Thiết kế nhà máy bia hơi công suất 20 triệu lít/năm

ia là một sản phẩm của quá trình lên men, có nồng độ cồn thấp, có thành phần các chất phức tạp trong đó chủ yếu là nước chiếm từ 82-90%, chất hoà tan chiếm từ 5-10% ( bao gồm đường, axit amin, axit hữu cơ, muối khoáng, cồn và một số thành phần vi lượng khác như B1, B2, PP tạo cho bia có giá trị dinh dưỡng nhất định. Bên cạnh đó bia còn chứa một hệ enzim vô cùng phong phú điển hình là nhóm amylaza có khả năng giúp cho quá trình tiêu hoá được tốt hơn. Mặt khác trong bia còn chứa một lượng CO2 khoảng 4-5 g/l tạo cảm giác sảng khoái cho người uống, giảm sự mỏi mệt sau mỗi lần làm việc nặng nhọc. Hương vị của bia cũng rất đặc trưng riêng, êm dịu vì hương vị của bia được tạo lên từ các nguyên liệu chính như malt, hoa houblon, nước, nấm men và nguyên liệu thay thế như ( gạo, tiểu mạch, ngô ) cùng với một quy trình sản xuất đặc biệt cho nên bia là một loại nước giải khát rất được ưa chuộng ở Việt Nam cũng như trên thế giới. Tình hình sản xuất bia trên thế giới nói chung và tại việt nam nói riêng phát triển một cách nhanh chóng. Tuy rằng sản lượng bia của việt nam còn ít so với thế giới xong nó cũng đã đạt được những kết quả đáng nói đặc biệt là trong giai đoạn hiện nay, sau đây là một vài số liệu về sản lượng bia qua các năm. Năm Công suất của cả nước ( tỉ llit/năm ) 2003 1.9 2004 1.37 2005 1.5 Dự kiến vào năm 2010 công suất đạt 2.5 tỉ lit/năm. - Theo bộ công nghiệp cho biết : Tuy mới quí I năm 2005 nhưng công suất của các nhà máy bia trong cả nước đã đạt tới gần 1.5 tỉ lit. - Công ty bia Huế đã nâng công suất lên 100 triệu lit/năm. - Tổng công ty bia ruợu và nước giải khát Sài Gòn ( Sabeco ) cũng đã đạt sản lượng hơn 403 triệu lit/năm. - Tổng công ty bia ruợu và nước giải khát Hà Nội ( Habeco ) cũng đã đạt sản lượng hơn 200 triệu lit/năm. -Không chỉ có các công ty của Việt nam nâng cao công suất của mình mà các công ty nước ngoài cung tham gia nhập cuộc. - Ngoài các công ty của việt nam đã chuyển nhượng 8.5% cổ phần cho tập đoàn cho tập đoàn nước giải khát Thái Bình Dương thành doanh nghiệp 100% vốn đầu tư nước ngoài ( Bia Hà Tây ) thì mới đây công ty bia Đan Mạch Carberg cũng mua thêm 25% cổ phần trong nhà máy bia Đông Nam á ( Halida ) và 15% cổ phần của nhà máy bia Huế ( Huda ) với tổng số vốn là 14 triệu USD. Tổng số cổ phần này hiện đang tăng dần lên. - Sự xuất hiện của các công ty bia nước ngoài nổi tiếng đang khiến cho cuộc tranh dành thị phần của các công ty trở lên quyết liệt hơn ( sự tranh đua này thể hiện ở cả giá cả và chất lượng ). Nhưng một thực tế cho thấy lượng bia sản xuất ra bao nhiêu thì đều được tiêu thụ hết tới đó chứng minh rằng khả năng tiêu thụ và sử dụng bia ở nước ra là rất lớn chính vì thế mà việc thiết kế nhà máy bia mới có năng suất vừa phải đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng là vô cùng hợp lý nhưng vấn đề đặt ra là khi bia được sản xuất ra thì phải có chất lượng đảm bảo, giá cả hợp lý, an toàn vệ sinh thực phẩm khi đó sản phẩm mới có thể thu hút được khách hàng. -Với đề tà thiết kế nhà máy sản xuất bia hơi với năng suất 20 triệu lit/năm, tỉ lệ malt : gạo là 70% : 30%, nồng độ đường là 10%. Đây là một đề tài có tính chất ứng dụng vào thực tế sản xuất. Khi thiết kế một nhà máy như vậy có thể đáp ứng được rất nhiều yêu cầu như : Đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng của nhân dân địa phương, thu được lợi nhuận từ sản xuất kinh doanh như vậy mới có thể tạo điều kiện tốt nhất để nhà máy hoạt động chính vì vậy mà nhà máy phải đạt được năng suất đề ra, thiết bị và công nghệ phải đạt tiêu chuẩn về cả năng suất và chất lượng. PHầN i: Lập luận kinh tế và chọn địa điểm xây dựng nhà máy. A: Lập luận kinh tế: - Do xã hội ngày càng phát triển nhu cầu của người tiêu dùng của người dân ngày càng cao. Chính vì vậy mà khi thiết kế nhà máy bia thì nó phải đạt các yêu cầu tiêu chuẩn chất lượng đối với sản phẩm, an toàn với người sử dụng, giá cả phù hợp và đặc biệt hơn nhà máy đó phải hoạt động có hiệu quả thu hút được người tiêu dùng là một vấn đề cần được giải quyết. - Như chúng đã biết bia hiện nay được coi như là một loại đồ uống khá phổ biến không chỉ ở giới thượng lưu mà còn đối với cả người dân lao động do mức sống của người dân ngày càng được cải thiện. Sau đây là một vài ví dụ cho thấy khả năng tiêu thụ bia của nước ta ở nước ta và trên thế giới. + Bình quân một người Đức tiêu thụ 119 lit/ người ( bảng thông tin thị trường toàn cầu ). ở nước ta bình quân 18 lit/ người con số tiêu thụ vẫn còn ít so với so với thế giới vì vậy ta vẫn còn tiềm năng phát triển hơn nữa. + Tại Nhật bản tiêu thụ 55 lit/ người. + Tại Trung quốc tiêu thụ 18 lit/ người. -Những con số sơ bộ về việc tiêu dùng bia càng ngày càng tăng. Riêng ở nước ta nhu cầu của người dân tăng lên mặc dù tổng năng suất bia của cả nước cũng lớn nhưng vẫn chưa đáp ứng được thị phần ngày càng tăng của xã hội nên việc thiết kế thêm nhà máy bia là phù hợp với tình hình thực tế ở nước ta để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng, giải quyết được công ăn việc làm cho người dân tai địa phương đó, tăng thêm thu nhập cho ngân sách quốc gia. -Chính những lý do trên nên việc thiết kế một nhà máy bia tại địa phương với năng suất phù hợp là hoàn toàn hợp lý, đúng đắn, nhà máy có thể hoạt động lâu dài mang lại nguồn lợi kinh tế lớn. Nhưng việc thiết kế đòi hỏi các điều kiện như: Thiết bị phù hợp với sản xuất, phù hợp với cảnh quan, môi trường không gian hợp lý. Bên cạnh đó phải có sự trang bị hiện đại và công nghệ sản xuất tiên tiến có khả năng dễ tự động hoá, cơ giới hoá, ứng dụng được khoa học kĩ thuật vaò thực tế sản xuất nhằm đưa ra sản phẩm đạt chất lượng được thi trường chấp nhận, giá cả hợp lý. Do vậy việc lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy là hết sức cần thiết đối với một doanh nghiệp sản xuất. B: lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy. 1: Nguyên tắc lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy: - Địa điểm xây dựng nhà máy là nơi phải gần nguồn cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu, đủ diện tích để bố trí công trình xây dựng và mở rộng sau này, vận chuyển thuận lợi tương đối bằng phẳng, dễ thoát nước, không bị ngập lụt, mực nước ngầm đủ sâu để giảm chi phí nền móng. - Gần đường giao thông vận tải ( thuỷ, bộ ) để vận chuyển dễ dàng không phải xây dựng thêm đường mới để giảm chi phí làm đường giao thông. - Gần nguồn nước, gần các nhà máy khác để hợp tác sản xuất, sử dụng mạng lưới quốc gia để giảm chi phí lắp đặt đường dây, có dùng thêm máy phát điện phòng khi mất điện. - Gần nơi đông dân cư để việc tuyển dụng công nhân và tiêu thụ sản phẩm được dễ dàng. Từ các nguyên tắc lựa chọn địa điểm trên việc thiết kế nhà máy bia hơi năng suất 20 triệu lit/năm tại khu công nghiệp Đại an thành phố Hải Dương là hoàn toàn hợp lý vì những lý do sau đây: Hải Dương là một tỉnh nằm ở trung tâm châu thổ sông Hồng, phía bắc và tây giáp Bắc Ninh và Bắc Giang. Phía đông giáp Hải Phòng, Quảng Ninh, phía tây giáp Hưng Yên, phía nam giáp Thái bình. Tỉnh có địa hình tương đối bằng phẳng, có hệ thống sông phong phú như sông Thái bình, Sông Rang, Sông kinh thầy tạo điều kiện cho giao thông đường thuỷ. + Nhiệt độ trung bình năm khoảng 23.40C. + Hướng gió chủ đạo là hướng gió Đông Nam. 2:Nguồn cung cấp nguyên liệu: - Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon, và một số nguyên liệu khác đều được nhập từ Trung Quốc về hoặc thông qua các công ty chuyên bán sản phẩm này ở trong nước, một vài công ty còn nhập từ các nước như Đan mạch, Pháp. - Nguyên liệu thay thế: Các nhà máy thường sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo với tỉ lệ thường là 30% và hơn nữa vì nước ta là nước đứng thứ 2 trên thế giới về xuất khẩu gạo nên hoàn toàn có thể đáp ứng được các nhu cầu trong nước, ta có thể mua gạo từ các tỉnh như Hải Dương, Nam Định, Thái Bình một cách dễ dàng. - Nước: Là nguyên liệu không thể thiếu trong sản xuất bia chiếm 82-90% trong thành phần của bia thành phẩm. Có thể sử dụng nước của thành phố đã qua xử lý và làm mềm, hoặc có thể dùng nước giếng khoan đem xử lý và làm mềm, hơn nữa vì nhà máy đặt tại khu công nghiệp nên việc cung cấp nước luôn đầy đủ và thuân lợi. - Men: Người ta thường sử dụng một trong hai loại nấm men chính là saccharomyces cerevisiae hoặc là saccharomyces carlbergensis. - Các hoá chất thường sử dụng cho sản xuất như cloraminB, cồn, axit, NaOH, KMnO4 được mua ở các nhà máy hoá chất trong nước hoặc mua từ nước ngoài về dưới dạng các sản phẩm thương mại do nước ngoài cung cấp. 3: Nguồn cung cấp nước: - Nước đối với nhà máy bia là rất cần và là yếu tố quan trọng quyết định đến chất lượng của bia thành phẩm sau này, nước được dùng hầu hết trong các công đoạn của quá trình sản xuất do vậy đòi hỏi yêu cầu kĩ thuật cao về độ cứng, độ PH. Do đó trước khi sử dụng nguồn nước vào sản xuất cần phải được kiểm tra và xử lý sao cho đáp ứng được các yêu cầu sản xuất. Có thể sử dụng nguồn nước giếng khoan tại nhà máy và xử lý để làm mềm nước dự phòng và giảm giá thành sản phẩm. 4: Nguồn cung cấp điện: - Đây là một nhu cầu quan trọng của bất kỳ một nhà máy thực phẩm nào, điện luôn phải đảm bảo 24/24. Thường nhà máy sử dụng điện từ mạng lưới quốc gia, có đặt trạm biến thế để lấy điện sản xuất. Tuy nhiên cần phải dự trữ máy phát điện phòng khi mất điện ảnh hưởng tới quá trình sản xuất. 5: Nguồn cung cấp nhiên liệu: - Nhiên liệu dùng cho nhà máy chủ yếu là để cung cấp cho nồi hơi phục vụ cho các mục đích như sản xuất vệ sinh thiết bị, nhà xưởng, thanh trùng, phục vụ vệ sinh cá nhân. Nhiên liệu sử dụng chủ yếu là than, than được thu mua từ Quảng Ninh vận chuyển qua đường sắt một cách thuận lợi v à dễ dàng. 6: Nguồn cung cấp lạnh: Dùng máy nén cấp I, II với tác nhân lạnh là NH3, chất tải lạnh là glycol hoặc muối. 7: Giao thông vận tải: - Nhà máy được xây dựng tại khu công nghiệp Đại An thành phố Hải Dương vì vậy có nguồn giao thông đường bộ, đường sông, đường sắt đều thuận lợi và dễ dàng. Tỉnh Hải Dương nằm trên trục đường chính và quốc lộ 5 ( Hà Nội - Hải Dương - Hải Phòng ). Đường quốc lộ 18 ( Bắc Ninh - Hải Dương - Quảng Ninh ). Ngoài ra thành phố Hải Dương chỉ cách Hà Nội là 58 km. - Các thuận lợi trên đã tạo điều kiện cho việc vận chuyển nguyên liệu cho quá trình sản xuất và vận chuyển sản phẩm sang các vùng lân cận được thuận tiện để tiêu thụ sản phẩm, giao lưu buôn bán với các nhà máy khác. 8: Vệ sinh môi trường: - Địa điểm xây dựng nhà máy phải sạch sẽ, môi trường không bị ô nhiễm tránh ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm cũng như sức khoẻ của cán bộ công nhân viên trong nhà máy. Bên cạnh đó nhà máy cũng phải chú ý tới việc đảm bảo vệ sinh xử lý nguồn nước thải, chất thải, khói lò. - Nhà máy sản xuất bia thường thải ra một lượng chất thải lớn vì vậy trước khi dẫn nước thải ra hệ thông dẫn nước thải của thành phố bắt buộc phải xử lý sơ bộ trước bằng các phương pháp như phương pháp tự lắng, phương pháp hoá học, phương pháp sinh học như vậy sẽ giảm tối đa các ảnh hưởng của nước thải gây ra đối với sức khỏe của con người. -Việc bố trí thiết bị trong phân xưởng cũng phải hợp lý nhằm đảm bảo nhà xưởng khang trang, sạch sẽ đạt tiêu chuẩn nhà máy sản xuất các mặt hàng thực phẩm. Hệ thống cấp thoát nước hoàn thiện có vườn cây, hoa, cây cảnh, rau xanh tạo môi trường xanh, sạch, đẹp. 9: Thị trường tiêu thụ sản phẩm: - Tại thành phố Hải Dương hiện nay đã có công ty bia Hải Dương xong vẫn chưa đáp ứng được đầy đủ nhu cầu của người dân trong thành phố và một số vùng lân cận vì vậy ở một số huyện như Ninh Giang, Kinh Môn vẫn còn phải sử dụng bia do các công ty ở Hải Phòng và Hà Nội cung cấp nên đây là thị trường chủ yếu để nhà máy em thiết kế phục vụ trong tương lai. - Như vậy với tất cả các điểm trên em thấy việc thiết kế xây dựng nhà máy sản xuất bia hơi tại khu công nghiệp Đại An thành phố Hải Dương là hoàn toàn hợp lý và trong tương lai sẽ đem lại hiệu quả kinh tế cao. yêu cầu về nguyên liệu trong sản xuất bia. a: malt: - Malt là một loại hạt được chế biến từ các loại hạt hoà thảo như malt đại mạch, tiểu mạch, thóc, ngô. Sau khi cho nẩy mầm ở điều kiện nhân tạo và sấy đến độ ẩm nhất định với những điều kiện bắt buộc sau đó được sấy khô tách mầm và làm sạch. - Malt là một loại bán thành phẩm nhưng rất giàu chất dinh dưỡng chứa 16-18% các chất thấp phân tử dễ hoà tan chủ yếu là đường đơn giản, dextrin bậc thấp, các axit amin, các chất khoáng, các nhóm vitamin và đặc biệt là có hệ enzim phong phú chủ yếu là proteaza và amylaza. - Malt đại mạch là nguyên liệu chính để sản xuất bia. Qúa trình quan trọng nhất để hạt đại mạch trở thành hạt malt đó là sự nẩy mầm, mục tiêu lớn nhất của quá trình nẩy mầm và cũng là mục tiêu lớn nhất của quá trình sản xuất malt là để hoạt hoá tích luỹ về khối lượng và hoạt lực của enzim có trong đại mạch. Hệ enzim này là động lực chủ yếu để phân cắt các hợp chất cao phân tử có trong nội nhũ của hạt thành các sản phẩm thấp phân tử chủ yếu là đường đơn giản và dextrin bậc thấp, axitamin, pepton và nhiều chất khác hoà tan bền vững vào nước và trở thành chất chiết của dịch đường. + Để đại mạch trở thành malt phải trải qua rất nhiều giai đoạn, trước hết ta đem hạt đi ngâm, ngâm đại mạch là quá trình đầu tiên và quan trọng, nó ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian ươm mầm, hao phí chất khô, chi phí chất lượng của malt thành phẩm. Ngâm malt đại mạch nhằm các mục đích sau: - Loại bỏ những hạ lép, những hạt không đạt tiêu chuẩn, các tạp chất, các mẩu hạt gãy vụn mà trong quá trình làm sạch và phân loại chưa loại bỏ hết ra khỏi khối hạt. - Rửa sạch bụi và các vi sinh vật, côn trùng bám trên bề mặt đồng thời có biện pháp sát trùng toàn bộ khối hạt bằng cách đưa vào nước ngâm cùng với hoá chất hoặc các chế phẩm cần thiết. - Tạo điều kiện để hạt hút thêm nước tự do, sao cho tổng hàm ẩm của hạt đạt 43-45% thì quá trình ươm mầm mới đảm bảo được tiến trình bình thường. - Ngâm đại mạch có nhiều phương pháp nhưng khác nhau ở thời điểm ngâm bao gồm các phương pháp sau: + Ngâm lỳ trong nứơc. + Ngâm hoán vị nước - không khí. + Ngâm trong dòng liên tục nước - không khí. + Ngâm bằng phương pháp phun nước. + Ngâm bằng phương pháp phun nước - hút khí. - Dù lựa chọn phương pháp nào thì thời gian mà hạt hút nước tới hàm ẩm cần thiết là ngắn nhất, chế độ thông khí là đầy đủ nhất, hạt nguyên vẹn nhất, trạng thái sinh lý của hạt là tốt nhất đảm bảo cường lực nẩy mầm sau này của hạt là cao nhất. + Tiếp sau quá trình ngâm hạt là quá trình ươm mầm, ươm mầm đại mạch trong công nghệ sản xuất bia nhằm 2 mục đích chính: - Chuyển đổi trạng thái của enzim có trong đại mạch từ trạng thái “ nghỉ ” sang trạng thái “ hoạt động ” tích luỹ chúng về khối lượng và tăng cường năng lực xúc tác của chúng. - Tạo và duy trì điều kiện thuận lợi để hệ enzim thuỷ phân sau khi đã được giải phóng khỏi trạng thái liên kết. + Qúa trình quan trọng nhất là quá trình nẩy mầm. Trong quá trình nẩy mầm con người phải tạo ra những điều kiện thuận lợi như: Nhiệt độ môi trường 13 - 180C, độ ẩm của hạt từ 42 - 43%, độ ẩm của không khí cao từ 80 - 90%, oxi được cung cấp đầy đủ thì sẽ đảm bảo cho phôi phát triển tốt và nhanh ( 6 - 8 ngày ). + Giai đoạn cuối cùng là sấy malt tươi ( w = 42 - 45% ). * Mục đích của giai đoạn này là: -Tách nước ra khỏi hạt hạ hàm ẩm của chúng xuống 1.5 - 3.5 % để chuyển chúng thành sản phẩm bền vững, dễ dàng vận chuyển và bảo quản, loại trừ khả năng xâm nhập của vi sinh vật. - ở điều kiện sấy nhiệt độ dưới 400C và hàm ẩm trên 20% thì nó là điều kiện lý tưởng cho enzim hoạt động. Kết quả của quá trình enzim này là một lượng đáng kể các hợp chất cao phân tử được phân cắt thành các sản phẩm thấp phân tử dễ hoà tan, làm tăng hàm lượng chất hoà tan của malt khô. - Hơn nữa trong giai đoạn sấy còn xảy ra một loạt quá trình khác, mà quá trình này là nguyên nhân của sự tạo thành hương, vị và cường độ màu của sản phẩm. - Malt sau khi sấy xong được tách rễ nhưng vẫn chưa thể dùng ngay được trong sản xuất bia vì: + Vỏ giòn, nghiền bị nát trong quá trình đường hoá sẽ hoà tan một lượng lớn polyphênol làm cho bia kém bền keo dịch đường khó lọc, hoạt lực của enzim thuỷ phân chưa ổn định, quá trình đường hoá diễn ra khó khăn, hiệu suất thu hồi các sản phẩm thuỷ phân chưa cao. Vì lý do trên mà trước khi trở thành nguyên liệu thì malt khô nhất thiết phải trải qua giai đoạn bảo quản, thời gian ít nhất là 3 - 4 tuần, nhiệt độ trước lúc bảo quản cần phải hạ xuống 200C, thời hạn tối đa bảo quản là 2 năm.Ngoài ra trong quá trình sản xuất kéo dài, một số tạp chất và bụi rơi vào khối hạt vì thế mà trước lúc chính thức đưa vào sản xuất bia malt đại mạch thành phẩm lại một lần nữa được tách tạp chất và làm sạch, đánh bóng. - ở nước ta hiện nay nguyên liệu thường được nhập từ nước ngoài về. Đối với nhà máy bia có năng suất 20 triệu lít/ năm vẫn thường thu mua malt từ các cơ sở chuyên bán malt về dự trữ ở kho nguyên liệu phục vụ sản xuất. Kho dự trữ malt phải đảm bảo yêu cầu thoáng mát, tránh chuột, mối, một xâm nhập, nhiệt độ của kho nhỏ hơn 200C để tránh hoạt động của các enzim và vi sinh vật làm tiêu hao chất khô không cần thiết, giữ độ ẩm của malt luôn nhỏ hơn 8%. - Tiêu chuẩn quan trọng để xác định chất lượng của malt là hoạt lực của enzim amylaza thể hiện trước hết ở quá trình đường hoá, phải có các chỉ tiêu sau. Chỉ tiêu cảm quan: + Màu sắc: Vỏ màu vàng sáng, hạt to, tròn đều, vỏ mỏng, không nấm mốc, không sâu mọt, hạt xốp, không cứng. + Mùi vị: Ngọt nhẹ, mùi thơm đặc trưng, không có mùi vị lạ. + Tỉ lệ tạp chất: hại gãy, hạt vỡ: < 0.5%; các tạp chất khác là 1%. Chỉ số cơ học : - Khối lượng tuyệt đối là khối lượng của 1000 hạt không lựa chọn ( khoảng 29 - 38 g ). Chỉ sồ hoá học : - Độ ẩm: < 8%. - Thời gian đường hoá 10 - 20 phút tai nhiệt độ là 700C. - Hiệu suất chiết lớn hơn 78 % so với chất khô. - Cường độ màu: 0.16 - 0.3 ml. - Độ nhớt động của dịch đường là 1.5 - 1.8 cp. - Độ chua của malt là: 5.6 - 6. - Hàm lượng đường maltoza là: 65 - 75 %. - Độ hoà tan của malt là: 70 - 79 %. - Tinh bột: 50 - 65% so với hàm lượng chất khô. - Protit: : 9 - 10% so với hàm lượng chất khô. - Saccharoza: 5% so với hàm lượng chất khô. - Đường khử: 4% so với hàm lượng chất khô. - Hexozan và pentozan không tan : 1% so với hàm lượng chất khô. - Pentozan hoà tan: 1% so với hàm lượng chất khô. - Xenllulo chiếm tỉ lệ là: 16% so với hàm lượng chất khô. - Chất béo chiếm tỉ lệ là : 2.5% so với hàm lượng chất khô. - Chất tro chiếm tỉ lệ là: 2.5% so với hàm lượng chất khô. B: HOA HOUBLON. - Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản trong công nghệ sản xuất bia. Hoa houblon tạo cho bia có vị đắng nhẹ, hương thơm đặc trưng làm tăng khả năng tạo bọt và giữ bọt cho bia, tăng độ bền, tăng thời gian bảo quản của bia và ổn định thành phần sinh học của bia thành phẩm. - Hoa houblon được nhập ngoại từ các nước như Pháp, Đức, Tiệp... - Hoa huoblon cần được bảo quản ở điều kiện nhiệt độ 0.5 - 20C, độ ẩm trong kho 8 - 10 %, kho khô ráo, tránh tiếp xúc với ánh sáng, hàm ẩm tối đa cho phép là 13%. - Trong sản xuất có thể dùng 3 loại sản phẩm như: Hoa cánh, hoa viên và cao hoa. - Yêu cầu kĩ thuật đối với hoa huoblon là: Chỉ tiêu cảm quan: + Hoa cánh: có màu vàng đục, hơi xanh không có màu nâu thẫm đen, có mùi thơm đặc trưng, không có mùi hắc, có vị đắng hương thơm dễ chịu. + Hoa viên: màu xanh nhạt, được chứa trong các túi tráng thiếc. + Cao hoa: có chất lượng ổn định của thành phần chất đắng, cân đo đong đếm chính xác được liều lượng, tăng hệ số sử dụng hữu ích. Chỉ sồ hoá học :( so với % chất khô ). - Độ ẩm: 7 - 8 %. - Chất đắng: 14 - 18%. - Tanin: 2.5 - 4%. - Chất béo: 10 - 21%. - Tinh dầu thơm: 0.5 - 1%. - Các chất chứa nitơ: 10 - 21%. - Chất tro: 5 - 8%. - Polyphênol: 2.5 - 6%. - Protein: 15 - 21%. - Xenlluloza: 12 - 14%. - Chât khoáng: 5 - 8%. Tại các nhà máy thường sử dụng kết hợp các loại hoa thì tốt hơn. C: nước: - Nước có vai trò quan trọng trong công nghệ sản xuất bia chiếm tỉ lệ 82 - 90% nên nó là một trong những nguyên liệu không thể thay thế được trong công nghệ sản xuất bia, nó có ảnh hưởng lớn tới chất lượng của bia thành phẩm. Ngoài ra nước còn dùng ở nhiều công đoạn khác như làm lạnh, vệ sinh, làm nóng. - Nước dùng trong công nghệ sản xuất bia phải có các chỉ tiêu kĩ thuật sau: + PH = 6 - 7.2. + Độ cứng: 8 - 120. + Hàm lượng cacbonat: <50 mg/l. + Hàm lượng muối magiê: <100 mg/l. + Hàm lượng muối clorua: 75 - 100 mg/l. + Hàm lượng muối CaSO4 :120- 200 mg/l. + Hàm lượng NH3 và NO2: không có. + Hàm lượng Fe2+: < 0.3 mg/l. + Hàm lượng vi sinh vật: không quá 100 tế bào/cm3. + Ecoli và vi sinh vật gây độc là: <3 tế bào/cm3. - Nước phải trong không có mùi vị lạ, không chứa tạp chất và các kim loại nặng. Nước dù lấy từ nguồn nước sinh hoạt thành phố hay là nước giếng khoan thì thành phần và tính chất của chúng cũng chưa đáp ứng yêu cầu của nước dùng để sản xuất bia mà trước khi sản xuất ta phải đưa đi xử lý tuỳ từng nơi mà ta chọn phương pháp xử lý nước phù hợp. D: Nguyên liệu thay thế ( gạo ). - Ta dùng nguyên liệu thay thế là gạo vì gạo là nông sản rất phổ biến ở nước ta, phù hợp với điều kiện canh tác, giá thành rẻ hơn so với malt, mặt khác gạo có các thành phần và hàm lượng giống malt, hiệu suất hoà tan là 85 - 90%, giảm được giá thành sản xuất và sản phẩm. - Yêu cầu của gạo trong sản xuất : Chỉ tiêu cảm quan: - Phải trắng, thơm, không lẫn tạp chất, không bi mốc, mối, mọt, không có mùi vị lạ, đồng nhất về kích thước và màu sắc, không có sạn cát ( nếu có <2% ). Chỉ tiêu hoá học: + Độ ẩm: 12 - 14 %. + Độ hoà tan: 80 - 85 %. + Tinh bột: 70 - 75% so với hàm lượng chất khô. + Protit: 5 - 7% so với hàm lượng chất khô. + Các loại đường: 2 - 5 %. + Chất béo: 1 - 1.5%. + Xenlluloza: 0.5 - 0.8%. - Bảo quản gạo ở nơi khô ráo, thoáng mát, nhiệt độ nhỏ hơn 300C, gạo phải được đảo trộn thường xuyên và liên tục. E: nấm men: - Trong sản xuất bia thường dùng loại nấm men chìm thuộc giống saccharomyces carlbergensis, có khi cũng dùng loại nấm men nổi saccharomyces cerevisiae. Nấm men chìm dùng để sản xuất bia sáng màu, còn nấm men nổi dùng để sản xuất bia sẫm màu. Men chìm lên men ở nhiệt độ :6 - 100C. Men nổi lên men ở nhiệt độ: 14 - 250C. - Khi lựa chọn men bia cần phải chú ý đến các chỉ tiêu sau: + Khả năng sinh trưởng. + Khả năng kết lắng. + Lực lên men cao. - Thường ở các nhà máy người ta sử dụng nấm men chìm saccharomyces carlbergensis vì sau khi quá trình lên men chính kết thúc thì phần lớn sinh khối bị kết lắng xuống đáy thiết bị thành một lớp chặt thuận tiện cho việc tách lớp tế bào đó làm men tái sử dụng cho đợt sản xuất sau và tạo điều kiện cho khâu lọc bia thành phẩm. - Nguồn sử dụng: + Nuôi cấy và nhân giống từ phòng thi nghiệm bán sản xuất và sản xuất. Phần ii: chọn và thuyết minh dây chuyền sản xuất. 1:Chọn sơ đồ công nghệ: Trong quá trình sản xuất tại nhà máy bao gồm các công đoạn chính ở phân xưởng sản xuất chính như sau: - Công đoạn nấu thực hiện ở phân xưởng nấu bao gồm nghiền nguyên liệu , đường hoá, hồ hoá, nấu hoa, lắng xoáy và làm lạnh dịch đường. - Công đoạn lên men dịch đường bao gồm: lên men chính, lên men phụ, cấp men ( men giống và men sữa ). - Công đoạn hoàn thiện sản phẩm: lọc trong bia, nếu thiếu CO2 thì bão hoà CO2, chiết chai nhựa, bock. Sau đây là một số lựa chọn sơ đồ công nghệ: I: Qúa trình nghiền nguyên liệu: - Nghiền nguyên liệu có vai trò quan trọng trong quá trình nấu nguyên liệu sau này. 1: Nghiền malt: - Nếu malt được nghiền càng mịn thì lượng chất chiết thu được càng cao nhưng nếu nghiền vỏ quá nhỏ sẽ ảnh hưởng tới chất lượng bia sau này. - Mức độ nghiền của malt còn phụ thuộc vào thiết bị và phương pháp lọc bã. Nếu lọc bã bằng máy lọc ép khung bản thì có thể nghiền ở mức độ mịn hơn, nếu lọc bã bằng thùng lọc đáy bằng thì mức độ nghiền malt phải thô hơn, chế độ nghiền malt phải đảm bảo: Thu được nhiều chất hoà tan nhất nhưng thể tích của bột nghiền và bã malt đạt giá trị cao nhất trong điều kiện có thể. -Có 3 phương pháp nghiền malt khác nhau: + Phương pháp nghiền khô. + Phương pháp nghiền ướt. + Phương pháp nghiền ẩm. - Nghiền khô: Malt sau khi đã kiểm tra mang đi cân và nghiền. * ưu điểm: - Có thể nghiền trước khi nấu được lâu hơn. - Dễ vệ sinh thiết bị và phân xưởng. * Nhược điểm: - Không dữ được vỏ nguyên vẹn hoàn toàn. - Khi nghiền bụi bay ra nhiều gây ra tiếng ồn. - Nghiền ướt: Malt được nghiền với nước theo tỉ lệ nhất định. ưu điểm: - Rút ngắn thời gian lọc bã. - Vỏ trấu được bảo toàn. Nhược điểm: - Nghiền không tốt những loại malt không nhuyễn. - Chi phí đầu tư thiết bị lớn. - Nghiền ẩm: Malt trước khi đưa vào nghiền sẽ được bổ xung ẩm thêm 2% lượng nước nóng hoặc bằng hơi. Nếu phun bằng hơi thì nhiệt độ của hơi không quá 1050. ưu điểm: - Vỏ trấu được bảo toàn khi nghiền. - Nghiền được malt có độ nhuyễn thấp. -Từ các phương pháp trên em dùng phương pháp khô để nghiền malt và thiết bị nghiền là máy nghiền 4 trục 1 sàng. ưu điểm: Sản xuất các loại bia phổ thông, thiết bị gọn gàng, dễ vận hành. 2: Nghiền gạo: Yêu cầu: Gạo được nghiền càng mịn càng tốt. Thiết bị nghiền gạo là máy nghiền búa. II:Qúa trình nấu: + Dựa vào mục đích của quá trình nấu ta có phương pháp nấu sau: - Hồ hoá: ở đây do nguyên liệu thay thế là gạo chiếm tỉ lệ là 30%. Để đảm bảo độ hoà tan và thu được hàm lượng chất chiết cao thì ta dùng phương pháp nấu riêng nồi gạo và đun sôi, có bổ xung thêm enzim nấu. - Đường hoá: Có 2 phương pháp. + phương pháp 1: phương pháp phân đoạn bao gồm. * Phương pháp tam phân đoạn. * Phương pháp nhị phân đoạn. - ưu điểm: Hiệu suất đường hoá cao. - Nhược điểm: Vốn đầu tư lớn, thời gian đường hoá dài, năng lượng tiêu hao nhiều. + Phương pháp 2: Phương pháp toàn khối. * Phương pháp tăng dần nhiệt độ. * Phương pháp giảm dần nhiệt độ. - ưu điểm: Chế độ công nghệ đơn giản, dễ cơ giới hoá và tự động hoá trong quá trình sản xuất. + Dựa vào các phương pháp trên ta dùng phương pháp nấu là hồ hoá riêng và tăng dần nhiệt độ. III: Lọc dịch đường. Gồm 2 loại thiết bị lọc thông dụng: + Thùng lọc đáy bằng. + Máy lọc khung bản. * Thùng lọc đáy bằng: - ưu điểm: + Dễ cơ giới hoá, tự động hoá. + Giảm sức lao động. + Giảm sự tiếp xúc của oxy với dịch đường. - Nhược điểm: + Đầu tư tốn kém. + Khó lọc đố với malt nghiền mịn. * Maý lọc khung bản: -ưu điểm: + Thời gian lọc nhanh, dễ vệ sinh thiết bị. + Lượng nước rửa bã ít. + Đầu tư thiết bị ít tốn kém. -Nhược điểm : + Phải tốn sức lao động nhiều. + Dịch đường tiếp xúc với oxy với không khí nhiều nên ảnh hưởng tới chất lượng dịch đường. + Căn cứ vào phương pháp nghiền malt và các ưu, nhược điểm kể trên em sử dụng thùng lọc đáy bằng. IV: Lên men. Là khâu quan trọng ảnh hưởng tới chất lượng của bia sau này. Có 2 phương pháp lên men: - Lên men cổ điển. - Lên men hiện đại. * Lên men cổ điển: - Là phương pháp lên men ở nhiệt độ thấp, lên men chính và lên men phụ được tiến hành ở 2 thùng riêng biệt. Do đó hương vị bia đậm đà không bị sốc, nồng. Tuy nhiên thời gian lên men kéo dài do đó hao hụt trong quá trình lên men nhiều, vốn đầu tư nhà xưởng lớn và công nhân phải lao động chân tay nhiều, vất vả. * Lên men hiện đại: - Phương pháp này thì cả lên men chính và lên men phụ cùng một thiết bị , có hệ thống áo lạnh xung quanh, thời gian lên men chính và lên men phụ được rút ngắn so với lên men cổ điển. + ưu điểm: - Vốn đầu tư nhà xưởng giảm. - Tránh hao hụt trong quá trình lên men. - Thời gian lên men ngắn. + Nhược điểm: - Hương vị kém hơn, vị không được đậm đà lắm. - Từ các phương pháp trên em sử dụng phương pháp lên men hiện đại. Sơ đồ công nghệ sản xuất bia hơi Malt Gạo Kiểm tra Kiểm tra Cân Cân Nghiền Nghiền Đường hoá Hồ hoá Enzim+maltlót Lọc dịch đường Bã chăn nuôi Nấu hoa Bã hoa Men giống Lắng trong Nhân giống Làm lạnh nhanh không khí vô trùng Lên men chính Bình chứa CO2 Lên men phụ Bock,chai nhựa Lọc trong bia Rửa men Vệ sinh Bình chứa bia Rút men Chiết Bock và chiết chai nhựa 2: Thuyết minh dây chuyền sản xuất. Hiện nay hầu hết các nhà máy sản xuất bia thường nhập malt từ nước ngoài về. Với nhà máy bia hơi năng suất 20 triệu lit/ năm thì malt được mua từ các nhà máy chuyên bán malt và gạo về dự trữ sản xuất được bảo quản trong các kho, trong các kho bảo quản phải đảm bảo yêu cầu sau: + Khô ráo, thoáng mát, chống được chuột, mọt mối xâm nhập. + Tránh được các tác động của môi trường ảnh hưởng tới chất lượng malt, ngoài ra còn phải đảm bảo tính an toàn chống được trộm cắp. + Nhiệt độ trong kho bảo quản luôn nhỏ hơn 200C để giảm bớt hoạt động của enzim và vi sinh vật làm tiêu hao chất khô không cần thiết. + Luôn đảm bảo độ ẩm: Độ ẩm của malt luôn nhỏ hơn 8%, Độ ẩm của gạo luôn nhỏ hơn là 14%. Malt và gạo từ trong kho bảo quản được đem đến khu vực sản xuất nhờ các xe đẩy chuyên dụng với sự hỗ trợ của các công nhân. Sau đây là các quá trình của công nghệ sản xuất bia. I: Nghiền nguyên liệu: 1: Nghiền malt. - Nguyên liệu là malt được vận chuyển từ kho bảo quản sang khu vực nghiền bằng hệ thống xe đẩy chuyên dụng với sự hỗ trợ của công nhân, lượng malt này đã đảm bảo được các tiêu chuẩn chất lượng đề ra. Sau đó được đưa lên cân số 1 để cân và đem nghiền. * Mục đích của quá trình nghiền: -Khi hạt malt được nghiền thì hạt vỡ ra thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc với nước từ đó nước có thể xâm nhập vào các thành phần chất của nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đường hoá và các quá trình thuỷ phân khác nhanh hơn và triệt để hơn. *Thiết bị: - Malt được nghiền bằng thiết bị số 2 trên dây chuyền sản xuất. Thiết bị này là một máy nghiền 4 trục 1 sàng. + Máy được cấu tạo gồm 2 cặp trục trên và dưới, ở giữa là sàng rung dùng để phân loại. + Malt sau khi được nghiền ở cặp rulô thứ nhất, bột nghiền sẽ được đổ xuống sàng, lọt qua lỗ sàng là bột và tấm bé được thu vào các thúng còn vỏ và tấm lớn nằm lại trên sàng được đổ xuống cặp rulô thứ 2 để nghiền lại một lần nữa rồi cũng được thu gom vào các thúng và đổ các thúng malt đã nghiền vào các bao và vận chuyển đến khu vực sản xuất. * Yêu cầu của quá trình nghiền: - Khi nghiền bột malt phải nhỏ đảm bảo độ hoà tan tối đa, nhưng phần vỏ malt không được xé quá nhỏ chỉ cần đập dập hoặc tách đôi tránh ảnh hưởng đến quá trình lọc sau này nhằm hạn chế tối đa lượng chất chát của vỏ malt hoà tan v._.ào dịch đường gây cho bia có mùi vị lạ mặt khác lớp vỏ còn là một lớp lọc lý tưởng tạo cho quá trình lọc diễn ra dễ dàng. -Malt sau khi nghiền phải đảm bảo các thành phần: + Vỏ trấu: 20 - 25%. + Tấm: 40 - 45% trong đó: Tấm thô: 18 - 22%. Tấm mịn: 30 - 35%. + Bột: 20 - 30%. * Malt sau khi nghiền : được đưa vào các bao sau đó được công nhân xếp lên máy tời số 4 để đưa lên khu vực sản xuất. 2: Nghiền gạo. - Gạo được vận chuyển từ kho bảo quản sang khu vực nghiền bằng hệ thống xe đẩy chuyên dụng với sự hỗ trợ của công nhân, lượng gạo này đã đảm bảo được các tiêu chuẩn chât lượng đề ra. Sau đó được đưa lên cân số 1 để cân và đem nghiền. *Mục đích của quá trình nghiền: - Khi hạt gạo được nghiền thì hạt vỡ ra thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc với nước từ đó nước có thể xâm nhập vào các thành phần chất của nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình hồ hoá và thuỷ phân của các enzim được dễ dàng và thuận tiện hơn. *Thiết bị: -Gạo được nghiền bằng thiết bị số 3 trên dây chuyền sản xuất. Thiết bị này là một máy nghiền búa có cấu tạo gồm một sàng, một rôto quay, trên rôto có lắp rất nhiều đĩa, trên mỗi đĩa được gắn nhiều lưỡi dao bằng thép. Bằng lực cơ học khi rôto quay các lưỡi dao sẽ chém vỡ vụn các hạt ra, sàng phân loại có thể tháo lắp dễ dàng, tuỳ thuộc vào yêu cầu công nghệ mà ta lắp kích thước lỗ sàng khác nhau. * Yêu cầu của quá trình nghiền: - Nghiền càng nhỏ càng tốt tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của bột gạo và nước để hạt hút nước trương nở, tạo điều kiện cho các enzim hoạt động. Khi nghiền xong phải đảm bảo tỉ lệ: + Tấm lớn: 15%. + Tấm nhỏ: 40%. + Bột mịn: 45%. * Gạo sau khi nghiền: được đưa vào các bao sau đó được công nhân xếp lên máy tời số 4 để đưa lên khu vực sản xuất. II: Nấu nguyên liệu: - Nguyên liệu là malt và gạo đã được nghiền và đưa lên khu vực nấu bằng hệ thống máy tời số 4. + Qúa trình nấu bao gồm : Đường hoá, hồ hoá, lọc dịch đường, nấu dịch đường với hoa huoblon, lắng xoáy. *Mục đích của quá trình nấu nguyên liệu: - Nhằm chuyển tất cả những chất dưới dạng hoà tan và không hoà tan có trong nguyên liệu thành chất chiết của dịch đường bằng cách dùng nhiệt độ - Qúa trình thuỷ phân tinh bột là quá trình quan trọng nhất trong quá trình nấu. - Các yếu tố như nhiệt độ, thời gian, PH có ảnh hưởng rất lớn tới hiệu suất trích ly trong đó nhiệt độ là yếu tố quan trọng quyết định tới chất lượng của dịch đường. - Ngoài ra quá trình nấu còn nhằm phá vỡ cấu trúc của màng tinh bột, làm yếu các liên kết của chúng, chuyển tinh bột thành dạng đồng nhất trong dung dịch. * Yêu cầu khi thực hiện quá trình nấu: + Đáp ứng được yêu cầu về nhiệt độ vì mỗi enzim có một khoảng nhiệt độ tối thích, nhiệt độ càng tăng thì phản ứng diễn ra càng mạnh, nhưng cũng phải có giới hạn vì nếu vượt quá sẽ gây biến tính. + Đáp ứng nhu cầu về PH vì mỗi loại enzim có một khoảng PH tối thích ( PH = 5.2 - 5.6 ), nếu PH cao tanin của vỏ trấu của malt sẽ hoà tan vào dịch đường ảnh hưởng tới chất lượng của dịch đường khi đó sẽ ảnh hưởng tới chất lượng của bia thành phẩm. 1: Qúa trình hồ hoá: - Gạo sau khi nghiền được vận chuyển lên khu vực nấu bằng máy tời số 4 và thực hiện quá trình hồ hoá. * Mục đích của quá trình hồ hoá. - Phá vỡ cấu trúc của tế bào tinh bột tạo điều kiện cho các enzim hoạt động dễ dàng chuyển tinh bột từ dạng không hoà tan sang dạng hoà tan tạo điều kiện cho quá trình tiếp theo. * Thiết bị: - Qúa trình hồ hoá được thực hiện thiết bị nồi nấu số 5 trong dây chuyền sản xuất hay còn gọi là “nồi nấu cháo” dùng để hồ hoá và đun sôi dịch. - Có rất nhiều dạng song phổ biến vẫn là thân hình trụ đáy lồi. - Cấu tạo là một nồi 2 vỏ, được trang bị áo hơi để gia nhiệt. Tuỳ thuộc vào thiết bị mà áo hơi có thể là 2 mảnh hoặc 3 mảnh. Mỗi mảnh đều có đường hơi vào và đường hơi ngưng thoát ra riêng biệt. Hệ thống truyền động và cánh khuấy nằm ở phía dưới ( tránh dầu mỡ bôi trơn động cơ chảy xuống nồi dịch ). -Thiết bị còn có hệ thống đường ống dẫn nước nóng, nước lạnh, cửa quan sát, đèn, van an toàn, áp kế đều được trang bị một cách đầy đủ. Cách bố trí thiết bị nấu trong phân xưởng nấu là đặt thẳng lên xây bệ cố định lên và có 4 chân trực tiếp đứng trực tiếp trên nền nhà. * Tiến hành: - Trước tiên phải vệ sinh nồi hồ hoá bằng nước nóng, sau đó ta tiến hành đổ gạo và malt lót, chỉ đổ hết trong 1 lần, sau khi đổ hết lượng gạo và malt lót vào ta tiến hành cho nước khoảng 400C theo tỉ lệ với gạo là ( Nước : Gạo = 5 :1). - Cho malt lót vào nhằm mục đích tạo điều kiện cho các enzim có trong malt hoạt động thuỷ phân tinh bột có trong gạo để trở thành các chất hoà tan làm cho qúa trình hồ hoá được hoàn toàn hơn, sau khi tiến hành cho gạo và nước xong ta bật cánh khuấy với vận tốc là 35 vòng/phút. Khi cánh khuấy đã quay ta tiến hành cho enzim vào luôn, enzim thường dùng là Termamyl 120L với tỉ lệ là 0.1% so với nguyên liệu thay thế tiếp đó ta cho H3PO4 hoặc axitlactic vào để giảm PH của khối dịch xuống 5.3 ( trong vòng 5 - 10 phút ) tạo điều kiện cho các enzim hoạt động. Tiếp sau đó ta tiến hành mở van hơi để nâng dần nhiệt độ của khối dịch lên 900C giữ trong vòng 30 phút nhằm mục đích thuỷ phân các hạt tinh bột to, tiếp đó nâng dần nhiệt độ của khối dịch lên nhiệt độ sôi và giữ trong khoảng 30 phút. Khi hết thời gian là 30 phút ta đóng van hơi lại và cũng giữ trong khoảng 30 phút để cho quá trình hồ hoá diễn ra hoàn toàn và làm hạ nhiệt độ của khối cháo xuống sao cho khi bơm sang nồi đường hoá nhiệt độ không quá cao gây chết enzim có trong nồi đường hoá. - Kết thúc quá trình ta tiến hành bơm dịch cháo từ nồi hồ hoá sang nồi đường hoá nhờ hệ thống bơm số 6. 2: Qúa trình đường hoá: - Malt sau khi nghiền được vận chuyển lên khu vực nấu bằng máy tời số 4 và thực hiện quá trình đường hoá. * Mục đích của quá trình đường hoá: -Tạo điều kiện thích hợp về nhiệt độ và PH của môi trường để cho các enzim có trong malt và enzim bổ xung vào sẽ phân cắt các mạch amylôza và amylopectin, các dextrin bậc cao thành các đường đơn giản và các dextrin bậc thấp dễ hoà tan vào nước để trở thành chất chiết của dịch đường. * Thiết bị: - Thiết bị dùng để đường hoá là thiết bị số 6 trên dây chuyền sản xuất có cấu tạo là thân hình trụ, đáy nồi được chế tạo bằng thép không rỉ. Trên thiết bị có đầy đủ hệ thống cấp hơi để gia nhiệt, cánh khuấy, động cơ và hộp giảm tốc đều được đặt ở phía dưới, xung quanh có hệ thống cấp nước và thoát nước, và các dụng cụ đo lường, số vòng quay của cánh khuấy là 10 - 15 vòng/ phút. * Tiến hành: - Trong quá trình đun nồi hồ hoá ta tiến hành chuẩn bị nồi đường hoá. Đầu tiên ta tiến hành vệ sinh nồi đường hoá bằng nước nóng sau đó tiến hành đổ lượng malt còn lại vào nồi đường hoá, ta tiến hành chỉ đổ một lần, tiếp đó ta tiến hành cho nước với tỉ lệ malt : nước = 1: 5 và cho H3PO4 vào để hạ PH của nồi đường hoá xuống 5.4 - 5.5 tạo điều kiện cho các enzim anpha amylaza, bêta amylaza, amylophotphataza hoạt động sau đó ta tiến hành ngâm 30 phút. Sau khi quá trình ngâm kết thúc ta tiến hành bơm dịch đường ở nồi hồ hoá sang sao cho nhiệt độ ở nồi đường hoá đạt 50 - 520C ( ta có thể dùng phương pháp bơm 1 phần về nồi hồ hoá), lúc bơm cháo sang cánh khuấy ở nồi đường hoá vẫn hoạt động ta giữ nhiệt độ tại nồi đường hoá 50 - 520C trong thời gian là 30 phút nhằm mục đích tạo điều kiện cho các protêaza hoạt động các protit phức tạp sẽ bị thuỷ phân thành các hợp chất đơn giản như abulmin, pepton, peptit... và axiamin. Axiamin là nguồn cung cấp thức ăn cho nấm men hoạt động trong quá trình lên men sau này, còn các sản phẩm khác ở một mức độ nhất định sẽ tạo độ bọt và giữ cho bia có hương vị đậm đà. - Tiếp tục nâng nhiệt độ của nồi đường hoá lên 650C bằng cách mở to van hơi và ta giữ ở nhiệt độ này trong vòng 45 phút, ở nhiệt độ này thích hợp cho enzim bêta amylaza hoạt động thuỷ phân tinh bột thành các đường đơn giản mà chủ yếu là maltoza. - Cuối cùng ta mở van hơi to dần lên để cho nhiệt độ của khối dịch tăng lên 750C và giữ ở nhiệt độ này trong vòng 30 phút tạo điều kiện cho các anpha amylaza phân cắt tinh bột thành dextrin, sau khi đã giữ ở điều kiện nhiệt độ và thời gian như vậy ta tiến hành thử khối dịch bằng dung dịch I2 0.1 N, nếu như không làm đổi màu của dung dịch này ta tiến hành đóng van hơi và kết thúc quá trình đường hoá tại đây. - Sau khi quá trình đường hoá kết thúc ta tiến hành bơm dịch đường sang thùng lọc số 9 để thực hiện quá trình lọc dịch đường. 3: Qúa trình lọc dịch đường. - Dịch đường từ nồi đường hoá số 8 được bơm sang thùng lọc số 9 nhờ hệ thống bơm số 6. * Mục đích của quá trình lọc dịch đường: -Tách các phân tử không hoà tan và các thành phàn kết tủa trong quá trình đun sôi ra khỏi dịch đường. Khi lọc xong ta tiến hành rửa bã để tận thu tối đa các chất hoà tan có trong dịch đường đặc biệt là các đường bám vào bã. *Thiết bị: - Thiết bị lọc là một thùng lọc đáy bằng ( số 9 trên dây chuyền sản xuất ). - Thiết bị có cấu tạo là một thùng hình trụ được chế tạo bằng đồng hoặc thép trắng, có 2 đáy là đáy thật và đáy giả. Trên độ cao từ 15 - 20 cm tính từ đáy lên thùng được ghép một đáy giả thứ 2, đáy giả bao gồm nhiều mảnh kim loại đục lỗ mắt sàng ghép lại với nhau thông thường là hình rẻ quạt, trên đáy giả có các lỗ hở, đường kính từ 200 - 300 mm dùng để tháo bã ra ngoài, đáy giả có vai trò tạo lớp lọc bã. - Ngoài hệ thống đáy giả thùng còn chứa các dao cạo bã và đảo bã trong quá trình lọc tạo điều kiện cho quá trình lọc được tốt hơn. - Dựa vào nguyên tắc chênh lệch áp suất phía trên và phía dưới màng lọc dịch đường sẽ tự chảy ra ngoài. *Cách tiến hành: - Trước khi tiến hành lọc thùng lọc được rửa sạch bằng nước nóng. Các mảnh mắt sàng của đáy được ghép lại với nhau thật khít và chặt. Lỗ hở tròn để tháo bã malt và các van xả dịch vào máng được đóng chặt, sau đó ta cho nước nóng chảy vào các đường ống dẫn dịch đường để đuổi hết không khí đồng thời để chứa đầy khoảng không giữa 2 lớp đáy của thùng lọc. - Tiếp đó khối cháo trong nồi đường hoá được cánh khuấy đảo trộn đều và liên tục sau dó mở van xả ở đáy nồi và dùng hệ thống bơm số 6 để bơm dịch sang lọc, trong thời gian bơm dịch sang thì hệ thống dao cào được hạ thấp độ cao và cho quay để dàn đều bã trên mặt đáy nhờ hệ thống xi lanh thuỷ lực và hộp số dặt ở dưới gầm thiết bị. Sau khi bơm hết dịch sang thùng lọc thì hệ thống dao cào được nâng lên ở độ cao cuối cùng và khối dịch trong thùng lọc được để yên 30 phút để bã có thể kết lắng tạo thành lớp lọc phụ, những phần tử nặng nhất và các hạt tấm có kích thước lớn sẽ được kết lắng đầu tiên, sau 30 phút để yên ta bắt đầu mở van thật mạnh rồi đóng vào ngay tiếp đó ta mở 1/5 - 1/4 khả năng cực đại của van, dịch đường lúc này chảy ra là rất đục vì vậy mà ta hồi lưu chúng về thùng lọc cho đến khi ta quan sát thấy trong, quá trình hồi lưu kéo dài khoảng 15 phút. Dịch đường trong được bơm ngay sang nồi đun hoa. - Điều kiện quan trọng để cho quá trình lọc diễn ra bình thường là điều chỉnh lưu lượng của dịch thoát ra, ta điều chỉnh bằng cách tăng hoặc giảm van xả dịch. Nếu van mở quá to, dịch ở 2 lớp đáy của thiết bị lọc sẽ chảy nhanh hết như thế sẽ tạo ra một khoảng không giữa lớp lọc phụ và đáy thật của thiết bị dẫn đến sự chênh lệch về áp suất ở phía trên và phía dưới của lớp lọc là rất lớn, khi đó lớp lọc phụ sẽ bị nén chặt xuống ( phía dưới không có gì để đỡ ) và cấu trúc của nó sẽ bị vỡ ra tiến trình lọc trở lên khó khăn, đôi khi dẫn đến hỏng mẻ lọc. Vì vậy mà lưu lượng chảy của dịch thích hợp nhất là 0.1 (l / s). - Lọc dịch đường tiến hành trong khoảng thời gian là 1.5 - 2 h thì kết thúc, sau đó ta tiến hành quá trình rửa bã, bã malt được rửa bằng nước nóng 75 - 780C , ở nhiệt độ này khá thích hợp cho các enzim thuỷ phân lượng tinh bột còn sót lại trong quá trình đường hoá. +Nếu nhiệt độ của nước rửa mà thấp thì ttốc độ chảy của dịch rửa bã sẽ chậm, không có khả năng thuỷ phân các hạt tinh bột còn sót lại. + Nếu nhiệt độ của nước rửa quá cao sẽ làm tăng độ nhớt của khối dịch, tăng kháng trở giảm tốc độ chảy kéo dài thời gian lọc làm cho dịch đường bị đục. - Qúa trình lọc có thể được tiến hành lọc liên tục hay gián đoạn. Trong thức tế sản xuất người ta thường sử dụng phương pháp lọc gián đoạn theo 3 giai đoạn: + Sau khi nước cốt dịch đường đầu tiên chảy hết thì tất cả các van xả dịch được đóng laị và thực hiện quá trình phun nước rửa bã trên nhiệt độ của nước rửa bã là 750C quá trình phun nước tiếp tục cho đến lúc nước ngập 2cm thì dừng lại, cho hệ thống dao cào làm việc để xối đảo lớp bã malt. Khi hệ thống này quay được 4-5 vòng thì dừng lại. + Để yên khối dịch này trong vòng 10 phút thì bắt đầu mở van xả để dẫn dịch đã rửa bã ra ngoài. + Hai lần sau cũng làm tương tự như vậy, kết thúc 3 lần rửa bã trên ta phun nước rửa lớp bã dưới, cứ như thế quá trình rửa bã diễn ra cho đến khi nồng độ chất hoà tan có trong dịch nước rửa giảm xuống chỉ còn 0.3 - 0.5% thì kết thúc lúc đó bã sẽ được xả ra ngoài, dịch tự chảy vào bình chứa và được bơm sang nồi nấu hoa số 10. 4 : Nấu dịch đường với hoa houblon. - Sau khi dịch đường được lọc xong và được trộn đều với nước rửa bã ta tiến hành nấu dịch đường với hoa houblon ở thiết bị số 10 trên dây chuyền sản xuất, dịch đường được bơm sang nhờ hệ thống bơm số 6. - Dịch đường bơm sang có các đặc điểm sau: + Vị ngọt, hương thơm nhẹ của melanoit. + Rất đục, có chứa nhiều cặn dặc biệt là các hạt dạng keo, những phân tử này rất dễ biến tính và kết tủa tiêu biểu là các hạt có phân tử lượng cao chứa nitơ. * Mục đích. - Trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphênol, các hợp chất chứa nitơ và một số thành phần khác của hoa houblon vào dịch đường để biến nó thành dịch có vị dắng và hương thơm nhẹ của hoa houblon đặc trưng cho tính chất cảm quan của bia thành phẩm sau này. - Polyphênol của hoa houblon khi hoà tan vào dịch đường ở nhiệt độ cao sẽ tác dụng với các hợp chất protêin cao phân tử để tạo thành các phức chất dạng màng nhầy. Các phức chất dạng màng nhầy tạo thành màng mỏng, dễ kết lắng và sẽ kéo theo các phân tử cặn ly ty có trong dịch đường kết lắng theo. Với quá trình này độ bền keo của dịch đường tăng lên và thành phần sinh học của nó được ổn định. - Polyphênol, chất đắng, các hợp chất chứa nitơ có trong hoa houblon là những chất có khả năng tạo sức căng bề mặt có hoạt tính rất cao. Nhờ có màng này tạo sức căng bề mặt làm cho bọt khí trong bia không đễ dàng thoát ra được khỏi bề mặt của nó đó là tác nhân chính giữ bọt cho bia sau này. - Ngoài các mục đích trên, khi nấu dịch đường với hoa houblon còn xảy ra nhiều quá trình khác mà kết quả của chúng ở mức độ ít nhiều tác động theo chiều hướng tích cực tới việc định hình chất lượng của bia sau này. * Thiết bị: - Thiết bị dùng để nấu hoa là thiết bị số 6 trên dây chuyền sản xuất có cấu tạo là thân hình trụ, đáy nồi được chế tạo bằng thép không gỉ. Trên thiết bị có đầy đủ hệ thống cấp hơi để gia nhiệt ( thiết bị này sử dụng hệ thống gia nhiệt loại ống chùm trung tâm để gia nhiệt ), cánh khuấy, động cơ và hộp giảm tốc đều được đặt ở phía dưới, xung quanh có hệ thống cấp nước và thoát nước, và các dụng cụ đo lường. *Cách tiến hành : - Trước khi bơm dịch đường đã lọc vào nồi số 10 ta phải vệ sinh nồi nấu hoa bằng nước nóng (1000C ). Dịch đã lọc được bơm vào nồi nhờ hệ thống bơm số 6, nhiệt độ cuả dịch bơm vào nồi nấu hoa không nhỏ hơn 700C, để đảm bảo yêu cầu này ngay từ những lít dịch đầu tiên chảy vào nồi là phải cấp hơi ngay để nâng nhiệt độ của khối dịch lên, lúc đầu lượng dịch còn ít vì vậy mà lượng hơi cấp vào cũng ở mức độ thấp, khi mà lượng dịch tăng lên thì lượng hơi cấp vào cũng tăng, ta bơm dịch và cấp hơi sao quá trình rửa bã malt vừa kết thúc thì dịch trong nồi đun hoa cũng vừa sôi, nếu để dịch đường nguội trong thời gian lâu là điều tối kị trong kĩ thuật sản xuất vì như vậy sẽ tạo điều kiện cho dịch đường tiếp xúc với ôxy không khí gây hiện tượng bia đục sau này, dịch đường thì cứ chảy vào còn dịch trong nồi nấu hoa thì cứ sôi giải pháp này có ưu điểm tiết kiệm được thời gian nhưng có điểm bất lợi là quá trình đun sôi của dịch không đều ( lượng dịch cho vào trước sôi lâu hơn là lượng dịch cho vào sau). - Sau khi đã cấp hơi cho khối dịch tới nhiệt độ sôi (khoảng 100 - 1050C ta sẽ để cho khối dịch sôi trong 10 phút nhằm kết tủa một lượng chất đắng, chất chát của vỏ malt vào dịch đường. Đun sôi dịch đường lên đến 1050C để khử trùng dịch đường trước khi lên men đồng thời phá huỷ các enzim thuỷ phân. Khi dịch đường đã sôi được 10 phút ta tiến hành cho cao hoa vào tạo vị đắng cho bia đồng thời nhờ các polyphênol có trong cao hoa kết hợp với các chất keo, protit tạp thành các phức dễ kết lắng làm cho dịch trong hơn. - Sau khi đun sôi được 30 phút ta cho 2/3 lượng hoa viên vào nồi nấu hoa nhằm hoà tan các chất đắng có trong hoa viên làm tăng khả năng tạo bọt và giữ bọt cho bia thành phẩm sau này. Còn lại 1/3 hoa viên ta cho vào trước khi kết thúc quá trình nấu dịch với hoa 15 phút để tạo hương vị cho bia sau này. - Thời gian đun sôi diễn ra trong vòng 2h. Kết thúc quá trình đun hoa ta chuyển sang lắng xoáy và làm nguội sơ bộ. 5: Lắng xoáy và làm nguội sơ bộ - Sau khi kết thúc quá trình nấu dịch đường với hoa houblon ta tiến hành bơm dịch đường sang thùng lắng xoáy nhờ hệ thống bơm số 6 trên dây chuyền sản xuất. * Mục đích. - Làm cho sự kết tủa cặn và cặn lắng của dịch đun hoa ra khỏi dịch đường tạo độ trong cho bia thành phẩm sau này. - Làm tăng chất lượng của bia thành phẩm tạo điều kiện cho quá trình làm lạnh diễn ra dễ dàng. *Thiết bị: - Là một thùng lọc có thân là hình trụ, nắp nồi, đáy hơi nghiêng, chế tạo bằng inox hoặc thép không gỉ, thiết bị này giữ vị trí 11 trên dây chuyền sản xuất. *Tiến hành: - Trước khi tiến hành bơm dịch đường sang thùng lắng xoáy phải vệ sinh thùng bằng nước nóng (1000C ) sạch sẽ sau đó ta bơm dịch sang nhờ hệ thống bơm số 6 trong dây chuyền sản xuất, ta bơm dịch theo phương tiếp tuyến với thành nồi tạo thành dòng xoáy dưới tác dụng của lực hướng tâm các cặn và các phân tử chất không tan sẽ bị xoáy vào giữa tâm thùng và kết lắng xuống đáy thùng. Qúa trình này diễn ra trong vòng 1.5h, nhiệt độ của khối dịch lúc này được hạ xuống khoảng 900C. Kết thúc quá trình lắng xoáy ta dùng hệ thống bơm số 6 bơm dịch sang thiết bị làm lạnh nhanh và cặn được nén chặt ở đáy thùng, sau khi bơm hết dịch đường ta sối nước xả bã ra ngoài 6: Làm lạnh nhanh. - Dịch đường sau khi được lắng xuất được bơm sang thiết bị làm lạnh nhanh số 12 trên dây chuyền sản xuất nhằm: *Mục đích: - Hạ nhiệt độ của dịch đường xuống nhiệt độ cần thiết thuận tiện cho quá trình lên men dịch đường sau này. - Tách kết tủa ra khỏi dịch đường bao gồm các phức protêin và chất chất. - Hạn chế sự phát triển của tạp khuẩn. - Cung cấp oxy cho dịch đường tạo điều kiện cho nấm men phát triển. *Thiết bị: - Qúa trình làm lạnh nhanh được tiến hành trên thiết bị là máy làm lạnh nhanh số 12 trên dây chuyền sản xuất dạng tấm bản có cấu tạo gồm những tấm bản ghép sóng chế tạo từ thép không gỉ, các tấm bản hình chữ nhật có bốn tai ở bốn góc, trên mỗi tau đục thủng một lỗ tròn, với cấu tạo của từng bản như vậy khi lắp chúng lên khung máy sẽ tạo thành 4 mương dẫn: Dịch đường vào máy, dịch đường ra khỏi máy, tác nhân lạnh ra khỏi máy, tác nhân lạnh vào máy. - Thông thường dịch nóng sẽ được bơm vào 2 mương dẫn phía trên, còn khi ra khỏi máy sẽ được đưa ra mương dẫn phía dưới ngược chiều. - Máy làm lạnh nhanh dạng tấm bản có thể là một cấp hoặc hai cấp. + Trường hợp một cấp chỉ dùng một loại tác nhân lạnh. + Trường hợp thứ hai cấp thì dùng hai loại tác nhân lạnh. - Thông thường dùng tác nhân lạnh cấp một là nước thường, còn cấp hai là cồn hoặc nước lạnh có nhiệt độ là 0.5; hoặc nhiệt độ là - 10C. *Tiến hành: - Dịch đường sau khi được lắng xoáy được bơm số 6 bơm sang thiết bị làm lạnh nhanh, tại đây dịch đường sẽ được đưa vào ngược chiều với tác nhân lạnh, tác nhân lạnh là cồn có nhiệt độ là - 10C , đồng thời với quá trình này là cung cấp oxy cho dịch đường trước khi đưa vào thùng lên men nhằm cung cấp đủ lượng oxy để nấm men phát triển và tạo sinh khối ( bổ xung khoảng 6 - 8 mg/l dịch ) không khí phải được nén vô trùng. Ta bơm dịch đường đã làm lạnh nhanh vào thùng lên men số 19 trên dây chuyền sản xuất. 7:Lên men dịch đường: - Lên men dịch đường là giai đoạn quyết định để chuyển hoá dịch đường đã được houblon hoá thành bia thành phẩm dưới tác động của nấm men thông qua các hoạt động sống của nó. - Trong quá trình lên men của dịch đường thì quá trình quan trọng nhất là: Qúa trình lên men chuyển hoá các loại đường thành rượu. Bên cạnh quá trình lên men rượu còn xảy ra nhiều quá trình hoá lý, hoá sinh, hoá học và lý học phức tạp khác. - Qúa trình lên men có những đặc điểm sau: + Là quá trình mà mục đích cuối cùng thu được dịch lên men có nhiều cấu tử và tỉ lệ giữa chúng phải hài hoà cân đối chứ không phải chỉ thu được sản phẩm là rượu và khí cacbonic. + Việc đánh giá chất lượng của bia không chỉ căn cứ vào hàm lượng rượu và khí cacbonic mà còn phụ thuộc vào hàm lượng của nhiều chất, nhiều chỉ số khác nữa. + Các cấu tử trong dịch đường houblon hoá cần phải tồn tại trong bia với một tỉ lệ thích hợp để cùng với các hợp chất tạo thành trong quá trình lên men bia và các quá trình sau đó tạo ra nhiều đặc thù riêng về hương vị và nhiều tính chất khác của bia thành phẩm. + Lên men rượu là một chuỗi các quá trình enzim hết sức phức tạp, nhằm cung cấp cho nấm men năng lượng và các hợp chất trung gian cần thiết trong điều kiện không thuận lợi cho chúng để sinh sản và phát triển được, buộc chúng phải hấp thụ một lượng cơ chất lớn. - Lên men bao gồm 2 giai đoạn: Lên men chính: + Kéo dài 7 - 12 ngày đối với loại bia vàng. + Kéo dài 12- 18 ngày đối với loại bia đen. + Nhiệt độ lên men chính từ 6 -80C. Lên men phụ và tàng trữ bia: + Kéo dài ít nhất 3 tuần đối với bia vàng và bia đen. + Nhiệt độ lên men phụ là 1- 20C. 1:Lên men chính: + Dịch đường sau khi đã được làm lạnh nhanh hạ nhiệt độ xuống nhiệt độ lên men sẽ được bơm vào thùng lên men số 19 trên dây chuyền sản xuất qua hệ thống bơm số 6. *Mục đích của quá trình lên men chính: - Khi tiến hành lên men chính một lượng cơ chất lớn có trong dịch đường đã được houbon hoá chủ yếu là đường và dextrin bậc thấp bị nấm men hấp thụ để tạo thành rượu etylic và khí cacbonnic và các sản phẩm phụ khác ( như rượu bậc cao, este, axit hữu cơ ... )hình thành nên hương vị của bia thành phẩm sau này. Ngoài gluxit bị tác động mạnh mẽ, các thành phần khác của dịch đường cũng chịu sự thay đổi lớn. - Quá trình lên men làm thay đổi thành phần, tính chất của dịch đường houblon hoá. Trong hoạt động sống của nấm men thông qua quá trình trao đổi chất ở những điều kiện xúc tác nhất định, cơ chất là đường sẽ chuyển thành rượu và CO2 theo phương trình phản ứng sau: - Các quá trình biến đổi thành các sản phẩm phụ: + Rượu cao phân tử được nấm men sử dụng nitơ của axitamin. + Điaxetyl được tạo thành chủ yếu trong quá trình sinh trưởng và phát triển nấm men. + Axit hữu cơ là sản phẩm của quá trình lên men rượu. + Ngoài ra còn có các sản phẩm phụ khác. - Như vậy vai trò của nấm men trong quá trình lên men là rất quan trọng, vì vậy việc chuẩn bị men cho quá trình sản xuất cũng quan trọng và được chú ý hơn nó ảnh hưởng tới tiến trình lên men. Chất lượng của nấm men sản xuất dẫn theo nhiều vấn đề khác: Để thu nhận được các loại bia có chất lượng cao thì yếu tố đầu tiên cần được quan tâm là chất lượng của men giống. - Việc lựa chọn chủng men thích hợp cho điều kiện sản xuất cụ thể là tiền đề cho sự thành công trong công nghệ sản xuất bia. VD: Cùng một chủng nấm men ở nhà máy này kết quả sản xuất thu được là rất tốt, còn đối với nhà máy khác kết quả mang lại không phù hợp với yêu cầu đề ra. Vì vậy mà việc tuyển chọn nấm men thích hợp cho phù hợp với từng nhà máy lại là vấn đề cần quan tâm, đòi hỏi trình độ của các kỹ sư trong nhà máy cần phải có. - Để đánh giá chất lượng của chủng men sản xuất cần xem xét đến các yếu tố sau: + Tốc độ và mức độ lên men của chủng. + Hàm lượng sản phẩm bậc 2 tạo thành. + Tốc độ kết lắng và khả năng kết lắng. + Mức độ suy giảm các đặc tính kỹ thuật. - Chủng nấm men sản xuất bia thường dùng là: + Saccharomyces carlbergensis hoặc. + Saccharomyces cerevisiae. - Chuẩn bị men giống sản xuất có thể lấy từ 2 nguồn: * Nhân giống từ ống thạch nghiêng thuần chủng. * Dùng men tái sinh. 1. Nhân giống từ ống thạch nghiêng thuần chủng gồm: - Nhân giống trong phòng thí nghiệm. - Nhân giống sản xuất. + Nhân giống từ phòng thí nghiệm: - Đầu tiên dùng que cấy vô trùng cấy chuyển giống mua về từ ống thạch nghiêng sang môi trường dịch thể đã vô trùng đựng trong ống thuỷ tinh 10ml, tiếp tục cấy sang bình tam giác 100ml, 1lit, 10lit, 20lit, có thể hơn nữa tuỳ thuộc vào mẻ sản xuất. - Môi trường nhân giống là dịch chiết từ malt, môi trường trong bình 10lit có thể lấy từ nồi đường hoá trong sản xuất. - Nhân giống ngoài sản xuất có thể tuân theo nguyên tắc 1 : 10 hoặc 1 : 5 tuỳ thuộc vào chất lượng men giống. Môi trường nhân giống có thể lấy trực tiếp từ nồi đường hoá có sục không khí vô trùng. Chế độ nhân giống: Lượng dịch Môi trường PH t0(C) (h) ống thạch nghiêng 4.5 - 5 30 1 36 -48 10ml Dịch chiết malt 4.5 - 5 30 1 24 100ml Dịch chiết malt 4.5 - 5 30 1 18 - 24 1000ml Dịch chiết malt 4.5 - 5 30 1 18 - 24 10lit Dịch đường hoá 4.8 - 5.2 20 - 25 18 - 24 100lit Dịch đường hoá 4.8 - 5.2 16 - 20 18 - 24 * Đối với các thùng nhân giống sản xuất dịch nhân giống lấy từ nồi đường hoá: -Nhiệt độ của khối dịch gây men giữ ở 10 - 160C. -Câú tạo của các thùng gây men đều là các thiết bị thân hình trụ, đáy lồi, có đường dẫn lạnh và dẫn dịch vào, dẫn lạnh và dẫn dịch ra nhưng chỉ khác nhau về thể tích tuỳ thuộc vào nơi sản xuất. + Nhân giống sản xuất: - Để tiến hành gây men trong sản xuất ta bơm dịch nhân giống vào thiết bị gây men sau đó nén hơi trực tiếp để khử trùng, tăng nhiệt độ của khối dịch lên 1000C trong vòng 1h thực hiện quá trình thanh trùng dịch kết thúc quá trình ta đóng van hơi, mở van lạnh thực hiện quá trình làm nguội dịch tới nhiệt độ 12  140C và cho nấm men vào nuôi cấy trong thời gian 24h kết thúc quá trình ta chuyển men sang thùng gây men có thể tích lớn hơn và hạ nhiệt độ xuống 120C, giữ trong khoảng thời gian 24 - 48h. Trong quá trình nuôi cấy cứ 2h ta sục oxy một lần trong thời gian là 30 phút tạo điều kiện cho nấm men phát triển. 2. Dùng men sữa. - Men sữa là loại men được rút ra sau quá trình lên men chính và được sử dụng lại cho quá trình lên men sau: - Men sữa có thể sử dụng 3 - 4 lần mới loại bỏ không dùng nữa. - Men lắng ở đáy thùng gồm 3 lớp: + Lớp trên cùng là lớp cặn mịn. + Lớp giữa là lớp men dày(men sữa). + Lớp cuối cùng ở đáy là lớp cặn thô. + Cách tiến hành lấy men sữa và rửa men sữa. - Trước khi lấy men ta phải rửa đầu vòi sạch sẽ, tháo cặn ở đáy thùng bỏ đi sau đó mở van to hơn lấy phần men đặc ở giữa vào thùng rửa men qua một bình ép men. - Rửa men: khi tiến hành rửa men ta phải tiến hành rửa bằng nước vô trùng. - Nước vô trùng là loại nước đun sôi đẻ nguội cho thêm chất sát trùng là cloramin B ( 0.02% ) sau đó cấp lạnh vào hạ nhiệt độ của nước xuống 3 - 50C, sau đó ta tiến hành rửa men. Khi rửa men ta bật cánh khuấy lần 1 để men tự lắng khoảng 2h. Phần nổi lên trên là bọt bia hoặc các tạp chất ta tiến hành gạt bỏ đi, sau đó ta tiến hành tháo nước rửa đi và tiếp tục cho nước vô trùng vào để rửa, rửa đi rửa lại khoảng 3-4 lần, nếu thấy nước trong men trắng và chặt ở đáy thùng là được. Nếu dùng ngay ta cho vào thùng ép men, còn nếu chưa sử dụng bảo quản ở nhiệt độ 240C trong vòng 12 ngày. Nếu bảo quản quá lâu sẽ làm yếu men do thiếu chất dinh dưỡng. - Men sau khi rửa phải đạt các tiêu chuẩn sau: + Tỷ lệ men chết < 5%. + Tỷ lệ nảy chồi: 40-70 %. + Không chứa trực khuẩn, tạp chất lạ. + PH=5.5 - 6. Như vậy đó là khâu chuẩn bị men cho sản xuất. Cách tiến hành lên men chính và thiết bị lên men chính: * Thiết bị lên men chính và phụ. - Quá trình lên men chính và đều được tiến hành trong một thiết bị. Thiết bị này có thể tích lớn 100 - 1500 m3. Được chế tạo từ thép không gỉ với góc côn của đáy là 700C, được trang bị từ 3 - 5 áo lạnh, chu kỳ sản xuất trên thiết bị bày là 14 ngày đêm. Trên thiết bị có dẫn đường ống dẫn dịch, van thu hồi CO2, van xả bia chưa lọc, quả cầu CIP, van dẫn lạnh... Tank lên men có thể được đặt thẳng đứng, nằm ngang, có thiết kế các chân xây cố định trên nền nhà, ta có thể đặt tank trong nhà xưởng hoặc ngoài nhà xưởng sản xuất. *Cách tiến hành: - Dịch đường sau khi đã được làm lạnh nhanh xuống nhiệt độ 12 -140C ta bơm dịch vào tank lên men số 19 qua hệ thống bơm số 6 trên dây chuyền sản xuất. - Thông qua quá trình bơm này thì lượng oxy cũng được cung cấp luôn cho dịch trước khi đưa vào thùng lên men khoảng 6 - 8 mg/lit trong 50% dịch đầu. - Dịch đường được bơm từ dưới lên tránh sự tạo bọt, lượng dịch đường cho vào chiếm 75% so với thể tích thực tế của thùng.Bên cạnh đó thì lượng men cũng được cho vào luôn như vậy thì lượng nấm men được phân bố đều hơn. - Trong 2 ngày đầu tiên, nhiệt độ của khối dịch tăng lên 140C và duy trì ở nhiệt độ này đến nhiệt độ cần thiết của dịch đường. - Trong thời gian lên men, nhiệt độ của khối dịch trong tank lên men được điều chỉnh bằng hệ thống áo lạnh với chất tải lạnh là glycol có nhiệt độ là -10C hoặc -60C. Khi nồng độ đường hạ xuống 3.5% thì khoá van thu hồi CO2 lại để tạo áp suất dư. Bình thường sau 5 ngày đêm thì nồng độ đường của khối dịch chỉ còn 2.5%, với nồng độ này quá trình lên men chính và lên men phụ coi như là kết thúc. Lúc này áo lạnh cuối cùng của tank lên men sẽ làm việc để men kết lắng. Nhiệt độ của bia non ở vùng này cần hạ xuống 0.50C , còn nhiệt độ của bia ở phần thân vẫn giữ ở 120C, duy trì ở nhiệt độ này trong 12 ngày nữa để khử diaxetyl, sau đó nhiệt độ toàn tank được hạ xuống 0.50C , áp suất trong tank lên men khống chế ở mức 1 kg/cm2 trong thời gain là 6 ngày. - Qúa trình lên men chính chia làm 4 thời kì chính: + Thời kì thứ nhất: Bọt tăm xuất hiện, lúc đầu bám quanh t._.6 5 Nồi đường hoá 6 01 6 6 Thùng lọc 2.5 01 2.5 7 Nồi nấu hoa 7 01 7 8 Máy làm lạnh nhanh 110 01 110 9 Máy lọc bia 4.5 01 4.5 10 Máy rửa bock 2.5 01 2.5 11 Máy chiết bock 0.8 01 0.8 12 Bơm ly tâm 5 13 65 13 Máy nén 40 01 40 Tổng 256 (kw) - Ngoài những thiết bị và máy móc kể trên, trong nhà máy còn có các loại phụ tải động lực khác như: quạt hút, quạt đẩy, trạm xử lý nước, xưởng cơ điện, tất cả lấy bằng 15% phụ tải kể trên: - Vậy phụ tải động lực của toàn nhà máy là: Pđl =256 x (0.15 + 1) = 294.4 (kw) - Vậy phụ tải của toàn nhà máy là: P = Ps + Pđl = 105 + 294.4 = 399.4 (kw) IV. 3: Xác định phụ tải tính toán: - Mục đích tính toán công tiêu thụ thực tế của nhà máy nhằm chọn máy biến áp và máy phát điện cho phù hợp. - Công thức tính phụ tải tính toán: Pn = Kc x P Trong đó: - Kc là hệ số phụ thuộc vào mức mang tải của thiết bị - Đối với phụ tải chiếu sáng thì Kc = 0.9 - Đối với phụ tải chiếu sáng thì Kc = 0.6 - Vậy phụ tải tính toán của toàn nhà máy là: Ptt = Ps x 0.9 +Pđl x 0.6 = 105 x 0.9 + 294.4 x 0.6 = 271.14 ( kw) IV. 4: Xác định hệ số công suất và dung lượng bù 1. Xác định hệ số cos. - Nếu ở chế độ làm việc theo tính toán định mức thì: : Tổng công suất tác dụng của các thiết bị tiêu thụ điện : Tổng công suất phản kháng của các thiết bị tiêu thụ điện - Thực tế thường làm việc non tải nên hệ số cos được tính như sau: * Ptb = Kc x Pđl + Kc x Ps Trong đó: Pđl = 294.4 (kw) Kc: hệ số phụ tải động lực, Kc= 0.6 Ps = 105 (kw) Kc: hệ số phụ tải chiếu sáng, Kc= 0.9 - Vậy Ptb = 0.6 x 294.4 + 0.9 x 105 =271.14 (kw) * Qphụ = Ptb x tg - Với cos = 0.65 => tg = 1.169 Nên: Qphụ =271.14 x 1.169 = 316.96 (kw) Do đó: 2. Tính dung lượng bù: - Mục đích nâng hệ số cos bằng cách dùng tụ điện. - Công thức xác định dung lượng bù: Qbù = Ptb x (tg+tg) + tg: tương ứng với cos hệ số công suất ban đầu + tg: tương ứng với coshệ số công suất được nâng lên khi có thêmtụđiện Ta có: cos = 0.65 suy ra tg= 1.169 cos = 0.95 suy ra tg= 0.329 Nên: Qbù =271.14 x (1.169 - 0.329) =227.76 (kw) IV. 5: Chọn máy biến áp - Máy biến áp được chọn theo công thức: - Chọn máy biến áp có công suất: 450 (KVA) Điện áp: 6 ( KV) Kích thước: 1950 x 1200 x 1700 mm - Trên cơ sở đó ta chọn máy phát điện có đặc tính sau: Công suất: 320 (KVA). Điện áp định mức: 400 V. Hệ số công suất cos = 0.8. IV. 6: Tính điện tiêu thụ hàng năm. 1. Điện năng dùng cho thắp sáng: Acs = Ps x T x Kk (kwh) Ps = 105 (kw) T= K1 x K2 x K3 + K1: số ngày làm việc trong tháng K1 =25. + K2: số giờ chiếu sáng trong ngày K2= 12. + K3: số tháng làm việc trong năm K3= 12. Acs= 105 x 25 x 12 x12 x 0.9 =340200 (kwh). 2. Điện động lực: Ađl =Pđl x T x Kc (kwh). Trong đó: Pđl= 294.4 (kw). Kc = 0.6. T= K1 x K2 x K3 . + K1: số ngày làm việc trong tháng K1 =25. + K2: số giờ chiếu sáng trong ngày K2= 12. + K3: số tháng làm việc trong năm K3= 12. Ađl= 294.4 x 25 x 12 x12 x 0.6 =635904 (kwh). 3. Tổng công suất tiêu thụ cả năm: A= Km x (Acs +Ađl) Km = 1.05: Hệ số tổn hao trên mạng hạ áp. A = 1.05 x (340200 + 635904) =757245.8 (kwh) Phần vi: TíNH XÂY DựNG IV. 1. Giới thiệu chung: IV. 1. 1. Địa điểm xây dựng nhà máy: - Nhà máy được xây dựng tại khu công nghiệp Đại An thành phố Hải Dương. a. Các yêu cầu chung: * Về quy hoạch: - Nhà máy bia được xây dựng trong khu công nghiệp Đại An thành phố Hải Dương. Tạo điều kiện phát huy tối đa công suất của nhà máy và khả năng hợp tác của nhà máy với các nhà máy lân cận. * Về điều kiện tổ chức sản xuất: - Là trung tâm kinh tế của thành phố nên việc tiêu thụ sản phẩm thuận lợi, giao thông thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu dễ dàng hạ thấp được chi phí sản xuất. * Về điều kiện hạ tầng kỹ thuật: - Tận dụng được hệ thống giao thông quốc gia.Quốc lộ 5, sử dụng mạng lưới cung cấp điện, thông tin liên lạc của quốc gia. * Về điều kiện vận hành và xây lắp nhà máy: - Do gần quốc lộ 5 nên việc cung cấp vật liệu vật tư xây dựng dễ dàng. Hải dương là tỉnh có số dân đông, nên cung cấp đủ nhân công về sản xuât cũng như xây dựng nhà máy. b. Các yêu cầu về kỹ thuật xây dựng: * Về địa hình địa chất: + Khu đất có hình chữ nhật bằng phẳng có khoảng cách an toàn với khu dân cư. + Khu đất có địa hình cao ráo, tránh ngập lụt trong mùa mưa lũ, có mực nước ngầm thấp tạo điều kiện thuận lợi cho việc thoát nước và nước bề mặt dễ dàng. + Khu đất được lựa chọn cần chú ý các yêu cầu sau:không được nằm trên vung có mỏ khoáng sản hoạc địa chât không ổn định. Cường độ chịu lực của nền đất:1,5 - 2,5 kg/cm2. IV. 1. 2: Yêu cầu môi trường vệ sinh công nghiệp: - Các chất thải của nhà máy bia chủ yếu là nước bẩn và khói lò. Để hạn chế tối đa các ảnh hưởng của chúng tới môi trường xung quanh thì phải thoả mãn các yêu cầu sau đây: - Đảm bảo các khoảng cách bảo vệ vệ sinh thích hợp. - Hướng xây dựng của nhà máy phải thích hợp. Lò hơi phải đặt ở cuối hướng gió chủ đạo. - Nguồn nước thải của nhà máy phải qua bộ phân xử lý nước thải của nhà máy mới được thải ra môi trường và chỉ được thải ra ở hạ lưu và cách bến dùng nước của khu dân cư tối thiểu là 500 ( m ). IV. 2: bố trí tổng mặt bằng xây dựng: IV. 2. 1: Nhiệm vụ và yêu cầu thiết kế tổng mặt bằng nhà máy: - Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy là giai đoạn quan trọng, nhịêm vụ của nó là nghiên cứu, phân tích tổng hợp mọi dữ liệu của dự án sang giải pháp bố trí thực tế trên địa hình một khu đất cụ thể đã được lựa chọn làm cơ sởe cho việc xây dựng nhà máy công nghiệp. * Các nhiệm vụ chính khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy: - Đánh giá các điều kiện tự nhiên, nhân tạo của khu đất của nhà máylàm giải pháp cho việc bố trí, sắp xếp các hạng mục công trình kỹ thuật. - Xác định cơ cấu mặt bằng, hình khối kiến trúc các hạng mục công trình, định hướng nhà, tổ chức mạng lưới công trình phục phụ công cộng. - Giải quyết các vấn đề về môi trường qua các giải pháp để đảm bảo các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp, chống ồn, chống ô nhiễm môi trường. IV. 2. 2: Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy theo nguyên tắc phân vùng: - Trong khu vực xây dựng nhà máy, các công trình được xây dựng theo nguyên tắc phân vùng đảm bảo hợp lý hoá sản xuất và đảm bảo tính thẩm mỹ quan của nhà máy, dễ mở rộng, dễ quản lý, phù hợp với khí hậu của nơi xây dựng nhà máy. - Địa điểm xây dựng nhà máy có hướng gió chủ đạo là hướng Đông - Nam và khu trung tâm là khu vực sản xuất chính - Các công trình được xây dựng đảm bảo tính liên tục mật thiết cuar các công đoạn sản xuất, đảm bảo đường đi của dây chuyền là ngắn nhất và có tính kinh tế cao. * Nguyên tắc phân vùng là chia nhà máy thành 5 vùng chính: + Vùng trước nhà máy: Nơi bố trí các nhà hành chính, hội trường và nhà ăn ca và phòng trưng bày sản phẩm. + Vùng sản xuất chính: Nơi bố trí các nhà sản xuất chính như phân xưởng nấu, phân xưởng lên men, phân xưởng hoàn thiện được đặt ở khu vực giữa nhà máy. + Vùng công trình phụ: Là nơi cung cấp năng lượng như nồi hơi, khu xử lý nước thải được bố trí ở cuối hướng gió. + Vùng kho nguyên liệu và các bãi than, nước, kho sản phẩm, không ưu tiên cuối hướng gió nhưng phải thuận tiện cho việc xếp dỡ hàng hoá. + Vùng phân xưởng phụ trợ cho việc sản xuất như phân xưởng cơ điện, kho chứa bao bì phải thuận tiện với các thiết bị. * ưu điểm của nguyên tắc phân vùng: - Dễ dàng quản lý theo ngành, phân xưởng, các công đoạn của dây chuyền sản xuất. - Thích hợp với những nhà máy có các phân xưởng có đặc điểm và điều kiện khác nhau. - Đảm bảo được các yêu cầu vệ sinh công nghiệp, dễ dàng xử lý các bộ phận phát sinh như các điều kiện bất lợi trong quá trình sản xuất như khí bụi, khí độc. - Dễ dàng bố trí các hệ thống giao thông trong nhà máy. - Thuận tiện trong quá trình phát triển và mở rộng của nhà máy. * Nhược điểm của nguyên tắc phân vùng: - Dây chuyền sản xuất phải kéo dài. - Hệ thống đường ống dẫn và mạng lưới giao thông tăng lên hệ số xây dựng thấp trong việc xây dựng nhà máy. IV. 2. 3: Mặt bằng khu sản xuất chính: IV. 2. 3. 1: Phân xưởng nấu, lên men, hoàn thiện: - Do quá trình nấu lượng nhiệt toả ra nhiều nên phân xưởng nấu được đặt gần cuối hướng gió và gần kho nguyên liệu. - Phân xưởng nấu gồm 2 phần, được ngăn bởi tường, một phần để đặt cân, máy nghiền, máy tời, phần bên kia tường đặt nồi hồ hoá, đường hoá, nồi lọc, nồi nấu hoa, thùng lắng xoáy, nồi nước nóng, thiết bị làm lạnh nhanh. Nơi đặt các nồi này thì đặt các thùng thao tác chiều cao 3.5 (m) để kiểm tra quá trình nấu được dễ dàng. - Phân xưởng hoàn thiện gần kho chứa nguyên liệu. Giải pháp chung: - Nhà có cấu tạo bê tông cốt thép lắp ghép. - Dầm mái bê tông cốt thép. - Mái bằng panen lắp ghép theo tiêu chuẩn chung. - Móng bê tông cốt thép. - Bước cột 6(m), kích thước cột 400 x 600 (mm). - Trong phân xưởng lên men dùng nền xi măng và bê tông đảm bảo cường độ chịu lực và chịu nước cao, các chất vô cơ, kiềm. Cụ thể: + Diện tích phân xưởng sản xuất chính: 1920 ( m2 ). + Kích thước: Dài x rộng: 60 x 32 x 16 ( m x m x m ). + Bước cột : 6 ( m ). + Tường dày: 220 ( mm ). IV.2. 3. 2: Các phân xưởng phụ trợ: - Các phân xưởng phụ trợ được xây dựng theo kết cấu bêtông cốt thép toàn khối. 1: Kho nguyên liệu: - Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt: 70%, nguyên liệu thay thế là gạo: 40%, Malt và gạo thường được đóng vào các bao có trọng lượng 50(kg), cứ mỗi m2 xếp được 2 bao, các bao xếp được 8 chồng. Vậy mỗi m2 xếp kho chứa được lượng nguyên liệu là: 2 x 8 x 50 = 800 (kg). - Diện tích sử dụng kho là 75%, kho thường chứa nguyên liệu trong 15 ngày. Lượng nguyên liệu dùng tối đa trong 1 ngày là: 9008 + 3860 = 12868 (kg) - Vậy lượng nguyên liệu cần dự trữ trong 15 ngày là: 12868 x 15 = 193020(kg) + Diện tích kho sử dụng là: 193020 : (800 x 0.75) = 321.7(m2) + Vậy ta xây dựng kho nguyên liệu có kích thước như sau: + Kích thước: Dài x rộng x cao : 18 x 18 x 9 (m x m x m) 2: Kho chứa sản phẩm: - Kho chứa sản phẩm được xây dựng sát cạnh phân xưởng hoàn thiện để thuận tiện cho việc vận chuyển và bảo quản. - Một ngày nhà máy chiết 3200 bock. - Cứ 1m2 kho xếp được 4 bock, mỗi chồng xếp được 3 bock. Vậy 1m2 xếp được 4 x 3 = 12 (bock). - Vậy 3200 bock cần một diện tích kho là: 3200 : 12 = 266.6 (m2) - Vậy diện tích kho chứa sản phẩm là: 324 ( m2 ). - Kích thước: Dài x rộng : 18 x 18 ( m x m) 3: Phân xưởng cơ điện: + Diện tích phân xưởng cơ điện :216(m2). + Kích thước: Dài x rộng x cao : 18 x 12 x 6( m x m x m). 4: Nhà nồi hơi: + Diện tích phân xưởng nồi hơi : 162 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 18 x 9 x 6 ( m x m x m ) 5: Bãi than + bải xỉ: + Diện tích bãi than + bãi xỉ : 324 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 18 x 18 x 6( m x m x m ) 6: Trạm biến áp: + Diện tích trạm biến áp : 36 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 6 x 6 x 6 ( m x m x m ) 7: Nhà để máy phát: + Diện tích nhà để máy phát : 36 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 6 x 6 x 6 ( m x m x m ) 8: Kho chứa vỏ bock: + Diện tích chứa vỏ bock : 324 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 18 x 18 x 6 ( m x m x m ) 9: Gara ôtô: + Diện tích garaôtô : 270 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 30 x 9 x 9 ( m x m x m ) 10: Khu xử lý nước thải: + Diện tích khu xử lý nước thải : 108 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng: 12 x 9 ( m x m ) 11: Khu xử lý nước nấu: + Diện tích khu xử lý nước nấu : 108 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng: 12 x 9 ( m x m ) 12: Bể nước nấu: + Diện tích bể nước nấu : 108 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng: 12 x 9 ( m x m ) 13: Nhà lạnh và thu hồi CO2: + Diện tích nhà lạnh và thu hồi CO2 : 162 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng: 18 x 9 x 6 ( m x m x m ) 14: Nhà hành chính: Được xây dựng thành 3 tầng, mỗi tầng cao 4.2 (m). Mỗi tầng có 6 phòng theo tiêu chuẩn xây dựng + Diện tích nhà hành chính: 216( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 18 x 12 x 9.6 ( m x m x m ) 15: Nhà giới thiệu sản phẩm: + Diện tích nhà giới thiệu sản phẩm : 144 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 12 x 12 x 4.2 ( m x m x m ) 16: Hội trường và nhà ăn ca: Nhà được xây dựng 2 tầng, mỗi tầng cao 4.2(m), hội trường được đặt ở tầng 2, nhà ăn được đặt ở tầng 1 + Diện tích hội trường và nhà ăn ca: 288(m2) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 24 x 12 x 8.4 ( m x m x m ) 17: Nhà vệ sinh và tắm giặt: + Diện tích nhà vệ sinh và tắm giặt: 162 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 18 x 9 x 4.2 ( m x m x m ) 18: Nhà để xe: - Một xe đạp chiếm diện tích 0.9m2 , một xe máy chiếm 2.25 m2 , số người đi xe đạp chiếm 40%, xe máy chiếm 60% 0.9 x 40% x 117/3 + 2.25 x 60% x 117/3 = 67( m2 ) Cộng cả 2 lối đi lại ta có. + Diện tích nhà để xe : 162( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 18 x 9 x 3.5 ( m x m x m ) 19: Phòng bảo vệ: - Phòng bảo vệ được xây dựng ở 1 cổng chính và 2 cổng phụ + Diện tích mỗi phòng bảo vệ là: 12( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao: 4 x3 x 4.2 ( m x m x m ) 20: Khu giải trí: + Diện tích khu giải trí: 288( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 24 x 12 x 4.8 ( m x m x m ) Bảng tổng hợp kích thước các phân xưởng: STT Tên công trình Kích thước: Dài x rộng x cao (m x m x m ) Diện tích(m2) 1 Phânxưởngnấu, lênmen, hoànthiện 60 x 30 x 16 1920 2 Kho nguyên liệu 18 x 18 x 6 324 3 Phân xưởng cơ điện 18 x 12 x 6 216 4 Nhà nồi hơi 18 x 9 x 6 162 5 Bãi than + bải xỉ 18 x 18 x 6 324 6 Trạm biến áp 6 x 6 x 6 36 7 Nhà để máy phát 6 x 6 x 6 36 8 Kho chứa vỏ bock 18 x 18 x 6 324 9 Gara ôtô 30 x 9 x 9 270 10 Khu xử lý nước thải 12 x 9 108 11 Khu xử lý nước nấu 12 x 9 108 12 Bể nước nấu 12 x 9 108 13 Nhà lạnh và thu hồi CO2 18 x 9 x 6 162 14 Nhà hành chính 18 x 12 x 9.6 216 15 Nhà giới thiệu sản phẩm: 12 x12 x 4.2 144 16 Hội trường và nhà ăn ca 24 x 12 x 8.4 288 17 Nhà vệ sinh và tắmgiặt: 18 x 9 x 4.2 162 18 Nhà để xe: 18 x 9 x 3.5 162 19 Phòng bảo vệ: 4 x3 x 4.2 12 20 Khu giải trí: 24 x 12 x 4.8 288 21 Kho sản phẩm 18 x 18 x 6 324 Tổng 5502 Phần vii: Tính kinh tế I: Mục đích và ý nghĩa: 1: Mục đích: - Tính toán kinh tế là một trong những phần quan trọng trong việc thiết kế bất kỳ một công trình hay một nhà máy nào. Dựa vào phần tính kinh tế mà ta có thể định giá được cho sản phẩm sản xuất ra đồng thời ta có thể lên kế hoạch chi phí xây dựng và lắp đặt sao cho hợp lý phù hợp với công nghệ và các phát sinh có liên quan trong quá trình sản xuất từ đó có thể trình lên cơ quan có thẩm quyền xét duyệt. 2: ý nghĩa: - Nó quyết định đến sự thành công hay thất bại của một công trình hay một dự án. - Dựa vào năng suất của nhà máy và các phần như chọn địa điểm xây dựng nhà máy, chọn dây chuyền công nghệ và chọn thiết bị của nhà máy trên cơ sở sao cho phù hợp và đem lạ hiệu quả kinh tế cao nhất. II: Nội dung phần tính toán kinh tế: 1: Vốn đầu tư cho nhà máy: a: Vốn đầu tư thiết bị: STT Tên thiết bị Số lượng Đơn giá (triệuđồng/tbị) Thành tiền (triệu đồng) 1 Cân 2 2 4 2 Máy tời 1 5 5 3 Máy nghiền malt 1 6 6 4 Máy nghiền gạo 1 6 6 5 Nồi hồ hoá 1 200 200 6 Nồi đường hoá 1 400 400 7 Thùng lọc 1 900 900 8 Nồi nấu hoa 1 450 450 9 Máy làm lạnh nhanh 1 15 15 10 Thùng nước nóng 1 40 40 11 Thiết bị rửa men 2 5 10 12 Thiết bị gây men CI 1 3 3 13 Thiết bị gây men CII 1 9 9 14 Thiết bị lên men 15 40 600 15 Máy lọc bia 2 20 40 16 Thiết bị chứa bia 4 15 60 17 Máy rửa bock 1 90 90 18 Máy chiết bock 1 60 60 19 Bơm 13 6 78 20 Cip 4 3 12 21 Máy lạnh 2 100 200 22 Nồi hơi 1 200 200 23 Máy nén 2 60 60 24 Xe ôtô tải 12 80 960 25 Hệ thống nước 500 26 Hệ thống điện 1500 Tổng 6403 - Tổng chi phí ban đầu cho thiết bị là: 6403( triệu đồng). Vậy chi phí cho các thiết bị phụ lấy bằng 10%, chi phí vận tải lắp đặt lấy bằng 15% so với tổng chi phí của thiết bị chính. - Tổng đầu tư thiết bị cho toàn nhà máy là: Vtbị = 6403 x 1.25 = 8003.75 (triệu đồng) b: Vốn đầu tư cho các công trình xây dựng: - Chi phí xây dựng được tính theo đơn vị là 1m2 xây dựng nhân với đơn giá lấy theo kinh nghiệm thực tế theo từng hạng mục công trình. - Tuỳ từng vùng mà giá của các công trình xây dựng khác nhau xong lấy giá chung bình quân là 1.5 triệu đồng/1m2 hạng mục công trình. - Tổng diện tích của các công trình phục vụ sản xuất là: 5502(m2). - Số tiền đầu tư xây dựng các công trình phục vụ sản xuất là: 5502 x 1.5 = 8253 (triệu đồng). - Mặt khác ngoài ra nhà máy còn xây dựng thêm hệ thống cấp thoát nước, vườn hoa... chi phí này lấy bằng 15% so với chi phí xây dựng kể trên. - Vậy tổng số vốn đầu tư cho các công trình xây dựng là: Vxd = 8253 x 1.15 = 9490.95 (triệu đồng). Tổng chi phí đầu tư cho toàn nhà máy( Vốn cố định ): Vcđ = Vtbị + Vxd = 8003.75 + 9490.95 = 17494.7 (triệu đồng). 2: Gía thành cho sản phẩm: a: Chí phí cho nguyên liệu chính: Bảng tính chi phí cho nguyên liệu chính( triệu đồng). STT Tên nguyên liệu Số lượng 103( kg ) Đơn giá (đồng) Thành tiền (triệu đồng) 1 Malt 2252 6000 13512 2 Gạo 965 4000 3860 3 Hoa houblon 18.74 6500 121.81 Tổng(GC) 17493.81 b: Chí phí cho nguyên liệu phụ: - Theo thực tế chi phí nguyên liệu phụ bằng 4% so với chi phí nguyên cho nguyên liệu chính: Gphu = 4% x 17493.81 = 699.75 ( triệu đồng ). c: Chí phí cho nhiên liệu và động lực: Bảng tính chi phí cho nhiên nhiệu và đông lực. STT Tên nhiên liệu Số lượng Đơn giá (đồng) Thành tiền (triệu đồng) 1 Điện (kwh) 757245.8 1200 908.69 2 Than (kg) 1612800 450 725.76 3 Nước (m3) 218349.19 3000 655.05 Tổng(Gd) 2289.49 d: Tiền lương: * Tính tổng số công nhân trong nhà máy: STT Nguyên công Định mức (Người lđ/ca) Số ca/ ngày Số công nhân/ ngày 1 Xử lý nguyên liệu 4 2 8 2 Nấu lọc 3 2 6 3 Gây men 3 2 6 4 Lên men 4 2 12 5 Lọc bia 4 2 8 6 Kiểm tra 2 2 4 7 Công nhân cơ điện 4 2 8 8 Công nhân sửa chữa 6 2 12 9 Máy rửa bock 2 2 4 10 Máy chiết bock 2 2 4 11 Lò hơi 2 2 4 12 Nhà lạnh 3 2 6 13 Xử lý nước 2 2 4 14 Vệ sinh 3 1 3 15 Lái xe 13 1 13 16 Bốc vác 3 2 6 17 Vật tư, nhiên liệu 3 2 6 18 Bảo vệ 3 2 6 19 Quản lí phân xưởng 3 2 6 20 Thường trực 3 2 6 Tổng 128 Số công nhân có mặt trong 1 ngày đêm là: 128 ( người ). Vậy số công nhân có trong danh sách được tính như sau: Số công nhân có trong danh sách bằng số công nhân có mặt cộng với số công nhân khiếm khuyết (10%). Số công nhân có trong danh sách là: 128 x 1.1 = 141 ( người ). * Tính số cán bộ quản lý: - Đảng uỷ và công đoàn : 2 người. - Ban giám đốc : 2 người. - Kỹ thuật công nghệ : 6 người. - Thủ kho : 3 người. - Kế toán : 4 người. - Tổ chức : 4 người. - Tổng cộng : 21 người. - Vậy tổng số công nhân và cán bộ trong nhà máy là: 128 + 21 = 149 (người). * Tính tổng quỹ lương cho nhà máy: - Lương bình quân theo đầu người: 1 triệu đồng/ người/ tháng. - Quỹ tiền lương trong năm: Gl = 1 x 149 x 12 = 1788 ( triệu đồng ). e: Bảo hiểm xã hội: Bảo hiểm xã hội lấy bằng 19% quỹ tiền lương. Gbh = 1788 x 0.19 = 339.72 ( triệu đồng ). f: Chi phí sử dụng nhà xưởng, thiết bị ( Khấu hao tài sản cố định ). + Chi phí sử dụng máy móc ( Ptbị ) lấy bằng 10% so với Vtbị . Ptbị = 0.1 x 8003.75 = 800.375 ( triệu đồng ). + Chi phí sử dụng nhà xưởng ( Pnhà xưỏng ) lấy bằng 10% so với Vxd Pnhà xưỏng = 0.1 x 9490.95 = 949.095 ( triệu đồng ) + Tổng chi phí cho nhà xưởng và thiết bị là: P = Ptbị + Pnhà xưỏng = 800.375 + 949.095 = 1749.47 ( triệu đồng). Tổng tài chính của công ty là: G1 = Gc + Gphụ + Gd + Gl + Gbh + P. G1 = 17493.81 + 699.75 + 2289.49 + 1788 + 339.72 + 1749.47 G1 = 24360.24 ( triệu đồng). - Ngoài các chi phí kể trên thì khi hoạt động nhà máy còn phải thêm 6% chi phí quản lý phân xưởng, 2% chi phí dịch vụ bán hàng, 2% chi phí phát sinh trong quá trình sản xuất: - Vậy G2 = G1 x 1.1 = 24360.24 x 1.1 = 26796.26 ( triệu đồng). g: Tính giá thành sản phẩm: G = G2 - G3 Trong đó: G3 : là tiền nhận được từ việc bán sản phẩm phụ của nhà máy như sữa men, bã malt, lượng CO2 dư thừa. STT Tên sản phẩm Số lượng x 103 Đơn giá (đồng) Thành tiền (triệu đồng) 1 Bã Malt ( kg ) 2870 1000 2870 2 Men sữa ( kg ) 170.4 1000 170.4 3 CO2 dư thừa (lit) 228 3000 684 Tổng(G3) 3904.4 * Vậy tổng chi phí còn lại là: G = G2 - G3 = 26796.26 - 3904.4 = 22891.86 ( triệu đồng). + Do đó: Gía thành một đơn vị sản phẩm là: (đồng/lít). - Căn cứ vào giá bình quân 1 lít bia và giá cả thị trường hàng hoá hiện nay thì việc định giá bán cho 1 lít bia sao cho nhà máy có thể thu được lợi nhuận từ hoạt động sản xuất kinh doanh của mình.Vì vậy ta định giá bán cho sản phẩm là 3000 (đồng/lít). III: Đánh giá hiệu quả kinh tế: 1: Tổng doanh thu của nhà máy: ( Đồng) 2: Doanh thu thuần: - Thuế giá trị gia tăng: Nhà máy bia là một đơn vị sản xuất kinh doanh hàng đặc biệt đã chịu thuế tiêu thụ đặc biệt nên không phải chịu thuế giá trị gia tăng( VAT). - Doanh thu thuần cuả nhà máy: DTT = DT - (Thuế vốn + các khoản trừ + Thuế tiêu thụ ) * Các khoản trừ bao gồm: - Gía bán do chất lượng sản phẩm không đảm bảo và được thoả thuận với khách hàng. - Chiết khấu bán hàng là khoản giảm trừ cho người mua để khuyến khích họ mua liên tục, mua với số lượng lớn, thanh toán đúng hạn.Các khoản này lấy bằng 2% so với doanh thu. * Thuế vốn: Thường lấy bằng 3% so với vốn lưu động và vốn cố định của nhà máy. Vcđ = Vtbị + Vxd = 8003.75 + 9490.95 = 17494.7 (triệu đồng). * Vốn lưu động của nhà máy được tính bằng công thức: . Trong đó: G: Tổng chi phí. n: Số vòng quay năm. - Một chu kì sản xuất của nhà máy là 25 ngày. Vậy số vòng quay năm là: 365/25 = 14.6 (vòng/năm). - Để an toàn ta lấy số vòng quay năm là: 12 vòng/ năm. * Vậy vốn lưu động của công ty là: (triệu đồng). * Thuế vốn : TV= (Vcđ + Vlđ) x 0.03 = (17494.7 + 1907.65) x 0.03 = 582.07(triệu đồng). - Thuế tiêu thụ đặc biệt là 50% doanh thu . * Vậy doanh thu thuần là: DDT = DT x ( 1 - 0.5 - 0.02 ). DDT = 60000 x (1 - 0.5 - 0.02 ) - 582.07 = 28217.92 ( Triệu đồng ). * Tổng lợi nhuận: TLN = DTT - Tổng chi phí. TLN = 28217.92 - 22891.85 = 5326.06 ( Triệu đồng ). 3: Đánh giá chỉ tiêu hiệu quả: * Doanh lợi lao động: (Triệu đồng). * Năng suất lao động: (Triệu đồng). 4: Thời gian thu hồi vốn là: (Năm) = 36 ( tháng) = 1080 ( ngày). * Nhận xét: - Theo kết quả tính toán ở trên ta thấy thời gian thu hồi vốn là 1080 ngày. - Như vậy với giá bán định mức như trên thị trường sẽ chấp nhận được, nhà máy được thiết kế sẽ có hiệu quả kinh tế và thời gian thu hồi vốn nhanh. Phần viii: Xử lý nước thải nhà máy. - Có rất nhiều phương pháp xử lý nước thải trong nhà máy công nghiệp xong đối với nhà máy bia được thiết kế ta chọn phương pháp xử lý sinh học. - Cơ sở của phương pháp này là sử dụng các hoạt động sống của vi sinh vật để phân huỷ các hợp chất hữu cơ có trong nước thải, tuỳ theo phương thức hô hấp của vi sinh vật mà người ta phân biệt: - Phương pháp hiếu khí: Vi sinh vật sử dụng oxy để phân huỷ các hợp chất hữu cơ và một số chất vô cơ, trong quá trình này phải cung cấp đầy đủ lượng oxy cần thiết. - Phương pháp yếm khí: Vi sinh vật phân giải yếm khí các chất hữu cơ, phương pháp này sử dụng chủ yếu để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao hoặc xử lý bùn cặn, bã thải rắn nhờ hệ thống lọc yếm khí. - Trong xử lý nước thải công nghiệp nói chung và nhà máy bia nói riêng thì phương pháp hiếu khí được áp dụng rộng rãi hơn cả. Đặc biệt các quá trình của phương pháp hiếu khí xảy ra ở điều kiện nhân tạo là được ứng dụng nhiều hơn trong việc xử lý nước thải trong nhà máy bia. Phần ix: Vệ sinh và an toàn lao động. I: Vệ sinh: - Công tác vệ sinh trong các nhà máy chế biến thực phẩm là một công việc vô cùng quan trọng, đặc biệt trong nhà máy bia thì các yêu cầu vệ sinh đòi hỏi một cách nghiêm ngặt ở tất cả các khâu. Nếu có một khâu nào đó bị ô nhiễm sẽ dẫn đến những hậu quả khó lường có khi còn làm hỏng sản phẩmvà làm ngừng quá trình sản xuất vì vậy mà nó được coi là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm. - Có rất nhiều yếu tố làm lên vệ sinh: + Vệ sinh cá nhân. + Vệ sinh thiết bị. + Vệ sinh công nghiệp. 1: Vệ sinh cá nhân: * Có các yêu cầu sau: - Không cho phép những người mắc bệnh truyền nhiễm nguy hiểm như: Lao phổi, thương hàn... tham gia trực tiếp sản xuất. - Khi làm việc trong các thiết bị bảo hộ lao động cần phải phù hợp với quá trình sản xuất, gọn gàng, sạch sẽ. - Phòng tắm và phòng vệ sinh luôn sạch sẽ, đảm bảo cho công tác vệ sinh tốt. - Các thiết bị vệ sinh phải đầy đủ như bàn chải, xà phòng, xô chậu ... - Kết hợp với y tế, tổ chức tiến hành các đợt kiểm tra sức khoẻ cho các công nhân sản xuất. - Lập lên những quy định về vệ sinh cá nhân và về các thao tác trong sản xuất, yêu cầu cụ thể trong từng khâu. 2: Vệ sinh thiết bị: * Trong phân xưởng nấu: - Ngay từ khâu nghiền nguyên liệu được trang bị hệ thống chống bụi không làm thất thoát nguyên liệu và không gây ảnh hưởng tới sức khoẻ của công nhân. Các nồi nấu trước và sau khi sử dụng đều phải vệ sinh bằng nước nóng, các thiết bị nấu này cứ sử dụng sau 30 - 40 mẻ nấu ta tiến hành vệ sinh bằng xút có nồng độ 2% phun vào cả trong và ngoài nồi. - Các đường ống dẫn dịch và dẫn nước nấu cũng phải vệ sinh sạch sẽ theo định kỳ. * Trong phân xưởng lên men: - Các thùng bia sau khi đã hết bia đều được xả sạch và diệt khuẩn. Lần 1: Rửa bằng nước sạch cho thải hết lượng bẩn ra ngoài. Lần 2: Rửa bằng dung dịch xút 1-2% tuần hoàn trong 30 phút. Lần 3: Rửa bằng hỗn hợp chất sát trùng có thể là dung dịch thuốc tím hoặc P3 tuần hoàn 15 phút ( có thể rửa lại bằng nước sôi 1000C trong vòng 15 phút). - Đối với các thùng nhân giống, thùng rửa men, thùng bảo quản men, máy lọc bia các đường ống dẫn dịch đều được vệ sinh sạch sẽ sau mỗi lần sử dụng đều phải rửa bằng nước nóng. - Trong sản xuất thì công đoạn lên men được coi trọng vì nếu xảy ra sự cố như làm nhiễm tạp sẽ ảnh hưởng tới chất lượng của bia thành phẩm, ảnh hưởng tới quá trình sản xuất của nhà máy. 3: Vệ sinh công nghiệp: - Các phân xưởng phải đảm bảo vệ sinh sạch sẽ, gọn gàng, thoáng mát, nền nhà phải thoát nước tốt, tránh ứ đọng lại. - Với các công đoạn gây bụi, ồn như nghiền thì phải chú ý đến việc chống bụi, chống ồn đảm bảo sức khoẻ cho công nhân. ở xung quanh nhà máy phải đảm bảo quang đãng, cống rãnh được lưu thông và có lắp đậy cẩn thận. - Đường đi, sân bãi trong nhà máy phải thoáng gọn gàng sạch sẽ tránh bụi bẩn, phải có hệ thống cây xanh và vườn cỏ, vườn hoa để tạo cảnh quan và không khí trong lành cho nhà máy. II: Bảo hộ lao động: - Bảo hộ và an toàn lao động trong sản xuất là một khâu vô cùng quan trọng trong sản xuất vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ người lao độngvà tuổi thọ của máy móc thiết bị. - Các nội quy và an toàn lao động trong nhà máy phải được coi là điều lệnh cần chấp hành nghiêm ngặt. - Người công nhân phải chấp hành tốt các nội quy, quy trình vận hành máy, họ phải được học tập để hiểu rõ trách nhiệm của mình trong công việc thực hiện các quy định về bảo hộ và an toàn lao động cũng như các chuyên môn nghiệp vụ tiên tiến. Đối với nhà máy bia cần chú ý đến một số vấn đề sau: * Chống khí độc trong sản xuất: - Khí độc trong nhà máy chủ yếu là CO2 thất thoát ra trong quá trình lên men chính. Mặc dù trong quá trình thiết kế đã bố trí hệ thống thu hồi 100% ta sẽ tăng được thu nhập của nhà máy. Khi rửa hay sửa chữa các thùng lên men thì do khồi lượng của CO2 lớn hơn không khí nén nên CO2 lắng xuống đáy gây ngạt cho công nhân vì vậy phải kiểm tra đường ống và thiết bị có liên quan. - Ngoài ra còn có lượng CO, CO2 sinh ra từ khói lò, NH3 sinh ra từ hệ thống lạnh cũng là khí độc vì vậy ống khói lò hơi cần đủ cao. * Chống ồn và rung: - Tiếng ồn và rung ảnh hưởng tới sức khoẻ của người công nhân như gây mệt mỏi, mạch đập nhanh, nhịp thở tăng... gây kém tập trung, ảnh hưởng đến thính giác, khả năng làm việc giảm sút. - Cách khắc phục: Thường xuyên tra dầu mỡ vào máy, phát hiện và sửa chữa kịp thời bộ phận cũ hay đã bị mòn. Kết luận - Bản đồ án trên được hoàn thành là sự kết hợp nhuần nhuyễn giữa những kiến thức đã được học dưới sự giảng dạy của các thầy cô giáo và những kiến thức thực tế trong đợt thực tập, tham quan tại các công ty và nhà máy sản xuất bia. - Đồ án bao gồm nhiều phần khác nhau như là Dây chuyền sản xuất, sơ đồ công nghệ sản xuất, tính và chọn thiết bị, tính hơi, nhiệt lạnh, điện, tính kinh tế, tính xây dựng. Mỗi phần có một đặc trưng tính toán riêng xong dưới sự hướng dẫn tận tụy của thầy hướng dẫn GS - TS Hoàng Đình Hoà đã giúp em hoàn thành bản đồ án này. - Tuy nhiên do thời gian còn ngắn và còn thiếu kinh nghiệm thực tế nên bản đồ án này chưa tính toán được một cách thật đầy đủ và chi tiết các khâu nhỏ trong quá trình sản xuất từ nguyên liệu đầu vào cho đến sản phẩm đầu ra. - Vì vậy bản đồ án này vẫn mang tính chất lý thuyết cho nên để ứng dụng được vào thực tế cần phải có các chuyên gia có kinh nghiệm nhận xét và bổ xung thêm để có thể hoàn thiện một cách chi tiết và đầy đủ hơn. - Em xin chân trọng cảm ơn thầy hướng dẫn: GS - TS Hoàng Đình Hoà đã giúp em hoàn thành bản đồ án này. Hải phòng, ngày 10 tháng 7 năm 2006 Sinh viên Hà Phương Thuý Tài liệu tham khảo 1: Công nghệ sản xuất malt và bia. Gs - Ts Hoàng Đình Hoà . NXB: Khoa học và kỹ thuật - Hà Nội năm 2002. 2: Kỹ thuật lạnh thực phẩm. Ts: Nguyễn Xuân Phương . NXB: Khoa học và kỹ thuật. 3: Sổ tay quá trình công nghệ hoá học tập 1. 4: Sổ tay quá trình công nghệ hoá học tập 2. Mục lục: Trang Lời mở đầu 1 Phần I: Lập luận kinh tế và chọn địa điểm xây dựng nhà máy. 3 Phần II: Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ .18 Phần III:.Tính cân bằng sản phẩm. 49 Phần IV: Tính và chọn thiết bị 60 Phần V: Tính hơi, lạnh, điện, nước 77 Phần VI: Tính xây dựng. 127 Phần VII: Tính kinh tế. 135 Phần VIII: Xử lý nước thải. 144 Phần IX: Vệ sinh và an toàn lao động 145 ._.