TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - - ĐỒ ÁN II CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỰC PHẨM ĐỀ TÀI : Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 12 triệu lít/năm Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực MSSV Lớp : Ts.Hồ Phú Hà : Nguyễn Thị Khuy : 20115951 : CNTP1 - K56 Hà Nội, tháng năm 2014 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .4 PHẦN 1: LẬP LUẬN KINH TẾ Phần II 10 Nguyên liệu sản xuất bia .10 LỜI NÓI ĐẦU Bia loại nước giải khát lên men bổ dưỡng,có nồng độ cồn nhẹ (3% - 6%), có ga (3 - gam CO2/lít), có bọt mịn, xốp & có hương vị thơm ngon đặc trưng Ngoài ra, bia chứa số chất bổ dưỡng Chất đạm: đặc biệt đạm hoà tan chiếm (8 - 10)% chất tan bao gồm prôtêin, peptit, aminoaxit Gulucit: glucit tan (70% dextrin, pentosan – sản phẩm caramen hoá) Vitamin: chủ yếu vitamin nhóm B (vitamin B1, B6) Ngoài ra, bia chứa hệ enzym phong phú, đặc biệt nhóm enzym kích thích tiêu hóa amylaza Đặc biệt CO2 hoà tan bia có tác dụng làm giảm nhanh khát cho người uống bia, giúp tiêu hoá nhanh thức ăn ăn uống ngon miệng, giảm mệt mỏi, tăng phần tỉnh táo người uống sử dụng liều lượng thích hợp.Bia có tính cảm quan hấp dẫn với người: hương vị đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, với hàm lượng CO2 cao giúp thể người giải khát cách hiệu Cùng với phát triển xã hội, ngành thực phẩm có hội phát triển, sản phẩm đồ uống nhu cầu quan trọng người tiêu dùng Trên giới bia sản xuất sớm phổ biến rộng rãi tiêu thụ với sản lượng lớn Đức, Mỹ có sản lượng bia lớn 10 tỉ lít/năm Ở Việt Nam, bia xuất chưa lâu lắm, ngành công nghiệp sản xuất bia nhiều tiềm phát triển Trong năm gần đây, nhu cầu sử dụng bia nước ta ngày tăng Rất nhiều nhà máy sở sản xuất bia thành lập khắp nước chưa đáp ứng hết nhu cầu thị trường chất lượng số lượng Ngành công nghiệp sản xuất bia tỏ ngành công nghiệp có nhiều đóng góp to lớn cho ngành kinh tế quốc dân, nguồn thu quan trọng cho ngân sách quốc gia ngành sản xuất đem lại lợi nhuận cao, khả thu hồi vốn nhanh Xuất phát từ nhu cầu thực tế, mục tiêu đề lợi ích việc phát triển công nghệ sản xuất bia nên việc xây dựng thêm nhà máy bia với cấu tổ chức chặt chẽ thiết bị công nghệ cung cấp cho người tiêu dùng loại bia có chất lượng cao, giá thành phù hợp vô cần thiết Trong đồ án em trình bày:“thiết kế phân xưởng nấu bia suất 12 triệu lít/năm” Đây nhà máy với suất chất lượng sản phẩm cao Đồ án bao gồm phần: - Phần 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật; - Phần 2: Lựa chọn thuyết minh dây chuyền công nghệ; - Phần 3: Lập kế hoạch sản xuất tính cân sản phẩm; PHẦN 1: LẬP LUẬN KINH TẾ I TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ BIA Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI Trên giới: Hàng năm, giới sản xuất lượng bia tương đối lớn tập trung vào số hãng bia hàng đầu giới (heneken, interbrew, miler ) chiếm khoảng 70% lượng bia giới nước phát triển ví dụ : Đức, Đan Mạch, Pháp Châu Á khu vực có số dân đông giới, thị trường tiêu thụ đầy tiềm Tuy nhiên mức sống người dân chưa cao nên mức tiêu số nước có kinh tế phát triển Ví dụ : Nhật Bản :50l/người/năm Singapo :20l/người/năm Trung Quốc :17l/ người/ năm Tuy nhên năm gần đây, tốc độ tăng suất bia khu vực Châu Á tăng nhanh Châu Âu Mức độ tăng trung bình Châu Á tăng 7% Châu Âu lạị giảm 4% Tại Việt Nam: Ngành bia Việt Nam có lịch sử 100 năm, bia đưa vào Việt Nam từ năm 1890 với có mặt nhà máy bia Sài Gòn nhà máy bia Hà Nội Những năm gần đây, tác động nhiều yếu tố tốc độ tăng trưởng GDP, tốc độ tăng dân số, đô thị hóa…mà ngành bia phát triển với tốc độ tăng trưởng cao: Năm 2003, sản lượng bia đạt 1,29 tỷ lít, tăng 20,7% so với năm 2002, năm 2004 đạt 1,37 tỷ lít, năm 2005 đạt 1,5 tỷ lít, năm 2006 đạt 1,7 tỷ lít, năm 2007 đạt gần tỷ lít, dự kiến đến 2015 sản lượng bia đạt 3,5 đến tỷ lít Mức tiêu thụ bình quân đầu người tăng lên đáng kể: 2003 đạt 16 lít/người/ năm, 2006 đạt 18 lít/người, 2007 đạt 23 lít/người, dự kiến 2015 mức tiêu thụ bình quân đạt khoảng 50 lít/người… Do nhu cầu thị trường, thời gian ngắn, ngành sản xuất bia có bước phát triển mạnh mẽ thông qua việc đầu tư mở rộng nhà máy bia có từ trước xây dựng nhà máy bia mới, với nhiều nhà máy liên doanh với hãng nước Hiện nước có khoảng 20 nhà máy bia có công suất lớn (trên 50 triệu lít/năm), lại nhà máy qui mô 20 triệu lít/năm nhà máy nhỏ công suất 10 triệu lít/năm (rất khó thống kê đầy đủ nhà máy địa phương, không tham gia Hiệp hội Rượu bia VN) Nhiều nhà máy bia với thương hiệu quen thuộc với người tiêu dùng bia Saigon, 333, Heineken, Tiger, Bivina, Carlsberg, Huda, Foster’s, Bia Hà Nội, Bia Bến Thành… Hai doanh nghiệp bia hàng đầu Việt Nam bia Sài Gòn bia Hà Nội cộng chung nắm khoảng 50% thị trường bia toàn quốc triển khai phát triển sản lượng nhằm tiếp tục làm chủ tình hình tương lai Năm 2005, sản lượng bia Sài Gòn 460 triệu lít, năm 2006 đạt 550 triệu lít, 2007 đạt 645 triệu lít, công ty có kế hoạch tăng thêm 200 triệu lít năm 2008, đạt 1,2 tỷ lít vào năm 2010 Năm 2007, sản lượng bia Hà Nội đạt 130 triệu lít, năm 2010 403,8 triệu lít Một loạt dự án triển khai vào giai đoạn xây dựng với tổng vốn đầu tư lớn nên nhà máy bia Việt Nam phải chịu cạnh tranh đến từ nhà máy bia mới, số công ty liên doanh có vốn đầu tư nhà sản xuất bia tiếng giới: liên doanh SABMiller, gã khổng lồ chuyên ngành bia nước giải khát khắp giới với tổng công ty sữa Việt Nam Vinamilk với dự án đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất bia với công suất 100 triệu lít/năm tỉnh Bình Dương, Kronenbourg Việt Nam liên doanh S&N Tổng công ty Thuốc Việt Nam xây dựng nhà máy Long An với sản lượng dự kiến 150 triệu lít/năm… Ngoài mảng thị trường bia nước, gần xuất sản phẩm bia cao cấp nhập vào Việt Nam Corona, Budweiser Budvar, Pilsner, Kronenbourg, Krombacher, Schneider Weisse Các loại bia có chất lượng hảo hạng Lucky Pilsner hương thơm hoa houblon, Lucky Dunkel mùi lúa mạch rang xứ Munich, Pilsner bia nhập từ Đức Tuy nhiên, bia nhập vào Việt Nam giá thánh cao, không thông dụng II LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XẤY DỰNG NHÀ MÁY Địa điểm lựa chọn cần đáp ứng yêu cầu sau: - Phù hợp với qui hoạch chung tỉnh, thành phố; - Gần nguồn cung cấp nguyên liệu thị trường tiêu thụ sản phẩm; - Thuận tiện mặt giao thông; - Đảm bảo nguồn điện, nước, nhiên liệu; - Nguồn nhân lực không khan Dựa vào yêu cầu em chọn địa điểm xây dựng nhà máy thành phố Thái Bình Vị trí địa lí - Thái Bình tỉnh nằm bên bờ biển đông, thuộc đồng châu thổ - sông hồng Thái Bình cách thủ đô hà nội 110 km Thái Bình cách Thành Phố Hải Phòng 70 km Thái Bình cách Thành Phố Nam Định 18 km Giáp danh biên giới với tỉnh thành phố Phía bắc : Hải Dương, Hưng Yên, thành phố Hải Phòng Phía Nam: Nam Định Phía Tây: Hà Nam Phía Đông: Vịnh bắc Tọa độ địa lý 20017’ – 22044’ vĩ độ bắc 106006’ – 106039’ kinh đông - Diện tích: 1543 km2 Dân số: 1814 nghìn người Mật độ trung bình: 1176 người/km2 Thái Bình đơn vị hành gồm có: Thành Phố Thái Bình, Huyện Quỳnh Phụ, Huyện Đông Hưng, Huyện Hưng Hà, Huyện Thái Thụy, Huyện Kiến Xương, Huyện Tiền Hải, Huyện Vũ Thư Giao thông Hệ thống giao thông - Thái Bình tỉnh ven biển thuộc Đồng sông Hồng, cách Thủ đô Hà nội 110 km, cách Hải Phòng 70 Km, vùng ảnh hưởng trực tiếp tam giác tăng trưởng kinh tế Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh - Đường bộ: bao gồm đường quốc lộ 10 quốc lộ 39, quốc lộ 39B, quốc lộ 233 trục đường giao thông liên huyện liên xã đẹp - Đường thủy: bao gồm hệ thống sông Sông Hồng, Sông Luộc, Sông Trà Lý Sông Hóa - Các sông có cầu lớn Cầu Tân Đệ, Cầu Thái Bình, Cầu Trà Lí Và Cầu Triều Dương  Do mà hệ thống giao thông phát triển tạo điều kiện thuận lợi cho trình vận chuyển nguyên liệu tiêu thu sản phẩm, lưu thông hàng hóa Nguồn cung cấp nguyên liệu Nguyên liệu để sản xuất bia: malt nhập từ nước đường hay nhập malt từ nhà máy sản xuất malt bắc ninh đường sông Gạo nguyên liệu sản xuất có sẵn địa phương Nguồn cung cấp nhân lực Nguồn nhân lực Thái Bình dồi có chất lượng cao.Số người độ tuổi lao động 1092 nghìn người( chiếmkhoảng 60% ) Trong lao động qua đâò tạo chiếm khoảng 28% Người dân thái bình chụi khó, sang tạo lao động sản xuất.Điều tạp điều kiện thuận lợi cho nhà sản xuất tuyển chọn nguồn nhân lực phục vụ cho việc sản xuất nhà máy Kết cấu hạ tầng xây dựng Kết cấu hạ tầng xây dựng địa chấn ổn định, mặt xây dựng rộng lớn, nguyên liệu dùng xây dựng phục vụ chỗ Nguồn cấp thoát nước Nguồn nước để nhà máy sản xuất bia dụng nguồn nước máy thành phố nguồn nước nguồn có chất lượng tốt hoàn toàn có khả đáp ứng tiêu chuẩn độ đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm Thị trường tiêu thụ Bia nhà máy sản xuất cung cấp cho cửa hàng tỉnh tỉnh lân cận Hà Nội, Hải Phòng, Hải Dương, Nam Định, Hưng Yên, Hà Nam Sản phẩm chuyên chở ô tô, số lượng sử dụng phương tiện khác Phần II Nguyên liệu sản xuất bia I Nguyên liệu malt Định nghĩa Tất hạt ngũ cốc, ươm mầm kiểm soát chặt chẽ điều kiện kỹ thuật ( độ ẩm, nhiệt độ, mức độ thông gió), sử dụng công nghệ sản xuất bia gọi malt Có nhiều loại malt khác như: malt đại mạch, malt thóc, malt bắp… Malt đại mạch nguyên liệu cho trình sản xuất bia Sau trình ươm mầm nhân tạo hạt đại mạch biến đổi thành hạt malt, hạt malt lúc chuẩn bị sẵn hệ enzyme quan trọng gồm amylaza proteaza Các enzyme giúp phâm cắt tinh bột nguyên liệu thành đường maltoza dextrin protein thành phần tạo nên màu sắc hương vị bia Malt bảo quản nhiệt độ 20 , độ ẩm 7%, thời gian bảo quản tối đa năm Chỉ tiêu đánh giá chất lượng malt đại mạch: + Chỉ tiêu cảm quan: - Malt màu vàng rơm sáng - Vị dịu, nhẹ - Không lẫn tạp chất + Chỉ tiêu hoá lý: - Tỷ trọng: 30 - 38 gam/1000 hạt - Độ ẩm: ≤ 7% - Dung trọng hạt: 500 - 580 gam/ lít hạt - Kích thước hạt: d = 2,5 - 2,8 mm + Chỉ tiêu hoá học: - Độ hoà tan: 65 - 82% theo hàm lượng chất khô - PH dịch triết: 5,8 - 5,9 + Thành phần chất tính theo % chất khô: - Tinh bột: 50 - 65% - Xenlulo: - 6% - Saccaro: - 5% - Đường khử: - 4% - Pentoza: - 10% 10 - Thời gian lọc dịch đường tính từ lúc bắt đầu bơm dịch đường vào máy lọc Ban đầu chưa hình thành lớp trợ lọc mà dịch đường bị đục - Sau thời gian lọc định, phân tử rắn nhỏ tích tụ dần lại làm thành lớp màng lọc phụ nhờ mà dịch lọc trở nên Để đảm bảo tốc độ lọc nhanh cần phải tạo điều kiện để phân bố phân tử rắn bề mặt màng lọc Muốn trước lọc dịch malt phải luôn khuấy trộn dều - Dịch malt đem lọc có độ nhớt tương đối lớn để tăng cường vận tốc lọch ta phải tiến hành lọc nóng nhiệt độ t = 70 - 75 C - Độ axit dịch đường có tác dụng tăng cường vận tốc lọc qua nghiên cứu người ta thấy lọc tốt dịch đường có độ pH = 5,5 - Trong trình lọc chất Tanin vỏ malt dễ bị Oxy hoá Vì Phải giữ lớp bã ngập dung dịch + Giai đoạn rửa bã: - Chất lượng nước ảnh hưởng lớn đến dịch đường thu hồi chất lượng bia thành phẩm sau - Nước rửa có chứa nhiều muối Cacbonat Di cacbonat, nước cứng nói chung làm cho chất Tanin bã lọc hoà tan Vì gây cho bia có vị đắng khó chịu yêu cầu nước rửa bã phải nước mềm Độ axit nước rửa ảnh hưởng tới hiệu suất rửa - Qua nghiên cứu người ta thấy sau phút rửa dùng nước lã để rửa dịch thu qua màng lọc 190 ml - Nếu dùng nước axit hoá để rửa thu 395 ml, dùng nước kiềm hoá để rửa sau phút thu 90 ml Trong trình rửa bã không nên rửa bã lâu dịch đường bị loãng lượng Tanin hoà tan tăng nên chất lượng bia Phương pháp lọc dịch đường: Sử dụng máy lọc ép kiểu khung bản: 25 + Ưu điểm: - Ưu điểm phải nói tới thời gian lọ rút ngắn nhiều khoảng - h, so với phương pháp khác, điều hoàn toàn đáp ứng yêu cầu công nghệ sản xuất bia - Hiệu suất thu hồi chất hoà tan lớn - Dịch đường sau lọc trở nên - Tiêu tốn lượng nước rửa bã - Năng suất làm việc ổn định, tận dụng nhiều lượng chất triết có nguyên liệu, mà lượng dịch triết thu hồi cách triệt để - Ngoài việc sử dụng máy lọc ép khung ưu điểm không phụ thuộc vào độ mịn nguyên liệu dùng để hồ hoá đường hoá + Nhược điểm: - Phải tiêu tốn nhiều lao động thủ công cho thao tác lắp máy, tháo bã, rửa bã, vệ sinh thiết bị - Dịch đường dễ bị Oxy hoá tiếp xúc trực tiếp với Oxy không khí trình lọc - Khối lượng dịch dường mẻ lọc phải đủ lớn 26 - Quá trình lọc hay bị gián đoạn phải thường xuyên thay vải lọc phải tốn nhiều vải lọc Tiến hành lọc: Trước lọc ta bơm nước nóng có nhiệt độ t= 80 C qua máy lọc để sát trùng vải lọc kiểm tra độ kín máy lọc Sau khoá van lại trước bơm dịch đường vào khung lọc - Khi bơm dịch đường vào khung lọc ta phải để yên từ - 10 phút cho dịch đường phân bố khung sau mở từ từ van để thu dịch đường Lúc đầu dịch đường đục ta bơm tuần hoàn trở lại lọc tiếp dịch đường cho dịch đường chảy vào máng cho vào đun sôi với hoa Hublon - Sau trình lọc kết thúc ta tiến hành rửa bã nước có nhiệt độ t= 75- 76 C trình rửa bã kết thúc hàm lượng dịch đường nước rửa khoảng S - Cần tiến hành tháo máy vệ sinh máy, giặt vải lọc để chuẩn bị cho mẻ lọc 27 Các yếu tố ảnh hưởng tới trình lọc: - Nhiệt độ dịch đường ảnh hưởng trực tiếp tới trình lọc, lọc dịch đường nhiệt độ cao tốc độ lọc diễn nhanh độ nhớt dịch đường thấp Tuy nhiên nhiệt độ cao phản ứng Oxy hoá dịch đường diễn nhanh làm thay đổi màu sắc dịch đưòng làm cho bia chất lượng - Bên cạnh đố thời gian lọc mà bị kéo dài có tượng tự diễn Do mà thời gian lọc dịch đường ngắn tốt thông thường kéo dài h - Một yếu tố vô quan trọng áp suất lọc Nếu áp suất lọc mà cao trình lọc diễn nhanh Áp suất lọc mà nhỏ tốc độ lọc nhỏ thời gian lọc kéo dài - Độ nhớt dịch đường có ảnh hưởng tới tốc độ trình lọc Nếu độ nhớt dịch đường cao tốc độ lọc chậm thời gian lọc bị kéo dài Ngược lại mà đọ nhớt dịch đường mà nhỏ tốc độ lọc nhanh thời gian lọc rút ngắn mà dịch đường trở nên đương nhiên chất lượng bia tốt - Ngoài kích thước khung máy ảnh hưởng tới tốc độ lọc, máy lọc có kích thước lớn tốc độ lọc lớn, máy có kích thước nhỏ tốc độ lọc chậm VI Đun sôi dịch đường với hoa Hublon: Mục đích: + Trích ly chất đắng, chất thơm, Polyphenol, hợp chất chứa Nitơ, thành phần khác hoa Hublon vào dịch đường + Làm tăng độ bền keo ổn định thanhf phần sinh học tạo kết tủa Polyphelol Protein cao phân tử kết lắng kéo theo phần tử nhỏ dịch đường kết lắng theo + Polyphenol, chất đắng chứa nitơ hoa hublon tạo sức căng bề mặt lớn nên tham gia tạo bọt giữ bọt + Tăng chất lượng bia tạo melanoidin tăng cường độ màu , tăng độ chua định phân giảm độ nhớt Kỹ thuật nấu hoa: + Dịch đường nồi nấu hoa phải đạt nhiệt độ 70 0C Khi trình rửa bã kết thúc dịch đường thiết bị đun hoa vừa sôi, thời gian đun sôi dịch đường với hoa h 28 + Phương pháp cho hoa hublon lần: - Lần cho toàn lượng cao hoa vào nồi sau 10 phút, để tạo kết tủa protit - Lần cho toàn hoa viênvào nồi sau khí dich dường sôi 35 phút - Lần cho hoa cánh vào nồi trước kết thúc trình nấu phút, để giữ lại hương hoa hublon cho bia Bởi trình nấu hoa hublon với dịch đường thời gian 15 phút có tới 98 - 99 % hương thơm tinh dầu bị bay VII Lắng trong: Thiết bị thùng lắng xoáy: * Mục đích: + Tách cặn nóng khỏi dịch đường + Ổn định thành phần bia + Mục đích hạ nhiệt độ trình lắng xoắy, tạo kết tủa liên kết với lắng xuống đáy thùng + Tạo bước đệm nhiệt độ cho trình làm lạnh ổn định thành phần có dịch đường Cách tiến hành: - Dịch đường bơm vào cách đáy 1/4 chiều cao thùng theo đường ống dẫn dịch sau 15 - 20 phút nhiệt độ hạ xuống 90 C, mở van dẫn dịch bơm sang thiết bị làm lạnh nhanh, cặn lắng bị hút vào tâm thùng, lắng xuống đáy ta việc mở van tháo cặn để thu cặn - Quá trình lọc lại tiến hành liên tục thời gian trình thường kéo dài h - Kết thúc trình lọc ta bơm toàn lượng dịch đường qua thiết bị làm lạnh nhanh sau chuyển dịch đường sang tank lên men, kết thúc quy trình Phần 5: Tính cân sản phẩm Ta tính cân sản phẩm bia thành phẩm theo thông số yêu cầu nguyên liệu sau: Chỉ số Độ ẩm ( W, %) Độ hòa tan ( %) Tỉ lệ nguyên liệu Malt 70 70 Gạo 14 80 30 29 (%) Ở Việt Nam, chọn tỉ lệ nguyên liệu thay từ 50% Nhưng phân xưởng em chọn tỉ lệ 70% malt 30% gạo Đây tỉ lệ thường sử dụng nhà máy sản xuất bia Việt Nam Tổn thất qua công đoạn sản xuất tính theo % là: Quá trình Bão hòa Tổn thất 0,5% so với nguyên liệu 1,5% so với lượng chất khô 4% so với thể tích dịch trước nấu 2% so với chất khô 0,5% so với chất khô 4% so với thể tích dịnh trước lên men 1% so với thể tích dịch trước lọc 0,5% so với thể tích dịch sau lọc Chiết bock 0,5% so với thể tích bia thành phẩm Nghiền Nấu, đường hóa, lọc Nấu hoa Lắng Làm lạnh nhanh Lên men & phụ Lọc bia 30 I Tính lượng chất hòa tan bã Tính lượng chất chiết từ malt tổng số 100 kg nguyên liệu Lượng malt thô sau nghiền là: 100 x 0,7 x 0,995 = 69,65 kg Lượng chất khô malt là: 100 x 0,7 x 0,995 x 0,93 = 64,77 kg Lượng chất chiết từ malt có 100kg nguyên liệu là: 100 x 0,7 x 0,995 x 0,93 x 0,7 = 45,34 kg Tính lượng chất chiết từ gạo tổng số 100 kg nguyên liệu: Lượng gạo sau nghiền là: 100 x 0,3 x 0,995 = 29,85 kg Lượng chất khô gạo là: 100 x 0,3 x 0,995 x 0,86 = 25,67 kg Lượng chất chiết từ gạo có 100kg nguyên liệu là: 100 x 0,3 x 0,86 x 0,995 x 0,8 = 20,54 kg • Tổng lượng chất khô có 100kg nguyên liệu là: 64,77 + 25,54 = 90,31 kg • Tổng lượng chất chiết có 100kg nguyên liệu là: 45,34 + 20,54 = 65,88 kg • Lượng chất hòa tan lại dịch đường sau giai đoạn nấu, đường hóa, lọc Lượng chất chiết lại dịch đường là: 65,88 x 0,985 = 64,89 kg 31 II Tính lượng sản phẩm trung gian qua giai đoạn Khi đun hoa coi lượng chất khô hòa tan vào lượng chất khô lượng chất chiết sau đun hoa 64,89 kg Lượng dịch đường 10 S ( sau đun hoa) là: 64,89 x 100 : 10 = 648,9 kg Với dịch đường 10 S, 20 coi khối lượng riêng = 1,039 ( tra bảng phụ lục tài liệu tham khảo “ Các phương pháp phân tích ngành Công nghệ lên men” ) Do thể tích dich 10 S 20 V= Do thể tích dịch 100 dịch 100 = là: = 624,54 lít chênh lệch so với thể tích 20 4% nên thể tích là: 624,54 x 1,04 = 649,52 lít Lượng dịch sau lắng làm lạnh nhanh là: 649,52 x 0,975 = 633,29 lít Lượng bia non sau lên men phụ là: 633,29 x 0.96 = 607,95 lít Lượng bia non sau lọc: 607,95 x 0,99 = 601,86 lít Lượng bia sau bão hòa là: 601,86 x 0,995 =598,85 lít Lượng bia sau chiết thành phẩm là: 598,85 x 0,995 = 595,86 lít III Tính lượng men giống Lượng men giống nuôi cấy tiếp vào trước lên men ( 10% so với lượng dịch đưa vào lên men) là: 633,29 x 0,1 = 63,33 lít Lượng men sữa tiếp vào trước lên man (1% so với lượng dịch đưa vào lên men): 633,29 x 0,01 = 6,33 lít IV Tính lượng bã malt gạo Tính lượng bã khô malt gạo Tổng lượng chất khô malt gạo là: 64,77 + 25,67 = 90,44 kg 32 Tổng lượng bã khô 100 kg nguyên liệu là: 90,44 – 65,88 = 24,56 kg Tính lượng bã ẩm Độ ẩm bã 70% Lượng bã ẩm là: 24,56 : 0,3 = 81,87 kg Lượng nước bã là: 81,87 – 24,56 = 57,31 kg V Tính lượng nước dùng trình nấu rửa bã • Quá trình hồ hóa tỉ lệ ( bột gạo + 5% malt lót) : nước = 5:1 Lượng nước cho vào nồi hò hóa: ( 29,85 + 29,85 x 0,05) x = 156,71 kg = 156,71 lít • Lượng nước có sẵn nguyên liệu nồi hồ hóa là: 29,85 x 0,14 + 29,85 x 0,05 x 0,7 = 5,22 kg • Tổng lượng hỗn hợp bột + nước ban đầu nồi hồ hóa là: ( 29,85 + 29,85 x 0,05) x = 188,06 kg • Lượng dịch cháo sau đun là( bay 4% lượng dịch) 188,06 x 0,96 = 180,54 kg • Quá tình đường hóa tỉ lệ malt : nước = : Lượng nước cho vào nồi đường hóa: ( 69,65 – 29,85 x 0,05) x = 340,79 kg = 340,79 lít 33 • Lượng nước có sẵn nguyên liệu nồi đường hóa là: ( 69,65 – 29,85 x 0,05) x 0,07 = 4,77 kg • Tổng lượng dịch nồi đường hóa sau chuyển dịch cháo sang là: 180,54 + ( 69,65 – 29,85 x 0,05) x = 589,49 kg • Lượng dịch lại nồi đường hóa sau đun ( bay 4%) 589,49 x 0,96 = 565,91 kg • Lượng nước dịch trước lọc là: 565,91 – 90,31 = 475,6 kg = 475,6 lít • Lượng nước dịch sau đun hoa ( dịch đường 10 S) là: 648,9 x 0,9 = 584,01 kg • Lượng nước dịch trước đun hoa ( nước bay 4% so với tổng lượng dịch trước đun hoa) là: 584,01 + 565,91 x 0,06 = 617,96 kg = 617,96 lít • Lượng nươc sửa bã tính theo công thức: + Do lương nước rửa bã là: 57,31 + 617,96 – 475,6 = 199,67 lít • Tổng lượng nước cho vào hai nồi nấu đường hóa là: 156,71 + 340,79 = 497,5 lít VI Tính nguyên liệu khac Lượng hoa houblon Ở Việt Nam nhà máy tính toán lượng hoa cách đơn giản 1gam hoa cho lít bia ( 2g/l bia chai) Do lượng hoa cần thiết cho sản xuất là: x 595.86 = 589,86 gam = 0,6 kg Ta sử dụng hoa cao hoa viên với tỉ lệ 50:50 biết 1kg hoa viên tương đương với 1,3kg hoa cánh Vậy lượng hoa viên cần dùng là: 0,59 x = 0,2308 kg = 230,8 gam 1kg hoa viên tương đương với 6kg hoa cánh Vậy lượng hoa cao sử dụng là: 34 0,59 x = 0,049 kg = 50 gam Lượng chế phẩm enzyme Chế phẩm enzyme Termamyl 120L dùng với tỉ lệ 0,1% so với lượng nguyên liệu thay Vậy lượng Termamyl cần dùng là: 29,85 x 0,001 = 0,02985 kg = 29,85 gam Lượng bột trợ lọc diatomit Lượng bột trợ lọc cần dùng tùy thuộc vào chất lượng bột, thiết bị lọc bề mặt lọc Thông thường 1000 lít bia cần 0,73kg bột trợ lọc Vậy lượng bột trợ lọc cần dùng là: 595,86 x = 0,435 kg = 435 gam VII Các sản phẩm phụ thu Bã hoa Lượng chất không hòa tam hoa cánh hoa viên 60%, bã có độ ẩm 85%, cao hoa có lượng bã không đáng kể Lượng bã hoa là: 230,8 x 0,6 : ( – 0,85) = 923,2 gam = 0,92kg Cặn lắng: 100kg nguyên liệu có khoảng 1,45kg cặn lắng W = 85% Sữa men Cứ 100 lít bia cho lít sữa men W = 85% Cứ 100kg nguyên liệu ( sản xuất 595,86 lít bia) cho lượng sữa men là: 595,86 x : 100 = 11,917 lít Trong phần ( 6,33 lít) tái sử dụng làm men giống Vậy lượng sữa men dùng làm thức ăn gia súc là: 11,917 – 6,33 = 5,587 lít Lượng Theo phương trình lên men: + O OH + Cứ 342 gam maltoza tạo thành 176 gam Lượng dịch trước lên men là: 633,29 x 1,039 = 657,99 kg Lượng chất chiết dịch lên men là: 657,99 x 0,1 = 65,8 kg 35 Coi toàn lượng đường lên man maltoza, hiệu suất lên mem 55%, lượng 65,8 x 0,55 x Lượng thu là: = 18,62 kg tan bia ( 2g/l) 607,95 x = 1215,9 gam = 1,21 kg Lượng thoát là: 18,62 – 1,21 = 17,41 kg Lượng thu hồi ( hiệu suất 70%) 17,42 x 0,7 = 12,19 kg 20 atm cân nặng 1,832 kg thể tích bay là: 12,19 : 1,832 = 6,65 Lượng cần bão hòa thêm để đạt 3,5 g/l bia sau bão hòa là: 3,5 x 598,85 – x 601,86 = 892,25 gam = 0,89 kg Thể tích cẫn bão hòa thêm ( 20 ) : 0,89 : 1,832 = 0,53 BẢNG TỔNG HỢP TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM Hạng mục Nguyên liệu Malt Gạo Các nguyên liệu khác Chế phẩm enzyme Hoa houblon Axit Men giống nuôi cấy Men sữa Sản phẩm trung gian Dịch sau đường hóa Dịch nóng( sau đun hoa) Dịch lanh ( sau lên men) Bia non Bia lọc Đơn vị kg kg kg Cho 100kg nguyên liệu 100 70 30 gam kg 28.95 0,6 lít lít 63,33 6,33 lít lít lít lít lít 565,91 649,52 633,29 607,95 601,86 36 Bia thành phẩm Bia bock lít kg kg kg lít m3 Sản phẩm phụ, phế liệu Bã malt gạo Bã hoa Cặn nắng Sữa men thoát 595,86 81,87 0,92 1,75 5,59 17,41 0,53 cần bổ sung Lượng nước công nghệ Nước dùng cho nấu lít 497,5 Nước rửa bã lít 199,67 Như 100kg nguyên liệu ta thu 595,86 lít bia thành phẩm Phần 6: Lập kế hoạch sản xuất Năng suất phân xưởng nấu bia 12 trệu lít/năm Giả thiết năm nhà máy sản xuất 300 ngày, ngày lại thời gian nghỉ để sửa chữa, bảo dường thiết bị máy móc vệ sinh nhà xưởng Một năm ta chia làm quý, quý gồm tháng, tháng sản xuất 25 ngày, ngày sản xuất mẻ thời gian nấu xong mẻ 4,5h Vào mùa hè nhu cầu bia tăng mạnh quý II quý III sản xuất 35% quý I quý IV sản xuất 15% so với suất năm Bảng kế hoạch sản xuất phân xưởng Quý Năng suất % Năng suất (lít) Số lít/tháng Số lít/ngày Số mẻ/ngày Số lít/mẻ Số kg nguyên I 15 1,800,000 600,000 24000 4800 806 II 35 4,200,000 1,400,000 56000 11200 1880 III 35 4,200,000 1,400,000 56000 11200 1880 IV 15 1,800,00 600,000 24000 4800 806 liệu/mẻ 37 Bảng cân sản phẩm theo quý Hạng mục Cho 100kg vị Nguyên liệu Malt Gạo Đơn Quý I Quý II Quý III Quý IV nguyên kg kg kg liệu 100 70 30 302250 211575 90675 705000 493500 211500 705000 493500 211500 302250 211575 90675 gam kg lít lít 28.95 0,6 63,33 6,33 204,097,5 4230 446476,5 44626,5 87501,38 1813,5 191414,93 19132,43 19132,4 lít 565,91 1710463 lít 649,52 1963174,2 lít 633,29 1914119 4464694,5 4464694,5 1914119 lít lít 607,95 601,86 1837529 1819122 4286047, 4286047, 4243113 4243113 1837529 1819122 lít 595,86 1800000 4200813 4200813 1800000 kg kg kg lít m3 81,87 0,92 1,75 5,59 17,41 247452 2780,7 5289,38 1895,78 52621,7 577183,5 6486 12337,5 39409,5 122740,5 577183,5 6486 12337,5 39409,5 122740,5 247452 2780,7 5289,38 1895,78 52621,7 Các nguyên liệu khác Chế phẩm enzyme Hoa houblon Axit Men giống nuôi cấy Men sữa Sản phẩm trung gian Dịch sau đường hóa Dịch nóng( sau đun hoa) Dịch lanh ( sau lên men) Bia non Bia lọc Bia thành phẩm Bia bock 87501,38 204,097,5 1813,5 4230 191414,93 446476,5 19132,4 44626,5 3989665,5 3989665,5 4579116 4579116 1710463 1963174,2 Sản phẩm phụ, phế liệu Bã malt gạo Bã hoa Cặn nắng Sữa men 38 0,53 thoát 1601,9 497,5 199,67 1503694 603505,5 3736 3736 1601,9 cần bổ sung Lượng nước công nghệ Nước dùng cho nấu Nước rửa bã lít lít 3507375 3507375 1503694 1407673,5 1407673,5 603505,58 39