Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án "Thiết kế nhà máy sản xuất bia vàng với năng suất 5 triệu lít/năm" gồm có các nội dung chính như: Tổng quan, quy trình công nghệ, cân băng vật chất, thiết bị,...Mời các bạn cùng tham khảo!
Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông Để hồn thành tốt Đồ án cơng nghệ II này, trước hết em xin gửi lời cám ơn chân thành Đặc biệt, em xin chân thành cám ơn thầy Bùi Xn Đơng – người tận tình giúp đỡ, t Em xin chân thành cám ơn! SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Định nghĩa bia vàng .2 1.1.1 Thành phần hóa học bia .2 1.1.2 Các số cảm quan .3 1.2 Nguyên liệu sản xuất bia 1.2.1 Malt đại mạch 1.2.2 Hoa Houblon 1.2.4 Nấm men 1.2.5 Nguyên liệu thay (Gạo) 1.2.6 Các loại nguyên liệu phụ khác 1.3 Các phương pháp lên men sản xuất bia CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ .11 2.2 Thuyết minh quy trình 13 2.2.1 Làm nguyên liệu 13 2.2.2 Nghiền nguyên liệu 13 2.2.3 Nấu nguyên liệu 15 2.2.4 Lọc dịch đường 16 2.2.5 Houblon hóa 17 2.2.6 Lắng làm lạnh .18 2.2.7 Lên men 19 2.2.8 Lên men phụ 21 2.2.9 Lọc bia 22 2.2.10 Ổn định bia 22 2.2.11 Chiết chai 22 2.2.12 Thanh trùng bia 23 2.2.13 Dán nhãn 23 CHƯƠNG III: CÂN BĂNG VẬT CHẤT 25 3.1 Chọn số liệu ban đầu 25 3.2 Kế hoạch sản xuất 25 3.3 Tính cân sản phẩm cho 100 kg nguyên liệu ban đầu 26 3.4 Tính cân sản phẩm cho ngày 31 3.5 Chi phí bao bì 33 CHƯƠNG IV: THIẾT BỊ 36 SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông 4.1 Phân xưởng nấu 36 4.1.1 Tính xilơ chứa ngun liệu 36 4.1.2 Tính bunke chứa malt, gạo 38 4.1.3 Máy làm nguyên liệu 39 4.1.4 Máy nghiền nguyên liệu .40 4.1.5 Cân nguyên liệu 41 4.1.6 Tính cấu vận chuyển .41 4.1.7 Nồi nấu nguyên liệu 45 4.1.8 Nồi houblon hóa 48 4.1.9 Nồi nấu nước nóng .49 4.1.10 Thiết bị lọc khung .50 4.1.11 Thùng chứa bã nguyên liệu 51 4.1.12 Thiết bị lắng Whirlpool 52 4.1.13 Thiết bị làm lạnh 53 4.1.14 Chọn bơm cho phân xưởng nấu 54 4.2 Phân xưởng lên men 55 4.2.1 Thiết bị lên men 55 4.2.2 Thiết bị lên men phụ 56 4.2.3 Thiết bị nuôi cấy nấm men .57 4.2.4 Thiết bị lọc bia 59 4.2.5 Thùng phối trộn chất trợ lọc 60 4.2.6 Thùng chứa ổn định bia sau lọc 60 4.2.7 Chọn bơm cho phân xưởng lên men .61 4.3 Phân xưởng chiết rót .61 4.3.1 Máy chiết rót 61 4.3.2 Máy rửa chai 62 4.3.3 Máy rửa két 62 4.3.4 Máy đóng nắp 62 4.3.5 Máy dán nhãn 62 4.3.6 Máy trùng .63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông LỜI MỞ ĐẦU Bia loại nước giải khát có từ lâu đời nhiều ng ười ưa chu ộng Đây sản phẩm khởi nguồn từ năm trước công nguyên Người ta cho Osiris (vị thần nông nghiệp Ai Cập) người hướng dẫn người làm bia từ lúa mạch Bia sản phẩm điển hình cơng nghệ lên men Ban đầu, cách 5000 năm (TCN), người ta làm bia cách lên men loại ngũ cốc Quá trình làm bia phát triển theo thời gian Đến kỉ thứ VIII, hoa houblon sử dụng làm bia Ngành sản xuất bia thực phát triển với đời cơng trình “Nghiên cứu Bia” Louis Pasteur, ông đưa tảng qui trình sản xuất hợp lí, phương pháp trùng Pasteur ơng sử dụng ngày sản xuất bia Đến ngày nay, công nghệ sản xuất bia phát triển đến đỉnh cao, nhiều thương hiệu bia tiếng giới Heniken, Tiger, Halida…được giới ưa dùng Vì vậy, lượng bia sản xuất hàng năm không ngừng tăng lên Được sản xuất từ loại nguyên liệu malt đại mạch, hoa houblon, nước men tạo cho bia hương vị đặc trưng mà loại đồ uống khác Bia có hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, với hàm lượng CO2 cao giúp thể giải khát cách triệt để Uống bia với lượng thích hợp khơng có lợi cho sức khỏe, ăn cơm ngon, dễ tiêu hóa mà giảm mệt mỏi sau ngày làm việc mệt nhọc Đối với Việt Nam nói riêng, ngành công nghiệp bia đà phát triển khơng ngừng tạo cho vị Nhiều loại bia đời chiếm lĩnh thị trường nước bia Sài Gòn, bia Lager, bia HuDa, bia Hà Nội, Mục tiêu nhắm đến ngành công nghi ệp bia hi ện s ản xuất loại bia có chất lượng cao, ổn định, đáp ứng th ị hiếu nh nhu cầu người tiêu dùng, tăng sức cạnh tranh với sản phẩm khác Để tìm hiểu sâu nắm bắt chi tiết dây chuy ền công ngh ệ sản xuất bia, em chọn đề tài: “ Thiết kế nhà máy sản xuất bia vàng với suất triệu lít/năm” SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Định nghĩa bia vàng Bia loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng Ngồi vi ệc cung c ấp lượng calori lớn, bia chứa hệ enzyme phong phú, đặc biệt nhóm enzyme kích thích tiêu hố amylaza Ngun li ệu dùng để sản xuất bia malt đại mạch, hoa houblon, nước sử dụng nguyên liệu thay gạo, ngô, đường saccaraza với quy trình đ ặc bi ệt, bia có tính chất cảm quan hấp dẫn người: hương th ơm đ ặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, với hàm lượng CO2 cao giúp người giải khát cách triệt để ta uống Lượng bia sản xuất ngày tăng sản phẩm ngày đa dạng hoá mẫu mã nhằm đáp ứng yêu c ầu dinh dưỡng cảm quan người tiêu dùng Hiện thị trường có nhiều loại bia, tùy theo lo ại nguyên li ệu sản xuất mà ta có bia vàng bia đen Trong đó, bia vàng lo ại ph ổ bi ến sản xuất nhiều Bia vàng có vị đắng dịu mùi th ơm đặc trưng định nguyên liệu malt vàng hoa houblon Hình 1.1 Một số sản phẩm bia 1.1.1 Thành phần hóa học bia Thành phần hóa học bia phụ thuộc vào thành phần nguyên liệu, nồng độ dịch lên men ban đầu mức độ lên men SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông 1.1.1.1 Các chất bay [1, trang 74] Ngồi rượu Etylic CO2, bia chứa lượng không nhiều chất bay khác rượu bậc cao, andehyt, axit hữu c ơ, este m ột s ố chất khác Hàm lượng rượu etylic định đến chất lượng bia Hàm lượng rượu etylic từ 1,8–7,0% so với thể tích hàm lượng CO khoảng 0,3 – 0,5% khí CO2 tính theo trọng lượng Khí CO2 thành phần quan trọng bia, đảm bảo chất lượng vị tươi mát cho bia Rượu bậc cao ch ất có mùi, vị tham gia tạo este ảnh hưởng đến mùi vị bia Hàm l ượng khoảng 40–80mg/lit Axetaldehyt andehyt chủ yếu có bia chứa khoảng 5mg/lit Trong bia có chứa diaxetyl s ố h ợp chất ch ứa lưu huỳnh SO2 khoảng 2-16 mg/lit, H2S khoảng 0,04 mg/lit, mecaptan bay khoảng 0,07 mg/lit 1.1.1.2 Các chất không bay [1, trang 74] Phụ thuộc vào nồng độ dịch lên men ban đầu mức độ lên men, bia thành phẩm chứa 2,5-5% chất khơng bay Trong saccarit chi ếm 8085%, chất Nito 6-9%, Glyxerin 5-7%, ch ất khoáng 3-4%, ch ất đ ắng tanin chất màu 2-3%, axit hữu không bay h 0,7-1% m ột lượng nhỏ vitamin 1.1.2 Các số cảm quan [1, trang 75] Các tiêu cảm quan bia vị, mùi, màu, độ trong, tạo b ọt đ ộ bền bọt bia Bia phải có mùi tinh khiết hoa houblon malt, khơng có mùi lạ mùi chua Độ axit trung bình bia kho ảng b ằng 4, pH dao động 4,1- 4,8 Vị bia thành phần khác bia tạo nên, bia ph ải có vị đặc trưng CO2 góp phần tạo vị cho bia, yêu cầu CO2 bia phải dạng liên kết tách khỏi bia chậm Bia phải có b ọt m ịn, đ ặc b ền Bia phải bão hòa đầy đủ CO2 rót bia vào cốc bọt khí CO tách khỏi bia chậm tạo thành lớp bọt bền bề mặt bia Bia phải có màu vàng nâu vàng sáng óng ánh, bia phải thật SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông 1.2 Nguyên liệu sản xuất bia 1.2.1 Malt đại mạch Malt hạt hòa thảo nảy mầm điều kiện nhiệt độ đ ộ ẩm nhân tạo xác định Nó sản phẩm giàu chất dinh dưỡng: đường đơn, axit amin, chất khống, nhóm vitamin có hệ enzyme phong phú – ch ủ yếu proteaza amylaza Hình 1.2 Malt Hình 1.3 Đại mạch 1.2.1.1 Vai trò Malt đại mạch vừa tác nhân đường hóa, vừa nguyên liệu đặc trưng dùng để sản xuất bia Bia sản xuất từ malt đại mạch có mùi vị tính ch ất cơng nghệ hẳn so với bia sản xuất từ malt hạt hòa th ảo khác 1.2.1.2 Cấu tạo Hạt malt gồm phân chính: Vỏ hạt, phơi nội nhủ Vỏ hạt (Hull): Vỏ hạt chia thành ba phận chính: vỏ trấu, vỏ lụa vỏ alơron Phần thường chiếm từ ÷ 15% trọng lượng hạt Phôi: Là quan sống, hô hấp hạt Phơi thường chi ếm từ 2,5 ÷ 5% trọng lượng hạt Trong phơi có từ 37 ÷ 50% ch ất khô thành phần nitơ, khoảng 7% chất béo, ÷ 6% đường saccharose, ÷ 7,5% pentose, ÷ 6,5% chất tro m ột s ố thành phần khác Riêng tinh bột SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông Nội nhũ (Endosperm): Chiếm từ 45 ÷ 68% trọng lượng hạt Phần hạt đại mạch giữ vai trò định chất lượng đại mạch sản xuất bia Thành phần nội nhũ hạt tinh bột hình tròn, có kích thước lớn (từ 20 ÷ 30μ) bé (từ ÷ 10μ) Rất hạt có kích thước trung bình Nếu hàm lượng protein đại mạch cao nhiều hạt tinh bột kích thước nhỏ Hình 1.4 Cấu tạo hạt đại mạch 1.2.1.3 Thành phần hóa học [1, trang 32] Thành phần hóa học trung bình malt bia tính theo phần trăm chất khơ là: tinh bột 58 %, đường khử %, saccaroza %, pentozan hòa tan %, pentozan khơng hòa tan hexozan %, xenluloza %, chất ch ứa Nito 10 %, chất béo %, chất khống 2,5 % Ngồi số chất inozit, ch ất màu, tanin chất đắng Trong malt chứa enzym thủy phân c ần thiết cho sản xuất bia như: α-amylaza, β-amylaza, proteinaza, peptidaza, fitaza, xitaza, amylofotfataza… 1.2.1.4 Yêu cầu malt dùng sản xuất bia [1, trang 32] Malt dùng để sản xuất bia phải sạch, có mùi thơm đặc trưng c malt, có vị ngọt, có màu vàng sáng Khơng có mùi vị lạ, khơng mốc khơng khói Yêu cầu kích thước h ạt malt ph ải đ ều Kích th ước h ạt SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông malt đạt yêu cầu hạt malt sàn 2,8 mm 2,5 mm chiếm 94 %, hạt sàn 2,2 mm không 0,5% Khối lượng riêng malt khoảng 520-600g/l Độ ẩm malt không 6% Độ chiết malt: 7582% Thời gian đường hoá: 20-35 phút, hoạt lực amylaza đạt 100-300 đơn vị, hàm lượng tinh bột cao tốt hàm lượng protein phải nằm khoảng 9-12%, cao bia đục, khó bảo quản, thấp h ơn bia b ọt, v ị đậm đà 1.2.2 Hoa Houblon 1.2.2.1 Vai trò Hoa houblon ngun liệu khơng thể thiếu sản xuất bia hi ện chưa loại nguyên liệu thay Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm đặc trưng, làm tăng khả tạo gi ữ bọt, làm tăng độ bền keo ổn định thành phần sinh h ọc c s ản ph ẩm Thành phần hóa học hoa gồm nhiều chất khác nhau, nh ững ch ất có giá tr ị cho bia nhựa houblon, chất tanin tinh dầu 1.2.2.2 Thành phần hoá học [1, trang 33] Thành phần hoá học hoa houblon gồm nhiều chất khác chất có giá trị công nghệ sản xuất bia nhựa houblon, tanin Hình 1.5.như: protein, m ỡ, sáp, tinh dầu Ngồi hoa chứa số chấ t khác Hoa Houblon hợp chất phiprotein, xenluloza,… Nhựa hoa houblon thành phần quan tr ọng hoa houblon, bao gồm nhựa cứng nhựa mềm: nhựa mềm gồm có αnhựa mềm β-nhựa mềm, nhựa mềm gồm dạng axít đắng α, β, γ, δ-axít đắng Vị đắng bia chủ yếu α-axít đắng tạo nên, dẫn xuất β-axít đắng tạo nên vị đắng hài hoà, dễ chịu SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông Các chất tanin hoa houblon polyphenol, dễ hoà tan nước, dễ bị oxy hố nên bảo vệ nhựa houblon Trong trình nấu bia, hầu hết tanin hoa houblon liên kết v ới protein c malt, hàm lượng polyphenol bia chủ yếu malt ch ỉ khoảng 1020% polyphenol hoa houblon Tinh dầu hoa houblon hỗn hợp phức tạp hydrat cacbon nhiều hợp chất chứa oxy dạng tecpen Tinh dầu houblon khơng hồ tan nước dễ bay theo n ước Trong trình sản xuất khoảng 98% lượng tinh dầu bị bay khoảng 2% tồn bia tạo hương thơm cho bia Trong trình bảo quản, tinh dầu dần bay bị ơxy hố Do khơng dùng hoa cũ để sản xuất bia sản phẩm chuy ển hoá c tinh d ầu đưa vào bia làm giảm chất lượng bia 1.1.2.3 Phương pháp bảo quản nâng cao hiệu sử dụng hoa[1,trang35] Để giữ chất lượng cho hoa nên bảo quản hoa điều kiện sau: Ngăn chăn xâm nhập khơng khí vào hoa cách bảo quản thùng kín, mơi trường chân khơng mơi trường khí trơ Xơng SO2 để hạn chế oxy hoá phát triển vi sinh Bảo quản nhiệt độ thấp, gần oC nhiệt độ thấp có vật tác dụng kìm hãm q trình hố học, hạn chế phát tri ển c vi sinh vật Cách ẩm tốt Nếu bảo quản điều kiện hoa có th ể bảo qu ản năm mà chất lượng không thay đổi Hiệu sử dụng chất đắng SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 10 Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông - Nắp nồi làm thép không gỉ dày: mm - Ðáy hai vỏ : + Vỏ dày: mm + Vỏ dày: mm + Khe hở hai lớp vỏ: 50 mm - Chiều dày lớp bảo ôn: 50 mm - Cửa tiếp liệu có kích thước: 600400 mm - Cửa quan sát có kích thước: 600500 mm - Đường kính cửa tháo dịch: 200 mm - Ðường kính ống dẫn nước vào: 50 mm - Đường kính ống dẫn đốt: 100 mm - Đường kính ống tháo nước ngưng: 50 mm - Vị trí lớp vỏ ngồi bao quanh thân trụ chiếm 2/3 chiều cao Số lượng thiết bị: Vậy chọn thiết bị 4.1.10 Thiết bị lọc khung Thể tích dịch đường cần lọc thể tích khối cháo nồi malt sau hội cháo 2,06 (m3).Chọn thiết bị lọc: với thông số kĩ thuật sau: - Năng suất: m3/h [10, trang 109] - Diện tích bề mặt lọc: 19,5 m2 - Số lượng lọc: 60 - Kích thước bản: 565575 mm - Áp suất làm việc: 2,5 kg/cm2 - Cơng suất động điện: 4,5 kW - Kích thước thiết bị : 250010801470 mm - Khối lượng : 1470 kg Yêu cầu thời gian lọc rửa bã không vượt thời gian nấu Thời gian nấu trung bình mẻ 150 phút nên chọn thời gian lọc rửa bã 120 phút D h1 Số lượng thiết bị: H Vậy chọn thiết bị h2 α h3 SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 52 d Hình 4.4 Thùng chứa bã nguyên liệu Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông 4.1.11 Thùng chứa bã nguyên liệu Chọn thùng chứa bã nguyên liệu có dạng hình trụ, đáy chóp nón Theo bảng 3.3, lượng bã thải sau lọc mẻ là: 559,32 kg Chọn khối lượng riêng bã ướt là: =1000 kg/m3 Thể tích bã nguyên liệu: Vb = (m3) Chọn hệ số chứa đầy thùng là: = 0,75 Vậy thể tích thực thùng là: Vt = (m3) Chọn đường kính thùng: D = 1,5 m Chọn góc đáy nón: = 45o Chọn đường kính ống tháo dịch: d = 0,30 m Chọn chiều cao ống tháo dịch: h3 = 0,10 m Chiều cao đáy nón: h2 = (m) Thể tích đáy: (m3) Thể tích phần trụ: VT = Vt – VD = 0,75 – 0,45 = 0,3 (m3) Chiều cao phần hình trụ thùng: h1 = (m) Vậy chiều cao toàn thùng: H = h1 + h2 + h3 = 0,17 + 0,6 + 0,10 = 0,87 (m) Số lượng: thiết bị 4.1.12 Thiết bị lắng Whirlpool Thể tích dịch đường đưa vào thiết bị lắng thể tích dịch đường sau houblon hố mẻ Theo bảng 3.3, thể tích dịch đường đưa vào thiết bị lắng là: 2351,64 lít = 2,35 m3 α h1 Chọn hệ số chứa đầy thiết bị: = 0,80 h2 h o D SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH H Chú thích: 1- Ống 2- Cửa quan sát Trang 53 3- Ống dẫn dịch đường vào 4- Ống báo mức dịch đường Hình 4.5 Thiết bị lắng Whirlpool5- Cửa vệ sinh hiết bị lắng Wh lpoo Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông l Thể tích thiết bị là: VT = m3 Chọn: h2 = 1,3D Ta có: VT = Suy ra: - Đường kính thiết bị: (m) - Chiều cao thân thiết bị: h2 = 1,3D = 1,31,42= 1,85 (m) - Đường kính ống hơi: (m) - Chiều cao nắp: Chọn góc nghiêng nắp thùng là: α = 15o h1 = = (m) Vậy tổng chiều cao thùng lắng: HT = h1 + h2 = 0,16 + 1,85 = 2,01 (m) - Chọn chiều cao vị trí đặt ống dẫn dịch đường vào (kể từ đáy thiết bị): ho = (m) - Chọn ống dẫn dịch đường vào có đường kính: do= 35 mm, bề dày ống mm Tacó: (m) [4, trang 369] Trong đó: w: tốc độ trung bình chất lỏng ống từ 10 14 m/s Chọn: w = 12 m/s V: lưu lượng thể tích, m3/s Suy ra: V = (m3) = 36 (m3/h) Thời gian dịch vào: T = (h) = 3,92 (phút) Số lượng thiết bị: thiết bị SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 54 Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông 4.1.13 Thiết bị làm lạnh Lượng dịch đường đem làm lạnh mẻ lượng dịch đường sau Vd = 2227,71 lít 2,23 m3 lắng trong mẻ, theo bảng 3.3: Theo yêu cầu công nghệ mục (2.2.6), thời gian làm lạnh không Chọn: 50 phút Vậy suất cần làm việc thiết bị là: (m3/h) Chọn thiết bị làm lạnh mỏng nhãn hiệu BO1-Y5 với thông số kĩ thuật sau: [10, trang 158] - Năng suất : 5000 lít/h = m3/h - Nhiệt độ ban đầu glycol : -150C - Nhiệt độ làm lạnh sản phẩm : 8oC - Số lượng : 85 - Kích thước : (8002251,2) mm - Bề mặt làm việc : 12,1 m2 - Vận tốc sản phẩm : 0,4 m/s - Vận tốc chất tải lạnh : 0,4 m/s - Kích thước thiết bị : (18707001400) mm - Khối lượng : 430 kg Số lượng thiết bị: Vậy chọn: thiết bị Thời gian làm lạnh: (phút) 4.1.14 Chọn bơm cho phân xưởng nấu Bơm phân xưởng nấu bao gồm: Bơm dịch cháo từ nồi nấu gạo sang nồi nấu malt Bơm dịch đường hóa lọc Bơm dịch đường lắng Bơm dịch đường làm lạnh Chọn bơm ly tâm nhãn hiệu BЦH-40 với thông số kỹ thuật sau: - Năng suất : 40 m3/h [10, trang 372] - Áp suất làm việc : 0,2 MPa - Tốc độ quay : 2910 vòng/phút - Cơng suất động : 5,5 kW SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 55 Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông - Chiều cao bơm lên : m - Kích thước : (1385510907) mm - Khối lượng : 210 kg Số lượng: bơm 4.2 Phân xưởng lên men 4.2.1 Thiết bị lên men Chú thích: 1- Cửa vệ sinh 2- Áp kế 3- Cuống van an toàn 4- Van nạp xả bia 5- Thân thiết bị Hình 4.6 Thiết bị lên Thiết bị lên men chế tạo thép khơng gỉ, thân hình trụ, đáy nắp hình chỏm cầu Thể tích hình học thiết bị: Vtb = Vtr + 2Vcc Thể tích phần hình trụ: Vtr = (m3) Thể tích phần chỏm cầu:Vcc = = (m3) Chọn tỉ lệ: Và: Suy ra: Và: Từ đó: (4) SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 56 Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xn Đơng Thể tích thiết bị lên men gồm thể tích dịch cần lên men thể tích men giống Theo bảng 3.3: + Lượng dịch lên men mẻ : 2123,30 lít 2,12 m3 + Lượng men giống dùng cho mẻ : 12,75 lít 0,013 m3 Tổng lượng dịch lên men mẻ là: 2,12 + 0,013 = 2,133 (m3) Chọn thể tích thiết bị lên men 30 m3 Từ (4) ta có: Suy ra: - Đường kính thiết bị: (m) - Chiều cao thân hình trụ: (m) Và: (m) Vậy chiều cao tồn thiết bị: H = h1 + 2h2 = 4,2 + 2×0,46 = 5,12 (m) Số lượng thiết bị lên men: Trong đó: n: số lượng thiết bị yêu cầu N: suất của dây chuyền công đoạn T: thời gian tổng cộng chu kỳ làm việc máy, (phút) V: thể tích làm việc thiết bị, tính đơn vị với N 16 (thùng) Chọn thùng dự trữ Vậy có 18 thùng lên men 4.2.2 Thiết bị lên men phụ Chọn loại thiết bị lên men phụ tích chứa 25 m3 Gọi: D đường kính thiết bị SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 57 Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông l1 chiều dài thân thiết bị l1 l2 l2 chiều dài chỏm cầu l2 Chọn tỉ lệ: Và: Suy ra: - Đường kính thiết bị: (m) D - Chiều dài thân thiết bị: (m) - Chiều dài phần chỏm cầu: (m) Vậy chiều dài toàn thiết bị: L = l1 + 2l2 = 3,74 + 20,45 = 4,64 (m) Hình 4.7 Thiết bị lên men phụ Số lượng thiết bị lên men: 61 (thùng) Chọn thùng dự trữ Vậy có 63 thùng lên men phụ 4.2.3 Thiết bị nuôi cấy nấm men h2 Là thùng dạng hình trụ đứng, có nắp chỏm cầu, đáy hình chóp, làm thép khơng gỉ, bên có D phận lọc khí Trên thiết bị có ống dẫn dịch đường vào h1 H dịch men D : đường kính phần thân trụ, m h1 : chiều cao phần thân hình trụ, m 60o d h3 h2 : chiều cao phần nắp hình chỏm cầu, m h3 : chiều cao phần đáy hình nón, m d : đường kính cửa tháo liệu, m Chọn: h1 = 4/3D, h2 = 0,3D, d = 0,1 m, α = 60o Ta có: h3 = Thể tích phần thân trụ: (m3) Thể tích phần đáy: Vđ (m3) Thể tích phần nắp: Vn = (m3) Vậy thể tích thiết bị: SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 58 Hình 4.8 Thiết bị nuôi cấy nấm men Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông Vtb = Vtr + Vđ + Vn = ++ Vtb = (m3) Suy đường kính thiết bị: (m) (5) Theo bảng 3.3, lượng men giống đặc dùng ngày là: 114,76 lít = 0,11 m3 Q trình ni cấy nấm men trải qua giai đoạn: ni cấy phòng thí nghiệm đến 10 lít ni cấy sản xuất Q trình ni cấy sản xuất chia thành cấp: + Cấp 1: từ 10 lít đến 40 lít + Cấp 2: từ 40 lít đến 114,76 lít 4.2.3.1 Thiết bị nuôi cấy cấp Chọn thiết bị ni cấy chứa 40 lít Chọn hệ số chứa đầy thùng là: = 0,50 Thể tích thiết bị là: Vtb = lít = 0,08 (m3) Từ (5) suy ra: (m) (m) (m) (m) Chiều cao toàn thiết bị: Htb = h1 + h2 + h3 = 0,51 + 0,11 + 0,24 = 0,86 (m) Số lượng thiết bị: thùng 4.2.3.2 Thiết bị nuôi cấy cấp Chọn thiết bị ni cấy chứa 114,76 lít Chọn hệ số chứa đầy thùng là: = 0,50 Thể tích thiết bị là: V = (lít) = 0,23 (m3) Từ (5) suy ra: (m) (m) (m) (m) Chiều cao toàn thiết bị: Htb = h1 + h2 + h3 = 0,73 + 0,17 + 0,39 = 1,29 (m) SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 59 Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông Số lượng thiết bị: thùng 4.2.4 Thiết bị lọc bia Theo bảng 3.3, lượng bia sau lên men phụ cần lọc ngày là: 18729,21 lít ≈ 18,73 (m3) Chọn thiết bị lọc: với thông số: [10, trang 109] - Năng suất: m3/h - Diện tích bề mặt lọc: 19,5 m2 - Số lượng lọc: 60 - Kích thước bản: (365575) mm - Áp suất làm việc : 2,5 kg/cm2 - Công suất động điện: 4,8 kW - Kích thước thiết bị : (250010801470) mm - Khối lượng: 1470 kg Số lượng thiết bị: n = → chọn thiết bị Thời gian lọc ngày là: (h) 4.2.5 Thùng phối trộn chất trợ lọc Thùng phối trộn dạng hình trụ, chứa 200 lít Chọn hệ số chứa đầy thiết bị: = 0,85 Thể tích thùng là: Vtrụ = (lít) = 0,24 (m3) Chọn đường kính thùng: D = 0,6 (m) Suy chiều cao thùng là: H = = 0,85 (m) Số lượng: thùng 4.2.6 Thùng chứa ổn định bia sau lọc Thùng chứa có cấu tạo hình dạng giống thiết bị lên men phụ, đặt nằm ngang có phận sục CO Theo bảng 3.3, lượng bia cần ổn định ngày: 18541,74 lít ≈ 18,54 m3 Chọn thùng chứa có hệ số chứa đầy Thể tích thùng: (m3) Từ (4.2.2), ta có: Suy ra: - Đường kính thiết bị: D = 2,07 (m) - Chiều dài phần trụ: l1 = 1,5D = (m) - Chiều dài phần nắp: l2 =(m) SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 60 Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông - Chiều dài toàn thiết bị: L = l1 + 2l2 = 3,11 + 20,35 = 3,81 (m) 4.2.7 Chọn bơm cho phân xưởng lên men Bơm phân xưởng lên men bao gồm: Bơm bia lọc (1 bơm) Bơm dịch nấm men (2 bơm) Bơm nước vệ sinh (2 bơm) Chọn bơm ly tâm nhãn hiệu BЦH-10 có thơng số kỹ thuật: - Năng suất: 10 m3/h [10, trang 372] - Áp suất làm việc: 0,05÷0,5 MPa - Tốc độ quay: 1.440 v/phút - Công suất động cơ: 2,8 kW - Chiều cao bơm lên: 8,0 m - Kích thước: (1280453920) mm - Khối lượng: 110 kg Số lượng: bơm 4.3 Phân xưởng chiết rót Theo bảng 3.3, lượng bia chiết rót ngày là: 18541,74lít Lượng chai cần dùng để chiết ngày là: ≈ 41204 (chai) Phân xưởng chiết rót làm việc ca/ngày, ca làm việc giờ, thời gian nghỉ đổi ca 30 phút Thời gian làm việc ngày phân xưởng chiết rót là: × – 30,5 = 22,5 (h) → Năng suất tối thiểu dây chuyền chiết rót là: N = (chai/h) 4.3.1 Máy chiết rót Chọn máy chiết rót nhãn hiệu AЖ với thơng số kỹ thuật sau: - Năng suất : 2000 chai/h - Số lượng vòi rót : 24 vòi [10, trang 189] - Cơng suất động cơ: 0,6 kW - Kích thước thiết bị: (1000×1125×1850) mm SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 61 Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông - Khối lượng : 1250 kg - Số lượng : 1máy 4.3.2 Máy rửa chai Chọn máy rửa chai có nhãn hiệu АMM-9, với thơng số kỹ thuật sau: - Năng suất : 2000 chai/h [10, trang 174] - Số đầu mang chai : 138 - Cơng suất động cơ: 30 kW - Kích thước thiết bị: (746038402650) mm - Khối lượng : 13500 kg - Số lượng : máy 4.3.3 Máy rửa két Theo bảng mục 4.3, lượng chai 1832 (chai) Số chai két 20 chai Vậy lượng két cần dùng là: 92 (két/h) Chọn máy rửa két nhãn hiệu Б2-AAR:[10, trang 256] - Năng suất :1700 két/h - Kích thước thiết bị: (4400 ×1083×1175) mm - Khối lượng : 645kg - Số lượng : 1máy 4.3.4 Máy đóng nắp Chọn máy đóng nắp nhãn hiệu шА* với thông số kỹ thuật sau: - Năng suất : 2000 chai/h - Số mâm đóng : 10 [10, trang 204] - Cơng suất động cơ: 1,1 kW - Kích thước thiết bị: (10208602454) mm - Khối lượng : 850 kg - Số lượng : thiết bị 4.3.5 Máy dán nhãn Chọn máy dán nhãn có nhãn hiệu BB với thơng số kỹ thuật sau: SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 62 Đồ án công nghệ II - Năng suất GVHD: TS Bùi Xuân Đông : 2000 chai/h [10, trang 204] - Cơng suất động : 1,7 kW - Kích thước thiết bị : (328011001268) mm - Khối lượng : 1065 kg - Số lượng : thiết bị 4.3.6 Máy trùng Chọn máy trùng loại: ATLANTICO - Năng suất [10, trang 204] : 2000 chai/h - Công suất động cơ: 22 kW - Kích thước : (8.620 x 2.700 x 2.600) mm - Khối lượng : 9400 kg - Số lượng : thiết bị SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 63 Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông Bảng 5.1: Bảng tổng kết tính chọn thiết bị Xilơ chứa malt Kích thước thiết bị (mm) D = 2770, H = 10770 Xilô chứa gạo D = 2670, H = 10390 Buke chứa malt D = 710, H = 1660 Buke chứa gạo Máy làm Máy nghiền malt Máy nghiền gạo Cân nguyên liệu Gàu tải Vít tải Nồi nấu gạo Nồi nấu malt Nồi houblon hóa Nồi nấu nước nóng Thiết bị lọc khung Thùng chứa bã nguyên liệu Thiết bị lắng Whirlpool Thiết bị làm lạnh mỏng Bơm phân xưởng nấu Bơm phân xưởng lên men Thiết bị lên men Thiết bị lên men phụ Thiết bị nuôi cấy cấp Thiết bị nuôi cấy cấp Thiết bị lọc bia Thùng phối trộn chất trợ lọc Thùng ổn định bia Máy chiết rót Máy rửa chai Máy rửa két Máy đóng nắp Máy dán nhãn Máy trùng D = 530, H = 1280 1 1 1 1 18 63 2 1 1 1 1 STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Tên thiết bị SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH 2.2001.2202150 170015001600 110010001100 17601075193 D =1380 , H = 1600 D = 1580, H = 1830 D = 1750, H = 2020 D = 1590, H = 1850 250010801470 D = 1500, H = 870 D = 1420, H = 2010 18707001400 1385510907 1280453920 D=2800, H = 5120 D=2670, L = 4640 D = 380, H = 860 D = 550, H = 1290 250010801470 D = 600, H = 850 D = 2070, L = 3810 100011251850 7460 38402650 440010831175 10208602454 328011001268 862027002600 Trang 64 Số lượng Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông KẾT LUẬN Việc thiết kế nhà máy bia cần thiết để đáp ứng đủ nhu cầu giải khát người dân, đảm bảo cung cấp đủ cho thị trường tiêu dùng bia Qua đồ án này, em có thêm nhiều kiến thức phương thức xây dựng nhà máy sản xuất bia, hiểu kĩ qui trình sản xuất bia, thi ết b ị s ản xuất, biết cách thiết kế, bố trí cơng trình nhà máy cho h ợp lí, … Đồ án bao gồm nội dung chính: + Nguyên liệu (đặc điểm, tính chất, thành phần, thu hoạch, nguồn cung cấp) + Dây chuyền sản xuất nhà máy (công nghệ sản xuất, thơng số kỹ thuật) + Thiết bị (tính cân vật chất, tính chọn thiết bị) Do hạn chế điều kiện thời gian kiến thức nên khơng thể tránh khỏi sai sót đồ án Em mong nhận đóng góp ý kiến thầy để làm em hồn thiện Đà Nẵng, ngày 04 tháng 12 năm 2012 Sinh viên thực Trần Thị Liên SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 65 Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi Xuân Đông TÀI LIỆU THAM KHẢO Phan Bích Ngọc (1991) Cơng nghệ lên men, NXB Đà Nẵng PGS, TS Hồng Đình Hồ (2000) Cơng nghệ sản xuất malt bia, NXB KH&KT Gs, Ts Nguyễn Bin tập thể tác giả (1999) Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hố chất tập II – NXB KH&KT Đỗ Văn Đài tập thể tác giả (1992) Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hố chất tập I, NXB KH&KT Trần Văn Phú, Lê Nguyên Đương (1991) Kỹ thuật sấy nông sản, NXB KH&KT PGS, TS Trần Minh Vượng (1999) Máy phục vụ chăn nuôi, NXB Giáo Dục Nguyễn Như Thung tập thể tác giả (1987) Máy thiết bị chế biến thức ăn chăn nuôi, NXB KH&KT PGS, TSKH Lê Văn Hoàng Các trình thiết bị cơng nghệ sinh học cơng nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật Đoàn Dụ, Mai Văn Lề, Bùi Đức Hưng (1983) Công nghệ máy chế biến lương thực, NXB KH&KT 10 Ц.P.3aйчиk (1977) OБOPYДOBAHИE ПPEДПPИЯTИЙ BИHOДE- ΛЬЧECKOЙ ПPOMЬIШΛEHHOCTИ, MOCKBA 11 http://www.jumo.de/en_DE/industry/food/applications/brewery/brewingprocess.html 12 http://www.vocw.edu.vn/content/m10178/latest/, 21/05/2010 SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang 66 ... chi tiết dây chuy ền công ngh ệ sản xuất bia, em chọn đề tài: “ Thiết kế nhà máy sản xuất bia vàng với suất triệu lít/năm SVTH: Trần Thị Liên – Lớp: 08SH Trang Đồ án công nghệ II GVHD: TS Bùi... loại bia, tùy theo lo ại nguyên li ệu sản xuất mà ta có bia vàng bia đen Trong đó, bia vàng lo ại ph ổ bi ến sản xuất nhiều Bia vàng có vị đắng dịu mùi th ơm đặc trưng định nguyên liệu malt vàng. .. 54 4.2 Phân xưởng lên men 55 4.2.1 Thiết bị lên men 55 4.2.2 Thiết bị lên men phụ 56 4.2.3 Thiết bị nuôi cấy nấm men .57 4.2.4 Thiết bị lọc bia