Thiet Ke Nha May San Xuat Nuoc Giai Khat Len Men

http://www.ebook.edu.vn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -1- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc

Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây ngành công nghệ thực phẩm phát triển rất mạnh,

với sự đa dạng và phong phú về nhiều loại sản phẩm. Sự phát triển không chỉ thể

hiện về mặt số lượng mà cả chất lượng. Mặc dù hiện tại nền kinh tế toàn cầu đang

khủng hoảng, nhưng không vì thế mà ngành công nghệ thực phẩm ngưng lại. Cũng

như, không vì lẽ đó mà nhu cầu của con người thay đổi. Cho nên, để đáp ứng nhu

cầu của xã hội, tôi “Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men với năng suất 32

triệu lít/năm”.

Sản phẩm nước giải khát lên men từ nguyên liệu giàu tinh bột là loại đồ uống

đang rất có tiềm lực phát triển trên thế giới, nhưng ở Việt Nam thì nó còn mới lạ.

Với đặc tính có giá trị dinh dưỡng cao cùng với hương vị đặc trưng và sự mới lạ sẽ

thu hút được sự chú ý của khách hàng.

Mặt khác, nước còn là thành phần không thể thiếu đối với cơ thể mỗi con

người. Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại nước giải khát, nhưng chủ yếu là

nước pha chế giá trị dinh dưỡng không cao, nếu sử dụng nhiều còn ảnh hưởng đến

sức khoẻ. Cho nên, một nhà máy nước giải khát lên men sẽ được xây dựng tại tỉnh

DakLak là điều cần thiết. Không những sẽ đáp ứng được nhu cầu trong nước, mà

còn có thể trở thành sản phẩm xuất khẩu hàng đầu. Thúc đẩy sự phát triển của nền

kinh tế nước nhà, tăng cường sự cạnh tranh với các nước trong khu vực và trên thế

giới, nâng cao đời sống xã hội.



Chương 1

LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế nước nhà, đời sống người dân ngày càng được

nâng cao. Cho nên nhu cầu ăn uống cũng thay đổi theo, con người ngày càng có nhu cầu

thưởng thức các loại sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao và đòi hỏi sự mới lạ của sản phẩm.

Cho nên, việc xây dựng nhà máy nước giải khát lên men vào lúc này là điều rất

cần thiết. Để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong và ngoài nước, tạo sự cạnh tranh trên thị

trường và làm phong phú, đa dạng các mặt hàng nước giải khát.

Daklak có thể nói là một thành phố rất nhiều tiềm năng, đang trên đà phát triển.

1.1. Đặc điểm tự nhiên

Nhà máy được đặt gần trục đường quốc lộ 14, gần nhà máy bia Sài Gòn-

Daklak, thuận lợi về mặt giao thông.

Đặc điểm thổ nhưỡng rất tốt, cấu tạo chủ yếu là đất đỏ bazan.

Khí hậu Daklak tương đối ôn hoà, nhiệt độ trung bình hàng năm 23 ÷ 240C, mang

đặc trưng của khí hậu nhiệt đới gió mùa cao nguyên và chia thành hai mùa rõ rệt.

Hướng gió chủ đạo là hướng Tây Nam [14].

1.2. Vùng nguyên liệu

Nguồn nguyên liệu dùng cho sản xuất của nhà máy chủ yếu là ngô, malt,

đường,... Ngô được mua về từ các tỉnh lân cận. Đường được mua từ các nhà máy

đường Krông Bông, Gia Lai, Quảng Ngãi, Phú Yên. Malt được nhập từ Úc và được

bảo quản trong kho sử dụng dần.

1.3. Hợp tác hoá

Để thuận tiện cho việc thu mua nguyên liệu cũng như tiêu thụ sản phẩm, phế

phẩm trong quá trình sản xuất của nhà máy, cần hợp tác với các nhà máy ở trong và

ngoài tỉnh để ổn định nguồn cung cấp, tiêu thụ cho quá trình sản xuất. Việc hợp tác

với các nhà máy sẽ làm giảm chi phí vận chuyển, sản xuất, hạ giá thành sản phẩm.

1.4. Nguồn cung cấp điện

Nhà máy sử dụng nguồn điện quốc gia, qua trạm biến áp 220/380V. Ngoài ra,

nhà máy còn bố trí máy phát điện dự phòng.



1.5. Nguồn cung cấp hơi Nguồn cung cấp nhiệt cho nhà máy là hơi đốt lấy từ lò hơi riêng của nhà máy. 1.6. Nhiên liệu Nhiên liệu dùng để đốt nóng lò hơi, xăng dùng cho ôtô. 1.7. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước Đối với nhà máy sản xuất nước giải khát, nước là vấn đề quan trọng, trong sản phẩm nước chiếm trên 90%, chất lượng nước có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm và sức khoẻ của người tiêu dùng. Nguồn cung cấp nước chính cho nhà máy được lấy từ nguồn nước của thành phố. 1.8. Thoát nước Nước từ nhà máy thải ra chảy xuống cống thoát và tập trung về bể gom. Sau đó qua hệ thống xử lý nước thải của nhà máy, xử lý cho đến khi đạt yêu cầu mới thải ra ngoài. 1.9. Giao thông vận tải Giao thông là vấn đề quan trọng trong việc nhập nguyên liệu cũng như xuất sản phẩm. 1.10. Thị trường tiêu thụ Ban Mê Thuột là thành phố trọng điểm của khu vực Tây Nguyên. Do có tuyến giao thông phân bố rộng khắp ra Bắc vào Nam, nên việc phân bố và tiêu thụ sản phẩm trên toàn nước dễ dàng hơn. Tăng sức mạnh cạnh trên thị trường và mở rộng thị trường quốc tế. 1.11. Nguồn nhân lực

Daklak nằm giữa cao nguyên Nam Trung Bộ, Cùng với các điều kiện thuận lợi

về đất, rừng, tài nguyên khoáng sản, đây chính là một lợi thế quan trọng về phát triển

kinh tế, xã hội, khoa học - công nghệ, môi trường, an ninh quốc phòng và giao lưu

hàng hóa... giữa Daklak với các thị trường trong nước và quốc tế, cho phép tỉnh xây

dựng và phát triển một nền kinh tế mở. Cho nên, có khả năng thu hút nguồn nhân lực

dồi dào của các tỉnh thành lân cận của duyên hải Miền Trung, Tây Nguyên.

Tóm lại: Với những ưu thế của thành phố Ban Mê Thuột nói riêng và Khu vực Tây Nguyên nói chung, việc xây dựng nhà máy nước giải khát lên men là hoàn toàn có cơ sở. Nó vừa thúc đẩy sự phát triển kinh tế, vừa góp phần giải quyết việc làm, đảm bảo đáp ứng được nhu cầu của thị trường.



Chương 2 GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU

Nguyên liệu chủ yếu dùng để sản xuất nước giải khát lên men là malt, ngô, đường, nước và một số phụ gia khác. 2.1. Nguyên liệu 2.1.1. Malt

Vai trò [4, tr 112]: Malt cùng với ngô là hai nguyên liệu chính tạo nên hương vị đặc trưng cho sản

phẩm. Trong đó, malt giữ vai trò rất quan trọng về mặt giá trị dinh dưỡng cũng như

giá trị cảm quan. Ngoài ra, trong malt còn có các enzym thuỷ phân tinh bột và protein

cho nên nó còn có vai trò quan trọng trong quá trình đường hóa, dịch hóa, đạm hóa.

Bảng 2.1. Thành phần hóa học của malt (tính theo phần % chất khô).

Yêu cầu về chất lượng:

Malt dùng để sản xuất phải là loại malt vàng có màu sắc sáng bóng, có mùi

thơm đặc trưng của malt, có vị ngọt dịu, không có mùi vị lạ, không mốc. Độ chiết

của malt khoảng 75÷82%.

Trạng thái: Hạt khô, rời, không bốc nóng hay trương nở, hạt có kích thước đều, không lẫn sạn đá, sâu mọt hay mầm rễ sót. Độ ẩm: Độ ẩm cho phép khi bảo quản phải nhỏ hơn 6%.

Thành phần Hàm lượng (%) Thành phần Hàm lượng (%) Tinh bột 58 Chất chứa nitơ 10

Sacaroza 5 Xenluloza 6

Đường khử 4 Chất béo 2,5

Pentozan không hòa tan và hexozan

9 Pentozan hoà tan 1

Chất khoáng 2,5



Nguồn thu nhận và bảo quản malt: Malt dùng để sản xuất được nhập khẩu từ Úc, sau khi về đến nhà máy malt có thể là đưa vào sản xuất ngay và đưa vào kho bảo quản để đảm bảo cung cấp nguyên liệu ổn định cho quá trình sản xuất. Malt được chứa trong bao và chất thành đống bảo quản đảm bảo cách ẩm tốt. Thời gian malt lưu lại trong kho không quá một tháng. Trong quá trình bảo quản phải thường xuyên kiểm tra, đề phòng các hiện tượng làm hư hại hạt. 2.1.2. Ngô

Vai trò: Làm giảm lượng malt sử dụng, để giảm giá thành sản phẩm. Đồng thời cũng tạo nên hương vị đặc trưng của sản phẩm.

Đặc tính của hạt ngô [1, tr 63]:

Có phôi khá lớn, chiếm khoảng 9-15% trọng lượng hạt. Độ ẩm khoảng 10÷11%.

Do đó, ngô ngoài vai trò tạo giá trị cảm quan cho sản phẩm, thì nó còn là

nguồn cung cấp cơ chất cho quá trình lên men.

Bảng 2.2. Thành phần hoá học của ngô (% theo chất khô).

Glucid (%) Protit(%) Chất béo(%) Celluloza(%) Tro(%)

66÷70 10÷12 5÷5,5 2÷2,5 1,5÷2

Yêu cầu [1, tr 63]: Vì chất béo có trong phôi với hàm lượng khá cao (23÷45% trọng lượng phôi) nên thường làm giảm chất lượng kỹ thuật của sản phẩm, làm cho sản phẩm dễ bị oxy hóa gây mùi khó chịu. Do đó khi dùng ngô làm nguyên liệu yêu cầu cần phải tách phôi.

Bảo quản ngô: Ngô được thu mua cho vào bao tải vận chuyển về nhà máy và bảo quản trong kho nguyên liệu. Độ ẩm của ngô phải luôn luôn nhỏ hơn 13%, thời gian bảo quản không quá một tháng.

2.1.3. Đường

Đường sử dụng để phối chế dịch lên men dưới dạng xirô nồng độ 65%, có vai

trò cung cấp cơ chất ban đầu cho quá trình lên men.

Chất lượng đường sử dụng phải đảm bảo các yêu cầu sau:



Bảng 2.3. Một số chỉ tiêu chất lượng của đường.

Chỉ tiêu Đường kính loại 1, (%) Đường kính loại 2, (%)

Hàm lượng sacaroza ≥ 99,65 ≥ 99,45

Độ ẩm < 0,07 < 0,12

Hàm lượng chất khử < 0,15 < 0,17

Hàm lượng tro < 0,10 < 0,15

Đường dùng để sản xuất phải là đường kính trắng, với chỉ tiêu chất lượng đường

như vậy thì ta có thể thu mua từ các nhà máy đường trong tỉnh và các tỉnh lân cận như

Quảng Ngãi, Phú Yên.

Đường chứa trong các bao PE kín, sau khi thu mua từ các nhà máy về được

đưa vào bảo quản trong kho. Kho phải có bệ cách nền 0,2m để tránh trường hợp

đường bị ẩm trở lại. Thời gian bảo quản không quá 1 tháng.

2.2. Chất hỗ trợ kĩ thuật

2.2.1. Chế phẩm enzyme [4, tr 110]

Nhà máy sử dụng loại Termamyl, dạng lỏng, chịu nhiệt độ cao, được sản xuất

từ vi sinh vật Bacillus lichenfomis. Tên thương mại thường gặp trên thị trường là

Termamyl 120L.

Mục đích sử dụng: Tăng cường khả năng thủy phân tinh bột, rút ngắn thời gian

thơm hóa.

Đặc tính của Termamyl 120L: Có khả năng thủy phân tinh bột ở nhiệt độ rất cao

95÷1000C, còn ở nhiệt độ 105÷1080C thì chúng bị giảm hoạt tính nhưng không vô

hoạt hoàn toàn. Giá trị pH hoạt động của chúng nằm trong vùng acid yếu: 5,8÷6,2.

Nhà máy sử dụng chế phẩm enzyme này với tỉ lệ là 0,05% so với khối lượng ngô.



2.2.2. Hóa chất

2.2.2.1. Acid Citric

Vai trò của acid citric:

Trong sản xuất nước giải khát lên men, dùng acid citric để chuyển hóa đường

saccaroza thành đường nghịch đảo trong quá trình nấu xirô, làm tăng độ ngọt chung

cho xirô và chống sự hồi đường.

Bảng 2.4. Chỉ tiêu của acid citric dùng trong thực phẩm

(Rehm và cộng sự, 1996) [7.39].

Tên chỉ tiêu Đơn vị đo Mức qui định

Hàm lượng acid citric % Không thấp hơn 99,5

Tro % Không vượt quá 0,05

Chì mg/kg Không vượt quá 10

Arsen mg/kg Không vượt qua 3

Sulphate % Không phát hiện

Bảo quản citric:

Acid citric ở dạng bột, được đóng gói trong bao PE và chứa trong các thùng

cactông, được bảo quản trong kho nguyên liệu của nhà máy.

2.2.2.2. CO2

Vai trò [7, tr 67-68]:

Carbon dioxide có chức năng góp phần tạo nên mùi vị đặc trưng cho sản phẩm.

Ngoài ra, sự có mặt của CO2 trong thức uống còn có tác dụng ức chế sự phát triển của

nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau, giúp kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.

CO2 là khí không màu, không mùi và không duy trì sự cháy.

Trong nhà máy để bão hòa CO2 cho sản phẩm, người ta có thể sử dụng carbon

dioxide từ 2 nguồn khác nhau:

CO2 thu hồi từ quá trình lên men ngay trong nhà máy, sau đó đưa qua hệ

thống xử lý.



CO2 thực phẩm mua từ các nhà máy Bia lân cận như: Sài Gòn – Daklak,

Poster, Quảng Nam, Huda Huế.

Một số chỉ tiêu chất lượng quan trọng của CO2 [4, tr 71]:

Chỉ tiêu cảm quan: không màu, không mùi.

Chỉ tiêu hóa lý:

Lượng CO2: không nhỏ hơn 99,8%.

Lượng nước không lớn hơn 0,1%.

Bảo quản CO2: Carbon dioxide được chứa trong các dụng cụ chuyên dụng,

làm bằng thép và chịu áp lực cao.

2.2.2.3. Bột trợ lọc Diatomit

Vai trò:

Làm tăng hiệu quả của quá trình lọc, làm cho dung dịch sau lên men trong hơn.

Các thông số đánh giá chất lượng của bột diatomit:

- Độ thẩm thấu - Độ xốp - Tổn thất khi nung - Thành phần chất tan

Thu mua và bảo quản:

Bột trợ lọc diatomit có thể đặt hàng mua ở các cơ sở trong nước, bột này chứa sẵn

trong các bao chuyên dùng nên ta chỉ cần đưa vào kho bảo quản, đảm bảo khô thoáng.

2.2.2.4. NaOH [4, tr 106]

Vai trò: Được sử dụng để vệ sinh máy móc, thiết bị và rửa chai.

Yêu cầu kĩ thuật:

NaOH > 96% NaCl < 1,5% Fe2(CO)3 < 0,2%

Thu mua và bảo quản: Có thể mua ở các cơ sở cung cấp hóa chất công

nghiệp và bảo quản trong kho khô ráo, thoáng mát.

2.3. Vi sinh vật giống

Giống đóng vai trò quyết định trong quá trình lên men:



Quyết định đến năng suất và hiệu suất lên men.

Chất lượng sản phẩm.

Ngoài ra, một giống tốt còn có tác dụng giảm vốn đầu tư cho sản xuất và giá

thành sản phẩm.

2.3.1. Nấm men

Vai trò: chuyển hóa đường thành rượu, CO2 và các sản phẩm phụ khác.

Các đặc tính cơ bản mong muốn có đối với giống nấm men [8]:

Tốc độ lên men nhanh.

Sử dụng đường có hiệu quả.

Có khả năng chịu cồn, áp suất thẩm thấu, oxy, nhiệt độ và nồng độ CO2.

Sản phẩm tạo ra có hương vị đặc trưng cho sản phẩm.

Giống phải cho ra sản phẩm mà ta mong muốn, sản phẩm này phải có số

lượng và chất lượng cao hơn các sản phẩm phụ khác.

Giống phải cho năng suất sinh học cao. Năng suất sinh học quyết định cả vốn

đầu tư và giá thành sản phẩm.

Phải có khả năng đồng hóa các nguyên liệu rẽ tiền và dễ kiếm.

Nhà máy sử dụng chủng nấm men thuộc họ Sacharomyces minor để tiến

hành lên men. Điều kiện tối ưu của chủng nấm men là lên men ở nhiệt độ 25÷300C

và pH = 5÷5,5.

2.3.2. Vi khuẩn Lactic

Vai trò:

Nước giải khát lên men yêu cầu có một độ chua nhất định, nên việc sử dụng vi

khuẩn lactic là để tạo vị chua và hương thơm cho sản phẩm.

Yêu cầu:

Vi khuẩn lactic sử dụng phải có khả năng cộng sinh với nấm men và cũng cần

đảm bảo được các yêu cầu chung của vi sinh vật giống.



Chương 3 DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

3.1. Dây chuyền công nghệ sản xuất

Nấu xirô nồng độ 65%

Kiểm tra và dán nhãn

Lọc

Ngô

Tách phôi

Hồ hoá

Đường

Đường hoá

Thơm hoá

Đạm hoá

Nghiền

Lên men

Malt

Nghiền

Đạm hoá và đường hoá

Phối chế dịch lên

Làm lạnh và lọc trong

Thanh trùng và làm nguội

Lọc và rửa bã

Giống đã hoạt hoá

Giống

Ổn định

Chiết rót Rửa

Chai bẩn CO2

Thanh trùng

Thành phẩm

70%

30%



3.2. Thuyết minh dây chuyền sản xuất

3.2.1. Làm sạch

3.2.1.1. Mục đích

Loại bỏ những phần không có giá trị và có thể gây ảnh hưởng xấu đến chất

lượng sản phẩm cũng như công nghệ sản xuất ra khỏi nguyên liệu.

3.2.1.2. Tiến hành

Malt và ngô theo các đường vận chuyển khác nhau, được đưa đến 2 sàng làm

sạch riêng biệt. Ở đây, các tạp chất được tách hết khỏi nguyên liệu. Sau đó, malt được

vận chuyển đến máy nghiền, còn ngô thì được đưa sang nghiền sơ bộ và tách phôi.

3.2.1.3 . Tách phôi ngô [5, tr 102]

Mục đích:

Phôi ngô là bộ phận dễ bị phá hại nhất của hạt ngô, được cắm sâu vào trong lõi

ngô, có khả năng hút ẩm cao và đặc biệt hàm lượng béo rất cao. Cho nên phải tách

phôi để tránh sự ảnh hưởng của chất béo đến hoạt động của nấm men.

Nghiền sơ bộ hay còn gọi là quá trình đập vụn nhằm mục đích phá vỡ hạt

thành mảnh để tách phôi dễ dàng, đồng thời thu được tỉ lệ bột cao hơn.

Tiến hành:

Phôi ngô sau khi ngâm trở nên đàn hồi, liên kết với nội nhũ yếu đi và khi nghiền

trong điều kiện nhất định phôi sẽ tách rời với các mảnh nội nhũ và không bị vụn nát.

Để nghiền sơ bộ, ta dùng máy nghiền búa có kích thước lỗ sàng lớn hơn máy

dùng để nghiền ngô cấp cho nồi nấu.

• Cấu tạo của máy nghiền búa gồm:

1- Phễu chứa nguyên liệu

2- Trục phân phối nguyên liệu

3- Máng trượt

4- Roto

5- Sàng

6- Không khí vào

7- Hạt vào bộ phận nghiền

8- Búa Hình 3.1. Nguyên lý vận hành

máy nghiền búa [4, tr 160].



9- Bột nghiền ra

10- Sàng chống rung

• Nguyên lý hoạt động của máy nghiền búa:

Hạt ngô từ phễu chứa nguyên liệu số (1), được đưa vào khoang nghiền qua

trục phân phối liệu số (2), máng trượt số (3) và cửa vào số (7). Tại đây dưới tác

động của lực va đập giữa ngô hạt với các búa, sẽ làm cho ngô bị vỡ ra làm nhiều

mảnh và lọt qua lỗ sàng có kích thước lớn, đặc biệt là nó không làm nát vụn phôi.

Sau đó, hỗn hợp gồm phôi và các mảnh ngô được đưa ra ngoài qua cửa tháo liệu và

chuyển sang xiclon nước để tách phôi.

Để tách phôi thường dùng xiclon nước dựa theo sự khác nhau về tỷ trọng giữa

phôi và các mảnh nội nhũ. Biết rằng phôi chứa khoảng 50 ÷55% chất béo (tính theo

phôi khô) nên tỷ trọng của phôi nhỏ hơn tỷ trọng các mảnh nội nhũ.

3.2.2. Nghiền nguyên liệu


Nghiền theo các mức độ khác nhau tùy thuộc vào loại nguyên liệu sử dụng,

nhưng mục đích chung của nghiền là phá vỡ cấu trúc hạt, tạo điều kiện thuận lợi để

khi đường hóa thu được nhiều chất hòa tan nhất có lợi cho quá trình sản xuất và

chất lượng thành phẩm. Hạn chế các chất không có lợi tan vào dịch đường và sử

dụng tốt nhất các thành phần của nguyên liệu.

3.2.2.2. Nghiền malt

Phần nội nhũ của malt là nguồn cung cấp cơ bản các chất hòa tan cho dịch đường.

Còn vỏ trấu được sử dụng như một chất trợ lọc dịch đường và hạn chế các chất

hòa tan của nó tan vào dịch đường (gây mùi vị không tốt), do đó chỉ nên nghiền dập

không nên nghiền mịn, đảm bảo tách hết nội nhũ khỏi vỏ. Trước khi nghiền nên

phun một ít nước vào malt.

Khi nghiền cần giữ cho vỏ malt càng ít nát càng tốt. Vì vỏ malt nghiền càng mịn thì các chất không có lợi trong vỏ sẽ chuyển vào dịch đường càng nhiều và sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm. Mặt khác vỏ nghiền càng mịn thì quá trình lọc xảy ra chậm. Nhà máy sử dụng máy nghiền bốn trục một sàng.



Nguyên lý cấu tạo của máy nghiền trục [3, tr 55].

• Cấu tạo: 1- Phễu cấp liệu 2- Trục rải liệu 3- Trục nghiền 4- Cửa tháo sản phẩm

Hình 3.2. Cấu tạo máy nghiền trục.

• Nguyên lý làm việc: Nguyên liệu từ phễu cấp liệu số (1) qua trục rải liệu số (2). Cơ cấu này cung cấp vật liệu đều đặn cho trục nghiền và luôn hướng vật liệu đi vào khe hở giữa hai trục nghiền. Sau khi được nghiền đến kích thước theo yêu cầu, sản phẩm được tháo ra ngoài qua cửa số (4).

3.2.2.3. Nghiền ngô

Ngô sau khi đã tách phôi, được chuyển đến máy nghiền búa để thực hiện quá

trình nghiền mịn. Ngược lại với malt thì ngô có yêu cầu là nghiền càng mịn càng

tốt, để chiết được nhiều nhất các chất hòa tan có trong hạt ngô.

Do đặc tính của nguyên liệu và yêu cầu của sản phẩm sau nghiền nên nhà máy

sử dụng máy nghiền búa để nghiền ngô.

Cấu tạo của máy nghiền búa gồm [4-164]: 1- Phễu chứa nguyên liệu 2- Trục phân phối nguyên liệu 3- Máng trượt 4- Roto 5- Sàng 6- Không khí vào 7- Hạt vào bộ phận nghiền 8- Búa 9- Bột nghiền ra 10-Sàng chống rung

Hình 3.3. Nguyên lý vận hành máy nghiền búa.



Nguyên lý hoạt động:

Ngô từ phễu chứa nguyên liệu (1) sẽ được trục phân phối nguyên liệu (2) điều

chỉnh lượng nguyên liệu rơi lên máng trượt số (3) và đi qua cửa số (7) vào khoang

nghiền bên trong. Tại đây, các búa (8) quay xung quanh trục roto số (4), tạo ra lực

va đập giữa búa với nguyên liệu và giữa chính các hạt. Do vậy mà hạt bị đập nhỏ ra,

ở đây có quạt thông gió thổi mạnh. Hạt được nghiền mịn sao cho các hạt bột chui

qua lỗ sàng của lưới sàng số (5) và đi ra ngoài qua cửa tháo liệu số (9).

Ưu điểm: Năng suất đường hóa tăng, cặn tạo thành ít hơn.

Nhược điểm: Khi nghiền bụi bay ra nhiều.

3.2.3. Nấu nguyên liệu

Nấu là quá trình quan trọng nhất trong quá trình sản xuất dịch lên men.

Mục đích của nấu là chuyển các chất từ trạng thái không tan sang trạng thái

hòa tan nhờ tác động của enzyme.

Quá trình nấu gồm: Hồ hoá, đạm hoá, đường hoá và thơm hoá.



3.2.3.1. Sơ đồ nấu Nồi thơm hoá Nồi đường hoá

Nâng lên 800C trong 20ph



Giữ ở 520C trong 20ph






Hoà trộn 10ph

Giữ 20 phút

Hoà trộn 10ph

Giữ 30ph

Giữ 60ph

Hoà trộn 10ph

Giữ 20 phút

Hoà trộn 10ph

Giữ 30ph

Hội cháo 10ph

Bột malt

Nước lạnh

30% 70%

Nước nóng 620C

50% 50% Bột ngô

Bơm đi lọc

Termamyl



10

10 30 60 80 90 100 110 120 140 150 160 180 190 220 230 270 280

60

50

70

80

Nhiãût âäü (0C)

130

170 285

Thåìi gian (phuït)

3.2.3.2. Tiến hành Nồi thơm hoá:

• Cấu tạo 1- Cửa nạp liệu 2- Thân 3- Ống dẫn hơi đốt 4- Ống xã nước ngưng 5- Cửa tháo dịch đường 6- Cánh khuấy Hình 3.4. Nguyên lý hoạt động của nồi thơm hóa.

Đồ thị nâng và giữ nhiệt của quá trình nấu

Nấu ở nồi thơm hóa ------------- Nấu ở nồi đường hóa



• Tiến hành: Trước hết là phải tiến hành vệ sinh nồi thơm hoá, rồi cho 50% bột ngô cùng

với nước vào qua cửa nạp liệu số (1), nước nóng 620C hoà trộn trong 10 phút. Tỷ lệ

nước/bột ngô là 5lít/1kg bột ngô. Trong quá trình hoà trộn cánh khuấy (6) hoạt động

liên tục, sau đó nâng nhiệt độ khối dịch lên 800C trong 20 phút nhờ hơi cấp qua ống

dẫn hơi đốt (3) và giữ ở nhiệt độ này trong 20 phút để quá trình hồ hoá và dịch hoá

tinh bột xảy ra. Tiếp đó, hoà tiếp nước lạnh với bột malt cho vào các nồi với tỉ lệ

như sau: Tỉ lệ nước/ bột malt = 4 lít nước/1kg bột malt, 30% bột malt vào nồi thơm

hóa. Tiến hành hoà trộn trong 10 phút để đạt nhiệt độ 520C và giữ ở nhiệt độ này

trong 20 phút để thực hiện quá trình đạm hoá. Tiếp theo nâng nhiệt độ của dịch lên

900C trong thời gian 40 phút, bổ sung 0,05 % Termamyl và giữ ở nhiệt độ này trong

30 phút để thực hiện quá trình đường hoá. Sau đó, tiếp tục nâng nhiệt độ lên 1300C

trong 20 phút và giữ ở nhiệt độ này trong 60 phút để tiến hành thơm hoá rồi đưa đi

hội cháo qua cửa số (5). Hơi sau khi cấp nhiệt ngưng tụ lại và theo ống xả nước

ngưng số (4) ra ngoài.

Nồi đường hoá:

Đường hoá là quá trình thủy phân tinh bột thành đường và các dextrin có phân

tử lượng khác nhau.

• Cấu tạo

1- Cửa nạp liệu 2- Ống thoát hơi 3- Thân 4- Cánh khuấy 5- Ống dẫn hơi đốt 6- Ống xả nước ngưng 7- Cửa tháo dịch đường

Hình 3.5. Nguyên lý hoạt động của nồi đường hóa.

• Tiến hành Quá trình hồ hóa, dịch hoá, đạm hoá, đường hoá được tiến hành giống như nồi

thơm hoá với 50% bột ngô và 70% bột malt còn lại của một mẻ.

2 3

4

7 6

5

1



Trước tiên, 50 % bột ngô còn lại cùng với nước nóng 620C được nạp qua cửa

số (1), hòa trộn 10 phút nhờ cánh khuấy số (4). Tiếp đến nâng nhiệt lên 800C trong

20 phút nhờ hơi đốt cấp theo ống số (5), ta cũng giữ ở nhiệt độ này trong 20 phút.

Sau đó, hoà 70 % bột malt còn lại cùng với nước lạnh trong 10 phút và giữ ở 520C

trong 20 phút. Cuối cùng, nâng lên 630C trong 10 phút và giữ 30 phút, rồi chuyển

dịch đường từ nồi thơm hóa sang hội cháo trong 10 phút. Giữ 750C trong 40 phút,

rồi nâng lên 780C trong 5 phút và chuyển dịch đường qua cửa (7) bơm đi lọc.

3.2.4. Lọc và rửa bã


Sau khi đường hóa ta thu được dung dịch có những chất hòa tan và không tan

khác nhau. Cho nên chúng ta phải lọc để thu được dịch chứa các chất tan để chuẩn

bị cho quá trình phối chế dịch lên men và loại bỏ bã.

3.2.4.2. Tiến hành Cấu tạo

1- Ống dẫn dung dịch cần lọc vào thiết bị 2- Vấu lồi 3- Khung 4- Bản 5- Vải lọc 6- Van dẫn dịch lọc 7- Máng hứng 8- Tay quay

Hình 3.6. Thiết bị lọc khung bản [3-95].

Nguyên lý hoạt động Dung dịch cần lọc sau khi nâng lên 780C được bơm vào thiết bị đi qua các

khe và chứa đầy khoảng trống bên trong của tất cả các khung (3). Nhờ áp lực bơm

vào mạnh nên nước lọc được được thấm qua các lỗ nhỏ của vải lọc (5), chảy theo

các rãnh trên bề mặt bản (4) xuống phía dưới và được tháo ra ngoài qua van số (6).



Nước lọc được tập trung tại máng hứng và chuyển sang công đoạn khác. Còn bã

được giữ lại trên bề mặt vải lọc và được tiến hành rửa bã.

Quá trình rửa bã được tiến hành như sau: nước rửa bã được bơm vào theo chiều

ngược lại với quá trình lọc (không thể vào theo đường dịch hèm vào) nếu không nước

sẽ theo đường ngắn nhất qua đường phía trên vải lọc và chảy ra ngoài mà không rửa

bã. Nước rửa được bơm theo đường tạo thành phía dưới khung chảy qua vải lọc rồi qua

bã trong khung và ra ngoài theo đường trên tấm bản sau đó.

Cuối cùng là quá trình tháo bã: phải tháo rời khung và bản, bã rơi xuống

máng phía dưới và đưa ra ngoài.

3.2.5. Phối chế dịch lên men

3.2.5.1. Chuẩn bị xirô

Đường trước khi phối chế vào dịch lên men phải được nấu thành dạng xirô đường có nồng độ 65%. Mục đích: Tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phối chế. Quá trình nấu xirô gồm hai giai đoạn: Hòa tan đường và chuyển hóa đường thành xirô.

Giai đoạn hòa tan đường được tiến hành trong nồi nấu 2 vỏ, chứa nước 620C và được đun đến sôi, cánh khuấy hoạt động liên tục. Sau khi hòa tan hết đường, ngừng khuấy và tiến hành tách bọt cùng với các tạp chất nổi trên bề mặt dung dịch. Thời gian sôi khoảng 5 phút, để tránh trường hợp đường bị caramen hóa.

Giai đoạn thứ hai là giai đoạn chuyển hóa đường tiến hành như sau: Dịch đường thu được ở giai đoạn trên được làm nguội đến 800C, rồi cho acid citric vào với tỉ lệ 120g/100kg đường, khuấy đều và giữ ở nhiệt độ này khoảng 2 giờ.

Axit citric được pha thành dung dịch nồng độ 25%. Xirô đường sau khi nấu xong phải đem đi lọc trong thiết bị lọc khung bản và

sau đó được làm lạnh rồi được đưa đến thiết bị phối chế dịch lên men. 3.2.5.2. Phối chế dịch lên men Dịch đường sau khi lọc và làm lạnh có nồng độ nhỏ hơn 10,5%. Để thu được dịch lên men với yêu cầu 10,5% thì ta phải bổ sung xirô đường 65% vào dịch đường. Dịch đường sau khi phối chế được thanh trùng ở 600C trong thời gian 10 phút và làm nguội xuống 300C rồi đưa vào thùng lên men. Quá trình thanh trùng và làm nguội được tiến hành trong hệ thống thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng.



Cấu tạo 1- Cửa nạp dịch thủy phân tinh bột 2- Cửa nạp dịch xirô đường 3- Cửa tháo dịch lên men 4- Cánh khuấy 5- Thân thiết bị

Hình 3.7. Thiết bị phối chế dịch lên men.

Nguyên lý hoạt động Dịch thủy phân tinh bột sau khi lọc nhờ bơm định lượng đưa vào thiết bị phối

chế dịch lên men theo đường số (1). Xirô được bơm vào theo cửa số (2). Khi cho

nguyên liệu vào thiết bị thì ta cũng tiến hành bật cánh khuấy (4) để trộn đều dung dịch.

Khi dung dịch đạt nồng độ yêu cầu thì tiến hành mở cửa số (3) tháo sản phẩm ra ngoài.

3.2.6. Lên men 3.2.6.1. Mục đích Nhờ sự tác động của enzym vi sinh vật để chuyển hoá đường thành rượu, CO2

và các sản phẩm phụ khác nhau góp phần tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm.

3.2.6.2. Nuôi cấy giống vi sinh vật

Giống vi sinh vật được lựa chọn và bảo quản cẩn thận trong các ống thạch

nghiêng. Để đủ lượng giống cho sản xuất ta cần phải nhân giống. Môi trường nuôi

cấy giống lấy từ dịch lên men có nồng độ 10,5%, nhiệt độ 300C và thời gian nuôi

cấy tùy thuộc vào tỉ lệ giống cho vào. Ta nuôi cấy giống theo tỉ lệ 10% thì thời gian

lên men là khoảng 15 giờ. Nguyên tắc của quá trình nhân giống là đi từ nhỏ đến lớn

và trải qua hai giai đoạn:

Giai đoạn nuôi cấy phòng thí nghiệm: Đầu tiên ta cấy tế bào vi sinh vật vào ống nghiệm có chứa 10ml dịch đường

nồng độ 10,5%, nuôi và theo dõi sự phát triển của nó. Khi kiểm tra nếu thấy giống đạt

yêu cầu ta chuyển toàn bộ dịch đó vào bình chứa 90ml dịch đường có nồng độ 10,5% và

tiếp tục theo dõi, cứ như vậy tiếp tục nhân lên và thu được lượng giống là 1lít rồi 10lít.



Bảng 3.1. Chế độ nuôi cấy vi sinh vật trong phòng thí nghiệm

Các giai đoạn Số ml dung dịch Nồng độ

(%)

Thời gian

(h)

Nhiệt độ

(0C)

Ống nghiệm 10ml 10 10,5 20-24 30

Bình cầu 200ml 90 10,5 12-15 30

Bình cầu 2000ml 900 10,5 12-15 30

Bình 12 lít 9000 10,5 12-15 30

Giai đoạn nuôi cấy sản xuất: Từ lượng giống trong phòng thí nghiệm tiếp tục nhân giống trong các thiết bị chuyên dùng đặt trong phòng bên cạnh phân xưởng lên men. Mỗi lần nhân giống thể tích tăng lên 10 lần, tiếp tục nhân dần lên cho tới khi đủ lượng giống sản xuất. Khi nuôi cấy giống vi sinh vật thì nấm men và vi khuẩn lactic phải được nuôi

cấy riêng biệt. Tỷ lệ giống cho sản xuất là 3% so với thể tích dịch lên men và tỷ lệ

dùng nấm men/vi khuẩn cho quá trình lên men là 4/1.

3.2.6.3. Tiến hành lên men

Dịch lên men sau khi làm lạnh có nồng độ 10,5% và nhiệt độ 300C được bơm

vào thùng lên men. Sau đó cho vi khuẩn và nấm men vào. Tiến hành lên men ở

300C trong 15 giờ. Do lên men kín nên áp lực tăng lên khoảng 1at. Sau thời gian

này nồng độ chất khô giảm xuống khoảng 1,2%. Khi kết thúc quá trình lên men ta

tiến hành làm lạnh nhanh đến nhiệt độ khoảng 100C để nấm men lắng xuống và áp

suất lúc đó còn khoảng 0,4 at.

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị lên men.

Cấu tạo: 1- Thân thiết bị 2- Nắp 3- Đáy 4, 5, 6 – Vùng làm lạnh kín

Hình 3.8. Sơ đồ cấu tạo của thiết bị lên men.



Nguyên lý hoạt động:

Dung dịch lên men cùng với giống vi sinh vật được chuyển vào thiết bị theo

các đường ống riêng. Trong quá trình lên men, để khống chế nhiệt độ lên men ta

tiến hành vận hành ba vùng áo lạnh điều chỉnh nhiệt độ, còn CO2 tạo ra sẽ có hệ

thống thu hồi riêng. Kết thúc quá trình lên men khi nồng độ chất khô đạt yêu cầu,

thì ta tiến hành điều chỉnh nhiệt độ thích hợp để nấm men lắng xuống. Cuối cùng

tháo dung dịch nước giải khát sau lên men chuyển sang công đoạn làm lạnh và lọc.

3.2.7. Làm lạnh và lọc trong

Mục đích:

Làm lạnh để hạn chế sự tổn thất CO2 trong quá trình lọc .

Lọc trong nhằm tách hết những cặn kết tủa, các tế bào nấm men còn sót và những

gì còn sót lại trong dịch sau lên men. Thu được dung dịch có độ trong suốt nhất định.

Tiến hành:

Sau khi lên men xong, nước giải khát được làm lạnh xuống 20C để giảm tổn thất

CO2 trong quá trình lọc. Nước giải khát được làm lạnh trong thiết bị trao đổi nhiệt bản

mỏng. Sau đó dịch được bơm đi lọc trong thiết bị lọc khung bản có chất trợ lọc diatomit.

Cách tiến hành: Dung dịch nước giải khát được bơm vào thùng phối liệu. Tại

đây nước giải khát trộn với bột diatomit tạo thành dung dịch huyền phù. Sau đó

được bơm vào máy lọc khung bản để tạo thành một lớp lọc diatomit. Nước giải khát

được lọc qua lớp lọc diatomit này. Trong quá trình lọc cùng với dịch nước giải khát

người ta bơm định lượng thêm một ít dung dịch diatomit nhằm phân tán kết tủa trên

bề mặt lọc và kéo dài thời gian làm việc của máy. Dịch ban đầu còn đục phải hồi

lưu trở lại thùng phối trộn, khi nào trong thì cho vào thùng chứa.

3.2.8. Ổn định nước giải khát sau khi lọc

Khi chuyển dịch từ thùng lên men đi lọc và vào thùng chứa thì khả năng giữ

CO2 bị giảm. Để khôi phục lại sự bão hoà CO2 ban đầu thì phải bổ sung thêm CO2

và giữ dung dịch dưới áp suất của CO2 trong thời gian 4÷12 giờ ở nhiệt độ 0,5÷10C.

3.2.9. Chiết rót

Nhà máy sử dụng chai thủy tinh, có dung tích 330 ml, chai có màu xanh đậm,

đậy nút chai bằng nút sắt tây lót cao su có khả năng chịu được áp suất 10÷12 at và

chịu được chênh lệch nhiệt độ 330C.



Trước khi rót chai phải được rửa và sát trùng bằng nước nóng 650C và dung

dịch NaOH 2% trong thời gian 10 phút, rồi đưa qua vòi phun nước lạnh để rửa sạch

NaOH. Sau đó, chai được kiểm tra độ sạch và độ nguyên vẹn, rồi được băng chuyền

chuyển đến máy chiết rót và máy đóng nắp.

Quá trình rót thực hiện trong điều kiện đẳng áp để tránh tạo bọt làm mất CO2.

Thùng chứa nước giải khát phải đặt cao hơn so với máy chiết rót, phải kín và chịu

được áp lực 1 at, có áo lạnh để duy trì nhiệt độ 10C để không tổn thất CO2 và không

nhiễm khuẩn. Rót phải đầy và chính xác theo yêu cầu.

Máy đóng nắp được đặt gần máy chiết rót để thuận tiện cho công việc và hạn

chế sự tiếp xúc với không khí và tổn thất CO2.

3.2.10. Thanh trùng

Mục đích: Kéo dài thời gian bảo quản.

Tiến hành: Nước giải khát sau khi chiết chai, đóng nắp tiếp tục theo băng

chuyền vào thiết bị thanh trùng.

Nhà máy sử dụng thiết bị thanh trùng dạng Tunel phun tự động. Nhiệt độ nước

phun ở các vùng: vùng 1 là 450C, vùng 2 là 650C, vùng 3 là 450C, vùng 4 là 350C và

vùng 5 là 250C. Thời gian thanh trùng là 90 phút.

3.2.11. Kiểm tra và dán nhãn

Chai sản phẩm sau khi thanh trùng sẽ theo băng chuyền qua kiểm tra để loại

bỏ các chai không đạt yêu cầu. Sau đó, được dán nhãn có in ngày tháng, các chỉ tiêu

rồi chuyển đến vị trí đóng két và đưa vào kho bảo quản chờ xuất xưởng.



Chương 4 TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM

4.1. Số liệu ban đầu Bảng 4.1. Bảng số liệu ban đầu.

STT Nguyên liệuĐộ ẩm

(%) Độ chiết

(%) Tỉ lệ nguyên

liệu (%) Tạp chất

(%)

1 Malt 4 79 45

2 Ngô 10,5 83 42

3 Đường 0,06 13 1

Năng suất: ×32 106 lít/năm.

Nồng độ dịch lên men: 10,5%.

Nồng độ xirô đường: 65%.

4.2. Tiêu hao nguyên liệu qua từng công đoạn

Bảng 4.2. Tiêu hao nguyên liệu qua các giai đoạn trong công đoạn nấu hạt.

Công đoạn % Hao hụt

Làm sạch 2 % so với chất khô

Nghiền 1 % so với chất khô

Thơm hoá và đường hoá 3 % so với chất khô

Lọc và rửa bã 2 % so với thể tích

Phối chế dịch lên men 0,5 % so với thể tích

Thanh trùng dịch lên men 1 % so với thể tích

Lên men 1 % so với thể tích

Lọc trong sản phẩm 1 % so với thể tích

Ổn định sản phẩm 1 % so với thể tích

Chiết rót sản phẩm 2 % so với thể tích

Thanh trùng 2 % so với thể tích

Bảng 4.2. Tiêu hao nguyên liệu qua các giai đoạn trong công đoạn nấu xirô

Nấu 1 % so với chất khô

Lọc 2 % so với chất khô



4.3. Tính cân bằng cho 100kg nguyên liệu

100 kg nguyên liệu bao gồm: 45 kg malt, 42 kg ngô và 13 kg đường.

4.3.1. Tính cho công đoạn nấu xirô đường

4.3.1.1. Lượng chất khô trong nguyên liệu đường

( )100

06,010013 −× = 12,99 (kg).

4.3.1.2. Lượng chất khô còn lại sau khi nấu

( )100

110099,12 −× = 12,86 (kg).

4.3.1.3. Lượng xirô sau khi nấu - Theo khối lượng: Xirô đường có nồng độ 65 %, nên lượng xirô sau khi nấu sẽ là:

65

10086,12 × = 19,78 (kg).

- Theo thể tích: %65

78,19ρ

= 381,1

78,19 = 14,32 (lít).

Trong đó; 1,381(kg/l) là khối lượng riêng của dung dịch đường có nồng độ 65% [11, tr 61]. 4.3.1.4. Lượng chất khô còn lại sau khi lọc

( )100

210086,12 −× = 12,60 (kg).

4.3.1.5. Lượng xirô sau khi lọc

- Theo khối lượng: 65

10060,12 × = 19,38 (kg).

- Theo thể tích: %65

38,19ρ

= 381,1

38,19 = 14,03 (lít).

Trong đó; 1,381(kg/l) là khối lượng riêng của dung dịch đường có nồng độ 65% [11, tr 61]. 4.3.1.6. Tính lượng nước dùng để nấu xirô

Chọn lượng nước bay hơi trong quá trình nấu là 5%.

Vậy lượng nước dùng để nấu xirô sẽ là: ( )1378,195100

100 −×−

= 7,12 (kg).

Với 13 là khối lượng đường theo yêu cầu nguyên liệu ban đầu.



Thể tích nước nấu xirô sẽ là: nρ

12,7 = 998,012,7 = 7,13 (lít).

Trong đó; 0,998 (kg/l) là khối lượng riêng của nước [11, tr 11]. 4.3.1.7. Lượng acid citric dùng để nấu xirô Lượng acid citric dùng để nấu xirô chiếm 120g/100kg đường.

100

13120× = 15,6 (g).

4.3.2. Tính cho công đoạn nấu nguyên liệu hạt 4.3.2.1. Lượng ngô ban đầu lúc chưa tách phôi Hàm lượng phôi trong hạt ngô khoảng 10%(theo hàm lượng chất khô).

Nên ta có lượng ngô ban đầu sẽ là:10100

10042−× =46,67 (kg).

Nguyên liệu ban đầu là ngô đã tách phôi (42kg). 4.3.2.2. Lượng chất khô có trong nguyên liệu hạt

Malt: ( )100

410045 −× = 43,2(kg).

Ngô: ( )100

5,1010042 −× = 37,59(kg).

4.3.2.3. Lượng chất khô còn lại sau khi làm sạch

Malt: ( )100

21002,43 −× = 42,34(kg).

Ngô: ( )100

210059,37 −× = 36,84(kg).

4.3.2.4. Lượng nguyên liệu còn lại sau khi làm sạch

Malt: 410010034,42−× = 44,03 (kg).

Ngô: 5,10100

10084,36−× = 41,26 (kg).

4.3.2.5. Lượng chất khô còn lại sau khi nghiền

Malt: ( )100

110034,42 −× = 41,92(kg).

Ngô: ( )100

110084,36 −× = 36,47(kg).



4.3.2.6. Lượng nguyên liệu còn lại sau khi nghiền

Malt: ( )410010092,41−× = 43,66(kg).

Ngô: ( )5,1010010047,36

−× = 40,75(kg).

4.3.2.7. Công đoạn nấu nguyên liệu hạt Lượng chất khô chuyển vào dung dịch

Malt: 100

7992,41 × = 33,12(kg).

Ngô: 100

8347,36 × = 30,27(kg).

Tổng lượng chất khô chuyển vào dung dịch: 33,12 + 30,27 = 63,39 (kg). 4.3.2.8. Lượng chất khô chuyển vào dung dịch sau khi thơm hóa và đường hoá

( )100

310039,63 −× = 61,49 (kg).

4.3.2.9. Lượng chất khô còn lại sau khi lọc và rửa bã

( )100

210049,61 −× = 60,26 (kg).

4.3.2.10. Tính lượng bã - Lượng chất khô của nguyên liệu sau khi nghiền. 41,92 + 36,47 = 78,39 (kg). - Lượng chất khô còn lại trong dịch đường sau khi lọc và rửa bã. Theo 4.3.2.7 có 60,26(kg)

- Lượng bã khô tách ra trong quá trình lọc. 78,39 – 60,26 = 18,03(kg). - Chọn độ ẩm của bã là 80 % nên khối lượng bã ướt sẽ là:

8010010003,18

−× = 90,15 (kg).

4.3.3. Công đoạn lên men 4.3.3.1. Lượng chất khô đi vào phối chế dịch lên men 60,26 + 12,60 = 72,86 (kg).



4.3.3.2. Lượng dịch đi vào phối chế - Theo khối lượng: Dịch sau phối chế có nồng độ 10,5% nên ta có:

Lượng dịch đi vào phối chế sẽ là: 5,10

10086,72 × = 693,90 (kg).

Như vậy, trong 693,90 kg dịch sau phối chế sẽ có 19,38 kg xirô đường, còn

lại 674,52 kg dịch thủy phân sau khi lọc.

Lúc này ta tính được nồng độ dịch thủy phân sau lọc là:

10052,67426,60 × = 8,93 (%).

- Theo thể tích ta có: %5,10

90,693ρ

=042,1

90,693 = 665,93 (lít).

Trong đó, 1,042 (kg/l) là khối lượng riêng của dịch đường 10,5%.[11, tr 58]

( )100

5,010093,665 −× = 662,60 (lít).

4.3.3.4. Thể tích dung dịch sau khi thanh trùng và làm nguội

( )100

110060,662 −× = 655,97 (lít).

4.3.3.5. Lượng sản phẩm sau khi lên men

( )100

110097,655 −× = 649,41 (lít).

4.3.3.6. Lượng sản phẩm sau khi làm lạnh và lọc trong

( )100

110041,649 −× = 642,92 (lít).

4.3.3.7. Lượng sản phẩm sau khi ổn định

( )100

110092,642 −× = 636,49 (lít).

4.3.3.8. Lượng sản phẩm sau khi chiết rót và đóng nắp

( )100

210049,636 −× = 623,76 (lít).

4.3.3.9. Lượng sản phẩm thu được sau khi thanh trùng

( )100

210076,623 −× = 611,28 (lít).



4.3.3.10. Lượng chế phẩm enzyme sử dụng là 0,05% so với lượng bột ngô

100

05,075,40 × = 0,02 (kg).

4.3.3.11. Lượng vi sinh vật giống cần cho lên men Tỉ lệ vi sinh vật giống cần bổ sung là 3% so với thể tích dịch lên men.

Vậy lượng giống cần cho sản xuất sẽ là:

100

397,655 × = 19,68 (lít).

Trong đó, nấm men chiếm 75% tổng lượng vi sinh vật giống.

100

7568,19 × = 14,76 (lít).

Vi khuẩn lactic chiếm 25%: 19,68 – 14,76 = 4,92 (lít).

4.4. Kế hoạch sản xuất của nhà máy

Bảng 4.3. Kế hoạch sản xuất.

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Cả

năm

Số ngày

22 24 26 24 25 26 27 26 X 27 25 27 279

Số ca 66 72 78 72 75 78 81 78 X 81 75 81 837

Số mẻ 110 120 130 120 125 130 135 130 X 135 125 135 1395

Tổng số ngày nhà máy sản xuất trong năm 2009 là 279 ngày, mỗi ngày làm

việc 3 ca và tháng 9 nghỉ để bảo dưỡng toàn bộ nhà máy.

Theo 3.2.3.1 có tổng thời gian nấu 1 mẻ là 285 phút, nên ta có số mẻ nấu

trong một ngày sẽ là: 285

6024× = 5,05.

Như vậy, trong một ngày ta sẽ nấu 5 mẻ.

4.5. Tính lượng nguyên liệu nấu cho một ngày

4.5.1. Năng suất

279

1032 6× = 114695,34 (lít/ngày).



4.5.2. Lượng nguyên liệu dùng trong một ngày

4.5.2.1. Lượng nguyên liệu đường

28,611

34,11469513× = 2439,21 (kg/ngày).

4.5.2.2. Lượng nguyên liệu hạt

Malt: 28,611

34,11469545× = 8443,42 (kg/ngày).

Ngô: 28,611

34,11469542× = 7880,52 (kg/ngày).

4.6. Tính cần bằng vật chất cho một ngày

4.6.1. Công đoạn nấu xirô

4.6.1.1. Lượng xirô sau khi nấu sẽ là

13

32,1421,2439 × = 2686,88 (lít).

4.6.1.2. Lượng xirô sau khi lọc

13

03,1421,2439 × = 2632,47 (lít).

4.6.1.3. Lượng nước dùng để nấu xirô

13

13,721,2439 × = 1337,81(lít).

4.6.1.4. Lượng acid citric dùng để nấu xirô

13

6,1521,2439 × = 2927,05 (g).

4.6.2. Công đoạn nấu nguyên liệu hạt

4.6.2.1. Lượng nguyên liệu trước khi làm sạch

Malt: 8443,42 (kg).

Ngô: 7880,52 (kg).

Tổng lượng malt và ngô dung trong một ngày:

8443,42 + 7880,52 = 16323,94 (kg).

4.6.2.2. Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch

Malt: 45

03,4442,8443 × = 8261,42 (kg).



Ngô: 42

47,3652,7880 × = 6842,92 (kg).

4.6.2.3. Lượng nguyên liệu sau khi nghiền

Malt: 45

66,4342,8443 × = 8191,99 (kg).

Ngô: 42

75,4052,7880 × = 7645,98 (kg).

4.6.2.4. Lượng chế phẩm enzyme chiếm 0,05% lượng bột ngô

100

05,098,7645 × = 3,82 (kg).

4.6.2.5. Lượng dịch sau khi lọc và rửa bã Ta có 87 kg (malt và ngô) Lượng chất khô sau lọc và rửa bã là: 60,26 kg.

Nên với 16323,94 kg (malt và ngô) Lượng chất khô sau khi lọc và rửa

bã sẽ là: 87

26,6094,16323 × = 11306,67 (kg).

Khối lượng dịch sau khi lọc và rửa bã là:

93,8

10067,11306 × = 126614,45 (kg).

Thể tích dịch sau khi lọc và rửa bã:

%93,8

45,126614ρ

= 035,1

45,126614 = 122332,80 (lít).

Trong đó, 1,035 (kg/l) là khối lượng riêng của dịch đường nồng độ 8,93% [11, tr 58]. 4.6.2.6. Tính lượng bã

87

15,9094,16323 × = 16914,98 (kg).

4.6.3. Công đoạn lên men 4.6.3.1. Lượng dịch đi vào phối chế Ta có, 100 kg nguyên liệu thu được 665,93 (lít) dịch đi vào phối chế.

Suy ra, 2439,21+8443,42+7880,52(kg) Lượng dịch đi vào phối chế

trong một ngày sẽ là:

( )100

93,66552,788042,844321,2439 ×++ = 124949,44 (lít).



4.6.3.2. Lượng dịch sau phối chế

( )100

60,66252,788042,844321,2439 ×++ =100

60,66215,18763 × = 124324,64 (lít).

4.6.3.3. Thể tích dung dịch sau khi thanh trùng và làm nguội

100

97,65515,18763 × = 123080,64(lít).

4.6.3.4. Lượng sản phẩm sau khi lên men

100

41,64915,18763 × = 121849,77 (lít).

4.6.3.5. Lượng sản phẩm sau khi làm lạnh và lọc trong

100

92,64215,18763 × = 120632,04 (lít).

4.6.3.6. Lượng sản phẩm sau khi ổn định

100

49,63515,18763 × = 119237,94 (lít).

4.6.3.7. Lượng sản phẩm sau khi chiết rót và đóng nắp

100

76,62315,18763 × = 117037,02 (lít).

4.6.3.8. Lượng sản phẩm thu được sau khi thanh trùng

100

28,61115,18763 × = 114695,38 (lít).

4.6.3.9. Lượng vi sinh vật giống

Nấm men: 100

76,1415,18763 × = 2769,44 (lít).

Vi khuẩn: 100

92,415,18763 × = 923,15 (lít).

4.7. Tính bao bì 4.7.1. Chai + Lượng nước giải khát cần chiết rót trong 1 ngày là:117037,02 lít.

+ Nhà máy sử dụng chai 330ml để chiết rót. Số chai dùng để chiết rót trong

một ngày:

33,0

02,117037 = 354657,64 (chai).

+ Dự kiến một tháng (30 ngày) chai quay về. Vậy số chai dùng trong một vòng là:

354657,64 ×30 = 10639729,2 (chai).



+ Chọn tiêu hao chai là 5%. Vậy số chai tiêu hao trong một vòng là:

100

52,10639729 × = 531986,46 (chai).

+ Lượng chai cần cho cả năm

10639729,2 + 531986,46 ×11 = 16491580,26 (chai).

Vậy ta chọn: 16491581 chai. 4.7.2. Nắp Lượng nắp hao hụt trong một năm là 2%. Vậy lượng nắp cần cho một năm là:

02,133,01032 6

×× = 98909090,91(nắp). Lấy 98909091 (nắp).

4.7.3. Nhãn Lượng nhãn hao hụt trong một năm là 2%. Vậy lượng nhãn cần cho một năm là:

02,133,01032 6

×× = 98909090,91 (nhãn). Lấy 98909091 (nhãn).

4.7.4. Két Nhà máy sử dụng két nhựa, mỗi két chứa 30 chai.

Vậy lượng két dùng trong một vòng là:

30

5,9137386 = 304579,55 (két).

Lượng két hao hụt là 1%: 304579,55×0,01 = 3045,80 (két). Lấy 3046 (két).

Lượng két cần cho một năm: 304579,55 +3045,80× 11 = 338083,35 (két).

Vậy ta lấy 338084 két.



Bảng 4.4. Bảng tổng kết cân bằng vật chất.

Lượng vật chất 100 kg Một mẻ Một ngày Cả năm

Malt (kg) 45 1688,69 8443,42 2355714,18

Ngô (kg) 42 1576,11 7880,52 2198665,08

Đường (kg) 13 487,84 2439,21 680539,59

Malt sau khi làm sạch (kg) 44,03 1652,28 8261,42 2304936,18

Ngô sau khi làm sạch (kg) 41,26 1368,58 6842,92 1909174,68

Malt sau khi nghiền (kg) 43,66 1638,40 8191,99 2285565,21

Ngô sau khi nghiền (kg) 40,75 1529,20 7645,98 2133228,42

Lượng dịch đi vào phối chế (lít) 665,93 24989,89 124949,44 34860893,76

Lượng xirô đường sau khi nấu (lít) 14,32 537,38 2686,88 749639,52

Lượng xirô đường sau khi lọc (lít) 14,03 526,50 2632,47 734459,13

Lượng nước dùng để nấu xirô (lít) 7,13 267,56 1337,81 373248,99

Lượng acid citric dùng để nấu xirô (g) 15,6 585,41 2927,05 816646,95

Lượng dịch sau phối chế (lít) 662,60 24864,93 124324,64 34686574,56

Thể tích dịch lên men (lít) 655,97 24616,13 123080,64 34339498,56

Lượng sản phẩm sau khi lên men (lít) 649,41 24369,95 121849,77 33996085,83

Lượng sản phẩm sau làm lạnh và lọc trong (lít)

642,92 24126,41 120632,04 33656339,16

Lượng sản phẩm sau khi ổn định (lít) 636,49 23847,59 119237,94 33267385,26

Lượng sản phẩm sau khi chiết rót và đóng nắp (lít)

623,76 23407,40 117037,02 32653328,58

Lượng sản phẩm sau khi thanh trùng (lít) 611,28 22939,08 114695,38 32000011,02

Lượng chế phẩm enzyme sử dụng 0,02 0,76 3,82 1065,78

Giống vi khuẩn (lít) 4,92 184,63 923,15 257558,85

Giống nấm men (lít) 14,76 553,89 2769,44 772673,76

Lượng bã thải, W = 80%, (kg) 90,15 3383 16914,98 4719279,42

Chai (cái) 16491581

Nắp (cái) 98909091

Nhãn (cái) 98909091

Két (cái) 338084



Chương 5

TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ

5.1. Công đoạn xử lý nguyên liệu

5.1.1. Máy làm sạch

Theo bảng 4.4: lượng malt cần làm sạch trong 1 mẻ là: 1688,69 (kg).

Lượng ngô cần làm sạch trong 1 mẻ là: 1576,11 (kg).

Chọn thời gian làm sạch là: 60 phút (thời gian xử lý

phải nhỏ hơn thời nấu nguyên liệu 275 phút).

Năng suất cần có của máy làm sạch malt (Nc):

Nc= 6060

69,1688 × = 1688,69 (kg/h).

Chọn máy làm sạch bằng sàng khí [15]. Năng suất (N) : 3500 kg/h

Tổng diện tích sàng : 7 m2

Kích thước (DxRxC) : 3450 x 1700 x 3480 mm.

Số lượng (n) máy cần chọn sẽ là:

n=NNc =

350069,1688 = 0,48.

Như vậy, ta chọn 1 máy làm sạch, vừa làm sạch malt vừa làm sạch ngô.

5.1.2. Máy nghiền

Theo Bảng 4.4: lượng malt cần nghiền cho 1 mẻ là: 1652,28 (kg).

Lượng ngô cần nghiền cho 1 mẻ là: 1368,58 (kg).

Chọn thời gian nghiền 1 mẻ là: 1(h), thời gian xử lý phải nhỏ hơn thời gian nấu.

Năng suất tối thiểu cần có của thiết bị: 1

28,1652 = 1652,28 (kg/h).

5.1.2.1. Máy nghiền malt Chọn máy nghiền malt là máy nghiền bốn trục một sàng [2, tr 189]. Năng suất : 2000 kg/h Đường kính : 250 mm Chiều dài trục : 500 mm

Tốc độ quay vòng của trục : 220 vòng/phút



Cặp trục trên có rãnh rộng : 1 mm

Mỗi rãnh cách nhau : 8 mm

Cặp trục dưới trơn và không có rãnh

Kích thước lỗ sàng : 1 ×1 mm

Góc nghiêng lưới sàng : 170

Công suất động cơ : 25 KW

Kích thước máy : 1700 × 1500 ×1600 mm

Số lượng máy: 2000

28,1652 = 0,83→ Chọn 1 máy.

5.1.2.2. Máy nghiền ngô

Chọn máy nghiền ngô là máy nghiền búa [2, tr 212].

Năng suất : 2000 kg/h

Đường kính đĩa (rôto) : 300 mm

Chiều rộng rôto : 240 mm

Chiều dài búa : 60 mm

Số vòng quay của rôto : 1500 vòng/phút

Số búa loại T : 24 cái


Kích thước lỗ sàng : 0,5 mm

Kích thước máy : 1100 ×1260 ×1213 mm

Khối lượng máy : 1300 kg

Số lượng máy: 2000

58,1368 = 0,68

Chọn 2 máy, 1 máy dùng nghiền để tách phôi (có kích thước lỗ sàng lớn

hơn), 1 máy nghiền ngô để cung cấp cho nồi nấu.

5.1.3. Bunke chứa

Bunke dùng để chứa nguyên liệu: ngô, malt, đường của một mẻ nấu. Thiết bị

được làm bằng thép không gỉ, có dạng thân hình trụ, đáy côn, góc đáy 600.

Hệ số chứa đầy φ = 0,9.

Thể tích bunke chứa:



D

600

d

h

H

HT

HD

Vtb = VT + VD = m.ρϕ

Trong đó:

VT là thể tích phần trụ.

VD là thể tích phần đáy.

Chọn: d = 0,2m; h = 0,2m; HT = D2

.

VD = DH12π × × (D2 + D.d + d2)

HD = D - d2

× tg600 = 32

(D - d)

→ VD = 324π (D3 - d3)

VT = 2

THD4

×π = 2D D

4 2π × =

3D8π

→ Vtb = VT + VD = 3D

8π + 3

24π (D3 - d3)

→ Vtb ≈ 0,62D3

→ D = tb3V

0,62 (1)

5.1.3.1. Bunke chứa malt

Ta có khối lượng malt cần chứa của 1 mẻ là: 1652,28(kg).

Khối lượng riêng của malt là: ρmalt = 550 (kg/m3) [11, tr 32].

Thể tích của thiết bị: Vtb = 9,055028,1652

×= 3,34 (m3).

Theo (1) ta có: D = 362,034,3 = 1,75 (m).

→ HT = D2

= 275,1 = 0,875 (m)

→ HD = 32

(D - d) = 32

(1,75 - 0,2) = 1,34 (m).

Chiều cao của thiết bị: H = HT + HD + h = 0,875 + 1,34+ 0,2 = 2,42(m).



Đặc tính kỹ thuật: D = 1,75 (m); d = 0,2 (m); H = 2,42 (m).

Số lượng: 2 cái, 1 cái chứa malt trước nghiền và 1 cái chứa malt sau nghiền.

5.1.3.2. Bunke chứa ngô

Ta có khối lượng ngô của một mẻ là: 1368,58(kg).

Khối lượng riêng của ngô: ρngô = 750 (kg/m3) [9, tr 750].

Thể tích của thiết bị: Vtb = 9,0750

58,1368×

= 2,03 (m3).

Theo (1) ta có: D = 362,003,2 = 1,48 (m).

→ HT = D2

= 248,1 = 0,74 (m).

→ HD = 32

(D - d) = 32

(1,48 - 0,2) = 1,11 (m).

Chiều cao của thiết bị: H = HT + HD + h = 0,74 + 1,11+ 0,2 = 2,05 (m).


Số lượng: 2 cái, 1 cái chứa ngô trước nghiền và 1 cái chứa ngô sau nghiền.

5.1.3.3. Bunke chứa đường

Theo (Bảng 4.4), khối lượng đường của 1 mẻ sẽ là: 487,84 (kg).

Khối lượng riêng của đường: ρđường = 1,55 (kg/lít) [11, tr 63].

Thể tích của thiết bị: Vtb = 9,0100055,184,487××

= 0,35 (m3).

Theo (1) ta có: D = 362,035,0 = 0,83 (m).

→ HT = D2

= 283,0 = 0,41 (m).

→ HD = 32

(D - d) = 32

(0,83 - 0,2) = 0,54 (m).

Chiều cao của thiết bị: H = HT + HD + h = 0,41 + 0,54 + 0,2 = 1,15 (m).


Số lượng: 1 cái chứa nguyên liệu đường trước khi nấu xirô.



5.1.3.4. Gàu tải Gàu tải dùng để vận chuyển nguyên liệu: ngô, malt, đường và nguyên liệu

bột: ngô, malt lên bunke chứa sau khi nghiền.

Lượng malt hoặc ngô hạt cần chuyển lên bunke chứa trong một mẻ: 1688,69(kg).

Lượng đường cần chuyển lên bunke chứa trong một mẻ: 487,84 (kg).

Chọn thời gian vận chuyển của gàu tải malt và ngô: 20 (phút).

Chọn thời gian vận chuyển của gàu tải đường: 10 (phút).

Năng suất cần làm việc của gàu tải malt và ngô:

N1 = =× 6020

69,1688 5066,07 (kg/h).

Năng suất cần làm việc của gàu tải đường:

N2 = =× 6010

84,487 2927,04 (kg/h).

Chọn gàu tải có công suất : 5500 kg/h [2, tr 106].

Chiều rộng tấm băng : g = 125 mm

Chiều rộng gàu : b = 110 mm

Chiều cao gàu : h = 132 mm

Tầm với gàu : l = 110 mm

Chiều cao miệng gàu : h1 = 66 mm

Góc lượng của gàu : r = 350

Góc nghiêng thành gàu : α = 40

Góc xúc : 41030’

Dung tích gàu : 0,81 dm3

Khối lượng gàu : 0,48 kg

Gàu được làm bằng thép không gỉ, chiều dày δ = 0,6 mm.

Số lớp cao su: Z = 4.

Đường kính tang quay: D = Z×130 = 130 x 4 = 520 mm.

Công suất động cơ:

Qđc = Q×H367×η

Trong đó: Q là công suất gàu tải



H là chiều cao nâng.

η là hiệu suất động cơ (η = 0,7).

Công suất động cơ của gàu tải để tải nguyên liệu trước khi nghiền.

(Với H = 9,02m; số lượng: 1 cái):

Qđc = 7,036702,95500

×× = 0,2 (kW).

Công suất động cơ của gàu tải dùng để tải nguyên liệu sau khi nghiền .

(Với H = 14,04; số lượng: 3 cái):

Qđc = 7,036704,115500

×× = 0,24 (kW).

5.2. Công đoạn chuẩn bị dịch lên men

5.2.1. Tính và chọn thiết bị thơm hoá

Theo (Bảng 4.4), lượng ngô đi nấu 1 mẻ là 1529,20(kg).

Lượng ngô cho vào nồi thơm hóa trong một mẻ chiếm 50% là:

100

5020,1529 × = 764,60 (kg).

Tượng tự, lượng bột malt cho vào nồi thơm hoá trong một mẻ chiếm 30% sẽ là:

100

3040,1638 × = 491,52 (kg).

Thể tích ngô chiếm chỗ: 750

60,764 = 1,02 (m3).

Thể tích malt chiếm chỗ: 550

52,491 = 0,89 (m3).

Thể tích nước cho vào hoà trộn: 764,60×5 + 491,52×4 = 5789,08 (lít) = 5,8 (m3).

Thể tích cần thơm hoá: 1,02 + 0,89+ 5,8 = 7,71 (m3).

Chọn hệ số chứa đầy: φ = 0,8

Thể tích của nồi: Vnồi = 8,071,7 = 9,64 (m3).

Chọn thiết bị thơm hoá có dạng hình cầu, nắp đậy kín. Thiết bị làm bằng thép

không gỉ, chịu áp lực.

h: Chiều cao nắp

D: Đường kính nồi



Chọn: h = 6D

Thể tích nắp nồi:

Vnắp= 81648

832

332 DDhDh ×=××=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −× πππ (*).

Thể tích cầu: Vcầu= 33

6834 DD ×=×× ππ

Thể tích nồi: Vnồi= vcầu- Vnắp= 162

25 3D××π = 9,64(m3).

⇒D= 314,32516264,9

×× = 2,71 (m).

Chiều cao của nắp: h=6D =

671,2 = 0,45 (m).

Các thông số kỹ thuật khác:

Tính chiều dày vỏ thiết bị:

Do nồi thơm hoá nấu ở áp suất cao nên phải sử dụng thiết bị chịu áp lực. Ở

1300C tương ứng với áp suất 2,75at hoặc 26,97x104 N/m2 [11, tr 311].

Chiều dày vỏ thiết bị được tính theo công thức:

S = [ ] PPDt

−×××ϕδ2

+ C (m) [12, tr 360].

Trong đó:

Dt- Đường kính trong, m

φ - Hệ số bền của thành trụ theo phương dọc: φ = 0,9.

P - Áp suất của thiết bị (N/m2).

[ ]δ - Ứng suất cho phép.

[ ]δ = [ ]kδ = k

bnδ ×η

η là hệ số hiệu chỉnh: η = 0,75.

nb là hệ số an toàn cho giới hạn bền: nb = 3,6.

δk là giới hạn bền: δk = 368x106 N/m2.

C là hệ số bổ sung do ăn mòn, bào mòn và dung sai về chiều dày.

Dh



C = C1 + C2 + C3

Với: C1 = 0; C2 = 1mm; C3 = 0,8 mm.

C = 0 + 1 + 0,8 = 1,8mm

Vậy chiều dày vỏ thiết bị là:

S = 4

6

4

1097,2675,06,3103682

1097,2671,2

×−×××

×× + 1,8 ×10-3

= 6,58 ×10-3 (m) = 6,58 (mm).

Chọn chiều dày vỏ ngoài : 2 mm.

Khe hở giữa hai vỏ : 50 mm.

Cánh khuấy dạng mỏ neo làm bằng thép không gỉ, có đường kính:

D’ = 34×D = 3

4× 2,80 = 2,10 (m).

Công suất động cơ: 9,4 KW; Số vòng quay: 30 vòng/phút [11, tr 622].

Chọn 1 thiết bị.

5.2.2. Tính và chọn thiết bị đường hoá

Theo (Bảng 4.4), lượng ngô đi nấu 1 mẻ là 1529,20(kg).

Lượng ngô cho vào nồi thơm hóa trong một mẻ chiếm 50% là:

100

5020,1529 × = 764,60 (kg).

Lượng bột malt cho vào nồi thơm hoá trong một mẻ chiếm 70% sẽ là:

100

7040,1638 × = 1146,88 (kg).

Thể tích ngô chiếm chỗ: 750

60,764 = 1,02 (m3).

Thể tích malt chiếm chỗ: 550

88,1146 = 2,09 (m3).

Thể tích nước cho vào hoà trộn:

764,60×5 + 1146,88×4 = 8410,52 (lít) = 8,41 (m3).

Thể tích cần thơm hoá: 1,02 + 2,09+ 8,41 = 11,52 (m3).

Khi hội cháo ta chuyển toàn bộ dung dịch từ nồi thơm hoá sang nồi đường hoá.

Thể tích dịch thơm hóa chuyển sang hội cháo : 7,71 m3.



Chọn hệ số chứa đầy :φ= 0,8.

Thể tích của nồi đường hoá : Vnồi= 8,0

71,752,11 + = 24,04 (m3).

Chọn thiết bị đường hoá giống thiết bị thơm hoá nhưng có ống thoát hơi.

h- Chiều cao nắp thiết bị

D- Đường kính của nồi

Chọn: h = 4D

Thể tích nắp nồi:

Vnắp= 192

53

532

432

3322 DDhhhhDh ××=××=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −×=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −× ππππ (*).

Thể tích cầu: Vcầu= 33

6834 DD ×=×× ππ

Thể tích nồi: Vnồi= vcầu- Vnắp= 64

9 3D××π = 24,04 (m3).

⇒D= 314,39

6404,24×

× = 3,79 (m).

Chiều cao của nắp: h=4D =

479,3 = 0,95 (m).

Các thông số kỹ thuật khác :


D’ = 34×D = 3

4× 3,69 = 2,77 (m).

Công suất động cơ: 9,4 KW; Số vòng quay: 30 vòng/phút [11, tr 622]. Chọn 1 thiết bị.

Ống thoát hơi: tiết diện ống thoát hơi bằng 1/50 diện tích bốc hơi lớn nhất.

Dth = D 150

× = 3,79 150

× = 0,54 (m).


5.2.3. Nồi nấu nước nóng

Thể tích nước cần đun nóng cho một mẻ gồm thể tích nước nấu malt, ngô và

thể tích nước rửa bã.

Dh



Theo 5.2.1 thể tích nước nấu ở nồi thơm hoá là 5,8 (m3).

Theo 5.2.2 nước dùng nấu ở nồi đường hoá là 8,41 (m3).

Theo bảng 4.4 ta có lượng nước dùng để nấu xirô trong 1 mẻ là:

267,53(lít) ≈ 0,3 (m3).

Vậy thể tích nước dùng để nấu nguyên liệu là: 5,8 + 8,41 + 0,3 = 14,24 (m3).

Thể tích nước rửa bã chọn bằng 1/3 thể tích nước nấu nguyên liệu:

324,14 = 4,75 (m3).

Vậy thể tích nước cần đun nóng là: 14,24 + 4,75 = 18,99 (m3).

Chọn hệ số chứa đầy: φ = 0,8.

Thể tích nồi: Vnồi = 8,099,18 = 23,74 (m3).

Chọn nồi nấu nước nóng có dạng giống nồi đường hóa nhưng không có cánh khuấy.

Tương tự ta có: Vnồi = 3

3

14,396474,23

649

××=⇒

×× DDπ = 3,77 (m).

Chiều cao nắp: h= 4D =

477,3 = 0,94 (m).


Dth = D 150

× = 3,77 150

× = 0,53 (m).

Chọn 1 nồi.

5.2.4. Nồi nấu xirô

Theo (Bảng 4.4), Lượng dịch cần nấu xirô cho 1 mẻ sẽ là:

55,1

84,487 + 267,56 = 582,30 (lít).

Trong đó: 1,55 (kg/lít) là khối lượng riêng của đường [11, tr 63].


Thể tích nồi: Vnồi = 8,0100030,582×

= 0,73 (m3).

Chọn nồi nấu xirô có hình dạng giống nồi thơm hóa.

Tương tự ta cũng có: Vnồi = 3

3

14,396473,0

649

××=⇒

×× DDπ = 1,65 (m).



Chiều cao nắp: h= 4D =

465,1 = 0,41 (m).


Dth = D 150

× = 1,65 150

× = 0,23 (m).


D’= 34×D= 3

4× 1,65=1,24(m).

Công suất động cơ: 9,4 KW. Số vòng quay: 30 vòng/phút [11, tr 622].

Chọn 1 nồi.

5.2.5. Thiết bị lọc khung bản dùng lọc bã

Theo 5.2.2 thể tích dung dịch đưa đi lọc trong một mẻ là:

7,71 + 11,52 = 19,23 (m3).

Chọn thời gian lọc một mẻ là: 2,5 (giờ).

Năng suất tối thiểu cần có của thiết bị: 5,223,19 = 7,69 (m3/h).

Chọn thiết bị lọc khung bản: B9 - BΦC423 - 53 - 00 - 00

[13, tr 109].

Năng suất : 9 m3/h Diện tích bề mặt lọc : 19,5 m2

Số lượng bản : 60 cái

Kích thước bản : 565 ×575 mm

Áp suất làm việc : 2,5 kg/cm2

Công suất động cơ : 4,5 KW

Kích thước thiết bị : 2500 ×1080 ×1470 mm

Khối lượng : 1470 kg

Số lượng:969,7 = 0,85 → Chọn 1 thiết bị.

5.2.6. Thiết bị lọc khung bản dùng lọc xirô

Theo (Bảng 4.4), lượng xirô cần lọc trong 1 mẻ là: 537,38 (lít)

Thời gian lọc của một mẻ là: 20 (phút).



Năng suất tối thiểu cần có của thiết bị: 60201000

38,537 ××

= 1,61 (m3/h).

Chọn máy lọc khung bản: B9 - BΦC423 - 53 - 00 - 00

[13, tr 109].

Năng suất : 3 m3/h

Diện tích bề mặt lọc : 6 m2


Kích thước bản : 365 ×375 mm

Áp suất làm việc : 2,5 kg/cm2




Số lượng: 361,1 = 0,54 → Chọn 1 thiết bị.

5.2.7. Thùng chứa bã

Theo (Bảng 4.4), lượng bã thải của 1mẻ: 3383 (kg) bã ướt.

Khối lượng riêng của bã: 1000 kg/m3.

Thể tích của bã ướt:

Vbã = 10003383 = 3,383 (m3).


Thể tích của thùng chứa:

Vthùng = 9,0

383,3 = 3,76 (m3).

Chọn thùng chứa bã có dạng hình hộp, chiều cao của thùng là 2(m).

Vthùng = 2a2

→ a = 276,3 = 1,88 (m).

Kích thước thùng: Dài 1,88 (m); rộng 1,88 (m); cao 2 (m).

Số lượng: 1 thùng.

a a



5.2.8. Thiết bị phối chế dịch lên men

Chọn thiết bị có thân hình trụ, đáy hình nón, có cánh khuấy và có hình dạng

như bunke chứa.

Theo bảng 4.4 ta có lượng dịch phối chế trong 1 mẻ là: 24989,89 (lít).

Chia lượng dịch này vào trong 2 thiết bị phối chế giống nhau.

Lượng dịch cần chứa vào mỗi thiết bị sẽ là:2

89,24989 = 12494,95 (lít).


Vtb 1 thiết bị = 8,01000

95,12494×

= 15,62 (m3).

Theo (1) ở 5.1.3 ta có:

D = 362,062,15 = 2,93 (m).

→ HT = 2D =

293,2 = 1,47 (m).

→ HD = 32

(D - d)

= 32

(2,93 - 0,2) = 2,36 (m).

Chiều cao của thiết bị: H = HT + HD + h

= 1,47+ 2,36 + 0,2 = 4,03 (m).

+ Chọn cánh khuấy dạng mái chèo thanh đặt chéo có đường kính:

D’ = 23×D = 2

3× 2,93 = 1,95 (m).

+ Công suất động cơ: 3 KW; Số vòng quay: 30 vòng/phút [11, tr 622].

Đặc tính kỹ thuật: D = 2,93(m); H = 4,03 (m); d =0,2 (m).


5.2.9. Thiết bị thanh trùng và làm nguội

Lượng dịch sau khi phối chế trong một mẻ: 24864,93(lít).

Thời gian thanh trùng và làm nguội: 60 (phút).

Năng suất cần có của thiết bị: 6090

93,24864 × = 16576,62 (lít/giờ).

D

H

h

d

600

HT

HD



Chọn thiết bị loại: YПL-Y5 [13, tr 159].

Năng suất : 5000 lít/giờ

Nhiệt độ đầu của sản phẩm : 450C

Nhiệt độ thanh trùng : 650C

Nhiệt độ chất tải nhiệt : 900C

Nhiệt độ của nước làm lạnh : 00C

Nhiệt độ ra của sản phẩm : 300C

Chi phí hơi : 107 kg/h

Công suất : 4,5 KW

Số bản thanh trùng : 25

Số bản làm nguội : 25

Bề mặt làm nguội : 6 m2

Vận tốc của sản phẩm : 0,43 m/s

Vận tốc của nước muối : 0,43 m/s

Vận tốc của nước nóng : 0,43 m/s

Áp suất làm việc : 2 kg/cm2



Số lượng: 5000

62,16576 = 3,32 → Chọn 4 thiết bị.

5.3. Công đoạn lên men.

5.3.1. Thiết bị lên men.

Chọn thiết bị lên men có thể tích đủ chứa lượng dịch lên men của 1/2 mẻ nấu.

Theo (Bảng 4.4), thể tích dịch lên men của 1 mẻ là: 24616,13(lít).

Thể tích vi sinh vật giống của một mẻ: 738,52 (lít).


Thể tích của thiết bị: Vtb = 8,02

74,062,24×+ = 15,85 (m3).

Thiết bị lên men có dạng thân trụ, nắp chỏm cầu, đáy côn, góc đáy 600.

Thiết bị làm bằng thép không gỉ.



D

H

h

HT

HD

d

600

Chọn: HT = 4D3

; h = D4

; d = 0,1 (m).

VC = h6π × (

223D h

4+ ) = D

24π ×(

2 23D D4 16

+ ) = 313 D

384π

VT = 2D

4π ×HT =

3D3

π

HD = D - d2

× tg600 = 32

(D - d)

VD = D1 H4× × (D2 + D.d + d2)

= 324π × (D3 - d3)

Vtb = VC + VD + VT

= 313 D

384π + 3

24π × (D3 - d3)

3D3

π+

Vtb ≈ 1,38D3

→ D = tb3V

1,38 (3)

→ D = 338,185,15 = 2,26 (m).

→ HT = 4D3

=3

26,24× = 3,01 (m).

→ h = D4

= 426,2 = 0,57 (m).

→ HD = 32

(D − d) = 32

(2,26 − 0,1) = 1,87 (m).


Đặc tính kỹ thuật: D =2,26 (m); H = 5,45 (m); d = 0,1 (m).

Số lượng thùng lên men:

n = T m X× ×

Trong đó: n - Số thùng lên men, cái.



T- Chu kỳ lên men, ngày (T =2415 )

m - Số mẻ nấu trong ngày, m = 5

X - Số thùng để chứa 1 mẻ, X = 2

Ta có: n = 252415 ×× = 6,25

Chọn 8 thùng, trong đó có 1 thùng để dự trữ.

5.3.2. Thiết bị nuôi cấy giống vi sinh vật

Chọn thiết bị nuôi cấy giống vi sinh vật có dạng thân hình trụ, đáy côn, nắp

chỏm cầu, góc ở đáy bằng 600.

Chọn hệ số chứa đầy: φ = 0,5

Chọn: d = 0,05 (m); h = D5

; HT = 3D2

.

VC = h6π × (

223D h

4+ ) =

= D30π ×(

2 23D D4 25

+ ) = 379 D

3000π

VT = 2D

4π ×HT =

2D 3D4 2

π × = 33 D

8π

HD = D - d2

× tg600 = 32

(D - d)

VD = DH12π × × (D2 + D.d + d2) = 3

24π × (D3 - d3)

Vtb = VC + VD + VT = 379 D

3000π + 3

24π × (D3 - d3) +

33 D8π

Vtb ≈ 1,49D3

→ D = tb3V

1,49 (4)

5.3.2.1. Thiết bị nuôi cấy nấm men.

Theo (Bảng 4.4), lượng nấm men cần cho 1 ngày là: 2769,44 (lít).

Quá trình nuôi cấy nấm men gồm 2 giai đoạn:

– Giai đoạn phòng thí nghiệm: nuôi đến 10 lít.

D

h

HT

HD

H

600

d



– Giai đoạn sản xuất: gồm 3 cấp.

Cấp 1: 10 lít → 70 lít

Cấp 2: 70 lít → 400 lít

Cấp 3: 400 lít → 2769,44 lít

• Thùng nuôi cấp 1:

Vcấp 1 = 700,5

= 140 (lít) = 0,14 (m3).

Theo (4) ta có: D = 30,141,49

= 0,45 (m).

→ HT = 3D2

= 3 0,452

× = 0,68 (m).

→ h = D5

= 0,455

= 0,09 (m).

→ HD = 32

(D - d) = 32

(0,45 - 0,05) = 0,35 (m).

Chiều cao của thiết bị: H = HT + h + HD = 0,68 + 0,09 + 0,35 = 1,12 (m).

Đặc tính kỹ thuật: D = 0,45 (m); H = 1,12 (m); d = 0,05 (m).



Vcấp 2 = 4000,5

= 800 (lít) = 0,8 (m3).

Theo (4) ta có: D = 30,8

1,49= 0,81 (m).

→ HT = 3D2

= 3 0,812

× = 1,22 (m).

→ h = D5

= 0,815

= 0,16 (m).

→ HD = 32

(D - d) = 32

(0,81 - 0,05) = 0,66 (m).







Vcấp 3 = 5,044,2769 = 5538,88 (lít) = 5,54 (m3).

Theo (4) ta có: D = 349,154,5 = 1,55 (m).

→ HT = 3D2

= 2

55,13× = 2,32(m).

→ h = D5

= 555,1 = 0,31(m).

→ HD = 32

(D - d) = 32

(1,55 - 0,05) = 1,30 (m).

Chiều cao của thiết bị:

H = HT + h + HD = 2,32 + 0,31 + 1,30 = 3,93 (m).

Đặc tính kỹ thuật:

D = 1,55 (m); H = 3,93 (m); d = 0,05 (m).


5.3.2.2. Thiết bị nuôi cấy vi khuẩn

Theo (Bảng 4.4), lượng vi khuẩn cần cho 1 ngày là: 923,15 (lít).

Quá trình nuôi cấy vi khuẩn gồm 2 giai đoạn:

– Giai đoạn phòng thí nghiệm: nuôi đến 10 lít.

– Giai đoạn sản xuất: gồm 3cấp.

Cấp 1: 10 lít → 50 lít

Cấp 2: 50 lít → 250 lít

Cấp 3 : 250 → 923,15 lít


Vcấp 1 = 5,0

50 = 100 (lít) = 0,1 (m3).

Theo (4) ta có: D = 349,11,0 = 0,41(m).



→ HT = 3D2

= 2

41,03× = 0,61 (m).

→ h = D5

= 541,0 = 0,08 (m).

→ HD = 32

(D - d) = 32

(0,41 - 0,05) = 0,31 (m).

Chiều cao của thiết bị: H = HT + h + HD = 0,61 + 0,08 + 0,31 = 1(m).

Đặc tính kỹ thuật: D = 0,41 (m); H = 1 (m); d = 0,05 (m)



Vcấp 2 = 5,0250 = 500 (lít) = 0,5 (m3).

Theo (4) ta có: D = 349,15,0 = 0,69 (m).

→ HT = 3D2

= 2

69,03× = 1,035 (m).

→ h = D5

= 569,0 = 0,14 (m).

→ HD = 32

(D - d) = 32

(0,69 - 0,05) = 0,55 (m).




• Thùng cấp 3:

Vcấp 2 = 5,015,923 =1846,3 (lít) = 1,85 (m3).

Theo (4) ta có: D = 349,185,1 = 1,07 (m).

→ HT = 3D2

= 2

07,13× = 1,61 (m).

→ h = D5

= 507,1 = 0,214 (m).



→ HD = 32

(D - d) = 32

(1,07 - 0,05) = 0,88 (m).




5.3.3. Thiết bị làm lạnh nước giải khát lên men

Theo (Bảng 4.4), lượng sản phẩm cần làm lạnh trong một mẻ là: 24369,95 (lít).

Chọn thời gian làm lạnh: 2 (giờ).

Năng suất tối thiểu cần có của thiết bị:2

95,24369 = 12184,98 (lít/giờ).

Chọn thiết bị: BO1 -Y5 .[14-158].

Năng suất : 5000 lít/giờ

Nhiệt độ đầu của sản phẩm : 300C

Nhiệt độ sau khi làm lạnh : 10C

Nhiệt độ ban đầu của chất tải lạnh : -150C

Lượng nước muối cần cung cấp : 10 m3/h


Kích thước bản : 800 ×225 ×2,5 mm

Bề mặt làm việc của bản : 12,1 m3

Vận tốc của sản phẩm : 0,4 m/s

Vận tốc của nước muối : 0,4 m/s



Số lượng: 5000

98,12184 = 2,44 → Chọn 3 thiết bị.

5.3.4. Thiết bị lọc khung bản dùng lọc sản phẩm

Theo (Bảng 4.4), thể tích sản phảm cần lọc trong 1 mẻ là: 24369,95 (lít).

Chọn thiết bị lọc khung bản loại: B9 - BΦC423 - 53 - 00 - 00

[13, tr 109].

Đặc tính kỹ thuật giống như máy lọc bã ở mục 5.2.5.



Số thiết bị: 937,24 = 2,71.

Số lượng: Chọn 3 thiết bị.

Thùng trộn chất trợ lọc diatomit:

Chọn thùng chất trợ lọc diatomit có hình dạng giống như bunke chứa (để dễ

tháo và vệ sinh).

Dùng 1/4 thể tích sản phẩm lên men để trộn với chất trợ lọc diatomit.

Thể tích chất trợ lọc của một mẻ cho vào thùng để lọc:

45

77,121849×

=6092,49(lít) = 6,09 (m3).

Chọn hệ số chứa đầy: µ=0,75.

Thể tích thùng chứa: 75,009,6 = 8,12 (m3).

Chọn D = 1,5m; d = 0,2m.

Theo (1) ở 5.1.2 ta có: D = 362,012,8 = 2,36(m).

→ HT = D2

= 236,2 = 1,18 (m).

→ HD = 32

(D - d) = 32

(2,36 - 0,2) = 2,16 (m).


+ Chọn cánh khuấy dạng mái chèo thanh đặt chéo có đường kính:

D’ = 2 D3× = 36,2

32 × = 1,57 (m).

+ Công suất động cơ: 3 KW; Số vòng quay: 30 vòng/phút [11, tr 622].


5.3.5. Thiết bị ổn định sau khi lọc

Theo (Bảng 4.4), lượng nước giải khát sau lọc của 1mẻ sẽ là: 24126,41 (lít).


Thể tích thùng: Vtb = 9,013,24 = 26,81 (m3).

Thiết bị làm bằng thép không gỉ, hình dạng tương tự thiết bị lên men.



D

600

h

HT

H

d

H

Chọn: d = 0,1m; h = D5

; HT = 3D2

.

Theo (3) ở 5.3.1 ta có:

D = 338,181,26 = 2,69(m).

→ HT = 3D2

= 2

69,23× = 4,03(m).

→ h = D5

= 569,2 = 0,54 (m).

→ HD = 32

(D - d) =

= 32

(2,69 - 0,1) = 2,24 (m).

Chiều cao của thiết bị:H = HT + h + HD = 2,69 + 0,54 + 2,24 =6,81(m).

Đặc tính kỹ thuật: D = 2,69 (m); H = 6,77 (m); d = 0,1m

Số lượng: 5 thiết bị (căn cứ vào thời gian ổn định khoảng 10 h).

5.4. Công đoạn hoàn thiện sản phẩm

Theo (Bảng 4.4), lượng nước giải khát chiết rót trong 1 ngày: 119237,94 (lít).

Nước giải khát được rót vào chai 0,33 lít.

Số chai chiết rót trong 1 ngày là: 33,0

94,119237 = 361327,10(chai/ngày).

Thời gian nghĩ đổi ca 20 phút/ca.

Năng suất dây chuyền chiết rót:23

10,361327 = 15709,87 (chai/giờ).

Chọn 1 dây chuyền chiết rót có năng suất 18000 chai/giờ.

5.4.1. Máy rửa chai

Chọn máy nhãn hiệu : AME-6 : [13, tr 174]

Năng suất : 18000 chai/giờ

Số mâm : 240

Số chai trong một mâm : 75

Số bơm : 4



Công suất : 30 KW

Kích thước : 7460 ×3840 ×2650 mm


Số lượng : 1

5.4.2. Máy rót

Chọn máy nhãn hiệu: 10M : [13, tr 189].


Số lượng vòi rót : 16


Kích thước máy : 1000 ×1125 ×2000 mm


Số lượng : 1

5.4.3. Máy đóng nắp

Chọn máy nhãn hiệu: У-6A : [13, tr 204].


Số mâm đóng : 6


Kích thước : 900 ×700 ×2150 mm

Số lượng : 1

5.4.4. Máy thanh trùng

Chọn máy thanh trùng: ATLANTICO : [13, tr 204].



Kích thước máy : 8620 ×2700 ×2600 mm


Vận tốc chai trong máy : 6-10 m/h

Số lượng chai trong máy : 41800 chai

Số lượng : 1 máy.

5.4.5. Máy dán nhãn

Chọn loại máy nhãn hiệu: B3M : [13, tr 234].





Độ chân không : 550 Kpa

Số thùng quay chân không : 1

Kích thước cho phép của nhãn : Dài: 50-140 mm

: Rộng: 50-140 mm



5.4.6. Băng tải chai và băng tải két

• Băng tải chai:

Chọn băng tải chai loại: Π2,3 : [13, tr 386].


Tốc độ băng chuyền : 0,41 m/s


Kích thước : 17355 ×640 ×700 mm


Số lượng: Chọn 1 băng tải.

• Băng tải két:

Chọn băng tải két loại: Π1 : [13, tr 386].

Năng suất : 600 két/giờ



Kích thước : 14352 ×584 ×700 mm

Số lượng: Chọn 1 băng tải.

5.4.7. Máy rửa két

Theo mục 4.8.4, lượng két cần dùng trong 1 ngày là:

30

55,304579 = 10152,65(két).

Lượng két cần rửa trong một giờ là: 24

65,10152 = 423,03 (két). Lấy 424 (két).



Chọn máy rửa két nhãn hiệu: б2-AAЯ : [13, tr 256].

Năng suất : 600 két/giờ



Kích thước : 4400 ×1083 ×1175 mm


Số lượng: 1 máy.

5.4.8. Máy bốc chai cho vào và ra khỏi két

• Máy bốc chai cho vào két:

Chọn máy nhãn hiệu: BУЛ-II : [13, tr 254].



Kích thước : 3460 ×1857 ×1705 mm



• Máy bốc chai ra khỏi két:

Năng suất :18000 chai/giờ


Kích thước : 5250 × 1400 ×2080 mm



5.5. Tính và chọn bơm

5.5.1. Bơm dịch đi hội cháo

Theo mục 5.2.1 lượng dịch cần bơm sang hội cháo trong 1 mẻ là: 7,97 (m3).

Thời gian bơm: 10 (phút).

Năng suất tối thiểu cần có của bơm: 601097,7 × = 47,82 (m3/h).

Chọn bơm ly tâm nhãn hiệu: BЦH-40 : [13, tr 372].


Áp lực : 0,2 Mpa



Tốc độ : 2910 vòng/phút


Đường kính ống hút, đẩy : 75/48 mm

Kích thước : 1385 ×510 ×907 mm


Số lượng: 40

82,47 = 1,19 → Chọn 2 bơm.

5.5.2. Bơm dịch đường đi lọc và nước nóng đi rửa bã

Theo 5.2.2 lượng dịch cần bơm đi lọc trong 1 mẻ là: 11,87 (m3).

Lượng nước nóng cần bơm đi rửa bã: 7,34 (m3).

Chọn bơm có năng suất tương ứng với thiết bị lọc.

Chọn loại bơm ly tâm nhãn hiệu: BЦH-10 : [13, tr 372].


Áp lực : 0,2 Mpa




Kích thước : 1055 ×410 ×738 mm


Số lượng: 1 bơm để bơm dịch đi lọc và 1 bơm để bơm nước nóng đi rửa bã.

5.5.3. Bơm xirô đường qua thiết bị lọc

Theo (Bảng 4.4), thể tích xirô cần đưa đi lọc là: 2686,88 (lít/ngày).

Chọn loại bơm ly tâm nhãn hiệu: H-HM3 : [13, tr 372].


Áp lực : 0,1 Mpa




Kích thước : 1280 ×340 ×665 mm


Số lượng : 1 bơm.



5.5.4. Bơm dịch đường từ nồi đường hóa đi phối chế

Theo bảng 4.4 lượng dịch bơm vào phối chế trong 1 mẻ là: 24989,90 (lít).

Chọn thời gian bơm 40 phút.

Năng suất bơm: 604025 × = 37,5 (m3/h).

Chọn bơm ly tâm nhãn hiệu: BЦH-40. [13, tr 372].


Áp lực : 0,2 Mpa




Kích thước : 1385 ×510 ×907 mm


Số lượng: 1 bơm.

5.5.5. Bơm dịch đường từ thùng phối chế đi thanh trùng và làm nguội

Lượng dịch cần bơm đi thanh trùng và làm nguội trong 1 mẻ: 24864,93 (lít).

Chọn thời gian bơm: 40 (phút).

Năng suất tối thiểu cần có của bơm:

6040

93,24864 × = 37297,39 (lít )= 37,30 (m3/h).


Đặc tính kỹ thuật giống mục 5.5.4.

Số lượng: 4 bơm (vì có 4 thiết bị thanh trùng và làm nguội).

5.5.6. Bơm dịch đường đi lên men

Lượng dịch cần bơm đi lên men trong 1 mẻ là: 24616,13 (lít) = 24,62 (m3).

Chọn thời gian bơm 40 phút.

Năng suất bơm: 6040

62,24 × = 36,93 (m3/h).






5.5.7. Bơm từ thùng lên men đi làm lạnh và lọc trong

Theo (Bảng 4.4), lượng dịch sau khi lên men của 1 mẻ là:

24369,95 (lít) = 24,37 (m3).

Chọn loại bơm ly tâm nhãn hiệu: BЦH-10. [13, tr 372].

Số lượng bơm: 10

37,24 = 2,44. Chọn 3 bơm tương ứng với 3 thiết bị làm lạnh và lọc trong.


5.5.8. Bơm từ thùng phối trộn chất trợ lọc đi lọc trong

Theo 5.3.4 có thể tích chất trợ lọc của 1 mẻ cho vào thùng lọc là 6,09 m3.




5.5.9. Bơm nước giải khát đi ổn định

Theo bảng 4.4 lượng sản phẩm cần bơm đi ổn định trong 1 mẻ sẽ là:

24126,41 (lít) = 24,13 (m3).




5.5.10. Bơm nước giải khát đi chiết rót

Theo bảng 4.4 lượng nước giải khát cần bơm đi chiết rót trong 1 mẻ là:

23847,59 (lít) = 23,85 (m3).






Bảng 5.1: Bảng tổng kết thiết bị.

STT Tên thiết bị Kích thước (mm) SL

Phân xưởng nấu

1 Máy làm sạch 3450 ×1700 ×3480 1

2 Máy nghiền malt 1700 ×1500 ×1600 1

3 Máy nghiền ngô 1100 ×1260 ×1213 1

4 Bunke chứa malt D = 1770; H = 2450; d = 200 2

5 Bunke chứa ngô D = 1500; H = 2150; d = 200 2

6 Bunke chứa đường D = 830; H = 1150; d = 200 1

7 Nồi thơm hóa D = 2470; H = 2670 1

8 Nồi đường hóa D = 3260; H = 3530 1

9 Nồi nấu xirô D = 1010; H = 1080 1

10 Nồi nấu nước nóng D = 3470; H = 3760 1

11 Thiết bị lọc bã 2500 ×1080 ×1470 1

12 Thiết bị lọc xirô 1700 ×780 ×1255 1

13 Thùng chứa bã 3070 ×3070 ×2000 1

14 Thiết bị phối chế dịch lên men D = 3580; H = 4910; d = 200 1

15 Thiết bị thanh trùng và làm nguội 1970 ×700 ×1525 4

16 Bơm dịch đi hội cháo 1385 ×510 ×907 2

17 Bơm xirô đi lọc 1280 ×340 ×665 1

18 Bơm dịch đi lọc và nước nóng rửa bã 1055 ×410 ×738 2

19 Bơm dịch đường đi phối chế 1385×510×907 1

20 Bơm từ thùng phối chế đi thanh trùng 1385 ×510 ×907 4

Phân xưởng lên men

21 Thiết bị lên men D = 2260; H =5450; d = 100 8

Thiết bị nuôi cấy nấm men

22 + Thùng nuôi cấp 1 D = 450; H = 1120; d = 50 2





STT Tên thiết bị Kích thước (mm) SL

Thiết bị nuôi cấy vi khuẩn



27 + Thùng nuôi cấp 3 D =1070; H = 2704; d = 50 2

28 Thiết bị làm lạnh sản phẩm 1870 ×700 ×1400 3

29 Thiết bị lọc sản phẩm 2500 ×1080 ×1470 3

30 Thùng trộn chất trợ lọc diatomit D = 2360; H = 3540; d = 200 1

31 Thiết bị ổn định sau lọc D = 2690; H = 6770; d = 100 5

32 Bơm dịch đường đi lên men 1385 ×510 ×907 1

33 Bơm từ thùng lên men đi làm lạnh và

lọc trong 1385 ×510 ×907 3

34 Bơm từ thùng phối trộn chất trợ lọc đi

lọc trong 1055 ×410 ×738 1

35 Bơm nước giải khát đi ổn định 1385 ×510 ×907 1

36 Bơm từ thùng ổn định đi chiết rót 1385 ×510 ×907 1

Phân xưởng chiết rót

37 Máy rửa chai 7460 ×3840 ×2650 1

38 Máy rửa két 4400 ×1083 ×1175 1

39 Máy rót 1000 ×1125 ×2000 1

40 Máy đóng nắp 900 ×700 × 2150 1

41 Máy thanh trùng 8620 ×2700 ×2600 1

42 Máy dán nhãn 3280 ×1100 ×1268 1

43 Băng tải chai 17355 ×640 ×700 1

44 Băng tải két 14352 ×584 ×700 1

Máy bốc chai cho vào khỏi két

45 + Máy bốc chai cho vào két 3460 ×1875 ×1705 1

46 + Máy bốc chai ra khỏi két 5350 ×1400 ×2080 1



Chương 6

TÍNH TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG

6.1. Tính tổ chức

6.1.1. Sơ đồ hệ thống tổ chức của nhà máy

6.1.2. Tổ chức lao động của nhà máy

6.1.2.1. Chế độ lao động của nhà máy

- Nhà máy làm việc 279 ngày/năm.

- Phân xưởng nấu, lên men và chiết rót làm việc 3 ca/ngày.

+ Ca 1: Từ 6 giờ đến 14 giờ.

+ Ca 2: Từ 14 giờ đến 22 giờ.

+ Ca 3: Từ 22 giờ đến 6 giờ ngày hôm sau.

- Hành chính làm việc 8 giờ/ngày.

+ Sáng: Từ 7 giờ đến 11 giờ 30.

+ Chiều: Từ 13 giờ 30 đến 17 giờ.

GIÁM ĐỐC

PGĐ KỸ THUẬT PGĐ KINH DOANH

Phòng KCS

Phòng kế

toán tài vụ

Phòngkế

hoạch

Phòng marketing

Phòngtổ

chức hành chính

Phòng lao động tiền

lương

Phòng đời

sống

Phòngy tế,

bảo vệ

Phòng kỹ

thuật sản xuất

Phân xưởng chiết rót

Phân xưởng Công nghệ

Phân xưởng cơ điện-động

lực

Kho



6.1.2.2. Tổ chức

Lao động gián tiếp

- Giám đốc: Số lượng = 1.

- Phó giám đốc: Số lương = 2.

- Phòng tổ chức hành chính: Số lượng = 4.

- Phòng lao động, tiền lương: Số lượng = 3.

- Phòng y tế, bảo vệ: Số lượng = 4.

- Phòng kế toán, tài vụ: Số lượng = 3.

- Phòng marketing: số lượng = 4.

- Phòng đời sống: Số lượng = 2.

- Phòng kế hoạch: Số lượng = 3.

- Phòng hóa nghiệm KCS: Số lượng = 5.

- Phòng kỹ thuật: Số lượng = 5.

- Nhà ăn, căn tin: Số lượng = 6.

- Nhà vệ sinh: Số lượng = 2.

∗ Tổng cộng: Tổng số lượng = 45 người.



Lao động trực tiếp

STT Chức năng Số người Số ca Tổng số người 1 Quản đốc phân xưởng 3 3

Phân xưởng nấu 2 Xử lý nguyên liệu 1 3 3 3 Nấu nguyên liệu 2 3 6 4 Lọc dịch đường 2 3 6 5 Phối chế dịch lên men 1 3 3 6 Phân xưởng lên men 2 3 6 7 Lọc nước giải khát 2 3 6

Phân xưởng chiết 8 Rửa chai 1 3 3 9 Kiểm tra chai sau khi rửa 1 3 3 10 Chiết rót và đóng nắp 2 3 6 11 Kiểm tra chai sau khi chiết 1 3 3 12 Thanh trùng 1 3 3 13 Dán nhãn 1 3 3 14 Cho két vào pallet 4 3 12

Kho 15 Kho nguyên liệu 1 3 3 16 Kho bao bì 1 3 3 18 Kho thành phẩm 1 3 3

Lái xe 19 Lái xe vận chuyển trong nhà máy 3 3 20 Lái xe vận chuyển ngoài nhà máy 4 4 21 Lái xe cho lãnh đạo nhà máy 1 1

Phân xưởng cơ điện – động lực 22 Lạnh, khí nén 2 3 6 23 Lò hơi 1 3 3 24 Xử lý nước 2 3 6 25 Phân xưởng cơ khí 3 3 9

Tổng số người 43 107



∗ Tổng cộng nhân lực của nhà máy: 45 + 107 = 152 người.

∗ Số người của một ca đông nhất sẽ bằng tổng số người lao động gián tiếp và số người lao động trực tiếp của một ca: 45 + 43 = 88 người. 6.2. Tính xây dựng 6.2.1. Kích thước các công trình 6.2.1.1. Phân xưởng nấu Phân xưởng nấu xây nhà 3 tầng, bước cột 6 (m), nhịp nhà 6 (m). Tầng 1: 18 x 12 x 4,2 (m). Tầng 2: 18 x12 x 4,8 (m). Tầng 3: 18 x12 x 4,8 (m). 6.2.1.2. Phân xưởng lên men Phân xưởng lên men xây nhà 1 tầng, bước cột 6 (m), nhịp nhà 9 (m). Kích thước nhà: Dài x rộng x cao = 36 x 18 x 8,7 (m). 6.2.1.3. Phân xưởng chiết rót Phân xưởng chiết rót xây nhà 1 tầng, bước cột 6 (m), nhịp nhà 12 (m). Kích thước nhà: Dài x rộng x cao = 30 x 12 x 6 (m). 6.2.1.4. Kho chứa nguyên liệu Nguyên liệu được cho vào bao, khối lượng mỗi bao là 50kg. Kích thước bao: Chiều cao: 0,8m; Đường kính: 0,3m. Trong kho các bao nguyên liệu được xếp chồng lên nhau tạo thành khối có khoảng trống để thông gió và dễ kiểm tra, mỗi chồng 10 bao. Theo (Bảng 4.4), ta tính được lượng nguyên liệu cần để sản xuất trong 30 ngày là: Mmalt = 8443,42 x 30 = 253302,6(kg) Mngô = 7880,52 x 30 = 236415,6(kg) Mđường = 2439,21 x 30 = 73176,3 (kg) Số bao nguyên liệu có trong kho:

N = 50

3,731766,2364156,253302 ++ = 11257,89 (bao).

Diện tích phần kho chứa nguyên liệu: F1 = b

N fn

α× ×

Trong đó: N - Tổng số bao nguyên liệu: N = 11257,89 (bao).



f - Diện tích chiếm chỗ của mỗi bao: f = 0,8 x 0,3 = 0,24 (m2) nb - Số bao trong một chồng: nb = 10 (bao) α - Hệ số khoảng cách giữa các chồng bao: α = 1,1

F1 = 10

24,089,112571,1 ×× = 297,21 (m2)

Diện tích phần đường đi lại chiếm 30% diện tích kho chứa [10, tr 51]. Diện tích kho chứa: F = 1,43 x F1 = 1,43 x 297,21 = 425,01 (m2) Diện tích mặt bằng: 24 x 18 = 432 (m2) 6.2.1.5. Kho thành phẩm Kho được xây dựng đủ để chứa thành phẩm trong 7 ngày. Theo mục 4.7.1 lượng chai sử dụng trong 1 ngày là: 354657,64 (chai). Chai được chứa trong két nhựa, mỗi két chứa 30 chai. Kích thước két: 0,5 x 0,4 x 0,25 (m). Các két được xếp chồng lên nhau, mỗi chồng 15 két. Chiều cao của một chồng: 0,25 x 15 = 3,75 (m).

Diện tích phần kho chứa két: F2 = c k

n N fn n

α× × ××

Trong đó: n - Số ngày dự trữ: n = 7 (ngày) N - Số chai sản xuất trong ngày: N = 354657,64 (chai) f - Diện tích mỗi chồng két: f = 0,2 (m2) nc - Số chai trong một két: nc = 30 (chai) nk - Số két trong một chồng: nk = 15 (két) α - Hệ số khoảng cách giữa các chồng: α = 1,1.

F2 = 1530

2,064,35465771,1×

××× = 1213,72 (m2).

Diện tích phần đi lại trong kho chiếm 10% diện tích chứa két. Diện tích kho chứa: F = 1,1 x F2 = 1,1 x 1213,72 = 1335,09 (m2). Kho thành phẩm có kích thước: 42 x 36 x 5,4 (m). 6.2.1.6. Bãi chứa két và chai không Bãi chứa két và chai không là khu đất trống không cần xây nhà. Kích thước: 42 x 36 x 5,4 (m).



Diện tích mặt bằng: 36 x 36 = 1296 (m2). 6.2.1.7. Phân xưởng lò hơi Kích thước: 12 x 6 x 5,4 (m). 6.2.1.8. Khu hành chính [10, tr 54] Bao gồm các phòng sau: - Phòng giám đốc : 4 x 4 = 16 (m2) - Phòng phó giám đốc : 2(4 x 3) = 24 (m2) - Phòng tổ chức hành chính : 4 x 4 = 16 (m2) - Phòng kỹ thuật : 5 x 4 = 20 (m2) - Phòng tài vụ : 3 x 4 = 12(m2) - Phòng KCS : 5 x 4 = 20 (m2) - Phòng maketing : 5 x 4 = 20 (m2) - Phòng lao động tiền lương : 3 x 4 = 12 (m2) - Phòng kế hoạch : 3 x 4 = 12 (m2) - Hội trường : 25 x 6 = 150 (m2) Diện tích tổng cộng : 302 (m2). Xây dựng nhà hai tầng, kích thước: Tầng 1: 30 x 6 x 4,2 (m). Tầng 2: 30 x 6 x 4,2 (m). 6.2.1.9. Khu xử lý nước Xây dựng nhà có kích thước: 12 x 6 x 5,4 (m). 6.2.1.10. Đài nước Kích thước: + Chiều cao đặt đài nước: 15 (m). + Đường kính đài nước: 3 (m). + Chiều cao đài nước: 6 (m). 6.2.1.11. Trạm biến áp Trạm biến áp đặt ở góc nhà máy, nơi ít người qua lại Kích thước: 4 x 4 x 4,2m. 6.2.1.12. Nhà đặt máy phát điện dự phòng Kích thước: 6 x 6 x 5,4 (m).



6.2.1.13. Nhà ăn - Căn tin [10, tr 56]

Tính cho 2/3 nhân viên ở ca đông nhất: 88 x 23

≈59 (người).

Diện tích cho mỗi người: 2,25 (m2).

Diện tích nhà ăn: 59 x 2,25 = 132,75 (m2).

Kích thước: 12 x 12 x 5,4 (m).

6.2.1.14. Nhà tắm, nhà vệ sinh, phòng thay quần áo [10, tr 55]

Tính cho 60% nhân viên ở ca đông nhất: 60% x 88 = 52,8 (người).

Số phòng tắm: Trung bình 10 người/phòng. Vậy cần xây 6 phòng.

Kích thước mỗi phòng: 1,5 x 1,5 x 3,6 (m).

Số phòng vệ sinh = Số phòng tắm = 6 (phòng).

Kích thước mỗi phòng: 1,5 x 1,5 x 3,6 (m).

Khu vực rửa: tính cho 20 công nhân /1 chậu rửa. Như vậy phải lắp 3 chậu rửa.

Vậy kích thước nhà tắm và nhà vệ sinh: 9 x 4,5 x 3,6 (m).

6.2.1.15. Gara ôtô

Đây là nơi để xe cũng là trạm bảo quản, sửa chữa.

Số xe của nhà máy bao gồm: 1 xe con, 4 xe lớn và 3 xe nâng.

Kích thước gara: 20 x 10 x 6 (m).

6.2.1.16. Nhà để xe đạp, xe máy

Tính cho 60% nhân viên ở ca đông nhất.

Diện tích được tính là 1 xe máy/1m2, 3 xe đạp/1m2.


6.2.1.17. Phòng thường trực và bảo vệ


Chọn 2 phòng.

6.2.1.18. Kho nhiên liệu


6.2.1.19. Xưởng cơ điện




6.2.1.20. Khu xử lý nước thải

Chọn khu đất có diện tích: 30 x 10 = 300 (m2).

6.2.1.21. Nhiệt lạnh


Bảng 7.1: Bảng tổng kết các công trình. STT Tên công trình Kích thước (m) Diện tích (m2)

1 Phân xưởng nấu 18 x 12 x 13,8 216

2 Phân xưởng lên men 36 x 18 x 8,7 648

3 Phân xưởng chiết rót 30 x 12 x 6 360

4 Kho chứa nguyên liệu 24 x 18 x 5,4 270

5 Kho thành phẩm 42x 36 x 5,4 1512

6 Bãi chứa két và chai không 70 x 18 x 5,4 1260

7 Phân xưởng lò hơi 12 x 6 x 5,4 72

8 Khu hành chính 30 x 6 x 8,4 180

9 Khu xử lý nước 12 x 6 x 6 72

10 Đài nước D = 3, L = 6 36

11 Trạm biến áp 4 x 4 x 4,2 16

12 Nhà đặt máy phát điện dự phòng 6 x 6 x 5,4 36

13 Nhà ăn - Căn tin 12 x 12 x 5,4 144

14 Nhà tắm, nhà vệ sinh 9 x 4,5 x 3,6 40,5

15 Gara ôtô 20 x 10 x 6 200

16 Nhà để xe đạp, xe máy 12 x 4 x 3,6 48

17 Phòng thường trực và bảo vệ 2(4 x 3 x 3,6) 24

18 Kho nhiên liệu 12 x 6 x 5,4 72

19 Xưởng cơ điện 12 x 6 x 5,4 72

20 Khu xử lý nước thải 30 x 10 300

21 Nhiệt lạnh 12 x 6 x 5,4 72

Tổng cộng 5650,5



6.2.2 Tính khu đất 6.2.2.1. Tính diện tích khu đất

F = XD

XD

FK

, m2 [10, tr 44].

Trong đó: F - Diện tích khu đất của nhà máy. FXD - Tổng diện tích xây dựng các công trình. KXD - Hệ số xây dựng . Đối với các nhà máy thực phẩm KXD = 35 - 50%. Chọn KXD = 35%.

F = 35,0

5,5650 = 16144,29 (m2).

6.2.2.2. Tính hệ số sử dụng

Ksd = sdFF

[10, tr 50].

Trong đó: Ksd - Hệ số sử dụng. Fsd - Diện tích sử dụng khu đất. Fsd = F CX + Fgt + FXD, m2 Với: FCX - Diện tích trồng cây xanh (Bằng 25% tổng diện tích các công trình). FCX = 0,25 x 5650,5 = 1412,63 (m2). Fgt - Diện tích đường giao thông (Bằng 50% tổng diện tích các công trình). Fgt = 0,5 x 5650,5 = 2825,25 (m2). Fsd = 1412,63 + 2825,25 + 5650,5 = 9888,38 (m2).

Ksd = 29,1614438,9888 = 0,61.



Chương 7

TÍNH HƠI - NƯỚC

7.1. Tính hơi

7.1.1. Tính nhiệt cho nồi thơm hóa

7.1.1.1. Lượng nhiệt cần thiết để đun nóng khối dịch từ 620C lên 800C

Q1 = G1 x C1 x (t2 - t1) [12, tr 304]. Trong đó: G1 - Khối lượng của một mẻ nấu. Theo (Bảng 4.4): Lượng bột ngô cho vào nồi thơm hóa là :

2

20,1529 = 764,60(kg).

G1 = 764,60 + 764,60 x 5 = 4587,60(kg) C1 - Nhiệt dung riêng của khối nấu: C1 = 4186(1 - x). [12, tr 152]. x là nồng độ dung dịch.

x = 60,4587

60,764 = 0,17

C1 = 4186(1 - 0,17) = 3474,38 (J/kg.độ) = 0,83(kcal/kg.độ) t1 = 620C, t2 = 800C Vậy: Q1 = 4587,60 x 0,83 x (80 - 62) = 83769,58 (Kcal). 7.1.1.2. Lượng nhiệt cung cấp để giữ khối nấu ở 800C trong 20 phút Q2 = F x T2 x α x (tbm - tkk), J [12, tr 214]. Trong đó: tkk - Nhiệt độ không khí môi trường xung quanh, tkk = 290C. tbm - Nhiệt độ bề mặt thiết bị. α - Hệ số cấp nhiệt từ không khí ra môi trường xung quanh. α = 9,3 + 0,058 x tbm ,(W/m2độ) [12, tr 40].

tbm = 2

2980+ = 54,50C

α = 9,3 + 0,058 x 54,5 = 12,46 (W/m2độ) T2 - Thời gian giữ nhiệt (giây), T2 = 20 phút = 20 x 60 = 1200 (giây).

F - Diện tích vỏ nồi (m2).

F = 4

42D××π =

247,214,34

2

×× = 19,16(m2).

Vậy: Q2 = 19,16 x 1200 x 12,46 x (54,5 - 29) = 7305248,16(J) = 1745,16(Kcal).



7.1.1.3. Lượng nhiệt cung cấp để giữ khối nấu ở 520C trong 20 phút

Tương tự 7.1.1.2 ta có: tbm = 52 292+ = 40,50C.

α = 9,3 + 0,058 x 40,5 = 11,65 (W/m2độ) Q3 = 19,16 x 1200 x 11,65 x (40,5 - 29) = 3080353(J) = 735,87(Kcal). 7.1.1.4. Lượng nhiệt cung cấp để nâng khối nấu từ 520C lên 900C Q4 = G4 x C4 x (t2 - t1) [12, tr 304]. Trong đó: G4 - Khối lượng của một mẻ nấu. G4 = G1 + 43,040,16383,040,1638 ××+×

= 4587,60+491,52+1966,08=7045,20(kg). C4 - Nhiệt dung riêng của khối nấu, C4 = 4186(1 - x). [12, tr 152]

x = 20,7045

52,49160,764 + = 0,18.

C4 = 4186(1 - 0,18) = 3432,52 (J/kg.độ) = 0,82 (kcal/kg.độ). t1 = 520C, t2 = 900C. Vậy: Q4 = 7045,20 x 0,82 x (90 - 52) = 242636,7(Kcal). 7.1.1.5. Lượng nhiệt cung cấp để giữ khối nấu ở 900C trong 30 phút

Tương tự 7.1.1.2 ta có : tbm = 2

2990 + = 59,50C.

α = 9,3 + 0,058 x 59,5 = 12,75 (W/m2độ) Thời gian giữ nhiệt là 30 phút = 1800(giây). Q5 = 19,16 x 1800 x 12,75 x (59,5 - 29) = 13411521(J) = 3203,90(Kcal). 7.1.1.6. Lượng nhiệt cung cấp để nâng nhiệt độ khối nấu từ 900C lên 1300C Tương tự 7.1.1.4 ta có: t1 = 900C, t2 = 1300C. Q6 = 7045,20 x 0,058 x (130 - 90) = 16344,86 (Kcal). 7.1.1.7. Lượng nhiệt cung cấp để giữ khối nấu ở 1300C trong 60 phút

Tương tự 7.1.1.2 ta có: tbm = 130 292+ = 79,5 0C.

α = 9,3 + 0,058 x 79,5 = 13,91 (W/m2độ) Q7 = 19,16 x 3600 x 13,91 x (79,5 - 29) = 48452536,08(J) = 11574,9(Kcal).



7.1.1.8. Lượng nhiệt cần để bốc hơi Q8 = W x r Trong đó: r - Ẩn nhiệt hóa hơi của nước ở 79,50C. r = 559,5 (kcal/kg). [12, tr 152]. W - Lượng ẩm bốc hơi. W = k x F x (P - P’ x φ) x T. k là hệ số bốc hơi: k = 0,036 F là diện tích bốc hơi:

F = π x 2

bhD2

⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

= 3,14 x 4

247,0 2

= 0,096(m2).

P - Áp suất hơi bão hòa ở 79,50C: P = 355,49 (mmHg). P’- Áp suất hơi bão hòa ứng với nhiệt độ 290C: P’ = 31,87 (mmHg). φ - Độ ẩm tương đối của không khí: φ = 82%. T - Thời gian đun sôi ở nồi thơm hóa: T = 70 phút = 1,17 (giờ). W = 0,036 x 0,096 x (355,49 - 31,87 x 0,82) x 1,17 = 1,33(kg). Vậy: Q8 = 1,33 x 559,5 = 744,14(Kcal). 7.1.1.9. Nhiệt cung cấp cho vỏ thiết bị

∗ Vỏ trong: Qt = Gt x C x (t2 - t1) Trong đó: Gt - Khối lượng vỏ thép. Gt = F x δ x ρ (kg) F = 19,16 (m2), δ = 0,00615 (m), ρ = 7850 (kg/m3). Gt = 19,16 x 0,00615 x 7850 = 625(kg). C - Nhiệt dung riêng của vỏ thép: C = 0,119 (kcal/kg.độ). t1 - Nhiệt độ không khí môi trường xung quanh: t1 = 290C. t2 - Nhiệt độ hơi đốt: t2 = 1320C. Vậy: Qt = 625 x 0,119 x (132 - 29) = 7660,63(Kcal).

∗ Vỏ ngoài: Qn = Gn x C x (t2 - t1) Trong đó:Gn - Khối lượng vỏ thép. Gn = F x δ x ρ (kg)

Chiều cao của lớp vỏ ngoài: H = 3 D4×

Đường kính ngoài của thiết bị: D0 = 2,47+ 2 x 0,00615 = 2,48(m).



Diện tích ngoài của vỏ nồi:

Fn = 34

x 2 x 3,14 x 2,48 x 1,85 + 2x 3,14 x 2,48 x 0,41 = 28(m2).

Gn = 28 x 0,00615 x 7850 = 1351,77(kg). Vậy: Qn = 1351,77 x 0,119 x (132 - 29) = 16568,64(Kcal). Tổng lượng nhiệt đun nóng vỏ thiết bị: Q9 = Qt + Qn = 7660,63 + 16568,64 = 24229,27(Kcal). 7.1.1.10. Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh Q10 = F x T9 x α x (tbm - tkk) Trong đó: tkk - Nhiệt độ môi trường không khí xung quanh thiết bị: tkk = 290C.

tbm - Nhiệt độ bề mặt ngoài của thiết bị: tbm = 132 292+ = 80,50C.

α - Hệ số cấp nhiệt từ không khí ra môi trường xung quanh: α = 9,3 + 0,058 x 80,5 = 13,97 W/m2.độ. T9 - Thời gian thơm hóa. Theo sơ đồ nấu thì: T9 = 230 phút = 13800 (giây). F - Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của nồi: F = 19,16 (m2). Vậy: Q10 = 19,16 x 13800 x 13,97 x (80,5 - 29) = 190229657,6 (J) = 45444,26(Kcal). Tổng lượng nhiệt dùng cho thơm hóa là:

Qth = 10

ii 1

Q=∑ = 83769,58 + 1745,16 + 735,87 + 242636,7 + 3203,90 +

+ 16344,86 + 11574,90 + 744,14 + 24229,27 + 45444,26 = 430428,6(Kcal). 7.1.1.11. Chi phí hơi cho nồi thơm hóa Lượng hơi cung cấp cho nồi thơm hóa được tính:

D = th

h n

Qi i−

, kg

Trong đó: ih - Hàm nhiệt của hơi nước ở 1320C: ih = 651,62 (kcal/kg). in - Hàm nhiệt của nước ngưng ở 1320C: in = 132,8 (kcal/kg).

D = 8,13262,651

6,430428−

= 829,63 (kg).



Cường độ hơi tiêu tốn: Dh = DT

= 60230

63,829 × = 216,42 (kg/h).

(T = 230 phút là thời gian thơm hóa). 7.1.2. Tính nhiệt cho nồi đường hóa 7.1.2.1. Lượng nhiệt cần thiết để nâng nhiệt độ khối dịch từ 620C lên 800C Vì giai đoạn này nấu giống nồi thơm hóa nên tương tự 7.1.1.1. Ta có: Q1 = 83769,58 (Kcal). 7.1.2.2. Lượng nhiệt để giữ khối nấu ở 800C trong 20 phút Tương tự mục 7.1.1.2 ta được: Q2 = F x T2 x α x (tbm - tkk)

F = 42

4D××π = 4×3,14

426,3 2

× =33,37 (m2).

Vậy: Q2 = 33,37 x 1200 x 12,46 x (54,5 - 29) = 11702058,12(J) = 2795,52(Kcal). 71.2.3. Lượng nhiệt để giữ khối nấu ở 520C trong 20 phút

Tương tự 7.1.1.3 ta có: tbm = 52 292+ = 40,50C.

α = 9,3 + 0,058 x 40,5 = 11,65 (W/m2.độ) Q3 = 33,37 x 1200 x 11,65 x (40,5 - 29) = 5364894,9(J) = 1281,63(Kcal). 7.1.2.4. Lượng nhiệt cung cấp để nâng nhiệt độ khối nấu từ 520C lên 630C Tương tự mục 7.1.1.4 ta cũng được: Q4 = G4 x C4 x (t2 - t1) [12, tr 304]. Trong đó: G4 - Khối lượng của một mẻ nấu. G4 = G1 + 47,040,16387,040,1638 ××+×

= 4587,60+491,52+1966,08=10322(kg). C4 - Nhiệt dung riêng của khối nấu, C4 = 4186(1 - x). [12, tr 152].

x = 10322

88,114660,764 + = 0,19.

C4 = 4186(1 - 0,19) = 3432,52 (J/kg.độ) = 0,81(kcal/kg.độ). t1 = 520C, t2 = 630C. Vậy: Q4 = 10322 x 0,81 x (63 - 52) = 91969,02(Kcal). 7.1.2.5. Lượng nhiệt để giữ khối nấu ở 630C trong 20 phút Tương tự mục 7.1.1.5 ta được: Q5 = 33,37 x 1200 x 11,97 x (46 - 29) = 8148553,56(J) = 1946,62 (Kcal).



7.1.2.6. Lượng nhiệt để giữ khối nấu ở 750C trong 40 phút Lượng nhiệt này được tính theo công thức: Q6 = F x T6 x α x (tbm - tkk) [12, tr 214]. Trong đó: tkk - Nhiệt độ không khí môi trường xung quanh: tkk = 290C. α - Hệ số cấp nhiệt từ thiết bị ra môi trường không khí xung quanh. α =9,3 + 0,058 x tbm (W/m2.độ) [12, tr 40].

tbm = 75 292+ = 520C

α = 9,3 + 0,058 x 52 = 12,32 (W/m2.độ). T6 - Thời gian giữ nhiệt: T6 = 40 phút = 2400(giây). F - Diện tích vỏ nồi: F = 53,82 (m2). Vậy: Q6 = 33,37 x 2400 x 12,32 x (52 - 29) = 22693735,68(J) = 5421,34(Kcal). 7.1.2.7. Lượng nhiệt cung cấp để nâng nhiệt độ khối nấu từ 750C lên 780C Q7 = G x C x (t2 - t1) [12, tr 304]. Trong đó: G - Khối lượng một mẻ nấu. G =7045,20+10322 = 17367,20 (kg). C - Nhiệt dung riêng của khối nấu: C = 4186(1 - x). [12, tr 152].

x = 20,17367

20,152940,1638 + = 0,18

C = 4186(1 - 0,18) = 3809,26 J/kg.độ = 0,82 (kcal/kg.độ) t1 = 750C, t2 = 780C. Vậy: Q7 = 17367,20 x 0,82 x (78 - 75) = 42723,31(Kcal). 7.1.2.8. Nhiệt cần cung cấp cho vỏ thiết bị

∗ Vỏ trong: Qt = Gt x C x (t2 - t1) Gt - Khối lượng vỏ thép. Gt = Ft x δ x ρ (kg). Ft = 33,37 m2, δ = 0,00818(m), ρ = 7850 (kg/m3). Gt = 33,37 x 0,00818 x 7850 = 2142,79 (kg). C - Nhiệt dung riêng của thép: C = 0,119 (kcal/kg.độ). Qt = 2142,79 x 0,119 x (132 - 29) = 26264,18 (Kcal).

∗ Vỏ ngoài: Qn = Gn x C x (t2 - t1)



Gn - Khối lượng vỏ thép. Gn = Fn x δ x ρ (kg)


Đường kính ngoài của thiết bị: D0 = 3,26 + 2 x 0,00818 = 3,28(m). Diện tích ngoài của vỏ nồi:

Fn = 34

x 2 x 3,14 x 3,26 x 2,45 + 2x 3,14 x 3,26 x 0,54 = 48,67 (m2)

Gn = 48,67 x 0,00818x 7850 = 3125,25 (kg). Qn = 3125,25 x 0,119 x (132 - 29) = 38305,7 (Kcal). Tổng lượng nhiệt đun nóng vỏ thiết bị: Q8 = Qt + Qn = 26264,18 + 38305,7 = 64569,88 (Kcal). 7.1.2.9. Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh Q9 = F x T9 x α x (tbm - tkk) Trong đó: tkk = 290C

tbm = 132 292+ = 80,50C

α = 9,3 + 0,058 x 80,5 = 13,97 (W/m2.độ) T9 - Thời gian đường hóa. Theo sơ đồ nấu: T9 = 170 phút = 10200 (giây). F - Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của nồi: F = 33,37(m2). Vậy: Q9 = 33,37 x 10200 x 13,97 x (80,5 - 29) = 244883776,2= 58500,66(Kcal). Tổng lượng nhiệt dùng cho đường hóa là:

Qdh = 9

ii 1

Q=∑ = 83769,58 + 2795,82 + 1281,63 + 91969,02 + 1946,62 +

+ 5421,34 + 42723,31 + 64569,88 + 58500,66 = 352977,90(Kcal). 7.1.2.10. Chi phí hơi cho nồi đường hóa

Lượng hơi cung cấp cho nồi đường hóa được tính: D = dh

h n

Qi i−

, (kg)

Trong đó: ih - Hàm nhiệt của hơi nước ở 1320C: ih = 651,62 (kcal/kg). in - Hàm nhiệt của nước ngưng ở 1320C: in = 132,8 (kcal/kg).



D =8,13262,651

90,352977−

= 680,35(kg).

Cường độ hơi tiêu tốn: Dh = DT

= 60175

35,680 × = 233,26 (kg/h).

(T = 175 phút là thời gian đường hóa). 7.1.3. Tính nhiệt cho nồi nấu xirô 7.1.3.1. Nhiệt cung cấp để đưa nước nấu ở nồi xirô từ 620C lên 1000C Q1 = G x C x (t2 - t1) Trong đó: G - Khối lượng xirô. Theo (Bảng 4.4), lượng đường và nước nấu xirô trong một mẻ là : G = 487,84 + 267,56 = 755,40(kg). C - Nhiệt dung riêng của khối nấu: C = 4186(1 - x). [12, tr 153].

x =40,75584,487 = 0,65.

C = 4186(1 - 0,65) = 1465,10(J/kg.độ) = 0,35 (kcal/kg.độ). t1 = 620C, t2 = 1000C. Vậy: Q1 = 755,40 x 0,35 x (100 - 62) = 10046,82(Kcal). 7.1.3.2. Nhiệt cung cấp để giữ khối nấu ở 1000C trong 5 phút Q2 = F x T2 x α x (tbm - tkk) Trong đó: tkk - Nhiệt độ không khí môi trường xung quanh: tkk = 290C. α - Hệ số cấp nhiệt từ thiết bị ra môi trường không khí xung quanh. α = 9,3 + 0,058 x tbm (W/m2.độ) [12,tr 40].

tbm = 229100+ = 64,50C.

α = 9,3 + 0,058 x 64,5 = 34,79 (W/m2.độ). T2 - Thời gian giữ nhiệt: T2 = 5 phút = 300(giây). F = 2 x 3,14 x 1,01 x 0,76 + 2 x 3,14 x 1,01 x 0,16 = 5,84(m2). Q2 = 5,84 x 300 x 34,79 x (64,5 - 29) = 2163798,86(J) = 516,91(Kcal). 7.1.3.3. Nhiệt cần cung cấp cho vỏ thiết bị

∗ Vỏ trong: Qt = Gt x C x (t2 - t1) Gt - Khối lượng vỏ thép.



Gt = Ft x δ x ρ (kg)

Ft= 44

2D××π =4×3,14401,1 2

× =3,20 m2.

Ft = 3,20 m2, δ = 0,00615(m), ρ = 7850 (kg/m3) Gt = 3,20 x 0,00615 x 7850 = 154,49(kg). C - Nhiệt dung riêng của thép: C = 0,119 (kcal/kg.độ). Qt = 154,49 x 0,119 x (132 - 29) = 1893,58(Kcal).

∗ Vỏ ngoài: Qn = Gn x C x (t2 - t1) Gn - Khối lượng vỏ thép. Gn = Fn x δ x ρ (kg)



Fn = 34

x 2 x 3,14 x 1,02 x 0,76 + 2 x 3,14 x 1,02 x 0,16 = 4,68(m2)

Gn = 4,68 x 0,00615 x 7850 = 225,75(kg). Qn = 225,75 x 0,119 x (132 - 29) = 2767,02(Kcal). Tổng lượng nhiệt đun nóng vỏ thiết bị: Q3 = Qt + Qn = 1893,58 + 2767,02 = 4660,60(Kcal). 7.1.3.4. Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh Q4 = F x T4 x α x (tbm - tkk) Trong đó: tkk = 290C

tbm = 132 292+ = 80,50C

α = 9,3 + 0,058 x 80,5 = 13,97 (W/m2.độ). T4 - Thời gian nấu ở nồi nấu xirô: T4 = 60 phút =3600(giây). F - Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của nồi: F = 3,20(m2). Vậy: Q4 = 3,20 x 3600 x 13,97 x (80,5 - 29) =8288136(J) = 1979,97(Kcal). Tổng lượng nhiệt dùng cho nấu xirô là:

Qxr = 4

ii 1

Q=∑ = 10046,82 + 516,91 + 4660,60 + 1979,97 = 17204,30(Kcal).



Lượng hơi đốt cần dùng là: D = xr

h n

Qi i−

=8,13262,651

30,17204−

= 33,16(kg).

Cường độ tiêu tốn hơi: Dh = DT

= 116,33 = 33,16(kg/h).

(Với T = 1 giờ là thời gian nấu ở nồi xirô). 7.1.4. Tính nhiệt cho nồi nấu nước nóng 7.1.4.1. Lượng nhiệt để đun nước nấu nguyên liệu từ 250C lên 620C Q1 = G1 x C1 x (t2 - t1) Trong đó: t1 = 250C, t2 = 620C. C1 - Nhiệt dung riêng của nước: C1 = 1 (kcal/kg.độ). G1 - Lượng nước nấu một mẻ.

G1= 51337,818261,42x4 x56842,92 ++ =13719,62 (lít/mẻ).

G1= 13719,62 lít = 13719,62(kg). Vậy: Q1 = 13719,62 x 1 x (62 - 25) = 507625,94(Kcal). 7.1.4.2. Nhiệt lượng cần cung cấp cho vỏ thiết bị.

∗ Vỏ trong: Qt = Gt x C x (t2 - t1) Gt - Khối lượng vỏ thép. Gt = Ft x δ x ρ (kg) Ft = 2 x 3,14 x 3,47 x 2,6+ 2 x 2 x 3,14 x 3,47 x 0,58 = 81,94(m2). δ = 0,00615 (m), ρ = 7850 (kg/m3) Gt = 81,94 x 0,00615 x 7850 = 3955,77(kg). C - Nhiệt dung riêng của thép: C = 0,119 (kcal/kg.độ). Qt = 3955,77 x 0,119 x (132 - 29) = 48485,87(Kcal).

∗ Vỏ ngoài: Qn = Gn x C x (t2 - t1) Gn - Khối lượng vỏ thép. Gn = Fn x δ x ρ (kg)





Fn = 34

x 2 x 3,14 x 3,48 x 2,6 + 2x 3,14 x 3,48 x 0,58 = 55,29(m2).

Gn = 55,29 x 0,00615 x 7850 = 2669,34(kg). Qn = 2669,34 x 0,119 x (132 - 29) = 32718,12(Kcal). Tổng lượng nhiệt đun nóng vỏ thiết bị: Q2 = Qt + Qn = 48485,87 + 32718,12 = 81204(Kcal). 7.1.4.3. Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh Q3 = F x T3 x α x (tbm - tkk) Trong đó: tkk = 290C

tbm = 132 292+ = 80,50C

α = 9,3 + 0,058 x 80,5 = 13,97 (W/m2độ) T3 - Thời gian đun nóng: T3 = 60 phút = 3600(giây). F - Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của nồi: F = 81,94(m2). Vậy: Q3 = 81,94 x 3600 x 13,97 x (80,5 - 29) = 212227704(J) = 50699,40(Kcal). 7.1.4.5. Tính chi phí hơi Tổng lượng nhiệt cần cung cấp cho nồi nấu nước nóng trong một mẻ nấu:

Qnn = 3

ii 1

Q=∑ =507625,94 + 81204 + 50699,40 = 639529,34(Kcal).

Lượng hơi đốt cần dùng là: D = nn

h n

Qi i−

=8,13262,651

34,639529−

= 1232,66(kg).

Cường độ tiêu tốn hơi: Dh = DT

= 1

66,1232 = 1232,66(kg/h).

(T = 1 giờ là thời gian đun nước cho một mẻ nấu). 7.1.5. Lượng hơi nước dùng cho phân xưởng nấu Trong một mẻ: Dm = 216,42 + 233,26 + 33,16 +1232,66 = 1715,50 (kg). Trong một ngày: DN = 5 x Dm = 5 x 1715,50 = 8577,50(kg). 7.1.6. Lượng hơi nước dùng cho phân xưởng chiết rót Hơi dùng cho máy thanh trùng: 1000 (kg/h). Tổng lượng hơi cần cung cấp cho phân xưởng chiết rót trong một ngày: DC = 16 x 1000 = 16000 (kg). 7.1.7. Lượng hơi cần cung cấp cho nhà máy để sản xuất trong một ngày DSX = DN + DC = 8577,50 + 16000 = 24577,50(kg).



7.1.8. Lượng hơi cần cung cấp để vệ sinh thiết bị và các mục đích khác Lượng hơi này lấy bằng 8% tổng lượng hơi cung cấp cho sản xuất: DK = 8% x 24577,50 = 1966,2(kg).

Cường độ tiêu tốn hơi: Dh = 24

2,1966 = 81,93(kg/h).

7.1.9. Tính và chọn lò hơi Theo tính toán ở trên ta có tổng lượng hơi tiêu thụ trong một giờ là: Dh = 216,42 + 233,26 + 33,16 + 1232,66 + 1000 + 81,93 = 2797,43(kg/h).

Lượng hơi dùng thực tế: Dtt = hDη

Trong đó η là hệ số tổn thất nhiệt độ, mất mát do bảo ôn, đường ống, các thiết

bị phụ tải, tổn thất do trở lực trên đường ống và hiệu suất lò. Chọn η = 0,8.

Vậy: Dtt = 8,043,2797 = 3496,79(kg/h).

Chọn lò hơi kiểu B8/40 của Liên Xô với các thông số kỹ thuật sau: - Sản lượng hơi: 4000 - 4500 (kg/h) - Áp suất hơi cực đại: 10 (kg/cm2) - Thể tích lò hơi: 20 (m3) - Lượng nước dùng cho lò: 5,8 (m3) - Kích thước ngoài: 4300 x 3570 x 3950 (mm) - Số lượng: 1 cái. 7.2. Tính nước 7.2.1. Nước dùng cho phân xưởng nấu

7.2.1.1. Nước dùng để nấu nguyên liệu và rửa bã trong một mẻ

Theo 5.2.3 lượng nước dùng nấu nguyên liệu và rửa bã: V1 = 18,99 (m3).

7.2.1.2. Nước dùng vệ sinh thiết bị nấu

V2 = 15% x 18,99 = 2,85 (m3).

Lượng nước dùng cho phân xưởng nấu trong một ngày là:

VN = 5 x (V1 + V2) = 5 x (18,99 + 2,85) = 109,2 (m3/ngày).

7.2.2. Nước dùng cho lò hơi

Lượng nước dùng cho lò hơi trong một giờ là: 5,8 (m3).

Lượng nước dùng cho một ngày là: VH = 5,8 x 24 = 139,2 (m3/ngày).



7.2.3. Nước dùng cho phân xưởng lên men

Chủ yếu là để vệ sinh thiết bị lên men. Lượng nước dùng cho một ngày là:

VL = 60 (m3/ngày).

7.2.4. Nước dùng cho chiết rót, rửa chai, thanh trùng

Theo đặc tính kỹ thuật của chai thì lượng nước cần dùng để rửa, thanh trùng

một chai là 1,5 lít.

Theo 4.7.1 lượng chai cần dùng để chiết trong 1 ngày là 354657,64 chai.

Vậy lượng nước cần dùng cho một ngày là:

VC = 1,5 x 354657,64 = 531968,46 (lít/ngày) = 532 (m3/ngày).

7.2.5. Nước dùng cho hệ thống lạnh

Yêu cầu 1 lít nước/ 1 lít sản phẩm.

Theo (Bảng 4.4), lượng thành phẩm của một ngày là: 119237,94 (lít).

Do đó lượng nước cần dùng là: VLL = 119,24 (m3/ngày).

7.2.6. Nước dùng cho sinh hoạt

7.2.6.1. Nước dùng cho nhà tắm, nhà vệ sinh Tính cho 60% số người trong ca đông nhất, tiêu chuẩn 70 lít/người/ngày. Lượng nước cần dùng là: 3 x 70 x 0,6 x 88 = 11088 (lít) = 11,09 (m3/ngày). 7.2.6.2. Nước dùng cho nhà ăn Sử dụng khoảng 10 (m3/ngày). 7.2.6.3. Nước cứu hỏa Lượng nước cần dùng 10 lít/giây trong 2 giờ: 3600 x 2 x 10 = 72000 (lít) = 72 (m3). 7.2.6.4. Nước tưới cây xanh và dùng cho các mục đích khác Sử dụng 5 (m3/h). Lượng nước sử dụng trong một ngày: 5 x 24 = 120 (m3). 7.2.6.5. Tổng lượng nước dùng cho sinh hoạt VS = 11,09 + 10 + 120 = 141,09 (m3). (Không tính nước cứu hỏa).

∗ Như vậy tổng lượng nước cần dùng trong một ngày của nhà máy là:

V = VN + VH + VL + VC + VLL + VS = 1100,73 (m3/ngày).

∗ Tổng lượng nước cần dùng trong một năm của nhà máy là:

1100,73 x 279 = 307103,67 (m3/năm).



Chương 8

AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP

8.1. An toàn lao động

An toàn lao động là vấn đề quan trọng được đặt lên hàng đầu trong quá trình sản xuất.

8.1.1. Nguyên nhân xảy ra tai nạn lao động

Tổ chức lao động và sự liên hệ giữa các bộ phận không chặt chẽ.

Các thiết bị bảo hộ lao động còn thiếu hoặc không đảm bảo an toàn.

Ý thức chấp hành kỷ luật của công nhân chưa cao.

Vận hành thiết bị, máy móc chưa đúng quy trình kỹ thuật.

Trình độ chuyên môn và kinh nghiệm của công nhân còn yếu.

Các thiết bị, máy móc được trang bị không tốt hoặc chưa hợp lý.

8.1.2. Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động

Tại các thiết bị phải có biển báo về quy trình vận hành từng loại thiết bị.

Bố trí lắp đặt thiết bị phù hợp với quy trình sản xuất.

Các đường ống hơi nhiệt phải có lớp bảo ôn, có áp kế.

Phải kiểm tra lại các bộ phận của máy móc trước khi vận.

Công nhân vận hành máy phải thực hiện đúng chức năng của mình.

Kỹ luật của nhà máy phải được thực hiện nghiêm

8.1.3. Những yêu cầu cụ thể về an toàn lao động

8.1.3.1. Chiếu sáng và đảm bảo ánh sáng khi làm việc

Phải đảm bảo độ chiếu sáng Emin trong nhà sản xuất.

Nhà máy phải sử dụng hai nguồn ánh sáng đó là: tự nhiên và nhân tạo.

8.1.3.2. Thông gió

Quá trình sản xuất và làm việc phải được thông gió tốt. Phân xưởng nấu thải nhiều

nhiệt cần phải bố trí thêm quạt máy. Phân xưởng chiết rót cũng cần phải bố trí thêm quạt.

8.1.3..3. An toàn về điện

∗ Về điện chiếu sáng: Số bóng và vị trí treo lắp đèn, công tắc, cầu dao phải phù hợp với

thao tác. Các mạch điện phải kín, đặt nơi khô ráo. Thường xuyên kiểm tra độ sáng của bóng đèn.

∗ Về thiết bị điện:



Phải có hệ thống báo động khi thiết bị có sự cố.

Thiết bị điện phải có rơle đề phòng quá tải.

Các phần cách điện của thiết bị phải đảm bảo bền chặt, không bị ăn mòn.

Thiết bị điện phải được nối đất khi làm việc.

Khi sửa chữa thiết bị điện phải cách ly điện với người sửa chữa.

Khi cắt điện phải có biển báo và mang dụng cụ bảo hiểm điện.

8.1.3.4. An toàn sử dụng thiết bị

Thiết bị, máy móc phải sử dụng đúng chức năng, đúng công suất.

Mỗi loại thiết bị phải có hồ sơ rõ ràng. Sau mỗi ca làm việc phải có sự bàn giao

máy móc, nêu rỏ tình trạng để ca sau xử lý.

Thường xuyên theo dõi chế độ làm việc của máy móc, thiết bị.

Có chế độ vệ sinh, sát trùng, bôi dầu mỡ cho thiết bị.

8.1.3.5. Phòng chống cháy nổ

Nguyên nhân xảy ra cháy nổ là do tiếp xúc với lửa, do tác động của tia lửa

điện, do cạn nước trong lò hơi, các ống hơi bị co giãn, cong lại gây nổ.

Phải tuyệt đối tuân thủ các thao tác về thiết bị đã được hướng dẫn.

Không hút thuốc tại kho nguyên liệu, xăng dầu, gara ôtô...

Phải đảm bảo đủ nước, thiết bị chữa cháy.

Thường xuyên kiểm tra định kỳ công tác phòng cháy tại nhà máy.

8.1.3.6. An toàn với hóa chất

Các hóa chất phải đặt đúng nơi quy định. Khi sử dụng phải tuân theo quy định

đề ra tránh gây độc hại, ăn mòn và hư hỏng thiết bị.

8.1.3.7. Chống sét

Phải có cột thu lôi cho những công trình ở vị trí cao.

8.2. Vệ sinh xí nghiệp

8.2.1. Vệ sinh cá nhân của công nhân

Với những công nhân trực tiếp sản xuất thì vấn đề này cần phải nghiêm ngặt:

Công nhân phải ăn mặc quần áo sạch sẽ. Khi vào sản xuất phải mặc đồng phục

của nhà máy và trang bị phòng hộ lao động phù hợp với từng phân xưởng.

Không được ăn uống trong khu vực sản xuất.



Thực hiện tốt chế độ khám sức khỏe định kỳ cho công nhân 6 tháng/1 lần.

8.2.2. Vệ sinh máy móc thiết bị

Máy móc thiết bị định kỳ phải vệ sinh sạch sẽ.

Đối với thùng lên men sau khi giải phóng hết lượng dịch lên men, cần phải vệ

sinh sát trùng kỹ để chuẩn bị lên men lượng dịch lên men tiếp theo.

8.2.3. Vệ sinh xí nghiệp

Trong phân xưởng sau mỗi mẻ, mỗi ca cần phải vệ sinh khu làm việc.

Thường xuyên kiểm tra thực hiện vệ sinh trong và ngoài các phân xưởng.

8.2.4. Xử lý phế liệu của quá trình sản xuất

Phế liệu trong quá trình sản xuất như bã hèm, bã men...là những loại phế liệu

dễ gây nhiễm bẩn. Sau mỗi mẻ sản xuất phải để đúng nơi quy định và đưa ra ngoài

phân xưởng để xử lý.

8.2.5. Xử lý nước thải

Nước thải được xử lý bằng phương pháp kết hợp hiếu khí và kị khí.

Nước thải từ nhà máy được bơm lên bể cân bằng để trung hòa, tạo điều kiện thích

hợp cho vi sinh vật tiếp xúc với các chất dinh dưỡng. Sau đó bơm lên bể hiếu khí, tại

đây có sục khí O2, tạo điều kiện cho vi sinh vật phân giải các chất hữu cơ. Tiếp theo

được bơm lên bể kị khí để các chất còn lại được phân hủy. Cuối cùng bơm lên bể khử

trùng, kiểm tra đạt các chỉ tiêu COD, BOD thì được xả ra ngoài theo hệ thống .

8.2.6. Xử lý nước dùng để sản xuất

Nhà máy sử dụng nước thành phố để sản xuất và phục vụ sinh hoạt.

Nước dùng để sản xuất đòi hỏi tiêu chuẩn chất lượng cao, do đó cần phải được xử lý.

Nội dung xử lý nước bao gồm: làm mềm nước; bổ sung các thành phần cần

thiết cho nước và cải tạo thành phần sinh học của nước.

Trước hết, là phải diệt vi sinh vật bằng clorin.

Sau đó, khử độ cứng của nước hay làm mềm nước: sử dụng phương pháp trao đổi ion.



Chương 9

KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẨM

9.1. Kiểm tra nguyên liệu

9.1.1. Kiểm tra chất lượng của malt

Khi thu nhận:

Màu sắc: malt phải có màu sáng, bóng.

Mùi: thơm nhẹ, không hôi khói, mốc, chua.

Vị: ngọt dịu.

Trạng thái: hạt khô, rời, không bốc nóng hay trương nở, hạt có kích thước đều,

không lẫn sạn đá, sâu mọt hay mầm rễ sót.

Độ ẩm: độ ẩm cho phép khi bảo quản phải nhỏ hơn 6%. Xác đinh bằng phương

pháp sấy đến khối lượng không đổi.

Xác định khối lượng riêng.

Kiểm tra năng lực đường hóa của malt.

Trước khi đưa vào sản xuất:

Tiến hành kiểm tra như trước lúc nhập kho. Nếu có sự biến đổi rõ rệt các chỉ

tiêu chất lượng phải báo ngay cho phòng kỹ thuật để có biện pháp xử lý.

9.1.2. Kiểm tra chất lượng của ngô

Ngô khi thu nhập phải sạch, không có mùi vị lạ, không được mốc, không bị sâu

mọt... kích thước hạt phải đồng đều. Độ ẩm cho phép nhỏ hơn 13%.

9.1.3. Kiểm tra men giống

Dùng tiêu bản giọt ép để quan sát vi sinh vật. Khi còn trẻ tế bào có dạng hình

tròn, hình bầu dục. Khi phát triển thì có nhiều chồi, khi già thì có hình ovan dài.

Để đánh giá chất lượng của giống thì tiến hành nhuộm màu tế bào. Xác định

trạng thái sinh lý, hoạt lực để quyết định có đưa đi sản xuất hay không.

9.1.4. Kiểm tra nước dùng nấu

Nước sản xuất phải đảm bảo trong suốt, không màu và mùi vị lạ, không chứa

vi sinh vật gây bệnh.

Kiểm tra độ cứng, độ pH và độ oxy hóa của nước.

Độ cứng cho phép: 5 - 6 mg đương lượng/lít.



Độ pH: 6,8 - 7,3 (đo bằng giấy quỳ).

Độ oxy hóa: ≤ 2 mg (đo bằng phương pháp KMnO4).

9.2. Kiểm tra các công đoạn sản xuất

9.2.1. Kiểm tra công đoạn nấu

Nghiền nguyên liệu:

Malt: xác định kích thước của bột nghiền, mức độ nát của vỏ, tỷ lệ giữa tấm

thô, tấm mịn và bột.

Ngô: độ mịn của bột ngô sau khi nghiền càng cao càng tốt.

Nấu nguyên liệu, lọc dịch đường:

Kiểm tra nồng độ xirô bằng Sacaromet: 65%.

Kiểm tra nhiệt độ nấu, tốc độ nâng và giữ nhiệt bằng đồng hồ nhiệt kế.

Kiểm tra mức độ đường hóa: sử dụng dung dịch iôt.

Kiểm tra độ trong của dịch lọc và nồng độ của nước rửa bã.

Phối chế và làm lạnh lên men:

Kiểm tra mức độ trong suốt của dịch đường ở thiết bị chứa.

Kiểm tra nhiệt độ của dịch đường sau khi đã làm lạnh bằng nhiệt kế. Nhiệt độ

của dịch đường sau khi đã làm lạnh phải đạt 28-300C.

Kiểm tra độ trong và nồng độ của dịch lên men sau khi phối chế.

9.2.2. Kiểm tra công đoạn lên men

Kiểm tra công đoạn nuôi cấy giống sản xuất:

Cứ 2 giờ kiểm tra sự sinh trưởng, phát triển của giống bằng cách đo độ giảm

chất chiết và đếm số lượng tế bào có trong một đơn vị thể tích dịch bằng kính hiển vi.

Kiểm tra nhiệt độ phòng nuôi cấy sản xuất (12 - 150C).

Kiểm tra nhiệt độ môi trường nuôi men bằng nhiệt kế ở thiết bị nhân giống.

Kiểm tra quá trình lên men:

Kiểm tra nhiệt độ của dịch lên men (28 - 300C).

Kiểm tra tốc độ giảm độ chiết qua các thời kỳ lên men.

Quan sát lớp bọt trên bề mặt dịch và mức độ sủi bọt.

Kiểm tra sự nhiễm khuẩn và xác định giá trị pH của dịch.

Kiểm tra mức độ kết lắng của huyền phù.



Độ lên men biểu kiến.

Kiểm tra quá trình tàng trữ sản phẩm:

Kiểm tra nồng độ CO2 và độ lên men biểu kiến trước khi đi lọc và ổn định.

Hàm lượng CO2 > 0,3%.

Kiểm tra mùi vị, độ trong của dịch lên men sau khi lọc.

Kiểm tra nhiệt độ của dịch lên men trước khi lọc (1 - 20C).

9.2.3. Kiểm tra công đoạn thành phẩm

Kiểm tra mức độ sạch của chai sau khi qua máy rửa, mức độ rót đầy, nhiệt độ

và thời gian thanh trùng.

9.3. Kiểm tra thành phẩm

9.3.1. Nồng độ rượu và chất hòa tan ban đầu

Nguyên tắc: chưng cất sản phẩm, xác định tỷ trọng 200C/200C của dịch cất. Xác

đinh tỷ trọng 200C/200C của phần dịch chưng cất còn lại sau khi cân hoàn lại trọng

lượng ban đầu. Xác định tỷ trọng của bã lọc 200C/200C và sử dụng công thức tính toán.

9.3.2. Độ nhớt. Xác định độ nhớt của sản phẩm bằng nhớt kế.

9.3.3. Độ màu. Xác định bằng phương pháp quang phổ.

9.3.4. Độ chua [6, tr 214]

Xác định bằng phương pháp đo pH (phương pháp chuẩn độ).

Nguyên tắc: lượng axit tổng số có trong sản phẩm là tổng lượng axit có thể

định lượng bằng dung dịch kiềm chuẩn để đưa pH của sản phẩm tới 8,2 trong đó

không tính đến axit cacbonic.

9.3.5. Hàm lượng CO2 [6, tr 216]

Nguyên tắc: dùng NaOH tác dụng với H2CO3 để tạo ra muối cacbonat natri.

Định lượng cacbonat natri tạo thành suy ra lượng CO2.

Phản ứng chính: 2NaOH + H2CO3 = Na2CO3 + 2H2O NaOHdư + HCl = NaCl + H2O Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O.



KẾT LUẬN

Qua 4 tháng làm việc liên tục, được sự hướng dẫn chu đáo của cô giáo Phan

Thị Bích Ngọc, cùng với sự nỗ lực của bản thân tìm tòi học hỏi qua nhiều tài liệu

tham khảo khác nhau, đến nay đồ án của em đã được hoàn thành cơ bản.

Nước giải khát lên men là một sản phẩm hoàn toàn mới và hầu như chưa có

mặt trên thị trường Việt Nam. Do đó việc tiếp xúc với thực tế sản xuất bị hạn chế,

trong quá trình làm đồ án các số liệu cũng như áp dụng vào thực tiễn có tính chính

xác không cao. Tuy nhiên thông qua đồ án em cũng đã tích lũy nhiều kiến thức bổ

ích cho bản thân và rút ra được một số bài học kinh nghiệm cơ bản:

+ Nắm được các bước cơ bản để thiết kế một nhà máy sản xuất thực phẩm.

+ Nắm được cách bố trí thiết bị trong phân xưởng sản xuất.

+ Cách thức tổ chức sản xuất trong một nhà máy.

+ Hiểu biết hơn về khoa học công nghệ lên men.

+ Củng cố và áp dụng những kiến thức đã được học vào đồ án.

Mặc dù vậy, trong quá trình thiết kế đồ án này không tránh khỏi những thiếu

sót. Rất mong được sự chỉ dẫn, giúp đỡ của quý thầy cô và các bạn để đồ án được

hoàn chỉnh hơn.

Để có kết quả này, em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn và giúp đỡ nhiệt

tình của Cô Phan Thị Bích Ngọc trong suốt thời gian qua.

Đà Nẵng, ngày 15 tháng 5 năm 2009 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Sáng



TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt:

1. Bùi Ái (2005), Công nghệ lên men ứng dụng trong công nghệ thực phẩm. NXB

ĐHQG –TP HCM.

2. Đoàn Dụ, Mai Văn Lề, Bùi Đức Hưng (1983), Công nghệ và máy chế biến lương

thực, NXB KH&KT.

3. Đặng Quang Hải (2007), Bài giảng thiết bị thực phẩm, Trường CĐ Lương Thực –

Thực Phẩm.

4. GS.TS. Nguyễn Thị Hiền (Chủ biên), Khoa học - Công nghệ malt và bia, NXB

KH&KT, 2009.

5. Bùi Đức Hợi (Chủ biên), Kỹ thuật chế biến lương thực, NXB KH&KT, 2007.

6. PGS. TS. Lê Thanh Mai (Chủ biên), Các phương pháp phân tích ngành công

nghệ lên men, NXB KH&KT 2005.

7. Lê Văn Việt Mẫn (2006), Công nghệ sản xuất thức uống, NXB ĐHQG-TP HCM.

8. ThS. Phan Bích Ngọc (1991), Công nghệ lên men, NXB Đà Nẵng.

9. Trần Văn Phú, Lê Nguyên Đương, Kỹ thuật sấy nông sản, NXB KH&KT,1991.

10. ThS. Trần Thế Truyền (2006), Cơ sở thiết kế nhà máy, ĐH Đà Nẵng – Trường

ĐH Bách Khoa.

11. TS. Trần Xoa, PGS, TS. Nguyễn Trọng Khuông, KS. Hồ Lê Viên (2004), Sổ

tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất T.1, NXB KH&KT Hà Nội.

12. TS. Trần Xoa, PGS, TS. Nguyễn Trọng Khuông, TS. Phạm Xuân Toản (2004),

Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất T.2, NXB KH&KT Hà Nội.

Tiếng Nga:

13. Ц.Р.Зайчик, ОБОРУДОВАНИΕ ΠРΕДПРИЯТИЙ ВИНОДЕАЬЧЕСΚОЙП РОМЬΙШΛЕΗΗОСΤИ, МОСΚВА, 1977. Trang Web:

14.http://www.skhcndaklak.gov.vn/Trangchủ/TiềmnăngĐịnhhướng/Tiềmnăng/tabid

/93/Default.aspx (26/02/2009).

15.http://www.vietnamseed.com.vn/WebUI/Web/Master/Default.aspx?TabID=Scien

ceDetail&ItemID=44&IDNHOM=2 (17/03/2009).



MỤC LỤC

Trang MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT ............................................ 2 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU 2.1. Nguyên liệu........................................................................................ 4 2.2. Chất hỗ trợ kỹ thuật ........................................................................... 6 2.3. Vi sinh vật giống ............................................................................... 8 CHƯƠNG 3: DẤY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 3.1. Dây chuyền công nghệ sản xuất ........................................................ 10 3.2. Thuyết minh dây chuyền sản xuất ..................................................... 11 3.2.1. Làm sạch......................................................................................... 11 3.2.2. Nghiền nguyên liệu......................................................................... 12 3.2.3. Nấu nguyên liệu.............................................................................. 14 3.2.4. Lọc và rửa bã .................................................................................. 18 3.2.5. Phối chế dịch lên men..................................................................... 19 3.2.6. Lên men .......................................................................................... 20 3.2.7. Làm lạnh và lọc trong ..................................................................... 22 3.2.8. Ổn định nước giải khát sau khi lọc .....................................................22 3.2.9. Chiết rót .......................................................................................... 22 3.2.10. Thanh trùng................................................................................... 23 3.2.11.Kiểm tra và dán nhãn..................................................................... 23 CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM 4.1. Số liệu ban đầu................................................................................... 24 4.2. Tiêu hao nguyên liệu qua từng công đoạn......................................... 24 4.3. Tính cân bằng cho 100kg nguyên liệu............................................... 25 4.4. Kế hoạch sản xuất của nhà máy......................................................... 29 4.5. Tính lượng nguyên liệu nấu trong một ngày ..................................... 30 4.6. Tính cân bằng vật chất cho một ngày ................................................ 30 4.7. Tính bao bì ......................................................................................... 32 CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 5.1. Công đoạn xử lý nguyên liệu............................................................. 35 5.2. Công đoạn chuẩn bị dịch lên men...................................................... 40



5.3. Công đoạn lên men ............................................................................ 48 5.4. Công đoạn hoàn thiện sản phẩm........................................................ 56 5.5. Tính và chọn bơm.............................................................................. 59 CHƯƠNG 6: TÍNH TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG CỦA NHÀ MÁY 6.1. Tính tổ chức ....................................................................................... 65 6.2. Tính xây dựng.................................................................................... 68 CHƯƠNG 7: TÍNH HƠI - NƯỚC 7.1. Tính hơi.................................................................. ........................... 74 7.1.1. Tính nhiệt cho nồi thơm hoá........................................................... 74 7.1.2. Tính nhiệt cho nồi đường hóa......................................................... 78 7.1.3. Tính nhiệt cho nồi nấu xirô............................................................. 81 7.1.4. Tính nhiệt cho nồi nấu nước nóng .................................................. 83 7.1.5. Lượng hơi nước dùng cho phân xưởng nấu.................................... 84 7.1.6. Lượng hơi nước dùng cho phân xưởng chiết.................................. 84 7.1.7. Lượng hơi cần cung cấp trong một ngày để sản xuất ..................... 84 7.1.8. Lượng hơi cần cung cấp để vệ sinh thiết bị và các mục đích khác 85 7.1.9. Tính và chọn lò hơi ......................................................................... 85 7.2. Tính nước........................................................................................... 85 7.2.1. Nước dùng cho phân xưởng nấu..................................................... 85 7.2.2. Nước dùng cho lò hơi ..................................................................... 85 7.2.3. Nước dùng cho phân xưởng lên men.............................................. 86 7.2.4. Nước dùng cho chiết rót, rửa chai, thanh trùng .............................. 86 7.2.5. Nước dùng cho hệ thống lạnh......................................................... 86 7.2.6. Nước dùng cho sinh hoạt ................................................................ 86 CHƯƠNG 8: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 8.1. An toàn lao động................................................................................ 87 8.2. Vệ sinh xí nghiệp ............................................................................... 88 CHƯƠNG 9: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẨM 9.1. Kiểm tra nguyên liệu ......................................................................... 90 9.2. Kiểm tra các công đoạn sản xuất ....................................................... 91 9.3. Kiểm tra thành phẩm ......................................................................... 92 KẾT LUẬN .................................................................................................... 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 94

Documents

Thiet Ke Nha May San Xuat Nuoc Giai Khat Len Men