Khoa: Công nghệ Thực Phẩm – Trường Đại Học Kinh Tế Công Nghiệp CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG SẢN PHẨM 3.1. Thông số ban đầu - Năng suất thiết kế 75 triệu lít/năm bao gồm bia chai 50 triệu lít/năm và bia lon 25 triệu lít/năm. - Nồng độ dịch lên men là 12 0 Bx - Men giống được cấy vào theo tỷ lệ là 10% so với dịch trước lên men - Chế phẩm enzym Termamyl 120L chiềm tỷ lệ 0,1% so với lượng nguyên liệu thay thế là đại mạch − Tổn thất qua các công đoạn: + Tổn thất do nghiền: 2% + Tổn thất do nấu, đường hóa, lọc: 2,5%. + Tổn thất do lắng: 2,5% + Tổn thất do làm lạnh nhanh: 1% + Tổn thất do quá trình lên men chính: 2,5% + Tổn thất do quá trình lên men phụ: 2% + Tổn thất do lọc: 1,5% + Tổn thất do bão hòa CO 2 : 0,5% + Tổn thất do chiết chai: 4% + Tổn thất do chiết lon : 2% 3.2. Tính toán lượng nguyên liệu để sản xuất 1000 lít bia 12 0 Bx. 3.2.1. Tổn thất qua các quá trình Tổn thất trong quá trình chiết chai là 4%. Lượng bia trước khi chiết là : 1000x 100 100 4 − = 1041,67 (lít) Tổn thất trong quá trình bão hòa CO 2 là 0,5%. Lượng bia trước bão hòa là: 1041,67 x 100 100 0,5 − = 1050,75 (lít) Gv: TS. Vũ Thị Ngọc Bích Sv: Hoàng Văn Thiệu 1 Khoa: Công nghệ Thực Phẩm – Trường Đại Học Kinh Tế Công Nghiệp Tổn thất trong quá trình lọc là 1,5%. Lượng bia trước lọc là: 1050,75 x 100 100 1,5 − = 1066,75 (lít) Tổn thất trong quá trình lên men phụ là 2%. Lượng bia non là: 1066,75 x 100 100 2 − = 1088,52 (lít) Tổn thất trong quá trình lên men chính là 2,5% Lượng dịch trước lên men là: 1088,52 x 100 100 2,5 − = 1116,43 (lít) Tổn thất trong quá trình lạnh nhanh là 1%. Lượng dịch trước lạnh nhanh là: 1116,43 x 100 100 1 − = 1127,71 (lít) Tổn thất do lắng xoáy là 2%. Lượng dịch trước lắng xoáy là: 1127,71 x 100 100 2 − = 1150,72 (lít) Dịch đường 12 0 Bx có tỷ trọng là 1,048 kg/l. Khối lượng dịch đường là: 1150,72 x 1,048 = 1205,95 kg 3.2.2. Tính nguyên liệu sản xuất bia chai 12 0 Bx Nguyên liệu sử dụng sản xuất bia chai 12 0 Bx là + Malt: 60% + Đại mạch: 30% + Đường kính tinh luyện: 10% 3.2.2.1. Tính lượng dịch tạo ra từ 100 kg nguyên liệu ban đầu. Tổn thất do nghiền 2%. Lượng bột thu được sau nghiền là: Malt: 60 x ( 98/100) = 58,80 kg Đại mạch: 30 x (98/100) = 29,40 kg Đường tinh luyện: 10 kg Lượng chất khô trong từng nguyên liệu: Gv: TS. Vũ Thị Ngọc Bích Sv: Hoàng Văn Thiệu 2 Khoa: Công nghệ Thực Phẩm – Trường Đại Học Kinh Tế Công Nghiệp Malt có độ ẩm 8%, lượng chất khô trong malt là 58,80 x 100 8 100 − = 54,10 kg Đại mạch có độ ẩm 10,5%, lượng chất khô trong đại mạch là: 29,40 x 100 10,5 100 − = 26,31 kg Đường có độ ẩm 0,04% lượng chất khô là coi như bằng 10 kg. Độ hòa tan thực tế của từng nguyên liệu: - Malt có độ hòa tan là 70%, lượng chất khô hòa tan: 54,10 x 70/100 = 37,87 kg - Đại mạch có độ hòa tan 69,7%, lượng chất khô hòa tan: 26,31 x 69,7/100 = 18,34 kg Tổn thất trong cả quá trình nấu là 2,5%. Lượng chất khô thu được trong dịch là: - Malt: 37,87 x 100 2,5 100 − = 36,92 kg - Đại mạch: 18,34 x 100 2,5 100 − = 17,88 kg - Đường: 10 x 100 2,5 100 − = 9,75 kg Lượng dich 12 0 Bx do từng loại nguyên liệu tạo ra: - Malt: 36,92 x 100/12 = 307,67 kg - Đại mạch: 17,88 x 100/12 = 149 kg - Đường: 9,75 x 100/12 = 81,25 kg Vậy lượng dich đường do 100 kg nguyên liệu tạo ra là: 307,67 + 149 + 81,25 = 537,92 kg Như vậy, lượng nguyên liệu để sản xuất 1000 lít bia chai 12 0 Bx hay 1205,95 kg dịch đường 12 0 Bx là: 1205,95 537,92 x 100 = 224,19 kg Gv: TS. Vũ Thị Ngọc Bích Sv: Hoàng Văn Thiệu 3 Khoa: Công nghệ Thực Phẩm – Trường Đại Học Kinh Tế Công Nghiệp Trong đó: - Malt: 224,19 x 60% = 134,51 kg - Đại mạch: 224,19 x 30% = 67,26 kg - Đường: 224,19 x 10% = 22,42 kg 3.2.2.2.Tính toán lượng bã tạo ra khi sản xuất 1000l bia - Tổn thất do nghiền là 2% - Hiệu suất hòa tan của malt: 92% - Hiệu suất hòa tan của đại mạch: 70% - Độ ẩm của malt: 8% - Độ ẩm của đại mạch: 10,5% Lượng malt và đại mạch sau nghiền: - Malt: 134,51 x 100 2 100 − = 131,82 kg - Đại mạch: 67,26 x 100 2 100 − = 65,92 kg Lượng chất khô hòa tan vao trong dịch đường là; - Malt: 131,82 x 92% = 121,27 kg - Đại mạch: 65,92 x 70% = 46,14 kg Lượng bã khô là: (131,82 + 65,92) – ( 121,27 + 46,14) = 30,33 kg Bã ướt có độ ẩm 80%. Vậy lượng bã thực tế là: 30,33 x 100 80 = 37,91 kg. Lượng nước trong bã: 37,91 – 30,33 = 7,58 kg 3.2.2.3. Tính lượng hoa và men sử dụng - Lượng hoa sử dụng:( g/ lít bia thành phẩm) + Cao hoa: 0,1 g/l + Hoa viên 10%: 0,4 g/l + Hoa thơm 6%: 0,4 g/l Gv: TS. Vũ Thị Ngọc Bích Sv: Hoàng Văn Thiệu 4 Khoa: Công nghệ Thực Phẩm – Trường Đại Học Kinh Tế Công Nghiệp Vậy lượng hoa sử dụng cho 1000l bia là: + Cao hoa: 0,1 x 1000 = 100g + Hoa viên 10%: 0,4 x 1000 = 400g + Hoa thơm 6%: 0,4 x 1000 = 400g - Lượng men sử dụng bằng 10% lượng dịch đi lên men. Vậy lượng men cần sử dụng để sản xuất ra 1000l bia là: 1116,43 x 10% = 111,64 (lít) 3.2.2.4. Tính lượng nước sử dụng trong quá trình nấu - Lượng nước tại nồi hồ hóa. Tỷ lệ bột/nước = 1:4. Vậy lượng nước sử dụng là: 67,26 x 4 = 269,04 lít Lượng dịch tại nồi hồ hóa ( coi 1 lít nước = 1kg ) là: 67,26 + 269,04 = 336,30 kg - Lượng nước tại nồi đường hóa Tỷ lệ bột/nước = 1:3. Vậy lượng nước sử dụng là: 134,51 x 3 = 403,53 lít Lượng dịch do malt và nước tạo ra: 134,51 + 403,53 = 538,04 kg Tổng lượng dịch tại nồi đường hóa: 136,30 + 538,04 = 739,83 kg - Quá trình đun hoa làm bay hơi 10% lượng dịch ban đầu. Lượng dịch trước đun hoa là: 1205,95 x 100/(100-90) = 1339,94 kg - Lượng nước rửa bã: M nước rửa bã = M trước đun hoa - M tổng dịch - M Nước trong bã M nước rửa bã = 1339,94 - 739,83 - 7,58 = 592,53 kg Coi 1 lít nước bằng 1 kg do vậy lượng nước rửa bã là 592,53 lít 3.2.3. Tính nguyên liệu cho sản xuất bia lon Nguyên liệu sản xuất bia lon: - Malt: 80% Gv: TS. Vũ Thị Ngọc Bích Sv: Hoàng Văn Thiệu 5 Khoa: Công nghệ Thực Phẩm – Trường Đại Học Kinh Tế Công Nghiệp - Đại mạch: 20% 3.2.3.1. Tính lượng dịch tạo ra từ 100 kg nguyên liệu ban đầu. Tổn thất do nghiền 2%. Lượng bột thu được sau nghiền là: Malt: 80 x ( 98/100) = 78,40 kg Đại mạch: 20 x (98/100) = 19,60 kg Lượng chất khô trong từng nguyên liệu: Malt có độ ẩm 8%, lượng chất khô trong malt là 78,40 x 100 8 100 − = 72,13 kg Đại mạch có độ ẩm 10,5%, lượng chất khô trong đại mạch là: 19,60 x 100 10,5 100 − = 17,54 kg - Malt có độ hòa tan là 70%, lượng chất khô hòa tan: 72,13 x 70/100 = 50,53 kg - Đại mạch có độ hòa tan 69,7%, lượng chất khô hòa tan: 17,54 x 69,7/100 = 12,23 kg Tổn thất trong cả quá trình nấu là 2,5%. Lượng chất khô thu được trong dịch là: - Malt: 50,53 x 100 2,5 100 − = 49,27 kg - Đại mạch: 12,23 x 100 2,5 100 − = 11,92 kg Lượng dich 12 0 Bx do từng loại nguyên liệu tạo ra: - Malt: 49,27 x 100/12 = 410,58 kg - Đại mạch: 11,92 x 100/12 = 99,33 kg Vậy lượng dịch đường do 100 kg nguyên liệu tạo ra là: 410,58 + 99,33 = 509,91 kg Như vậy, lượng nguyên liệu để sản xuất 1000 lít bia lon 12 0 Bx hay 1205,95 kg dịch đường 12 0 Bx là: Gv: TS. Vũ Thị Ngọc Bích Sv: Hoàng Văn Thiệu 6 Khoa: Công nghệ Thực Phẩm – Trường Đại Học Kinh Tế Công Nghiệp 1205,95 509,91 x 100 = 236,50 kg Trong đó: - Malt: 236,50 x 80% = 189,20 kg - Đại mạch: 236,50 x 20% = 47,30 kg 3.2.3.2.Tính toán lượng bã tạo ra khi sản xuất 1000l bia - Tổn thất do nghiền là 2% - Hiệu suất hòa tan của malt: 92% - Hiệu suất hòa tan của đại mạch: 70% - Độ ẩm của malt: 8% - Độ ẩm của đại mạch: 10,5% Lượng malt và đại mạch sau nghiền: - Malt: 189,20 x 100 2 100 − = 185,42 kg - Đại mạch: 47,30 x 100 2 100 − = 46,35 kg Lượng chất khô hòa tan vào trong dịch đường là; - Malt: 185,42 x 92% = 170,59 kg - Đại mạch: 46,35 x 70% = 32,45 kg Lượng bã khô là: (185,42 + 46,35) – (170,59 + 32,45) = 28,72 kg Bã ướt có độ ẩm 80%. Vậy lượng bã thực tế là: 28,72 x 100 80 = 35,91 kg. Lượng nước trong bã: 35,91 – 28,72 = 7,19 kg 3.2.2.3. Tính lượng hoa và men sử dụng - Lượng hoa sử dụng:( g/ lít bia thành phẩm) + Cao hoa: 0,1 g/l + Hoa viên 10%: 0,4 g/l + Hoa thơm 6%: 0,4 g/l Gv: TS. Vũ Thị Ngọc Bích Sv: Hoàng Văn Thiệu 7 Khoa: Công nghệ Thực Phẩm – Trường Đại Học Kinh Tế Công Nghiệp Vậy lượng hoa sử dụng cho 1000l bia là: + Cao hoa: 0,1 x 1000 = 100g + Hoa viên 10%: 0,4 x 1000 = 400g + Hoa thơm 6%: 0,4 x 1000 = 400g - Lượng men sử dụng bằng 10% lượng dịch đi lên men. Vậy lượng men cần sử dụng để sản xuất ra 1000l bia là: 1116,43 x 10% = 111,64 (lít) 3.2.2.4. Tính lượng nước sử dụng trong quá trình nấu - Lượng nước tại nồi hồ hóa. Tỷ lệ bột/nước = 1:4. Vậy lượng nước sử dụng là: 47,30 x 4 = 189,20 lít Lượng dịch tại nồi hồ hóa ( coi 1 lít nước = 1kg ) là: 47,30+ 189,20 = 236,50 kg - Lượng nước tại nồi đường hóa Tỷ lệ bột/nước = 1:3. Vậy lượng nước sử dụng là: 189,20 x 3 = 567,60 lít Lượng dịch do malt và nước tạo ra: 189,20 + 567,60 = 756,80 kg Tổng lượng dịch tại nồi đường hóa: 236,50 + 756,80 = 993,30 kg - Quá trình đun hoa làm bay hơi 10% lượng dịch ban đầu. Lượng dịch trước đun hoa là: 1205,95 x 100/(100-90) = 1339,94 kg - Lượng nước rửa bã: M nước rửa bã = M trước đun hoa - M tổng dịch - M Nước trong bã M nước rửa bã = 1339,94 - 993,30 - 7,19 = 339,45 kg Coi 1 lít nước bằng 1 kg do vậy lượng nước rửa bã là 339,45 lít. 3.3. Lập kế hoạch sản xuất. Nhà máy thiết kế có năng suất 75 triệu lít/năm. Với hai sản phẩm bia chai 50 triệu lít/năm và bia lon 25 triệu lít/năm. Gv: TS. Vũ Thị Ngọc Bích Sv: Hoàng Văn Thiệu 8 Khoa: Công nghệ Thực Phẩm – Trường Đại Học Kinh Tế Công Nghiệp Một năm sản nhà máy sản xuất trong 324 ngày: - Bia chai sản xuất trong 224 ngày. - Bia lon sản xuất trong 100 ngày. Như vậy một sản lượng cho một ngày là: - Bia chai: 50000000/224 = 223214,29 lít - Bia lon: 25000000/100 = 250000 lít Để thiết kế thiết bị ta phải dựa vào sản lượng cao nhất. Như vậy ta phải thiết kế theo sản lượng bia lon. Một ngày sản xuất 5 mẻ. Vậy mỗi mẻ là: 250000/5 = 50000 lít đối với bia lon 223214,29/5 =44642,86 lít đối với bia chai Một tháng sản xuất 27 ngày xen kẽ giữa bia lon và bia chai theo nhu cầu thị trường. Gv: TS. Vũ Thị Ngọc Bích Sv: Hoàng Văn Thiệu 9 Khoa: Công nghệ Thực Phẩm – Trường Đại Học Kinh Tế Công Nghiệp Bảng nguyên liệu cho bia chai Gv: TS. Vũ Thị Ngọc Bích Sv: Hoàng Văn Thiệu Hạng mục Đơn vị Cho 1000 lít Cho 44642,86 lít Cho 223214,29 lít/ngày Cho 1 năm sx Malt Đại mạch Đường kg kg kg 134,51 67,26 22,42 6000 3003 1001 30025 15013 5004 6725600 3362912 1120896 Hoa houblon viên 10% Hoa houblon cao 6% Cao hoa Termamyl 120L Men giống g g g ml l 400 400 100 6,73 111,64 17857.14 17857.14 4464,285 300,23 519,64 89285,72 89285,72 22321,43 1502,24 24919,64 20000000 20000000 5000000 336500,87 5581999,36 Lượng nước công nghệ Nước dùng hồ hóa Nước dùng đường hóa Nước rửa bã l l l 109,04 403,53 592,53 4867,86 18014,73 23452,23 24339,29 90073,66 132261,16 5452000 20176499,8 29626500,57 10 [...]... Chọn thiết bị lọc bia Nhà máy sử dụng máy ly tâm làm thiết bị lọc bia Sử dụng máy ly tâm đem lại hiệu quả rất cao do không cần đến bột trợ lọc Lượng bia cần lọc trong một ngày là: 260410 (lít) hay 260,41 (m3) Lượng bia mỗi mẻ là: 52082 (lít) = 52,08 (m 3), thời gian lọc một mẻ là 45 phút, hệ số sử dụng là 0,8 Vậy năng suất lọc trong một giờ là: (52,082 x 60)/(45 x 0,8) = 86,80 (m3/h) Chọn một máy ly... 1800 mm − Số lượng là 1 máy 4.1.3 Máy nghiền đại mạch Nhà máy sử dụng phương pháp nghiền khô Lượng malt tối đa của một mẻ là 3003 kg (do lượng đại mạch của bia chai nhiều hơn bia lon nên ta tính thể tích nồi hồ hóa theo lượng đại mạch của bia chai) Gv: TS Vũ Thị Ngọc Bích 13 Sv: Hoàng Văn Thiệu Khoa: Công nghệ Thực Phẩm – Trường Đại Học Kinh Tế Công Nghiệp Thời gian làm việc của máy là 4h/ca, ngày làm... nghệ Thực Phẩm – Trường Đại Học Kinh Tế Công Nghiệp CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ 4.1 Phân xưởng nấu Theo kế hoạch sản xuất của nhà máy và dựa vào tính cân bằng sản phẩm trên cơ sở tháng sản xuất cao nhất của năm để tính khối lượng nguyên liệu cần dùng từ đó chọn thiết bị thích hợp cho từng khâu Như vậy ta dựa vào sản lượng bia lon 4.1.1 Cân nguyên liệu Malt, đại mạch, đường thường được đóng... sử dụng là 100 ± 0,5kg và nhỏ nhất là 5 ± 0,5 kg 4.1.2 Máy nghiền matl Nhà máy sử dụng phương pháp nghiền khô Lượng malt tối đa của một mẻ là 9460 kg Thời gian làm việc của máy là 4h/ca, ngày làm việc 3 ca, ngày nghiền 5 mẻ, thời gian nghiền mỗi mẻ là 2,4h Hệ số sử dụng máy là 0,75 Vậy năng suất máy là: 9460 / (2,4 x 0,75) = 27477,78 (kg/h) Chọn máy nghiền malt với các thông số kỹ thuật sau: − Năng... số sử dụng máy là 85% thời gian chiết 4h Vậy năng suất dây chuyền chiết chai là: N = 165344 / (4 x 0,85) = 51670 (chai/h) Chọn máy chiết chai có các thông số sau: − Năng suất: 52000 chai/h − Số vòi chiết: 80 vòi − Công suất động cơ: 3 kw − Số lượng máy là 1chiếc 4.3.2 Máy rửa chai Dựa vào số liệu của máy chiết chai mà ta đã chọn ở trên ta chọn máy rửa chai có các thông số sau: − Năng suất máy: 52000... của máy 15 m3/h − Số lượng máy 1 chiếc 4.3.3 Máy dập nút chai Năng suất của máy dập nút chai phụ thuộc vào năng suất của máy chiết chai, bởi vậy ta chọn máy dập nút có các thông số sau: − Năng suất 52000 nắp chai/h − Số ống đóng cùng 1 lúc là 16 ống Gv: TS Vũ Thị Ngọc Bích 27 Sv: Hoàng Văn Thiệu Khoa: Công nghệ Thực Phẩm – Trường Đại Học Kinh Tế Công Nghiệp − Công suất động cơ là 3kw − Số lượng máy. .. máy là 1 chiếc 4.3.4 Máy thanh trùng Chọn máy thanh trùng có các thông số ký thuật sau: − Năng suất 52000 chai/h − Công suất 8 kw − Dung tích chai 0,45 lít − Áp suất thanh trùng 1,8 kg/cm2 − Thể tích bể chứa nước 75o là 3 m3 − Thể tích bể chứa nước 65o là 3,2 m3 − Thể tích bể chứa nước 35o là 4 m3 − Thể tích nước lạnh là 7 m3 − Số lượng máy là 1 chiếc 4.3.5 Máy dán nhãn Chọn máy dán nhãn có các thông... toàn bộ của thiết bị là: Ht = H + h1 + h2 = 2880 + 960 + 720 = 4560 (mm) Chọn khoảng cách từ nền nhà đến đáy thiết bị là 1 (m) Chiều cao tổng thể của thiết bị là: 4,56 + 1 = 5,56 (m) Bề dày thép chế tạo là 5 (mm), phần vỏ dày 50 (mm) Vậy đường kính ngoài của thiết bị nấu hoa là: 4800 + (50 x 2) = 4900 (mm) = 4,90 (m) Gọi Hl là chiều cao phần hai vỏ: Hl = 0,8H = 0,8 x 2880 = 2304(mm) Chọn cánh khuấy cong... bộ của thiết bị là: Ht = H + h1 + h2 = 2,814 +0,938 + 0,704 = 4,456 (m) Chọn khoảng cách từ nền nhà đến đáy thiết bị là 1 (m) Chiều cao tổng thể của thiết bị là: 4,456 + 1 = 5,456 (m) Bề dày thép chế tạo là 5 (mm), phần vỏ dày 50 (mm) Vậy đường kính ngoài của thiết bị đường hóa là: 4690 + (50 x 2) = 4790 (mm) = 4,79 (m) Gọi Hl là chiều cao phần hai vỏ: Hl = 0,8H = 0,8 x 2,814 = 2,251 (m) Chọn cánh khuấy... 5072 Khoảng cách từ nền nhà đến đáy thiết bị (mm) 1000 Chiều cao tổng thể của thiết bị (mm) 8450 Bề dày thép chế tạo (mm) Số lượng thùng (chiếc) 4.3 5 5 Phân xưởng chiết chai Gv: TS Vũ Thị Ngọc Bích 26 Sv: Hoàng Văn Thiệu Khoa: Công nghệ Thực Phẩm – Trường Đại Học Kinh Tế Công Nghiệp 4.3.1 Máy chiết chai Lượng bia tối đa để chiết chai trong một ngày là 223214,30 lít = 223,22 m3 Bia đóng vào chai 450ml . lượng nước rửa bã là 339,45 lít. 3.3. Lập kế hoạch sản xuất. Nhà máy thiết kế có năng suất 75 triệu lít/năm. Với hai sản phẩm bia chai 50 triệu lít/năm và bia lon 25 triệu lít/năm. Gv: TS. Vũ Thị. 250000 lít Để thiết kế thiết bị ta phải dựa vào sản lượng cao nhất. Như vậy ta phải thiết kế theo sản lượng bia lon. Một ngày sản xuất 5 mẻ. Vậy mỗi mẻ là: 250000/5 = 50000 lít đối với bia lon 223214,29/5. sản nhà máy sản xuất trong 324 ngày: - Bia chai sản xuất trong 224 ngày. - Bia lon sản xuất trong 100 ngày. Như vậy một sản lượng cho một ngày là: - Bia chai: 50000000/224 = 223214,29 lít - Bia