Tính Hiệu Suất

Hiệu suất

Theo nghĩa rộng là tỷ lệ phần trăm (%) của phần có ích sau khi thực hiện một quá trình nào đó. Như vậy, có rất nhiều loại hiệu suất trong đời sống và sản xuất như:

  • Hiệu suất sử dụng năng lượng. Ví dụ: một động cơ được cấp năng lượng đầu vào (điện) 100J khi hoạt động sẽ sinh ra công có ích là 50J. Phần mất đi do sinh nhiệt. Khi này hiệu suất sử dụng năng lượng của động cơ là 50%.
  • Hiệu suất sử dụng nguyên liệu. VD: 100kg nguyên liệu đưa vào quá trình chế biến và tạo được 90kg thành phẩm thì hiệu suất quá trình chế biến là 90%.
  • ……

Khi tính toán hiệu suất quá trình, chúng ta cần có 2 thông số: giá trị đầu vào và giá trị đầu ra. Cả 2 thông số này phải cùng loại, cùng thể hiện 1 loại đại lượng, ví dụ: năng lượng-năng lượng, khối lượng-khối lượng, thể tích – thể tích,…

Hiệu suất luôn luôn nhỏ hơn (hoặc bằng) 100%.

Hiệu suất trong sản xuất bia

Nhà sản xuất bia quan tâm rất nhiều loại hiệu suất trong quá trình sản xuất như: hiệu suất sử dụng nguyên liệu (hay hiệu suất thu hồi chất tan) hiệu suất sử dụng năng lượng, …

Nguyên tắc tính hiệu suất là xác định khối lượng chất tan đầu vào và khối lượng chất tan đầu ra của một công đoạn như lưu đồ bên dưới.

  • Khối lượng chất tan của nguyên vật liệu được xác định dựa trên độ hòa tan (tiềm năng) của nguyên vật liệu đó, tức là lượng chất trong nguyên liệu tối đa có thể hòa tan trong quá trình nấu dịch nha tiêu chuẩn (Congress mash). Lưu ý: không bao gồm ẩm có sẵn trong Nguyên Vật Liệu.
  • Khối lượng chất tan của dịch nha: được xác định dựa trên độ hòa tan (độ Balling), thể tích dịch nha. Do độ Balling có đơn vị là khối lượng/khối lượng nên cần quy đổi thể tích dịch nha sang khối lượng dịch nha.
  • Khối lượng chất tan của bia lên men phụ được xác định dựa trên khối lượng bia lên men phụ (bằng thể tích bia lên men phụ nhân với tỷ trọng bia lên men phụ) và độ hòa tan nguyên thủy. Tỷ trọng bia lên men phụ được xác định dựa trên độ hòa tan biểu kiến của bia. Bia đã lên men là một hỗn hợp của nước, chất tan, CO2 và cồn. Trong đó, cồn làm giảm tỷ trọng của hỗn hợp (VD: ta có hỗn hợp A với tỷ trọng là 1,2kg/lit, nếu bổ sung thêm cồn thì tỷ trọng hỗn hợp sau đó sẽ giảm xuống 1,15kg/l).
  • Khối lượng chất tan của bia thành phẩm (bia lon, bia chai, bia keg,…) được xác định dựa trên số lượng bia thành phẩm chiết rót được, quy ra thể tích (dựa trên dung tích định mức của bao bì) rồi nhân với tỷ trọng và độ hòa tan của bia.

Trong cả quy trình sản xuất thì, hiệu suất của công đoạn chiết bia có thể >100%. Vì dung tích thực tế bia chiết vào bao bì có thể nhỏ hơn dung tích định mức, khi đó, số lượng bia thành phẩm thực tế sẽ nhiều hơn.

Các hao hụt trong quá trình sản xuất

  • Nguyên vật liệu: các phần không tan được (vỏ trấu, mầm, chồi, rễ,…), vật ngoại lai (đá, sỏi,….), bụi, hạt vỡ bị tách ra trong quá trình xử lý.
  • Công đoạn nấu: đường hóa không tốt, quá trình rửa bã (lọc dịch hèm) không triệt để dẫn đến còn sót chất tan trong dịch hèm, chất tan nằm trong cặn nóng ở nồi lắng xoáy, chất tan còn sót lại trong thiết bị, ….. Lưu ý: các thành phần vỏ trấu của bã hèm được xác định là tổn thất của nguyên vật liệu.
  • Công đoạn lên men: chất tan chuyển hóa thành sinh khối nấm men, CO2, bia thất thoát trong quá trình xả cặn.
  • Công đoạn lọc bia: chất tan hòa tan trong bột trợ lọc, bia đuổi đầu, cuối thiết bị.
  • Công đoạn chiết: bia đuổi đầu, cuối, bia thành phẩm hao hụt trong quá trình vận hành thiết bị.