatomide, sử dụng lọc bia như

đối với bia chai.

Lượng men giống sử dụng:

53

Men giống nuôi cấy trực tiếp cấp bằng 10% lượng dịch đưa vào lên men:

0,1.1069,7 ≈ 107(l)

Men sữa cấp bằng 1% lượng dịch đưa vào lên men:

0,01.1069,7 ≈ 10,7(l)

Men sữa tái sử dụng 7 lần thì trong 8 chu kì lên men chỉ cần nhân men

giống cho chu kì đầu còn tái sử dụng men sữa cho 7 chu kì sau.

Sữa men kết lắng:

Cứ 1000l bia cho 20l sữa men có độ ẩm 85%, trong đó có thể tái sử dụng

khoảng 10l. Lượng men tái sử dụng của 1 tank có thể đủ để nhân men cho 2 tank

do đó thực tế chỉ tái sử dụng 5l sữa men còn thải bỏ 15l sữa men kết lắng.

Cặn lắng:

Lượng cặn lắng có độ ẩm 80% chiếm khoảng 1,75% so với nguyên liệu. Ứng

với 1000l bia cần nấu 127,2kg malt và 42,4kg gạo tức tổng lượng nguyên liệu là:

127 + 42,4 = 169,4 kg

Lượng cặn lắng tương ứng sẽ là: 169,40,0175 = 3,0(kg)

Lượng cặn lắng khô: 0,23,0 = 0,6(kg)

Lượng CO2:

Phương trình lên men:

C12H22O11 + H2O = 4C2H5OH + 4CO2 + Q

342g 18g 184g 176g

Lượng dịch trước lên men: 1069,7(l), có độ đường 10,5˚Bx có d20=1,042.

Khối lượng dịch đường trước lên men là: 1069,71,042 = 1114,6(kg)

Khối lượng chất chiết trong dịch đường trước lên men:

Quy về đường maltose, trong giai đoạn lên men chính coi 55% lượng chất

chiết được chuyển hoá, lượng CO2 tạo thành là:

= 33,1(kg)

Thể tích bia non ứng với 1000 lít bia thành phẩm là

54

Lượng CO2 hoà tan trong bia non là 2,5g/l, ứng với 1016,2 lít bia non là:

2,51016,2 = 2540,5(g) ≈ 2,54(kg)

Lượng CO2 thoát ra là: 33,1 – 2,54 = 30,56(kg)

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

= 16,68(m3)

Hiệu suất thu hồi CO2 là 70%, lượng CO2 có thể thu hồi là:

0,716,68 = 11,7(m3)

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. Cuối quá trình lọc cần cấp CO2 để ép nốt lượng dịch lọc

cuối đồng thời trong quá trình tàng trữ cần tiếp tục bão hoà CO2 trong bia để hàm

lượng CO2 đạt tới 4,5g/l. Lượng CO2 cần để bão hoà 1015,2 lít bia sau lọc là: (4,5

– 2).1011,1 = 2527,75(g) ≈ 2,53(kg)

Thể tích CO2 cần để bão hoà thêm là:

III.3.3 Hoá chất vệ sinh:

1. Hóa chất vệ sinh các nồi nấu:

Các hoá chất dùng để vệ sinh các nồi nấu là: dung dịch NaOH 2%, dung dịch

HNO3 0,1%, dung dịch nước clo 10%.

Căn cứ theo nhịp độ nấu: Giữa các mẻ nấu trong ngày chỉ cần vệ sinh các nồi nấu

bằng nước nóng. Trong các khoảng nghỉ dài vệ sinh các nồi nấu bằng hoá chất

tẩy rửa, khử trùng. Thể tích dung dịch các hoá chất cần sử dụng cho một lần vệ

sinh định kì khoảng 8% thể tích nồi nấu lớn nhất ( là nồi hoa) theo đó thể tích các

dung dịch vệ sinh là: 0,08 × 75,88 = 6,07(m3),. Lượng các hoá chất cần sử dụng

tương ứng là:

Dung dịch NaOH 2% có khối lượng riêng là 1021 kg/m3, lượng dịch cần là:

1021 6,07 = 6197,47kg

55

NaOH dạng hạt khan: 2% × 6197,47 = 123,95(kg NaOH)

Dung dịch acid nitric 0,1% có khối lượng riêng ở 25oC là 1002,41 kg/ m3 lượng

dịch axit 0,1% cần là: 1002,416,07 = 6084,63kg.

Lượng dịch axit HNO3 đậm đặc 63% cần dùng là:

0,001 6084,63/0,63 = 9,658 (kg HNO3 63%)

Bột Cloramin: 10% × 6070 = 607(kg cloramin)

Định kì 1 tuần vệ sinh các nồi nấu 1 lần thì theo lịch sản xuất một năm cần vệ

sinh khoảng 50 lần, khi đó lượng hoá chất tiêu hao là:

NaOH: 50 × 123,95 = 6198(kg NaOH)

HNO3 63%: 50 × 9,658= 483(kg HNO3 63%)

Cloramin: 50 × 607 = 30 350(kg cloramin)

2. Hóa chất vệ sinh các thiết bị lên men, tàng trữ bia:

Các hoá chất dùng để vệ sinh các thiết bị lên men là: dung dịch NaOH 2%, dung

dịch Trimeta HC 2%, dung dịch P3 oxonia 0,5%.

Theo nhịp độ sản xuất mỗi ngày sản xuất phải vệ sinh một tank lên men, ngoài ra

còn phải vệ sinh hệ thống nhân men hay tái sử dụng men kết lắng và các tank

tàng trữ. Thể tích các dung dịch CIP cần sử dụng một ngày bằng khoảng 8% thể

tích một tank lên men: 8% × 375,8 = 30(m3)

Lượng hoá chất cần để vệ sinh hệ thống lên men một ngày là:

NaOH: 2% × 102130 = 612,6 (kg NaOH)

Trimeta HC: 2% ×30000 = 600(kg Trimeta HC)

P3 oxonia: 0,5% × 30000 = 150(kg P3 oxonia)

Một năm tương ứng với 300 ngày sản xuất cần lượng hoá chất vệ sinh là:

NaOH: 300 × 612,6 = 183780(kg NaOH)

Trimeta HC: 300 × 600 = 180000(kg Trimeta HC)

P3 oxonia: 300 × 150 = 45000(kg P3 oxonia)

► Tổng lượng NaOH cần để vệ sinh cho cả nhà máy một năm là:

6198 + 183780 = 189978(kg NaOH)

Bảng tổng kết các hoá chất tẩy rửa, sát trùng cần dùng:

56

* Bảng tổng kết nguyên liệu chính, bán thành phẩm tương ứng với bia chai

TT Tên nguyên liệu Đơn vị 1000 lít 1 mẻ 1 năm

1 Malt kg 146,1 6264 1174500

2 Gạo kg 48,7 2088 391500

3 Nước nấu cháo kg 292 12460 2336250

4 Nước đường hoá kg 544,8 23264 4362000

5 Nước rửa bã lít 478,7 20440 3832500

6 Bã malt và gạo kg 168,7 7200 1350000

7 Hoa viên g 318,8 12752 2391000

8 Cao hoa g 79,7 3188 597750

9 Dịch bột gạo lít 350,4 14952 2803500

10 Dịch cháo lít 335,4 14312 2683500

11 Dịch malt lít 681 29080 5452500

12 Dịch đường lít 1016,4 42600 7987500

13 Dịch sau lọc lít 1292,9 54760 10470000

14 Dịch đường houblon hoá lít 1119,9 47812 8964750

15 Dịch đường đem lên men lít 1069,7 44752 8391000

16 Bia non lít 1016,2 42512 7971000

17 Bia sau lọc lít 1011,1 41876 7851750

18 Bia trước chiết chai lít 1010,1 41668 7812750

19 Men nhân trực tiếp lít 107 4476 839250

Men tái sử dụng lít 10,7 448 84000

57

* Bảng tổng kết nguyên liệu chính, bán thành phẩm tương ứng với bia hơi

TT Tên nguyên liệu Đơn vị 1000 lít 1 mẻ 1 năm

1 Malt kg 127,2 5124 5444250

2 Gạo kg 42,4 1708 1814750

3 Nước nấu cháo lít 254 10200 10837500

4 Nước đường hoá lít 447,4 19040 20230000

5 Nước rửa bã lít 580,7 24752 26299000

6 Bã malt và gạo kg 152 6000 6375000

7 Hoa viên g 260,9 10436 11088250

8 Cao hoa g 65,2 2608 277100

9 Dịch bột gạo lít 304,8 12240 13005000

10 Dịch cháo lít 291,8 11716 12448250

11 Dịch malt lít 593 23800 25287500

12 Dịch đường lít 854,8 34344 36490500

13 Dịch sau lọc lít 1284,3 53092 56410250

14 Dịch đường houblon hoá lít 1119,9 46364 46261750

15 Dịch đường đem lên men lít 1069,7 43396 46108250

16 Bia non lít 1016,2 41224 43800500

17 Bia sau lọc lít 1011,1 40608 43146000

18 Bia trước chiết chai lít 1010,1 40404 42929250

19 Men nhân trực tiếp lít 107 4340 4611250

Men tái sử dụng lít 10,7 432 459000

58

PHẦN IV : TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ

IV.1. Tính và chọn thiết bị cho phân xưởng nấu

Theo kế hoạch sản xuất một mẻ nấu của bia hơi và bia chai cùng cho sản

lượng bia thành phẩm như nhau, chỉ khác là nấu bia chai sử dụng nhiều nguyên

liệu hơn bia hơi (trừ lượng nước rửa bã). Do đó ta tính toán thiết bị chủ yếu theo

bia chai.

IV.1.1. Cân nguyên liệu

* Cân: Nguyên liệu được cân theo từng mẻ.

Chọn cân gạo và malt lót có khả năng cân cao nhất 1000kg

Cân malt dùng cân điện tử được gắn với phễu chứa; Phễu chứa có kích thước:

đường kính 1m, cao 2m, đáy côn 60˚ chứa được khoảng 1000kg malt

IV.1.2. Tính gầu tải để vận chuyển nguyên liệu.

Gầu tải: Chọn gầu tải có năng suất vận chuyển 4500 kg/h.

IV.1.3. Chọn máy nghiền

Máy nghiền gạo: Một mẻ nấu sử dụng 2088 kg gạo. Chọn máy nghiền gạo là

máy nghiền búa có công suất 4000kg/h có các thông số kỹ thuật:

* Máy nghiền malt: Một mẻ nấu lượng malt cần nghiền là 6264kg. Chọn máy

nghiền malt ướt có công suất 8000 kg/h có các thông số kỹ thuật:

Vật liệu chế tạo: thép không gỉ chịu mài mòn

Kích thước thiết bị: dài 1,5m, rộng 1,5m, cao 3,2m

Kích thước trục nghiền: đường kính 300mm, dài 1000mm

Số đôi trục: 2

59

Nước ngâm malt có nhiệt độ 65˚C, lượng nước dùng để ngâm 60lít/100kg. Tổng

thời gian ngâm và nghiền không quá 30 phút. Khi đó thuỷ phần của hạt tăng lên

20%.

IV.1.4. Nồi hồ hoá

Nhiệm vụ chính của nồi hồ hóa là thủy phân hóa gạo. Yêu cầu đối với nồi hồ

hóa.

• Làm việc ở chế độ không có áp lực

• Tốc độ gia nhiệt cho khối nấu từ 1 - 1,5oC/ phút

• Khuấy đảo đều hỗn hợp nấu bằng cánh khuấy, đảm bảo không bị vón cục

khi pha trộn bột gạo với nước và chất lượng, hiệu quả trong quá trình hồ

hóa.

• Tất cả thân, nắp, đáy và các chi tiết khác được chế tạo bằng vật liệu Inox

Thể tích của hỗn hợp trong nồi hồ hoá là: 14952 lít = 14,952 m3

Thể tích sử dụng của nồi là 75%, thể tích của nồi cần đạt là:

= 19,93(m3)

* Chọn thiết bị hồ hoá là thiết bị thân hình trụ, đáy và nắp dạng nón, độ côn ở

nắp là 130o, độ côn ở đáy là 144o có các thông số như sau: H = 0,6D; h1 = 0,15D;

h2 = 0,2D.

Thể tích nồi:

60

V = Vtrụ + Vđáy = =

= 0,532D3

Ta có: 0,532D3 = 19,93(m3). Suy ra: D = 3,3m.

Quy chuẩn: D = 3,3m. H = 1,9m; h1 = 0,5m; h2 = 0,66m.

Vỏ áo hơi và bảo ôn dày 100mm, đường kính ngoài thùng: Dng = 3,5m.

Thể tích thực của nồi là: V = 0,554D3 = 0,554.3,33 = 19,9(m3).

Chọn cánh khuấy có đường kính: d = 0,8D = 2,64m, tốc độ khuấy 35

vòng/phút. Hệ thống truyền động cho cánh khuấy ở bên dưới bao gồm

động cơ điện và hộp giảm tốc.

Lấy diện tích bề mặt truyền nhiệt 0,7 m2/m3 dịch, thể tích dịch trong nồi hồ hoá

là 19,93m3, tổng diện tích bề mặt truyền nhiệt của nồi là:

F = 0,719,93 = 13,95(m2)

Nắp có cửa người 500, cấu trúc kín, phía trên có cửa kính quan sát

Ống thoát hơi từ nắp nồi lên nóc nhà có đường kính 500 bao gồm cả

các vật dụng gá đỡ, có phần chống mưa thông gió và lưới bảo vệ chim.

Bảo ôn: Bảo ôn phần thân nồi và đáy nồi dày 100mm. Vật liệu cách nhiệt

là bông thủy tinh

Bộ phận chân đỡ nồi gồm bốn ống Inox 2005mm và bốn tấm kê chân

nồi.

Các bộ phận khác: gồm một quả cầu vệ sinh, thiết bị phối trộn gạo và

nước, đường ống dẫn nước, đường ống dẫn hơi, đường ống Cip, một nhiệt

kế điện từ xa thang đo 0 - 1200oC, một đèn chiếu sáng bên trong nồi.

IV.1.5. Nồi đường hoá

Nhiệm vụ chính của nồi đường hóa là thủy phân các hợp phần cao phân tử có

trong dịch. Yêu cầu đối với nồi đường hóa.

• Làm việc ở chế độ không có áp lực

• Tốc độ gia nhiệt cho khối nấu từ 1 - 1,5oC/ phút

61

• Khuấy đảo đều hỗn hợp nấu bằng cánh khuấy, đảm bảo không bị vón cục

khi pha trộn bột malt với nước và chất lượng, hiệu quả trong quá trình

đường hóa.

• Tất cả thân, nắp, đáy và các chi tiết khác được chế tạo bằng vật liệu Inox

Tổng lượng dịch trong nồi đường hoá ứng với một mẻ nấu là: 42600lít = 42,6m3


* Chọn thiết bị đường hoá là thiết bị thân hình trụ, đáy và nắp dạng nón, độ côn ở


h2 = 0,2D.

Thể tích nồi:

V = Vtrụ + Vđáy =

= = 0,554D3

Ta có: 0,532D3 = 56,8m3. Suy ra: D = 4,7m.

Quy chuẩn: D = 4,7 m. H = 3,42m; h1 = 0,7m; h2 = 0,94m.

Thể tích thực của nồi: V = 0,532D3 = 0,532.4,73 = 55,2(m3).

Vỏ áo hơi và bảo ôn dày 100mm, đường kính ngoài là: Dng = 4,9m.

Chọn cánh khuấy có đường kính: d = 0,8D = 3,76m. Tốc độ khuấy 35vòng/ph.

62

Diện tích bề mặt truyền nhiệt 0,7m2/m3 dịch, thể tích dịch trong nồi đường hoá là

56,8 m3, tổng diện tích bề mặt truyền nhiệt của nồi là:

F = 0,7 56,8 = 39,76(m2)

Nắp có cửa người 500, cấu trúc kín, phía trên có cửa kính quan sát

Ống thoát hơi từ nắp nồi lên nóc nhà có đường kính 500 bao gồm cả

các vật dụng gá đỡ, có phần chống mưa thông gió và lưới bảo vệ chim.

Bảo ôn: Bảo ôn phần thân nồi và đáy nồi dày 100mm. Vật liệu cách nhiệt

là bông thủy tinh

Bộ phận chân đỡ nồi gồm bốn ống Inox 2005mm và bốn tấm kê chân

nồi.

Các bộ phận khác: gồm một quả cầu vệ sinh, đường ống dẫn hơi, đường

ống Cip, một nhiệt kế điện từ xa thang đo 0 - 1200oC, một đèn chiếu sáng

bên trong nồi.

IV.1.6. Thùng lọc đáy bằng

Nhiệm vụ của thùng lọc đáy bằng là tách phần bã ra khỏi dịch nấu.

Yêu cầu: Làm việc ở chế độ không có áp lực, đảm bảo lọc nhanh, trong. Tất cả

các bộ phận của nồi được chế tạo bằng Inox.

Thiết bị lọc đáy bằng có thân hình trụ, có đáy bằng, bên trong thiết bị có bố trí hệ

thống quả cầu phun nước để rửa bã và vệ sinh thiết bị .Ngoài ra còn có hệ thống

cánh khuấy tốc độ khuấy được điều chỉnh bởi hộp số gắn với môtơ .Trên cánh

khuấy có gắn hệ thống dao cào bã ,dưới thiết bị là hệ thống vít tải có tác dụng

đẩy bã ra ngoài .

Thùng đáy bằng, thân trụ, nắp nón h2 = 0,2D.

63

D

h2

H

Tổng lượng dịch đường bơm sang nồi đường hóa là 42,6m3. Hệ số sử dụng của

nồi chọn là 0,8. Thể tích của nồi cần đạt được là 56,8m3

Chọn H = 0,6D. Ta có thể tích của nồi được tính là: = 0,628D3

0,628D3 = 56,8 D = 4,5m

Quy chuẩn: D = 4,5m. Lớp vỏ bảo ôn dày 100mm, đường kính ngoài của thùng

là: Dng = 4,7m.

Nắp nón: h2 = 0,2D = 0,94m. H = 4,50,6 = 2,7m

Thể tích thực của nồi là 0,628 4,53 = 57,2 m3

Hệ thống cào bã quay với tốc độ 16vòng/ph.

Lưới lọc thiết kế các khe hình nêm kích thước 0,5mm × 70mm, diện tích thoát

dịch trên tổng diện tích sàn: 14%. Cửa thoát dịch hình côn với góc mở rộng. Dao

cào bã được chế tạo bằng đồng thau.

* Cửa xả bã được thiết kế có đường kính 30cm được đóng mở bằng động cơ

điện. Bã xả ra được vít tải đẩy sang xyclon chứa.

IV.1.7. Nồi nấu hoa

Dịch sau nấu hoa có thể tích: 47812 lít = 47,812 m3

Quá trình đun hoa thể tích dịch giảm 10% do nước bay hơi, thể tích dịch trước

đun hoa:


64

* Chọn thiết bị đun hoa là thiết bị thân hình trụ, đáy và nắp dạng nón, độ côn ở


h2 = 0,2D.

Thể tích nồi:


= 0,554D3

Ta có: 0,532D3 = 75,88m3

Suy ra: D = 5,22m. Quy chuẩn: D = 5,2m.

Vỏ áo hơi và bảo ôn dày 100mm, đường kính ngoài của nồi hoa: Dng = 5,4m.

H = 3,12m; h1 = 0,78m; h2 = 1,2m.

Thể tích thực của nồi: V = 0,532D3 = 0,5325,23 = 74,8m3.

Ngoài vỏ áo hơi thiết bị còn được thiết kế thiết bị gia nhiệt trung tâm kiểu ống

chùm để tăng cường quá trình đun sôi mãnh liệt dịch đường. Diện tích trao đổi

nhiệt 0,7m2/m3 dịch, thể tích dịch trong nồi hoa là 53,12m3. Tổng diện tích bề

mặt trao đổi nhiệt: F = 0,7.53,12 = 36,48 (m2)

65

IV.1.8. Thùng chứa trung gian

Thể tích dịch trước đun hoa là 53,12m3. Thể tích sử dụng của nồi là 90%, thể tích

thùng cần đạt là: = 59,02(m3)

* Chọn thùng trung gian là thiết bị thân hình trụ, đáy chỏm cầu, nắp nón làm

bằng thép không gỉ, có các thông số như sau: H = 0,6D; h1 = 0,15D; h2 = 0,2D.

Thể tích nồi:


= 0,554D3

Ta có: 0,532D3 = 59,02m3. Suy ra: D = 4,8m.

H = 2,9m; h1 = 0,72m; h2 = 0,96m.

Vỏ bảo ôn dày 100mm, đường kính ngoài của thùng: Dng = 5,0m.

Thể tích thực của thùng: V = 0,532D3 = 0,532.4,83 = 58,83(m3).

IV.1.9. Thùng lắng xoáy

Đáy bằng hơi nghiêng 2˚, thân trụ H = 0,8D, nắp nón h2 = 0,2D.

66

D

h2

H

Thể tích thùng: V = = 0,628D3

Thể tích dịch sau đun hoa: 47,812m3

Hệ số đổ đầy của thùng là 75%, thể tích thùng cần đạt là: = 63,75(m3)

Ta có: 0,628D3 = 63,75m3. Suy ra: D = 4.66m

Quy chuẩn: D = 4,7m. H = 3,76m; h2 = 0,71m.

Thành thùng dày 5mm, đường kính ngoài thùng: Dng = 4,71m

Thể tích thực của thùng: V = 0,628D3 = 0,628.4,73 = 65,2(m3).

IV.1.10. Thiết bị lạnh nhanh và sục khí

* Chọn thiết bị lạnh nhanh là thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm bản có năng suất

40 m3/h có các thông số kỹ thuật:

Số cấp: 1

Chất tải nhiệt: nước, nhiệt độ đầu vào của chất tải nhiệt: 2˚C

Kích thước máy: dài 2000mm, rộng 700mm, cao 1600mm

* Chọn thiết bị sục khí có bộ phận lọc vô trùng sử dụng than hoạt tính, thiết bị

sục khí vào dịch đường, các phụ kiện kèm theo: ống lưu lượng, van một chiều,

van giảm áp...

IV.1.11. Thùng nước nấu

Chọn thùng chứa nước nóng và nước lạnh có thể tích như nhau, thùng thân trụ H

= 1,5D, đáy bằng, nắp chỏm cầu nhô lên: h2 = 0,1D.

Thể tích thùng là: = = 1,178D3

67

Một mẻ nấu bia chai lượng nước sử dụng là:

Nước nấu cháo: 12,46 m3

Nước đường hoá: 23,264 m3

Nước rửa bã: 20,44 m3

Nước vệ sinh khoảng 8% thể tích nồi lớn nhất là nồi hoa:

0,08. 73,5 = 5,88 (m3)

Tổng cộng lượng nước cần dùng trong một mẻ nấu bia chai là:

12,46 + 23,246 + 20,44 +5,88 = 62,03(m3)

Với bia hơi lượng nước sử dụng là:

Nước nấu cháo: 10,2 m3

Nước đường hoá: 19,04 m3

Nước rửa bã: 24,752 m3

Nước vệ sinh: 5,88 m3

Tổng cộng lượng nước cần dùng trong một mẻ nấu bia hơi là:

10,2 + 19,04 + 24,752 + 5,88 = 59,87(m3)

Như vậy lượng nước cần sử dụng cho một mẻ nấu lớn nhất là 62,03m3 tính theo

bia chai. Ta lấy mỗi thùng chứa lượng nước dùng đủ cho 2 mẻ nấu, tức là chứa

được: 2 × 62,03 = 124,06(m3)

Thể tích chứa của thùng 85%, thể tích thùng cần đạt: (m3)

Ta có: 1,178D3 = 146m3. Suy ra: D = 4,98m.

Quy chuẩn: D = 5m. H = 7,5m; h2 = 0,75m.

Thể tích thực của thùng: V = 1,178D3 = 1,178.53 = 147,25(m3).

Ở thùng nước nóng, nước được đun nóng tới nhiệt độ 78˚C bằng hơi nước bão

hoà cấp qua đường ống xoắn ruột gà.

Lớp vỏ bảo ôn dày 100mm. Đường kính ngoài thùng: Dng = 5,2m.

IV.1.12. Hệ thống cip nấu

Hệ thống CIP nấu gồm: 1 thùng NaOH 2% nóng, 1 thùng nước clo 10%,

1thùng HNO3 0,1%.

68

Chọn thùng CIP làm bằng thép không gỉ, thân trụ H = 1,5D, đáy cầu: h1 = 0,1D,

nắp cầu h2 = 0,1D. Thể tích mỗi thùng:

V = = = 1,218D3

Lượng CIP rửa thường bằng 5 – 8% thể tích thùng. Ta tính cho thùng nấu hoa là

thùng có thể tích lớn nhất 30,4m3, thể tích sử dụng của thùng là 80% thì thể tích

các thùng CIP cần đạt: 0,08.74,8/0,8 = 7,48(m3).

Ta có: 1,218D3 = 7,48(m3) Suy ra: D = 1,8(m).

H = 2,7m; h1 = 0,18m; h2 = 0,18m.

Thể tích thực của mỗi thùng: V = 1,218D3 = 1,218.1,83 = 7,1(m3)

Các thùng có thành dày 5mm, đường kính ngoài của các thùng: Dng = 1,81m

IV.2. Tính và chọn thiết bị sử dụng cho lên men

IV.2.1. Tank lên men

Chọn tank lên men là thiết bị thân trụ đường kính D, đáy côn góc côn ở đáy

là 60˚, nắp cầu h4 = 0,1D. Phần trụ trống không chứa dịch có chiều cao h3, phần

trụ chứa dịch có chiều cao h2 = 1,5D, phần đáy côn có chiều cao h1 = 0,866D

Thể tích hữu ích của thiết bị là:

69

Vhi = = = 1,405D3

Lấy thể tích phần trống của thiết bị chiếm 15% tổng thể tích có thể chứa của

thùng, ta có: Vtr = =

Suy ra: h3 = 0,316D

Tổng thể tích của thiết bị là: V = 1,653D3

Ứng với một mẻ nấu thể tích dịch đưa đi lên men là: 44,752m3

Ta sử dụng thùng lên men có thể chứa được lượng dịch ứng với 7 mẻ nấu, Tức là

có thể tích hữu ích đạt: 744,752 = 313,3(m3)

Ta có: 1,405D3 = 313,3(m3) Suy ra: D = 6,06(m)

Quy chuẩn: D = 6,1m; h1 = 5,3m; h2 = 9,2m; h3 = 1,9m; h4 = 0,61m

Tổng chiều cao của Tank là: H = 5,3 + 9,2 + 1,9 + 0,61 = 17,01m

Thể tích thực của thiết bị là: V = 1,653D3 = 1,653.6,13 = 375,2(m3)

Tank lên men có lớp áo lạnh và cách nhiệt dày 100mm, đường kính ngoài của

tank là: Dng = 6,3m

Một ngày nấu lượng dịch đường được chứa vào 1 tank lên men, chu kì lên men

kéo dài 21 ngày đối với sản phẩm bia chai. Bên cạnh đó còn cần thời gian

khoảng 1 ngày để lọc dịch đường, vệ sinh tank… Do đó số tank cùng sử dụng là

22 tank, cộng với 2 tank dự trữ thì số tank lên men cần là 24 tank.

IV.2.2. Thiết bị nhân giống cấp II

Chọn thiết bị nhân giống cấp II là thiết bị thân trụ đường kính D, đáy côn

góc côn ở đáy là 60˚, nắp cầu nhô lên h4 = 0,1D. Phần trụ trống không chứa dịch

có chiều cao h3, phần trụ chứa dịch có chiều cao h2 = D, phần đáy côn có chiều

cao h1 = 0,866D. Sử dụng hai thùng nhân giống cấp II


Vhi = = = 1,012D3

Lấy thể tích phần trống của thiết bị bằng 1/5 thể tích hữu ích của thiết bị, ta có:

Vtr = = 0,2Vhi

70

Suy ra: h3 = 0,258D


Thể tích hữu ích của thiết bị bằng 1/10 thể tích dịch lên men trong 1 tank lên

men: 0,1313,3 = 31,33(m3).

Ta có: Vhi = 1,012D3 = 31,33(m3) Suy ra: D = 3,14(m)

Quy chuẩn: D = 3,2m; h1 = 2,8m ; h2 = 3,2m; h3 = 0,83m; h4 = 0,32m

Thể tích thực của thiết bị là: V = 1,215D3 = 1,215.3,23 = 39,8(m3)

Thùng nhân giống có vỏ áo lạnh và cách nhiệt dày 100mm, đường kính ngoài của

thiết bị là: Dng = 3,4m.

IV.2.3. Thiết bị nhân giống cấp I

Chọn thiết bị nhân giống cấp I là thiết bị thân trụ đường kính D, đáy côn

góc côn ở đáy là 60˚, nắp cầu nhô lên h4 = 0,1D. Phần trụ trống không chứa dịch

có chiều cao h3, phần trụ chứa dịch có chiều cao h2 = D, phần đáy côn có chiều

cao h1 = 0,866D


Vhi = = = 1,012D3


Vtr = = 0,2Vhi

Suy ra: h3 = 0,258D


Thể tích hữu ích của thiết bị bằng 1/3 thể tích dịch nhân men cấp II:

31,33/3 = 10,44(m3)

Ta có: 1,012D3 = 10,44(m3) Suy ra: D = 2,18(m)


Thể tích thực của thiết bị: V = 1,215D3 = 1,215.2,23 = 12,9(m3)

Thiết bị có vỏ áo lạnh và cách nhiệt dày 100mm, đường kinh ngoài của thiết bị

là: Dng = 2,4m.

71

IV.2.4. Thiết bị rửa men sữa kết lắng

Chọn thiết bị rửa men là thiết bị thân trụ đường kính D, đáy côn góc côn ở

đáy là 60˚, nắp cầu nhô lên h4 = 0,1D. Phần trụ trống không chứa dịch có chiều

cao h3, phần trụ chứa dịch có chiều cao h2 = 1,2D, phần đáy côn có chiều cao h1 =

0,866D


Vhi = = = 1,169D3


Vtr = = 0,25Vhi

Suy ra: h3 = 0,372D


Lượng sữa men kết lắng ứng với 1000l bia là 20l, với 1 tank lên men có thể tích

dịch là 313,3m3 thì thể tích sữa men kết lắng là:

= 6266(l)

Thể tích hữu ích của thiết bị rửa men phải gấp 2 lần thể tích men thu hồi, tức là

khoảng: 26266 = 12532(l)

Ta có: 1,169D3 = 12,532(m3) Suy ra: D = 2,2(m)


Thể tích thực của thiết bị: V = 1,462D3 = 1,4622,23 = 15,6(m3)

Thiết bị có vỏ áo lạnh và cách nhiệt dày 100mm, đường kính ngoài của thiết bị

là: Dng = 2,4m.

IV.2.6. Hệ thống cip lạnh:

Hệ thống CIP lạnh gồm: 1 thùng NaOH 2%, 1 thùng Trimeta HC 2%, 1

thùng P3 oxonia 0,5%.

Chọn thùng CIP làm bằng thép không gỉ, thân trụ H = 1,5D, đáy cầu: h1 = 0,1D,

nắp cầu h2 = 0,1D. Thể tích mỗi thùng:

V = = = 1,218D3

72

Lượng CIP rửa thường bằng 5-8% thể tích thùng. Ta tính cho 1 tank lên men có

thể tích 375,2(m3), hệ số sử dụng của các thùng CIP là 80% thì thể tích mỗi thùng

cần đạt: 0,08375,2/0,8 = 37,52(m3).

Ta có: 1,218D3 = 37,52(m3) Suy ra: D =3,13(m)

Quy chuẩn: D = 3,2m; H = 4,8m; h1 = 0,32m; h2 = 0,32m

Thể tích thực của mỗi thùng: V = 1,218D3 = 1,218.3,23 = 39,9(m3)

Các thùng có thành dày 5mm, đường kính ngoài của các thùng: Dng = 3,21m

IV.3. Tính và chọn thiết bị cho phân xưởng hoàn thiện

IV.3. 1. Thiết bị lọc trong bia

Lượng bia cần lọc một mẻ : 42512 lít

Một mẻ thiết bị hoạt động trong 2h

Năng suất thiết bị là :

42512/2 = 21256 m3/h

Chọn máy lọc khung bản có năng suất 25m3/h .

Phần thân máy được làm bằng thép và được phủ kín bằng một lớp thép không

gỉ, các tấm lọc được nén bằng trục vít tay quay.

Máy lọc khung bản có kích thước 31,5m

IV.3.2. Thùng tàng trữ và bão hoà CO2

Để tàng trữ, bão hoà CO2 và ổn định bia sau lọc ta sử dụng 8 thùng chứa

thân trụ đường kính D, đáy cầu: h1 = 0,1D, nắp cầu: h2 = 0,1D, chiều cao thân trụ:

H = 1,5D. Thể tích của thiết bị:

V = = = 1,218D3

Thể tích hữu ích của thiết bị chiếm 85% tổng thể tích của thiết bị:

Vhi = 0,85V = 1,035D3

Lượng bia sau lọc ứng với một tank lên men cũng chính là ứng với một ngày nấu

là: 293,13(m3), do đó mỗi tank tàng trữ phải chứa được: 293,13/8 = 36,64 (m3).

Ta có: Vhi = 1,035D3 = 36,64(m3) Suy ra: D = 3,28(m)

Quy chuẩn: D = 3,3m; h1 = 0,33m; h2 = 0,33m; H = 4,95m

73

Thể tích thực của thiết bị: V = 1,218D3 = 1,218.3,33 = 43,77(m3)

Thiết bị có vỏ áo lạnh và cách nhiệt dày 100mm, đường kính ngoài của thiết bị:

Dng = 3,5m

IV.3.3. Hệ thống chiết bock

Lượng bia hơi lớn nhất một ngày sản xuất là: 240 000(l)

Chọn bock có dung tích 50(l) thì số bock sử dụng trong ngày là:

240 000/50 = 4800(bock)

* Máy rửa bock:

Ngày làm việc 12h, hệ số sử dụng máy là 0,8 thì năng suất của máy rửa bock cần

đạt: = 500(bock/h)

Chọn hai máy rửa bock có thông số kỹ thuật:

Năng suất: 300 bock/h

Kích thước: 3m × 2m

* Máy chiết bock:

Ngày làm việc 12h, hệ số sử dụng máy là 0,8 thì năng suất máy chiết bock cần

đạt: = 25000(l/h)

Chọn máy chiết bock thông số kỹ thuật:

Năng suất 25 000 l/h

Số vòi chiết: 3

Khoảng cách giữa 2 vòi: 1,4m

Áp suất dư: 0,7 at

Kích thước máy: 4,15m × 1,6m × 3,85m

IV.3.4. Hệ thống chiết chai

Lượng bia chai lớn nhất một ngày sản xuất là 280000(l)

Chọn chai có dung tích 450ml thì số chai cần dùng một ngày là:

= 622222(chai)

Ngày làm việc 24h, hệ số sử dụng máy là 0,8 thì năng suất máy cần đạt:

74

= 32407(chai/h)

* Chọn máy rửa chai có thông số kỹ thuật:

Năng suất: 40000 chai/h

Thể tích bể chứa kiềm: 8m3

Đường kính van xối kiềm: 35mm

Chu kì một vòng: 12,9 phút

Thời gian nghỉ: 1,9 phút

Số bơm: 2 chiếc

Năng suất bơm: 10 m3/h

Công suất động cơ: 7 kW

Kích thước: 6,5m × 3,44m × 2,8m

* Chọn máy chiết chai có thông số kỹ thuật:


Kích thước: 3,5m × 2m × 3,2m

Áp suất khí nén: 2,5 bar

Áp suất nước cấp của bơm cao áp: 1 – 2 bar

Áp suất CO2 vào: 2,5 – 3 bar

Độ chân không: 0,85 – 0,97 bar

* Chọn thiết bị thanh trùng là hầm thanh trùng (tunel) có thông số kỹ thuật:


Áp suất khí nén: 6 – 7 bar, 150 l/ph

Hơi 3 – 4 bar, 6 – 8 m3/h

Tiếng ồn: < 70db

Thông số hoạt động:

Tốc độ băng tải chính: 0,339 m/ph

Nhiệt độ đầu vào: 4˚C

Nhiệt độ nước cấp: 18˚C

Nhiệt độ nước đầu ra: 25 – 36˚C

Chu kì chai vào ra khỏi máy là: 62 phút

75

Chu kì hoạt động: 60 phút.Trong đó thời gian gia nhiệt 27 phút, giữ nhiệt 10

phút, hạ nhiệt 23 phút.

Hầm thanh trùng có 8 khoang, mỗi khoang phun nước nóng ở một nhiệt độ khác

nhau.

Gia nhiệt 4→19˚C bằng nước 28˚C




Giữ nhiệt 64˚C bằng nước 68˚C

Hạ nhiệt 64→59˚C bằng nước 52˚C



Kích thước thiết bị thanh trùng: 15m 4m3m

* Chọn máy dán nhãn có thông số kỹ thuật:


Sử dụng keo Krones hay Eticol 6300

* Chọn máy bắn chữ có thiết bị cảm biến, điều khiển tự động

* Chọn máy xếp két

Một két chứa được 20 chai, máy xếp két cần đạt năng suất:

= 1620(két/h)

Chọn máy xếp két có thông số kỹ thuật:

Năng suất: 2000 két/h

* Chọn máy rửa két có thông số kỹ thuật:

Năng suất: 2000 két/h

* Các thiết kế và trang bị phụ trợ:

Các nồi nấu, tank, thùng chứa đều được thiết kế các đường ống vào ra, quả cầu

CIP, cửa để quan sát, vệ sinh, cấp hoá chất. Các thiết bị có vỏ áo hơi được trang

bị đồng hồ đo áp suất hơi, cảm biến đo nhiệt độ nấu. Các tank lên men, nhân

men… được trang bị đồng hồ đo áp lực CO2, cảm biến đo nhiệt độ. Các thiết bị

có kích thước và khối lượng không quá lớn được thiết kế các chân đỡ bằng thép,

76

các thiết bị có kích thước và khối lượng lớn như tank lên men, thùng chứa

nước… được đặt trên bệ bê tông. Các vị trí thao tác trên cao được thiết kế sàn

thao tác thấp hơn khoảng 75cm, có cầu thang lên xuống để thuận tiện trong quá

trình sản xuất.

Ngoài ra các nồi nấu còn được thiết kế ống hơi có đường kính 30cm bằng khoảng

1/10 đường kính các nồi nấu, thiết kế này nhằm mục đích tạo dòng hơi bốc lên

đủ mạnh tránh sự nhiễm tạp đặc biệt là trong giai đoạn lắng xoáy.

Các thùng rửa men, hoạt hoá men, nhân men còn được trang bị cánh khuấy nhiều

tầng, thùng rửa men được trang bị cân điện tử.

Dây chuyền chiết chai được thiết kế hệ thống xích tải vận chuyển chai có trang bị

hệ thống phun nước bôi trơn, đặt trên các chân đỡ có máng hứng nước.

PHẦN V : TÍNH TOÁN NHU CẦU NĂNG LƯỢNG, NHU CẦU

NƯỚC CỦA NHÀ MÁY

I. Tính nhiệt lạnh

1. Lượng nhiệt lạnh cần cấp cho thiết bị lạnh nhanh

Lượng dịch đường đi lên men ứng với một mẻ nấu bia chai 186,8hl, có nồng

độ chất khô 12˚Bx có khối lượng riêng 1,048kg/l. Khối lượng dịch đường đưa đi

lên men: G1 = 447521,048 = 46900(kg).

Dịch đường sau lắng xoáy có nhiệt độ khoảng 96˚C cần được làm lạnh nhanh

xuống nhiệt độ lên men là 8˚C, Δt1 = 88˚C. Ở điều kiện này ta lấy thông số trung

bình, nhiệt độ trung bình của dịch đường là:

(96 + 8)/2 = 52oC

Nhiệt dung riêng của dịch đường:

C1 = 4190 - (2514 - 7,45252).0,12 = 3975 J/kg.độ = 3,975 kJ/kg.độ.

77

Chất tải nhiệt là nước đá có nhiệt độ 2˚C sẽ được đun nóng lên nhiệt độ 78˚C, Δt2

= 76˚C. Ở điều kiện này ta lấy nhiệt dung riêng trung bình của nước: C 2 =

4,173(kJ.kg-1.độ-1).

Khi đó lượng nước đá cần để làm lạnh dịch đường đi lên men là:

G2 = = = 51728(kg)

Nước ban đầu có nhiệt độ 25˚C được làm lạnh xuống 2˚C, Δt = 23˚C. Ở điều

kiện này nhiệt dung riêng trung bình của nước là:

C = 4,185(kJ.kg-1.độ-1).

Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp để làm lạnh nước ứng với một mẻ nấu là:

Q = G2.C.Δt = 517284,18523 = 4979.103(kJ)

Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp để làm lạnh nước ứng với 1 ngày nấu là:

QLạnh nhanh = 7 × Q = 34854.103(kJ)

Lượng nước dùng trong một ngày là: 517287 = 362096 kg 365 m3

2. Lượng nhiệt lạnh cấp cho khu tank lên men

a. Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp trong giai đoạn lên men chính

Phản ứng chính xảy ra trong quá trình lên men:

C12H22O11 + H2O → 4C2H5OH + 4CO2 + Q

342g 18g 184g 176g 312,3kJ

Nhiệt lượng toả ra khi lên men 1kg đường maltose là:

q = = 913,1(kJ)

Lượng dịch đường đi lên men ứng với một tank lên men bia chai là: 313,3m3

Dịch đường đi lên men có nồng độ chất khô là 12˚Bx, có khối lượng riêng 1,048

kg/l.

Khối lượng dịch đường đưa đi lên men ứng với một tank lên men bia chai là:

3133001,048 = 328338,4(kg)

Trung bình mỗi ngày lên men nồng độ chất khô của dịch giảm 1,5˚Bx, tức là một

ngày ứng với 1tank lên men lượng chất khô chuyển hoá là:

G = = 592(kg)

78

Coi chất khô chuyển hoá ở đây là đường maltose thì nhiệt lượng toả ra ứng với

một tank trong một ngày ở giai đoạn lên men chính là:

Q = G.q = 592 913,1 = 540555,2 (kJ)

Lượng nhiệt cần phải giải toả ở 6 tank trong giai đoạn lên men chính trong một

ngày là: Q1 = 6 × Q = 3244.103(kJ)

Tổn thất lạnh: Qtt = K × F × Δt (kJ/h)

K: Hệ số truyền nhiệt qua lớp cách nhiệt K = 1,2(kJ.m-2.độ-1.h-1)

Nhiệt độ không khí bên ngoài thùng lên men tng = 32˚C

Nhiệt độ dịch lên men ở giai đoạn lên men chính ttr = 8˚C

Δt = tng – ttr = 24˚C

F: Diện tích truyền nhiệt (m2)

Coi tổn thất chủ yếu ở phần thân trụ của thùng lên men ta có:

F = π × Dng × H = π × 6,3 × 11,1 = 219,7(m2)

Qtt = K.F.Δt = 1,2219,724 = 6327,36(kJ/h)

Tổn thất nhiệt lạnh trong một ngày ở cả 6 tank trong giai đoạn lên men chính:

Q2 = 6 × 24 × Qtt = 6 × 24 × 6327,36 = 911.103(kJ)

Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp cho các tank lên men trong giai đoạn lên men

chính một ngày:

QLMchính = Q1 + Q2 = 3244.103 + 911.103 = 4155.103(kJ)

b. Lượng nhiệt lạnh cần cấp để hạ nhiệt độ dịch

Khi kết thúc lên men chính bia non có nồng độ chất khô 3˚Bx được hạ nhiệt độ

từ 8˚C xuống 4˚C thực hiện quá trình xả nấm men kết lắng, sau đó tiếp tục hạ

nhiệt độ khối dịch xuống 2˚C và thực hiện quá trình lên men phụ, Δt = 6˚C. Ở

điều kiện này ta lấy thông số trung bình, nhiệt độ trung bình của quá trình này là

5oC

Nhiệt dung riêng của nước: Cn = 4,207(kJ.kg-1.độ-1)

Nhiệt dung riêng của dịch:

C = 4190 - (2514 - 7,5425)0,03 = 4116 (J.kg-1.độ-1) = 4,116 (kJ.kg-1.độ-1)

Thể tích bia non ứng với 1 tank lên men: 297,58m3. Bia có nồng độ chất khô

3˚Bx, có khối lượng riêng 1,012(kg/l). Khối lượng dịch cần làm lạnh:

79

G = 297580 × 1,012 = 301151(kg)

Giai đoạn này tổn thất lạnh ra môi trường khoảng 5%. Tổng lượng nhiệt lạnh cần

cung cấp:

QHạ nhiệt = G.C.Δt/0,95 = 3011514,1166/0,95 = 7828.103(kJ)

c. Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp trong giai đoạn lên men phụ:

Trung bình 1 lít bia non tổn hao 1kJ trong ngày, thể tích bia non ứng với 1 tank

lên men là 297,58m3. Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp đối với 15 tank trong giai

đoạn lên men phụ trong một ngày là:

Q1 = 15 × 297,58.103 × 1 = 4464.103(kJ)

Tổn thất lạnh: Qtt = K × F × Δt (kJ/h)


Nhiệt độ không khí bên ngoài thùng lên men tng = 32˚C

Nhiệt độ dịch lên men ở giai đoạn lên men chính ttr = 2˚C


F: Diện tích truyền nhiệt F = 219,7(m2)

Qtt = K.F.Δt = 1,2219,730 = 7909,2(kJ/h)

Tổn thất lạnh trong một ngày ứng với 15 tank trong giai đoạn lên men phụ:

Q2 = 15 × 24 × Qtt = 15 × 24 × 7909,2 = 2848.103(kJ)

Tổng lượng nhiệt lạnh cần cung cấp cho các tank ở giai đoạn lên men phụ trong

một ngày là:

QLMphụ = Q1 + Q2 = 4464.103 + 2848.103 = 7312.103(kJ)

► Lượng nhiệt lạnh lớn nhất cần cấp cho các tank lên men trong một ngày là:

QLên men = QLM chính + QHạ nhiệt + QLM phụ

= 4155.103 + 7828.103 + 7312.103 = 19295.103(kJ)

3. Lượng nhiệt lạnh cấp cho hệ thống cấp men giống

a. Lượng nhiệt lạnh cần cấp để tái sử dụng men kết lắng

* Rửa men:

Lượng nước rửa sữa men kết lắng ứng với 1 tank lên men có thể tích bằng 3 lần

thể tích sữa men kết lắng ứng với một tank lên men

80

Vn = 3 × 6266 = 18798(l), hay Gn = 18798(kg)

Nước ban đầu vào có nhiệt độ 25˚C, để thực hiện quá trình rửa men kết lắng

nước cần được làm lạnh xuống 1 – 2˚C, Δtn = 24˚C. Ở điều kiện này nhiệt dung

riêng trung bình của nước là: Cn = 4,185(kJ.kg-1.độ-1)

Nhiệt lạnh cần cung cấp để làm lạnh nước là:

Qrửa men = Gn × Cn × Δtn = 18798 × 4,185 × 24 = 1888.103(kJ)

Lượng men kết lắng ứng với 1 tank lên men là 6266(l) có thể tái sử dụng được

khoảng 3500(l).

* Bảo quản men:

Men sữa sau rửa, kiểm tra hoạt lực cần được bảo quản lạnh ở nhiệt độ 0 – 2˚C.

Thực hiện bảo quản ngay trong thùng rửa men, tổn thất lạnh trong quá trình bảo

quản là:

Qtt = K × F × Δt (kJ/h)


Nhiệt độ không khí bên ngoài tng = 32˚C

Nhiệt độ bảo quản men sữa ttr = 0˚C



Coi tổn thất lạnh chủ yếu ở thân trụ của thùng thì:

F = π × Dng × H = π × 2,4 × 3,46 = 26,1(m2)

Suy ra: Qtt = K × F × Δt = 1,2 × 26,1 × 32 = 1001,8(kJ/h)

Lượng nhiệt lạnh cần cấp để bảo quản men trong một ngày là:

Qbảo quản = 24 × Qtt = 24 × 1001,8 = 24.103(kJ)

b. Lượng nhiệt lạnh cần cấp để nhân men

* Nhân men cấp II:

Lượng dịch đường sử dụng để nhân men cấp II bằng 1/10 lượng dịch lên men,

tức có thể tích 31330(l). Dịch đường sử dụng để nhân men có nồng độ chất chiết

12˚Bx, có khối lượng riêng 1,048kg/l. Khối lượng dịch đường dùng để nhân

giống cấp II là: 31330 × 1,048 = 32834(kg)

Lượng chất khô có trong dịch đường nhân men cấp II là:

81

0,12 × 32834 = 3940(kg)

Trong đó có 80% chất chiết là đường có khả năng lên men. Ta coi trong lượng

chất chiết chuyển hoá chiếm 60% tổng lượng chất chiết có trong dịch đường, thì

khối lượng chất khô chuyển hoá là: 0,6 × 3940 = 2364(kg). Coi chất khô chuyển

hoá là đường maltose, 1 kg đường maltose lên men toả ra nhiệt lượng 913,1kJ.

Nhiệt lượng toả ra là: Q1 = 913,1 × 2364 = 2159.103(kJ)

Tổn thất lạnh:




Nhiệt độ nhân men sản xuất ttr = 8˚C



Coi tổn thất lạnh chủ yếu ở phần thân trụ của thiết bị thì:

F = π × Dng × H = π × 3,4 × 4,03 = 43,05(m2)


Tổn thất lạnh trong một ngày là:

Q2 = 24 × Qtt = 24 × 1239,73 = 29,8.103(kJ)

Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp để nhân men cấp II là:

QNMcấp II = Q1 + Q2 = 2159.103+ 29,8.103= 2188,8.103(kJ)

* Nhân men cấp I:

Thể tích dịch nhân men cấp I bằng 1/3 thể tích dịch nhân men cấp II, tức là có thể

tích: 10443,33(l), cũng nhân men ở 8˚C và sử dụng dịch đường có nồng độ chất

chiết 12˚Bx. Ta cũng coi lượng chất chiết chuyển hoá chiếm 60% tổng lượng

chất chiết trong dịch đường thì nhiệt lượng do nhân men cấp I toả ra bằng 1/3

nhiệt lượng do nhân men cấp II toả ra: Q1’ = Q1/3 = 2159.103/3 = 719,67.103(kJ)

Tổn thất lạnh:




82

Nhiệt độ nhân men sản xuất ttr = 8˚C



Coi tổn thất lạnh chủ yếu ở phần thân trụ của thiết bị thì:

F = π × Dng × H = π × 2,4 × 2,77 = 20,9(m2)


Tổn thất lạnh trong một ngày là: Q2’ = 24 × Qtt = 24 × 523,8 = 12,6.103(kJ)

Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp để nhân men cấp I là:

QNM cấp I = Q1’ + Q2’ = 719,7.103 + 12,6.103 = 732,3.103(kJ)

► Lượng nhiệt lạnh lớn nhất cần cấp để thực hiện quá trình nhân men trong một

ngày là:

Qnhân men = QNM cấp II + QNM cấp I = 2188,8.103 + 732,3.103 = 2921,1.103(kJ)

Men sữa có thể tái sử dụng 7 lần, tức là để thực hiện 8 chu kì lên men chỉ

cần nhân men cho 1 chu kì đầu còn tái sử dụng men kết lắng trong 7 chu kì sau.

Mặt khác ta có Qnhân men > Qmen sữa KL. Do đó lượng nhiệt lạnh lớn nhất cần cung cấp

trong một ngày để cấp men giống là:

QCấp men = Qnhân men = 2921,1.103(kJ)

4. Lượng nhiệt lạnh cấp cho phân xưởng hoàn thiện

Bia sau lên men có nhiệt độ 2˚C được làm lạnh xuống –1˚C trước khi thực hiện

quá trình lọc trong bia, Δt = 3˚C. Ở điều kiện này ta lấy nhiệt dung riêng của

nước:

Cn = 4,190(kJ.kg-1.độ-1).

Bia sau lên men có nồng độ chất khô là 1˚Bx. Nhiệt độ trung bình của dịch là

0,5oC. Nhiệt dung riêng của bia:

C = 4910 - (2514 - 7,5420,5)0,01 = 4885(J.kg-1.độ-1) = 4,885(kJ.kg-1.độ-1)

Lượng bia sau lên men ứng với 1 tank lên men: 297,58m3. Bia có nồng độ chất

khô 1˚Bx, có khối lượng riêng 1,01kg/l. Khối lượng bia non là:

G = 297580 × 1,01 = 300555,8(kg)

Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp để hạ nhiệt độ bia ứng với một tank lên men là:

Q1 = G.C.Δt = 300555,84,8853 = 4405,6.103(kJ)

83

Bia sau lọc nhiệt độ sẽ tăng lên đến khoảng 1 – 2˚C, sẽ được tàng trữ trong 8

thùng chứa có vỏ áo lạnh và bảo ôn để giữ ở nhiệt độ 2˚C. Tổn thất lạnh trong

quá trình này là:




Nhiệt độ bia tàng trữ ttr = 2˚C


F: Diện tích bề mặt truyền nhiệt (m2)

Coi tổn thất nhiệt chủ yếu ở thân trụ của các thùng tàng trữ thì:

F = π × Dng × H = π × 3,5 × 4,95 = 54,4(m2)


Tổn thất lạnh trong 1 ngày ở cả 4 thùng tàng trữ là:

Q2 = 8 × 24 × Qtt = 4 × 24 × 1958,4 = 376,01.103(kJ)

Lượng nhiệt lạnh cấp cho phân xưởng hoàn thiện trong một ngày:

QHoàn thiện = Q1 + Q2 = 4405,6.103 + 376,0.103 = 4781,6.103(kJ)

5. Hệ thống lạnh

Tổng lượng nhiệt lạnh lớn nhất cần cung cấp một ngày cho hệ thống sản xuất

chính:

QLạnh = QLạnh nhanh + QLên men + QCấp men + QHoàn thiện =

= 34854.103 + 19295.103 + 2921.103 + 4781.103 = 61851.103(kJ)

Tổn hao lạnh trên hệ thống đường ống vận chuyển lưu thể và các thùng chứa

nước, glycol… khoảng 10% tổng lượng nhiệt lạnh tiêu thụ cho hệ thống sản xuất

chính của nhà máy. Tổng lượng nhiệt lạnh tiêu thụ cho hệ thống sản xuất chính

của nhà máy một ngày:

QLạnh’ = QLạnh/0,9 = 61851.103/0,9 = 68723,3.103(kJ)

Chọn hệ thống lạnh có công suất 600kW, sử dụng môi chất lạnh là NH3,

chất tải lạnh trung gian là nước glycol 26%. Nước glycol được làm lạnh xuống

nhiệt độ – 4˚C được chứa trong thùng glycol cấp từ đây nước glycol được đưa đi

để làm lạnh các bộ phận, nước glycol sau cấp lạnh nhiệt độ tăng lên khoảng 5˚C

84

được chứa trong bình glycol hồi lại được đưa qua hệ thống làm lạnh để trở thành

nước glycol lạnh, Δt = 9˚C. Ở điều kiện này lấy thông số trung bình của nước

glycol 26% là:

Nhiệt dung riêng: C = 3,76(kJ.kg-1.độ-1)

Khối lượng riêng: d = 1062(kg/m3)

Lượng nước glycol cần cấp tương ứng với một ngày là:

Gnước glycol = = = 2030.103(kg)

Thể tích nước glycol tuần hoàn trong một ngày là:

Vnước glycol = G/d = 2030.103/1062 = 1913(m3)

Như vậy trong một giờ lượng nước glycol tuần hoàn khoảng 80 m3.

Sử dụng 2 thùng chứa nước glycol, 1 thùng nước glycol cấp và 1 thùng nước

glycol hồi mỗi thùng có thể tích khoảng 80m3. Sử dụng thùng chứa nước glycol

thân trụ đường kính D, cao H = 1,5D, đáy cầu nhô ra h1 = 0,1D, nắp cầu nhô lên

h2 = 0,1D, thể tích thùng:

V = = = 1,218D3

Ta có: 1,218D3 = 80(m3) Suy ra: D = 4,03(m)

Quy chuẩn: D = 4,0; H = 6m; h1 = 0,4m; h2 = 0,4m

Thể tích thực của thùng: V = 1,218D3 = 1,218.4,03 = 78(m3)

Thùng có vỏ cách nhiệt dày 100mm, đường kính ngoài của thùng: Dng = 4,2m

Thùng nước đá:

Lượng nước đá cần dùng trong một ngày để làm lạnh nhanh là:

7 × 51728 = 362096(kg)

Lượng nước đá cần để rửa sữa men kết lắng trong một ngày là: 18798(kg)

Tổng lượng nước đá tiêu tốn trong một ngày là:

362096 + 18798 = 380894(kg) tức là khoảng 381m3.

Sử dụng thùng nước đá thân trụ đường kính D cao H = 1,5D, đáy bằng, nắp cầu

nhô lên h2 = 0,1D. Thể tích thùng là: = = 1,178D3

85

Thùng chứa được lượng nước đá tương ứng với 2 mẻ nấu, tức là chứa được

109m3 nước đá. Thể tích sử dụng của thùng 90% thì thùng cần đạt thể tích:

109/0,9 = 121,1(m3)

Ta có: 1,178D3 = 121,1(m3) Suy ra: D = 4,68(m)

Quy chuẩn: D = 4,8m; H = 7,2m; h2 = 0,48m

Thể tích thực của thùng: V = 1,178D3 = 1,178.4,83 = 130,3(m3)

Thùng có lớp vỏ áo lạnh và cách nhiệt dày 100mm, vỏ áo lạnh được sử dụng để

giữ lạnh cho nước trong thùng.

Đường kính ngoài của thùng là: Dng = 5m.

II. Tính hơi

Nhiệt lượng cung cấp để nâng nhiệt khối dịch từ nhiệt độ t1 → t2 (˚C) là:

Q = G×C×Δt (kJ)

Δt = t2 – t1 (˚C)

G: Khối lượng dịch (kg)

C: Nhiệt dung riêng của khối dịch (kJ.kg-1.độ-1)

Nhiệt lượng cần để duy trì nhiệt độ của khối dịch là:

Q = W.L (kJ)

W: Lượng nước bay hơi (kg)

L: Nhiệt hoá hơi của nước (kJ/kg)

Lượng hơi cần cung cấp:

D = (kg/h)

Q: Lượng nhiệt cần cung cấp (kJ)

0,96: Độ bão hoà của hơi nước

τ: Thời gian cấp nhiệt (h)

ih: Hàm nhiệt của hơi bão hoà (kJ/kg)

in: Hàm nhiệt của nước ngưng (kJ/kg)

Sử dụng hơi nước bão hoà có áp suất 3at ta có:

ih = 2727,6(kJ/kg), i = 558,4(kJ/kg)

86

1. Lượng hơi cấp cho nồi hồ hoá

Ở nồi hồ hoá dịch bột vào ban đầu có nhiệt độ khoảng 42 - 43˚C, được nâng

nhiệt lên 72˚C và giữ 10 phút, nâng lên 83˚C và giữ 30 phút, cuối cùng đun sôi

30 phút nhiệt độ khoảng 102 - 103˚C, Δt = 60˚C. Ở điều kiện này ta lấy các thông

số trung bình sau:

Ẩn nhiệt hoá hơi của nước là: L = 2280(kJ/kg)

Nhiệt dung riêng của nước C1 = 4,186(kJ.kg-1.độ-1)

Nhiệt dung riêng của chất tan quy theo tinh bột C2 = 1,327(kJ.kg-1.độ-1)

Dịch bột trong nồi có tỷ lệ bột:nước = 1:5

Nhiệt dung riêng của dịch bột khoảng:

C = (5.C1 + C2)/6 = 3,71(kJ.kg-1.độ-1)

Ứng với một mẻ nấu bia chai ở nồi cháo:

Tổng khối lượng dịch bột G = 14952(kg). Với 1000 lít bia thì lượng nước bay hơi

trong nồi hồ hóa là 16kg

Lượng nước bay hơi W = = 640(kg)

Nhiệt lượng cần để nâng nhiệt cho khối dịch là:

Q1 = G.C.Δt = 149523,7160 = 3328,3.103(kJ)

Nhiệt lượng cần để duy trì nhiệt độ khối dịch là:

Q2 = W.L = 6402280 = 1459,2.103(kJ)

Ngoài ra còn phải tiêu tốn một lượng nhiệt đun nóng thiết bị, tiêu tốn cho khoảng

trống, thất thoát ra môi trường chiếm khoảng 5% tổng lượng nhiệt tiêu tốn cho

nồi hồ hoá. Tổng lượng nhiệt tiêu tốn cho quá trình hồ hoá là:

Qhh = = 5039,5.103(kJ)

Thời gian cấp nhiệt là τ = 2h. Lượng hơi cần cấp cho nồi hồ hoá là:

Dhồ hoá = = = 1210(kg/h)

87

2. Lượng hơi cấp cho nồi đường hoá

* Ở nồi đường hoá, ban đầu cần cấp hơi để nâng nhiệt độ của dịch bột malt từ

40oC lên 50oC, Δt = 10˚C. Khối lượng dịch bột là G = 29080kg. Coi lượng hơi

bay đi trong thời điểm này là không đáng kể. Ở điều kiện này ta lấy các thông số

trung bình sau:

Ẩn nhiệt hoá hơi của nước là: L = 2432(kJ/kg)

Nhiệt dung riêng của nước C1 = 4,175(kJ.kg-1.độ-1)

Nhiệt dung riêng của chất tan quy theo tinh bột C2 = 1,305(kJ.kg-1.độ-1)

Dịch bột trong nồi có tỷ lệ bột:nước = 1: 4

Nhiệt dung riêng của dịch bột khoảng:

C = (4.C1 + C2)/5 = 3,601(kJ.kg-1.độ-1).

Nhiệt lượng cần cung cấp để nâng nhiệt độ khối dịch là:

Q1 = G.C.Δt = 29080 3,60110 = 1047,2.103 (kJ)

* Sau khi bơm dịch cháo sang hỗn dịch có nhiệt độ khoảng 63˚C và giữ 40

phút, nâng lên 72˚C và giữ 30 phút, cuối cùng nâng lên 76˚C và giữ 20 phút, Δt =

13˚C. Ẩn nhiệt hoá hơi của nước là: L = 2340(kJ/kg)

Ứng với một mẻ nấu bia chai ở nồi malt:

Tổng khối lượng dịch đường G = 42600(kg).

Ứng với 1000lít bia thì lượng nước bay hơi trong quá trình đường hóa là 35,8kg.

Vậy một trong một mẻ nấu lượng nước bay hơi là:

W = 40 35,8 = 1432kg


Q2 = G.C.Δt = 426003,60113 = 1994,2.103(kJ)

Nhiệt lượng cần để duy trì nhiệt cho khối dịch là:

Q3 = W.L = 14322340 = 3350,9.103(kJ)

Nhiệt lượng hao phí để đun nóng thiết bị, tiêu tốn cho khoảng trống, thất thoát ra

môi trường chiếm 5%. Tổng lượng nhiệt cần cung cấp cho quá trình đường hoá

là:

Qđh = = 6392,3.103(kJ)

Thời gian cấp nhiệt là τ = 1,85h. Lượng hơi cần cấp cho nồi đường hoá là:

88

Dđường hoá = = = 1659,3(kg/h)

3. Lượng hơi cấp cho nồi nấu hoa

Dịch sau lọc có nhiệt độ khoảng 75˚C, trong quá trình nấu hoa dịch được đun sôi

ở nhiệt độ khoảng 105˚C, Δt = 30˚C. Thời gian nấu hoa khoảng 90 phút. Ở điều

kiện này ta lấy các thông số trung bình sau:

Ẩn nhiệt hoá hơi của nước: L = 2245(kJ/kg)

Nhiệt dung riêng của nước: C1 = 4,186(kJ.kg-1.độ-1)

Nhiệt dung riêng của chất tan quy theo đường tan: C2 = 0,997(kJ.kg-1.độ-1)

Dịch đường trước đun hoa ứng với 1000 lít bia chai có khối lượng nước là

1224,9kg, có khối lượng chất chiết là 150,3kg.

Tỷ lệ nước:chất tan = 1224,9:150,3 = 8,15:1

Nhiệt dung riêng của dịch: C = (8,15.C1 + C2)/9,15 = 3,837(kJ.kg-1.độ-1)

Ứng với một mẻ nấu bia chai, ở nồi nấu hoa:

Tổng khối lượng dịch là: G = 54760(kg)

Lượng nước bay hơi là: W = = 5732(kg)


Q1 = G.C.Δt = 547603,83730 = 6303,4.103(kJ)

Nhiệt lượng cần để duy trì nhiệt độ cho khối dịch là:

Q2 = W.L = 57322245 = 12868,3.103(kJ)

Nhiệt lượng hao phí để đun nóng thiết bị, tiêu tốn cho khoảng trống, thất thoát ra

môi trường khoảng 5%. Nhiệt lượng cần cung cấp cho nồi nấu hoa là:

Qhoa = = 20180,8.103(kJ)

Thời gian cấp nhiệt là τ = 1,5h. Lượng hơi cần cấp cho nồi nấu hoa là:

Dhoa = = = 6460,6(kg/h)

89

4. Lượng hơi cấp cho thiết bị đun nóng nước

Lượng nước cần cung cấp cho phân xưởng nấu ứng với một mẻ nấu bia chai là:

G = 62030kg. Trong đó, sử dụng lại lượng nước sau khi làm lạnh dịch đường ứng

với một mẻ nấu khoảng 51728kg có nhiệt độ khoảng 78˚C. Phần còn lại là nước

mới bổ sung khoảng 10302kg có nhiệt độ 25˚C. Lượng nước này cần được đun

nóng tới nhiệt độ 78˚C bằng hơi nước bão hoà ở áp suất 3at, Δt = 53˚C. Ở điều

kiện này ta lấy thông số trung bình:

Nhiệt dung riêng của nước: C = 4,186(kJ.kg-1.độ-1)

Nhiệt lượng cần cung cấp để nâng nhiệt cho nước là:

Q = G.C.Δt = 103024,18653 = 2285,6.103(kJ)

Nhiệt lượng tiêu tốn để đun nóng thiết bị, tiêu tốn cho khoảng trống, thất thoát ra

môi trường là 5%. Nhiệt lượng cấp cho thiết bị đun nóng nước ứng với một mẻ

nấu bia chai là:

Qn = = 2405,9.103(kJ)

Thời gian đun nước ứng với 1 mẻ nấu là 1h. Lượng hơi cần cấp cho thiết bị đun

nước nóng là:

Dnước = = = 1155,3(kg/h)

5. Lượng hơi cấp cho phân xưởng hoàn thiện

Trong một ngày số bia được chiết chai là 622222(chai) 450ml. Khối lượng mỗi

chai đầy bia là 0,6kg. Coi lượng nước nóng dùng để thanh trùng chai và rửa chai,

rửa két ứng với một chai là 0,6kg. Khối lượng nước cần được đun nóng là: G =

6222220,6 = 373333,2(kg)

Nước ban đầu có nhiệt độ 25˚C được đun nóng tới nhiệt độ 80˚C, Δt = 55˚C. Ở

điều kiện này lấy thông số trung bình:

Nhiệt dung riêng của nước là: C = 4,174(kJ.kg-1.độ-1)

Nhiệt lượng cần cung cấp để đun nóng nước là:

Q = G.C.Δt = 373333,24,17455 = 85706,1.103 (kJ)

90

Nhiệt lượng hao phí khoảng 5% tổng lượng nhiệt cần cấp. Nhiệt lượng cần cung

cấp cho phân xưởng hoàn thiện trong một ngày là:

Qht = = 90217.103(kJ)

Lượng hơi cần cung cấp cho phân xưởng hoàn thiện là:

Dhoàn thiện = = = 1805,1(kg/h)

6. Lượng nhiên liệu cho nồi hơi

Ngoài lượng hơi cấp cho các phân xưởng như đã tính ở trên còn phải cấp một

lượng hơi để thanh trùng đường ống, thiết bị khoảng 200 kg/h

Tổng lượng hơi cần cung cấp cho toàn nhà máy là:

D = Dhồ hoá + Dđường hoá + Dhoa + Dnước + Dhoàn thiện + 200

= 1210 + 1659,3 + 6460,6 + 1155,3 + 1805,1 + 200 = 12490,3(kg/h)

Tổn thất nhiệt và hơi đốt trên hệ thống đường ống cấp hơi cho toàn nhà máy

khoảng 10% tổng lượng hơi tiêu thụ cho toàn nhà máy. Tổng lượng hơi tiêu thụ

của toàn nhà máy là: D’ = D/0,9 = 12490,3/0,9 = 13878,1(kg/h)

Ta sử dụng 2 nồi hơi có năng suất 8500kg/h, áp suất làm việc 8at, áp suất làm

việc lớn nhất 10at.

Lò hơi sử dụng nhiên liệu dạng rắn là than, 1kg than đá cung cấp nhiệt lượng

34400kJ. Lượng nhiên liệu cần dùng được tính theo công thức:

M = (kg/h)

D: Lượng hơi tiêu thụ D = 13878,1(kg/h)

Q: Nhiệt lượng của than Q = 34400(kJ/kg)

ih: Hàm nhiệt của hơi nước bão hoà ở áp suất 8at ih = 2772,4(kJ/kg)

in: Hàm nhiệt của nước ban đầu (ở 25˚C) in = 104,7(kJ/kg)

µ1: Hệ số đốt cháy của than µ1 = 0,9

µ2: Hệ số sử dụng của lò hơi µ2 = 0,8

M = = 1494,8(kg/h)

Lượng than cần cung cấp trong một ngày:

91

24M= 35874,6kg = 35,9(tấn)

Lượng than cần cung cấp trong một tháng, tháng làm việc nhiều nhất 25 ngày:

2535,9 = 896,9(tấn)

Lượng than cần cung cấp trong một năm, làm việc 250 ngày:

30035,9 = 10770(tấn)

III. Tính nước

1. Lượng nước dùng cho phân xưởng nấu

Lượng nước cần cấp cho phân xưởng nấu nhiều nhất một ngày là:

Nước cần cung cấp cho một mẻ nấu bia chai kể cả nước vệ sinh hệ thống nồi nấu

là: 62,03m3. Một ngày nấu nhiều nhất 7 mẻ thì lượng nước cần cung cấp là: 7 ×

62,03 = 434,21(m3)

Lượng nước đá cần để làm lạnh dịch đường houblon hoá ứng với một mẻ nấu bia

chai là: 51728 (kg) tức là khoảng 52m3. Lượng nước đá cần để làm lạnh dịch

đường ứng với một ngày nấu bia chai là: 7 × 52= 364(m3). Lượng nước này sau

khi làm lạnh nhanh dịch đường trở thành nước nóng có nhiệt độ khoảng 70 –

75˚C sẽ được dùng làm nước nấu và vệ sinh hệ thống nồi nấu.

Do đó lượng nước lớn nhất cần cung cấp cho phân xưởng nấu để thực hiện quá

trình sản xuất trong một ngày khoảng: 434,3(m3)

2. Lượng nước dùng cho phân xưởng lên men

Lượng nước dùng để vệ sinh các thiết bị của phân xưởng lên men trong một ngày

có thể tích bằng 8% thể tích 1 tank lên men, tức là khoảng: 0,08 × 375,2 = 30(m3)

Lượng nước cần cung cấp để rửa men kết lắng một ngày khoảng 18,798 (m3).

Lượng nước lớn nhất cần cung cấp cho phân xưởng lên men trong một ngày để

thực hiện quá trình sản xuất khoảng: 30 + 19 = 49 (m3)

3. Lượng nước dùng cho phân xưởng hoàn thiện

Số lượng chai ứng với một ngày sản xuất của nhà máy là: 622222 (chai 450ml).

Ứng với mỗi chai cần lượng nước vệ sinh, thanh trùng khoảng 1 lít. Do đó tổng

92

lượng nước cần để vệ sinh chai, thanh trùng chai và vệ sinh két ứng với 1 ngày

sản xuất bia chai khoảng: 622,2(m3).

Số lượng bock ứng với một ngày sản xuất của nhà máy là: 4800(bock 50l).

Ứng với mỗi bock cần lượng nước vệ sinh khoảng 10 lít. Do đó tổng lượng nước

cần để rửa bock ứng với mọt ngày sản xuất bia hơi khoảng: 48(m3).

Như vậy lượng nước lớn nhất cần cung cấp cho phân xưởng hoàn thiện trong một

ngày để thực hiện quá trình sản xuất khoảng: 622,2(m3)

4. Lượng nước dùng cho các hoạt động khác của nhà máy

* Lượng nước cần cung cấp cho nồi hơi:

Hơi sau khi cấp nhiệt sẽ ngưng tụ, nước ngưng có thể thu hồi và tái sử dụng để

cấp cho nồi hơi khoảng 75%. Do đó lượng nước cần cấp cho nồi hơi khoảng 25%

lượng hơi cần cấp.

Lượng hơi tiêu thụ của nhà máy là: 13878,1 (kg/h)

Lượng nước cần cấp cho nồi hơi một ngày là: 0,25 × 24 × 13878,1 = 83268,0(kg)

Tức khoảng 84(m3)

* Lượng nước dùng để vệ sinh nhà xưởng:

Diện tích nhà sản xuất chính: 24 × 36 = 864(m2)

Diện tích khu tank lên men: 30 × 45 = 1350(m2)

Diện tích phân xưởng hoàn thiện: 24 × 36 = 864(m2)

Tổng diện tích khu vực sản xuất chính của nhà máy:

864 + 864 + 1350 = 3078(m2)

Trung bình lượng nước dùng để vệ sinh nhà xưởng là 3 lít/m2/ngày. Lượng nước

dùng để vệ sinh khu vực sản xuất chính trong một ngày khoảng: 9,3(m3)

* Lượng nước phục vụ các nhu cầu sinh hoạt:

Lượng nước sinh hoạt và phục vụ các nhu cầu khác của nhà máy bình quân một

ngày khoảng 40 lít/người. Toàn thể nhà máy có khoảng 200 cán bộ công nhân

viên. Vậy lượng nước cần cung cấp là: 200 × 40 = 8000(l) = 8,0(m3)

► Tổng lượng nước cần cấp cho toàn nhà máy trong một ngày:

434,3 + 49,0 + 622,2 + 84,0 + 9,3 + 8,0 = 1206,8(m3)

93

Chọn bể chứa nước sau xử lý sơ bộ có kích thước 20m × 15m × 5m, dung tích

khoảng 1500m3, xây bằng bê tông cốt thép. Hai bể nước sau xử lý cho phân

xưởng nấu và cho phân xưởng hoàn thiện bằng tôn kích thước 10m × 10m × 5m,

dung tích 500m3.

IV. Tính điện

1. Phụ tải chiếu sáng

Trong các phân xưởng sản xuất lắp đặt hệ thống đèn chiếu sáng bao gồm

các bóng đèn sợi đốt công suất 100w/bóng và đèn neon công suất 40w/bóng.

Các bóng đèn được lắp đặt ở các vị trí cao khoảng 2,5 – 4m tùy thuộc vị trí làm

việc, kích thước của thiết bị… khoảng cách giữa mỗi bóng L vào khoảng 3 – 4m,

khoảng cách từ các bóng ngoài cùng đến tường l khoảng 0,25 – 0,35L (ở đây ta

lấy trung bình L = 3,5m; l = 1m).

Nhà có kích thước A × B(m×m) thì số bóng theo mỗi hàng và số hàng bóng một

tầng nhà là:

n1 = + 1 = (A – 2)/3,5 + 1

n2 = + 1 = (B – 2)/3,5 + 1

Tổng số bóng bố trí trong nhà: N = n1 × n2 × e(số tầng nhà)

Gọi đèn có công suất Pđ thì công suất thắp sáng là: Pcs = n × Pđ

Bảng số lượng bóng đèn, công suất chiếu sáng đối với các công trình

TT Tên công trình Kích thước(m × m)

Số bóng đènN=n1×n2×(e)

Pđ(W) Pcs(W)

1 Nhà sản xuất chính 24 × 36 8×11 = 88 100 88002 Nhà hoàn thiện 24 × 36 8×11 = 88 100 88003 Kho nguyên liệu 18 × 36 6×8 = 48 100 48004 Kho thành phẩm 24 × 36 8×11 = 88 100 88005 Phân xưởng lạnh 12 × 9 4×3 = 12 100 12006 Phân xưởng thu hồi

CO2, khí nén12 18 4 6 = 24 100 2400

94

7 Phân xưởng cơ điện 12 × 18 4×6 = 24 100 24008 Phân xưởng hơi 12 × 18 4×6 = 24 100 24009 Nhà hành chính 12 × 30 4×9×2 = 72 40 288010 Nhà ăn – căng tin 12 × 18 4×6 = 24 40 96011 Các công trình khác 40 100 4000 Tổng công suất chiếu sáng ∑Pcs 47440

95

2. Phụ tải sản xuất

Bảng công suất tiêu thụ điện của các thiết bị

TT Tên thiết bị Pđm

(kW)

1 Máy nghiền gạo 6

2 Máy nghiền malt ướt 11

3 Máy nghiền malt lót 4

4 Nồi hồ hóa 8

5 Nồi đường hóa 10

6 Thùng lọc đáy bằng 12

7 Hệ thống cấp men 4

8 Hệ thống lọc bia 5

9 Máy rửa bock 2,5

10 Máy chiết bock 0,8

11 Máy rửa chai 7

12 Máy chiết chai 4,5

13 Hầm thanh trùng 7

14 Máy dán nhãn 0,8

15 Máy rửa két 3

16 Máy xếp két 4

17 Hệ thống lạnh 70

18 Hệ thống thu hồi CO2, khí nén 40

19 Bơm, gầu tải, vít tải, quạt gió các loại và hệ thống xích tải 80

20 Hệ thống xử lý nước và các thiết bị khác 70

Tổng công suất ∑Psx 371,9

Các loại bơm: Bơm cháo và dịch đường hóa công suất 75m3/h, Pđm = 7,5kW;

bơm dịch lọc công suất 20m3/h, Pđm = 3kW; bơm dịch đường houblon hóa đi

lắng xoáy công suất 50m3/h, Pđm = 5,5kW; bơm dịch đường sau lắng xoáy đi

lạnh nhanh công suất 20m3/h, Pđm = 3kW; bơm dịch đi lên men công suất 25m3/h

96

công suất 5kW. Bơm nước lạnh công suất 25m3/h, Pđm = 4kW, bơm nước sạch

công suất 30m3/h, Pđm = 5kW; bơm tuần hoàn nước lạnh công suất 25m3/h, Pđm =

4kW. Bơm đẩy CIP công suất 20m3/h, Pđm = 3kW; bơm CIP hồi công suất

20m3/h, Pđm = 3kW, bơm định lượng men công suất 500l/h, Pđm = 0,5kW.

Bốn gầu tải: công suất động cơ 0,8kW

Hệ thống xích tải các động cơ kéo công suất từ 1 – 3 KW

Vít tải đẩy bã malt công suất 8m3/h, Pđm = 7,5KW

Vít tải chuyển bột gạo công suất 7,5kW

3. Xác định các thông số của hệ thống điện

Tổng phụ tải của nhà máy: ∑P = ∑Pcs + ∑Psx = 47,44 + 371,9 = 419,34(KW)

Công suất tiêu thụ trung bình (phụ tải tính toán) của nhà máy:

Ptt = Ksx × ∑Psx + Kcs × ∑Pcs

Ksx: Hệ số sản xuất Ksx = 0,6

Kcs: Hệ số chiếu sáng Kcs = 0,9

Ptt = Ksx × ∑Psx + Kcs × ∑Pcs= 0,6 × 371,9 + 0,9 × 47,44 = 265,9(KW)

Hệ số công suất:

cosφ =

Qph: Công suất phản kháng của các thiết bị tiêu thụ (KW)

Qph = Ptt × tgφ

Giả sử hệ số công suất ban đầu cosφ1 = 0,7 (khi đó tgφ1 = 1,020)

Để nâng cao hệ số công suất tới cosφ2 = 0,95 (khi đó tgφ2 = 0,329) là hệ số công

suất thông thường của các máy phát điện thì trong mạch phải mắc thêm tụ điện

có dung lượng bù bằng:

Qph = Ptt × (tgφ1 – tgφ2) = 265,9 × (1,020 – 0,329) = 183,7(KW)

Công suất biểu kiến của máy biến áp:

S = = = 323,2(KVA)

97

Chọn máy biến áp có công suất biểu kiến 400KVA, hạ điện áp của mạng lưới

15KV xuống 0,4KV. Chọn máy phát điện có công suất 400KVA, điện áp định

mức 400V.

4. Tính điện năng tiêu thụ hàng năm

a. Điện năng thắp sáng hàng năm

Acs = ∑Pcs × Tcs × Kcs (KWh)

Kcs = 0,9 Hệ số thắp sáng đồng thời

∑Pcs: Tổng công suất chiếu sáng (KW)

Tcs: Thời gian chiếu sáng trong năm (h)

Một năm làm việc 12 tháng, mỗi tháng làm việc 25 ngày, mỗi ngày thắp sáng 14

giờ thì: Tcs = 12 × 25 × 14 = 4200(h)

Ta có: Acs = ∑Pcs × Tcs × Kcs = 47,44 × 4200 × 0,9 = 179324(KWh)

b. Điện năng tiêu thụ cho sản xuất hàng năm

Asx = ∑Psx × Tsx × Ksx (KWh)

Ksx = 0,6 Hệ số làm việc đồng thời

∑Psx: Tổng công suất điện tiêu thụ cho sản xuất (KW)

Tsx: Thời gian sản xuất trong năm (h)

Một năm làm việc 12 tháng, mỗi tháng làm việc 25 ngày, mỗi ngày làm việc cả

3 ca là 24h thì: Tsx = 12 × 25 × 24 = 7200(h)

Asx = ∑Psx × Tsx × Ksx = 371,9 × 7200 × 0,6 = 1606608(KWh)

c. Điện năng tiêu thụ cả năm

A = (KWh)

Coi tổn thất điện năng trên mạng hạ áp là 5% thì η = 0,95

A = = = 1879929(KWh)

98

PHẦN VI: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ XÂY DỰNG

PHẦN VII : TÍNH TOÁN KINH TẾ

Phần VIII: VỆ SINH AN TOÀN LAO ĐỘNG

VIII.1. Vệ sinh

Vệ sinh là một công việc luôn được các nhà máy sản xuất công nghiệp,

đặc biệt là trong lĩnh vực thực phẩm quan tâm, đòi hỏi phải được thực hiện một

cách nghiêm túc và nghiêm ngặt. Chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào rất nhiều

yếu tố trong sản xuất, trong đó khâu vệ sinh đóng vai trò then chốt.

Việc vệ sinh trong nhà máy bao gồm một số nội dung chính sau:

VIII.1.1. Vệ sinh cá nhân

- Đối với công nghệ sản xuất bia, công nhân trực tiếp tham gia sản xuất phải

khỏe mạnh, không mắc các bệnh mãn tính hay truyền nhiễm.

- Khi làm việc, công nhân phải mặc quần áo bảo hộ lao động, sạch sẽ, gọn gàng

và luôn có ý thức bảo vệ chung.

- Trong khu gây men giống thì chỉ những người có trách nhiệm mới được ra vào

để đảm bảo vô trùng.

- Trong khâu lọc bia, công nhân cần đeo khẩu trang và hạn chế nói chuyện.

- Mọi công nhân trong nhà máy cần thường xuyên được kiểm tra sức khỏe.

VIII.1.2. Vệ sinh thiết bị nhà xưởng

- Tất cả các thiết bị, dụng cụ tham gia vào dây chuyền sản xuất cần phải được vệ

sinh sạch sẽ, theo định kỳ.

- Đối với máy móc thiết bị ở các phân xưởng phụ trợ, phải kiểm tra, bảo dưỡng

thường xuyên.

- Khu vực nhà nấu, hoàn thiện sản phẩm cần thoáng mát, giải quyết tốt vấn đề

thông gió và hút bụi.

99

- Các phân xưởng có bụi, tiếng ồn cần phải được đặt ở vị trí hợp lý, không ảnh

hưởng tới các khu vực khác.

- Kho nguyên liệu cần bố trí hợp lý, rộng rãi, thoáng mát, có nhiệt kế, ẩm kế theo

dõi, tránh để cho vi sinh vật phát triển làm hỏng nguyên liệu.

- Khu vực hành chính xây dựng phía trước nhà máy cần phải được trồng nhiều

cây xanh đề tạo vẻ đẹp mỹ quan và điều hòa không khí cho nhà máy.

- Chất thải và nước thải từ nhà máy cần phải được xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép

trước khi thải ra môi trường.

- Đường đi, hệ thống thoát nước, hệ thống xử lý nước thải của nhà máy cần phải

được thường xuyên quét dọn, kiểm tra.

VIII.2. An toàn lao động

Bảo hộ an toàn lao động cũng là một khâu quan trọng trong sản xuất vì nó

ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe, tính mạng người lao động và tuổi thọ thiết bị.

Đối với nhà máy sản xuất bia, cần phải quan tâm tới một số điểm quan trọng sau

đây:

VIII.2. 1. Chống khí độc trong nhà máy

- Khí độc trong nhà máy bia chủ yếu là CO2 được sinh ra từ quá trình lên men và

NH3 từ hệ thống lạnh.

- Khói thải lò hơi: để hạn chế tác hại do khói thải lò hơi gây ra cho môi trường

xung quanh, cần lắp đặt hệ thống ống khói cao trên 10m để khuếch tán khói lên

cao, không ảnh hưởng tới môi trường xung quanh.

VIII.2. 2. Chống ồn và rung động

Tiếng ồn và rung động ảnh hưởng không tốt tới sức khỏe của công nhân,

gây ra mệt mỏi, ảnh hưởng tới thính giác, dẫn đến sự kém tập trung, giảm khả

năng làm việc. Do đó, cần phải có biện pháp khắc phục:

- Thường xuyên kiểm tra, bảo dưỡng để sửa chữa máy móc kịp thời.

- Khi lắp các phận, nếu có thể thì nên lắp các tấm đệm có độ đàn hồi để chống

rung.

100

VIII.2. 3. An toàn khi vận hành thiết bị

- Các thiết bị chịu áp như lò hơi, máy nén, bình nạp CO2 ... cần được kiểm tra

định kỳ, vận hành cẩn thận, đúng hướng dẫn.

- Các thiết bị khác cũng cần được kiểm tra thường xuyên để kịp thời phát hiện

hỏng hóc.

- Thường xuyên theo dõi, kiểm tra các đường ống, van, đồng hồ đo... để kịp thời

xử lý sự cố.

- Công nhân khi vận hành phải được trang bị đầy đủ bảo hộ lao động, không bỏ

vị trí khi đang làm việc, thực hiện nghiêm túc chế độ giao ca.

VIII.2. 4. An toàn về điện

Trong quá trình sản xuất, công nhân luôn phải thường xuyên tiếp xúc với

các thiết bị sử dụng điện, do đó cần chú ý:

- Phải thực hiện tuyệt đối nội quy an toàn về điện để tránh xảy ra sự cố hay tai

nạn. Cách điện tốt các phần mang điện, đặc biệt là tại các khu vực có độ ẩm cao

và nhiều nước như phân xưởng lên men, phân xưởng hoàn thiện sản phẩm...

- Bố trí các đường dây cách xa tầm tay hoặc lối đi lại của người sản xuất. Bố trí

cầu dao điện hợp lý để có thể ngắt mỗi khi có sự cố.

VIII.2. 5. Phòng cháy chữa cháy

Mỗi phân xưởng đều phải có thiết bị chữa cháy, đặt ở vị trí hợp lý để có

thể dễ tìm khi có sự cố.

101

Ban in so bo do an(Toan)

Documents

Transcript of Ban in so bo do an(Toan)