Tìm hiểu nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon, nấm men và nước

chứa bia tươi ở nhiệt độ khoảng 00C. Hàm lượng CO2 hoà tan trong bia tươi lúc này chưa đạt đến hàm lượng cần thiết vì vậy ta cần bổ sung CO2 vào bia. Quá trình hấp thụ CO2 được thực hiện ngay trong thiết bị tàng trữ bia với áp lực khoảng 1.6-1.7 kg/cm2 cho đến khi hàm lượng CO2 trong bia dạt chỉ tiêu 2-4g/lít Thì bia được bơm sang phân xưởng đóng gói. Một phần bia được chiết bock từ máy chiết bock (23) để cho ra sản phẩm bia hơi bán ra thị trường. Một phần bia được bơm sang máy chiết chai. Dây chuyền đóng chai hoạt động như sau: Vỏ chai được rửa trong máy rửa chai (24) rồi chuyển qua máy chiết chai (25). ở đây bia được chiết vào chai rồi chuyển qua hầm thanh trùng (26) sau đó được đưa sang máy dán nhãn (27) và đem bán ra thị trường.
Phần Iv: Tính cân bằng vật liệu
Để tính cân bằng vật liệu ta phải dựa vào: Công suất của Nhà máy là6 triệu lít/năm, giả thiết rằng nhà máy hoạt động 240 ngày liên tục, mỗi ngày sẽ phải nấu 6000000/240 = 25000 lít. Chọn phương án 1 ngày nấu 5 mẻ, lượng bia xuất xưởng cho 1 mẻ nấu là 25000/5 = 5000 lít
Sản lượng bia xuất xưởng là 25000 l/1 ngày.
Hàm lượng chất tan trong dịch đường trước lúc lên men là 11 oBx.
Lượng nguyên liệu cần dùng được tính dựa trên năng suất bia thành phẩm và các tổn hao trong các giai đoạn.
Chọn đơn vị tính là 1000 lít bia thành phẩm.
I. Tính lượng dịch đường trước lúc lên men.
Lượng bia tổn thất khi chiết xuất xưởng là 1%. Vậy lượng bia đã bão hoà CO2 là: 1000/(1- 0,01)= 1010,10 lít
Lượng bia tổn thất trong quá trình sục CO2 là 0,5%. Vậy lượng bia trước khi sục CO2 là: 1010,10/(1- 0,005)= 1015,18 lít
Lượng bia tổn thất trong quá trình lọc tinh là 1,5%. Vậy lượng bia trước khi lọc tinh là: 1015,18/(1- 0,015)= 1030,64 lít
lượng dịch tổn thất trong quá trình lên men là 4%. Vậy lượng dịch hèm đưa vào lên men là: 1030,64/(1- 0,04)= 1073,58 lít
Lượng dịch tổn thất trong quá trình lắng trong và làm lạnh là 3%. Vậy lượng dịch đường đưa vào lắng trong là:
1073,58/(1- 0,03)= 1106,78 lít
Dịch hèm ở 11oBx ở 20 oC có khối lượng riêng là:
r = 1044.13 kg/cm3 = 1.044 kg/lít
Khối lượng dịch hèm sau khi đun hoa là:
1106,78. 1,044= 1155,63 kg
Lượng chất chiết có trong dịch hèm sau khi đun hoa là:
1155,63. 0,11= 127,12 kg
Tổn hao chất chiết trong quá trình nấu và lọc bã malt là 1,5%. Vậy lượng chất chiết cần thiết là:
127,12/(1- 0.015)= 129,05 kg
II. Tính lượng gạo và malt cần dùng.
Với malt ta có:
Độ ẩm: 6%
Độ hoà tan: 76%
Tổn thất do xay nghiền: 0,5%
Với gạo ta có:
Độ ẩm: 12%
Độ hào tan: 90%
Tổn thất do xay nghiền: 0,5%
Gọi M là lượng malt cần dùng thì lượng chất chiết thu được từ malt là:
M. 0,94. 0,76. 0,995= M. 0,71
Với tỉ lệ thay thế là 30% so với khối lượng malt thì lượng chất chiết thu được từ gạo là:
M. 0,88. 0,9. 0,995. 0,3/0,7= M. 0,34
Tổng lượng chất chiết thu được từ M kg malt và (0,3/0,7)M kg gạo là:
0,71M+ 0,34M= 129,05 kg
Suy ra: M= 129,05/(0,71+0,34)= 122,9 kg
Lượng gạo cần dùng là:
(0,3/0,7). 122,9= 52,68 kg
III. Tính lượng hoa houplon sử dụng.
Khi sử dụng hoa viên thì tỉ lệ hoa cho vào là 1,8 g/1lít dịch đường. Như vậy lượng hoa cần sử dụng là:
1,8. 1106,78= 1992,2 gằ 1,99 kg
IV. Tính lượng bã malt và bã hoa.
IV.1. Tính lượng bã malt.
Với malt ta có:
Độ ẩm: 6%
Tổn thất do xay nghiền: 0,5%
Lượng malt sử dụng: 122,9 kg
Với gạo ta có:
Độ ẩm:12%
Tổn thất do xay nghiền: 0,5%
Lượng gạo sử dụng: 52,68 kg
Tổng lượng chất khô của malt là:
0,94. 0,995. 122,9= 114,95 kg
Tổng lượng chất khô của gạo là:
0,88. 0,995. 52,68= 46,13 kg
Tổng lượng chất khô của gạo và malt là:
114,95+ 46,13= 161,08 kg
Tổng lượng bã khô của malt và gạo là:
161,08- 129,05= 32,03 kg
Với độ ẩm 80% thì lượng bã ướt thu được là:
32,03. 100/20= 160,13 kg
IV.2. Tính lượng bã hoa.
Chất không hoà tan của hoa: 50%
Độ ẩm của bã: 80%
Vậy lượng bã hoa là:
1,99. 100/20= 4,975 kg
V. Tính lượng nước cần dùng để rửa bã malt.
V.1. Tính lượng nước cần dùng để nấu cháo.
ở nồi hồ hoá, ta đưa các chất vào theo tỉ lệ:
(bột gạo+ 10% bột malt)/nước= 1: 5
Nước ở 200C có r= 998,23 kg/m3 [1-12]
Do vậy lượng nước cần dùng là:
0,995. ( 262,07+ 611,5. 0,1). 5/998,23= 0,324 m3
V.2. Tính lượng nước cần dùng để đường hoá nguyên liệu.
ở nồi đường hoá, tỉ lệ malt/nước= 1: 5
Do đó lượng nước cần dùng là:
0,995. 0,9. 122,9. 5/ 998,23= 0,551 m3
V.3. Tính lượng nước trong quá trình rửa bã.
Tính lượng nước có trong dịch đường sau khi đường hoá:
Lượng dịch ở nồi cháo là:
0,995. ( 52,68+ 122,9. 0,1). 6= 387,87 kg
Khi nấu cháo, lượng dịch bị giảm 5% do nước bay hơi. Vì vậy khối lượng dịch cháo sau khi hồ hoá là:
387,87. (1- 0,05)= 368,48 kg
Lượng dịch ở nồi đường hoá là:
0,995. 0,9. 122,9. 6= 660,34 kg
Lượng dịch ở nồi đường hoá sau khi chuyển cháo sang là:
660,34+ 368,48= 1028,82 kg
Khi đường hoá lượng dịch trong nồi đường hoá bị tổn thất 4% do nước bay hơi. Vì vậy lượng dịch sau khi đường hoá là:
1028,82. (1- 0,04)= 987,67 kg
Trong đó lượng nước là:
987,67- (122,9+ 52,68). 0,995= 812,96 kg
Tính lượng nước trong quá trình rửa bã:
Trong khi đun hoa lượng dịch bị tổn hao là 10% do nước bay hơi. Vậy lượng dịch trước lúc đun hoa là:
1155,63. 100/90= 1284,03 kg
Lượng chất chiết có trong dịch đường trước lúc đun hoa là:
129,05. (1- 0,015)= 127,11 kg
Lượng nước trong dịch đường sau khi lọc bã malt là:
6388,37- 632.45= 5755,9 kg
Lượng nước rửa bã cần dùng là:
1284,03+ 128,1- 812,96= 472,06 kg
Thể tích nước rửa bã cần dùng là:
472,06/998,23 = 0,473 m3
VI. Tính lượng men cần sử dụng.
Lượng men giống đưa vào khi lên men chính là 10% so với lượng dịch đưa vào. vậy thể tích dịch men cần dùng là:
1073,58. 0,1= 107,358 lít
Khi sử dụng men tái sử dụng dưới dạng sữa men thì lượng sữa men cần sử dụng là 1% so với lượng dịch cần lên men. Vậy ta có lượng sữa men đưa vào là:
1073,58. 0,01= 10,736 lít
Phần V: Tính toán một số thiết bị chính
I. Nồi nấu cháo.
I.1. Tính các kích thước cơ bản của thiết bị.
Theo phần tính cân bằng sản phẩm, lượng dịch ở nồi cháo tính cho 1000 lít bia thành phẩm là: 387,87 kg. Do đó khối lượng dịch cháo của 1 mẻ nấu là:
5. 387,87= 1939,35 kg
Tỉ trọng dịch: bột= 1,08 kg/lít. Do đó thể tích dịch là:
V= 1939,35/1,08= 1796 lít= 1,796 m3.
Hệ số sử dụng của nồi là 0,75. Do đó thể tích của nồi hồ hoá là:
V=1,796/0,75= 2,4 m3.
Với thể tích này ta chọn đường kính trong của thiết bị là: Dt= 1,4 m
I.1.1. Đáy và nắp thiết bị.
Chọn đáy và nắp elíp có gờ.
Với Dt= 1,4 m ta tra được: [2-383]
ht=40 mm
h= 350 mm
S= 2,31 m2
V= 0,421 m3
I.1.2. Thân thiết bị.
Vt= V- (Vđ+ Vn)= 2,4- 2. 0,421= 1,558 m3
Suy ra:
Chiều cao mức dịch trong thân:
I.2. Tính bền cho thiết bị.
Đường kính thân trong: 1400 mm
Đường kính trong thân ngoài: 1480 mm
Chiều cao đáy trong: 350 mm
Chiều cao đáy ngoài: 360 mm
áp suất hơi đốt: 2,5 at
Vật liệu chế tạo: Thép X18H10T
Hơi nước bão hoà ở áp suất 2,5 at có: [1-312]
to= 126,25oC Tính chất vật lý của thép X18H10T: [2-310]
Hệ số dẫn nhiệt: l = 16,3 W/m. độ
Giới hạn bền kéo: sk = 550.106 N/m2
Giới hạn bền chảy: sch = 220.106 N/m2
Hệ số an toàn theo giới hạn bền kéo: nk = 2,6
Hệ số an toàn theo giới hạn bền chảy: nch = 1,5
Theo quy ước phân loại: [2-355]
Thiết bị nấu cháo thuộc nhóm 2 loại I nên hệ số hiệu chỉnh h = 0,...