Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế nhà máy bia lên men bằng phương pháp cổ điển với năng suất 20 triệu lít/năm”

Chia sẻ: Nguyen Dinh Phong | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:108

1
662
lượt xem
328
download

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế nhà máy bia lên men bằng phương pháp cổ điển với năng suất 20 triệu lít/năm”

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bia là loại nước uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng. Ngoài việc cung cấp một lượng calori khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzim phong phú, kích thích tiêu hoá cho cơ thể con người. Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon và nước với một quy trình công nghệ khá đặc biệt.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế nhà máy bia lên men bằng phương pháp cổ điển với năng suất 20 triệu lít/năm”

  1. BÁO CÁO TỐT NGHIỆP Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế nhà máy bia lên men bằng phương pháp cổ điển với năng suất 20 triệu lít/năm”
  2. MỤC LỤC MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 4 Chương I. LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT................................................... 5 1.1 Đặc điểm tự nhiên: ...................................................................................... 5 1.2 Nguyên liệu: ................................................................................................. 5 1.3 Nguồn cung cấp điện:.................................................................................. 6 1.4 Nguồn cung cấp hơi: ................................................................................... 6 1.5 Nguồn cung cấp nước: ................................................................................ 6 1.6 Thoát nước: ................................................................................................. 6 1.7 Hệ thống giao thông vận tải: ...................................................................... 6 1.8 Hợp tác hoá: ................................................................................................ 7 1.9 Nguồn nhân lực: .......................................................................................... 7 1.10 Thị trường tiêu thụ sản phẩm: ................................................................. 7 1.11 Thiết bị: ..................................................................................................... 7 Chương II. GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU .......................................................... 8 2.1 Malt đại mạch: ............................................................................................ 8 2.2 Hoa houblon: ............................................................................................... 9 2.3 Nước: ......................................................................................................... 10 2.4 Nguyên liệu thay thế: ................................................................................ 11 Chương III. DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ ..................................................... 13 3.1 Sơ đồ công nghệ: ....................................................................................... 13 Malt ngô đã tách phôi................................................................... 13 Chương IV. TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM .................................................... 24 4.1 Chọn các số liệu ban đầu: ......................................................................... 24 4.2 Kế hoạch sản xuất của nhà máy: .............................................................. 25 4.3 Tính cân bằng sản phẩm cho 100 kg nguyên liệu ban đầu:..................... 26 4.4 Tính cân bằng sản phẩm cho một ngày: .................................................. 30 4.5 Chi phí bao bì: ........................................................................................... 32 Chương 5. TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ ............................................................ 35
  3. 5.1 Công đoạn xử lý nguyên liệu: ................................................................... 35 5.2 Công đoạn nấu dịch đường: ..................................................................... 39 5.4 Công đoạn chiết rót:.................................................................................. 58 Chương 6. TÍNH TỔ CHỨC............................................................................... 62 6.1 Sơ đồ tổ chức của nhà máy: ...................................................................... 62 GIÁM ĐỐC ...................................................................................................... 62 6.2. Tổ chức lao động của nhà máy: ............................................................... 63 Chương 7. TÍNH XÂY DỰNG ........................................................................... 64 7.1. Kích thước các công trình: ...................................................................... 65 7.2. Tính khu đất xây dựng nhà máy: ............................................................ 70 Chương 8. TÍNH ĐIỆN - HƠI - NƯỚC ............................................................. 71 8.1. Tính điện: ................................................................................................. 71 8.2. Tính hơi: ................................................................................................... 76 8.3. Tính nước: ................................................................................................ 88 Chương 9. TÍNH KINH TẾ ................................................................................ 90 9.1 Vốn cố định: ............................................................................................. 90 9.2 Vốn lưu động : ........................................................................................... 94 9.3. Tính hiệu quả kinh tế: .............................................................................. 96 Chương 10. AN TOÀN LAO ÐỘNG VÀ ........................................................... 97 VỆ SINH XÍ NGHIỆP ........................................................................................ 97 10.1. An toàn lao động: ..................................................................................... 97 10.2. Vệ sinh công nghiệp: .............................................................................. 100 Chương 11. KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ .................................................. 102 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM ....................................................... 102 11.1 Kiểm tra nguyên liệu:............................................................................ 102 11.2. Kiểm tra các công đoạn sản xuất : .......................................................... 104 KẾT LUẬN ........................................................................................................ 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 109
  4. MỞ ĐẦU Bia là loại nước uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng. Ngoài việc cung cấp một lượng calori khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzim phong phú, kích thích tiêu hoá cho cơ thể con người. Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon và nước với một quy trình công nghệ khá đặc biệt. Ngoài ra để tăng hiệu quả kinh tế cũng như đa dạng hoá sản phẩm, các nhà máy sản xuất bia còn dùng một số loại nguyên liệu thay thế như: đại mạch chưa nảy mầm, gạo, ngô đã tách phôi, .. Ngày nay, do phương pháp thực hiện, do nguyên liệu, do nấm men sử dụng khác nhau mà có rất nhiều loại bia khác nhau. Mỗi loại được đặc trưng bởi mùi, vị, màu sắc, độ rượu khác nhau. Nước ta có khí hậu nhiệt đới nên nhu cầu sử dụng bia khá nhiều. Lượng bia tiêu thụ trong cả nước tăng vọt trong những năm qua. Sự phát triển của nền kinh tế làm mức sống trong nhân dân tăng cao. Nhu cầu thị trường đòi hỏi sản xuất ra những loại bia đặc biệt có chất lượng cao.
  5. Với những yêu cầu trên, tôi đã lựa chọn đề tài “Thiết kế nhà máy bia lên men bằng phương pháp cổ điển với năng suất 20 triệu lít/năm”. Đây là phương pháp lên men dài ngày trong thiết bị lên men chính và lên men phụ được đặt trong phòng lạnh có nhiệt độ xác định nên cho sản phẩm có chất lượng cao. Sản phẩm được sản xuất ra để đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng, góp phần vào sự phát triển của nền kinh tế quốc dân. Chương I. LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT Qua tìm hiểu về vị trí địa lý, khí hậu, hệ thống giao thông vận tải và các điều kiện khác, tôi quyết định xây dựng nhà máy bia tại khu công nghiệp Phú Tài, thuộc phường Trần Quang Diệu, thành phố Qui Nhơn, tỉnh Bình Định. 1.1 Đặc điểm tự nhiên: Khu công nghiệp Phú Tài thuộc phường Trần Quang Diệu, có địa hình bằng phẳng, rộng nên rất thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy. Vị trí địa lý khu công nghiệp Phú Tài giáp với tuyến đường quốc lộ 1A, phía bắc giáp với quốc lộ 19, phía đông là cảng biển Qui Nhơn rộng lớn. Về điều kiện khí hậu: Bình Định nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, chịu tác động của hai mùa: mùa khô và mùa mưa, nhiệt độ trung bình năm là 280C, độ ẩm 80 ÷ 85%. 1.2 Nguyên liệu:
  6. Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon và nước. Ngoài ra, nhà máy còn dùng ngô để thay thế một phần malt đại mạch. Do nước ta không trồng được đại mạch và hoa houblon nên hai nguyên liệu này được nhập về từ nước ngoài qua cảng Qui Nhơn, sau đó vận chuyển theo đường bộ về nhà máy. Nguồn nguyên liệu thay thế là ngô có thể thu mua từ các xã lân cận như: Phước Long, Phước An, Phước Thành, Phước Hiệp, … thuộc huyện Tuy Phước và các khu vực trung du miền cao. 1.3 Nguồn cung cấp điện: Nhà máy sử dụng nguồn điện lấy từ lưới điện quốc gia thông qua trạm biến áp xuống 220V/380V. Ngoài ra, nhà máy còn trang bị thêm một máy phát điện dự phòng để đảm bảo quá trình sản xuất liên tục. 1.4 Nguồn cung cấp hơi: Lượng hơi đốt cung cấp cho các phân xưởng được lấy từ lò hơi riêng của nhà máy. Nhiên liệu dùng cho lò hơi là dầu FO và xăng cho ô tô được mua từ các trạm xăng dầu địa phương. Nhà máy có kho dự trử nhiên liệu để đảm bảo sản xuất. 1.5 Nguồn cung cấp nước: Nước được sử dụng trong nhà máy rất lớn, với nhiều mục đích khác nhau. Nguồn nước được lấy từ hệ thống nước ngầm, nguồn nước của thành phố. Nước trước khi đưa vào sử dụng phải được xử lý để đạt các yêu cầu đã đề ra. 1.6 Thoát nước: Nước thải của nhà máy chứa nhiều chất hữu cơ, là điều kiện dễ dàng cho vi sinh vật phát triển. Nếu thải trực tiếp ra ngoài sẽ gây ô nhiễm môi trường. Do đó, nước thải trong các phân xưởng chảy ra sẽ được qua hệ thống xử lý nước thải của nhà máy trước khi thải ra đường cống nước thải của khu công nghiệp. 1.7 Hệ thống giao thông vận tải:
  7. Giao thông vận tải là vấn đề rất cần thiết đối với hoạt động của nhà máy. Nhà máy phải vận chuyển một khối lượng lớn nguyên liệu, nhiên liệu, cũng như vận chuyển sản phẩm đến nơi tiêu thụ. Vị trí nhà máy đặt trên quốc lộ 1A, cách ga Diêu Trì 1Km, cách ngã ba tuyến giáp với quốc lộ 19 đi các tỉnh Tây Nguyên 8 Km, đồng thời cách cảng biển Qui Nhơn 10 Km nên rất thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu và phân phối sản phẩm. 1.8 Hợp tác hoá: Trong sản xuất bia có một lượng lớn phế phẩm giàu chất dinh dưỡng như bã malt, men bia. Bã malt là nguồn nguyên liệu rất tốt để sản xuất thức ăn gia súc, có giá trị đối với nông nghiệp. Men bia rất giàu chất dinh dưỡng, làm thức ăn cho gia súc. Các sản phẩm cặn lắng, bã hoa còn là nguyên liệu làm phân bón tốt để cung cấp cho nông dân tỉnh lân cận. 1.9 Nguồn nhân lực: Việc xây dựng nhà máy bia góp phần giải quyết công việc cho người dân trong tỉnh. Công nhân trong nhà máy chủ yếu tuyển người địa phương. Cán bộ quản lý và kỹ thuật của nhà máy có thể tuyển từ các trường đại học như: Đà Nẵng, Qui Nhơn, Nha Trang. 1.10 Thị trường tiêu thụ sản phẩm: Bia thành phẩm của nhà máy sản xuất sẽ đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của nhân dân địa phương, tiêu thụ trong nước và có thể xuất khẩu ra nước ngoài. 1.11 Thiết bị: Nhà máy có thể nhập thiết bị từ nước ngoài để đảm bảo qui trình công nghệ. Tuy nhiên, có thể tự gia công chế tạo một số thiết bị trong nước để giảm bớt chi phí. Kết luận: từ những phân tích thực tế trên, việc xây dựng nhà máy bia tại khu công nghiệp Phú Tài, thuộc phường Trần Quang Diệu, thành phố Qui Nhơn,
  8. tỉnh Bình Định là hoàn toàn hợp lý. Với năng suất 20 triệu lit/năm có thể đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng. Việc xây dựng nhà máy phù hợp với yêu cầu thực tế hiện nay. Chương II. GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon, nước và sử dụng nguyên liệu thay thế là ngô. 2.1 Malt đại mạch: 2.1.1 Vai trò trong sản xuất bia: Malt đại mạch vừa là tác nhân đường hoá, vừa là nguyên liệu đặc trưng dùng sản xuất bia, bia sản xuất từ malt đại mạch có mùi vị và tính chất công nghệ hơn hẳn so với bia được sản xuất từ malt của các loại hạt hoà thảo khác. 2.1.2 Thành phần hoá học: Thành phần hoá học trung bình của malt bia tính theo phần trăm chất khô là: tinh bột 58%, đường khử 4%, saccaroza 5%, pentozan không hoà tan và hexozan 9%, xenluloza 6%, chất chứa nitơ 10%, chất béo 2,5%, chất khoáng 2,5%. Ngoài ra trong malt còn chứa một ít các chất inozit, các chất màu, các tanin, các chất đắng và các enzim thuỷ phân như:  ,  -amylaza, proteinaza, peptinaza, fitaza, xitaza, amylophotphataza,…
  9. Trong thành phần hoá học của malt quan trọng nhất là hàm lượng tinh bột. Hàm lượng tinh bột càng cao càng tốt, nhưng hàm lượng protein phải nằm trong khoảng 9-12%, nếu cao hơn thì bia sẽ bị đục, khó bảo quản, nếu thấp hơn thì bia kém bọt, kém vị đậm đà và kèm theo các chỉ số non yếu khác. 2.1.3 Yêu cầu về chất lượng: Malt dùng để sản xuất bia phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Sạch, có mùi thơm đặc trưng, có vị ngọt, màu vàng sáng đồng đều. Không được có mùi vị lạ, không mốc, không hôi khói. - Kích thước hạt malt phải đồng đều: hạt trên sàng 2,8 mm và chiếm 94%, hạt dưới sàng 2,2 mm không quá 0,5%. - Khối lượng riêng của malt: 520÷600 g/l - Độ ẩm của malt không quá 6% - Malt có thời gian đường hoá 10÷35 phút, hoạt lực amylaza là 100÷300 đơn vị. Malt sau khi nhập từ nước ngoài về được bảo quản trong kho với thời gian dự trử sản xuất khoảng một tháng. 2.2 Hoa houblon: 2.2.1 Vai trò: Hoa houblon là nguyên liệu không thể thiếu được trong sản xuất bia. Làm cho bia có vị đắng dễ chịu, hương thơm đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm. Trong sản xuất bia người ta sử dụng hoa cái chưa thụ phấn vì hoa đã thụ phấn sẽ tạo hạt làm giảm chất lượng bia. Hoa được sử dụng dưới nhiều dạng khác nhau: dạng hoa nguyên cánh, hoa viên, cao hoa,… Tuy nhiên, không sử dụng 100% cao hoa vì sẽ làm cho mùi, vị của bia bị giảm sút. Nhà máy sử dụng hoa houblon ở dạng hoa nguyên và dạng viên. Sử dụng hoa nguyên có ưu điểm là bảo toàn được chất lượng, nhưng đồng thời cũng có nhược điểm là giá thành cao, khó bảo quản. 2.2.1 Thành phần hoá học:
  10. - Thành phần hoá học của hoa houblon gồm nhiều chất khác nhau, nhưng các chất có giá trị trong công nghệ sản xuất bia là nhựa hoa houblon, các tanin và tinh dầu. Ngoài ra trong hoa còn chứa một số các chất khác như: protein, mỡ, sáp, các tạp chất phi protein. - Nhựa hoa là thành phần chính, bao gồm nhựa cứng và nhựa mềm: nhựa mềm gồm có  -nhựa mềm và  -nhựa mềm, trong nhựa mềm gồm các dạng axit đắng là α,β,γ,δ- axit đắng. Vị đắng của bia chủ yếu là do α- axit đắng tạo nên, còn các dẫn xuất của β- axit đắng tạo nên vị đắng hài hoà dễ chịu. - Các chất tanin của hoa houblon là các polyphenol, dễ hoà tan trong nước, dễ bị oxi hoá nên nó bảo vệ nhựa hoa houblon. Trong quá trình nấu bia, hầu hết tanin của hoa houblon liên kết với protein của malt, do đó hàm lượng polyphenol ở trong bia chủ yếu là của malt và chỉ khoảng 10÷20% là polyphenol của hoa. - Tinh dầu hoa houblon là một hỗn hợp phức tạp của các hyđratcacbon và nhiều hợp chất chứa oxi dạng tecpen. Tinh dầu hoa houblon không hoà tan trong nước nhưng dễ bay theo hơi nước. Trong quá trình sản xuất khoảng 98% lượng tinh dầu bị bay hơi, chỉ tồn tại khoảng 2% để tạo hương thơm cho bia. Trong quá trình bảo quản, tinh dầu sẽ dần mất đi do bay hơi và bị oxi hoá. Do đó không dùng hoa cũ để sản xuất bia vì các sản phẩm chuyển hoá của tinh dầu nếu đưa vào bia sẽ làm giảm chất lượng bia. 2.2.2 Bảo quản hoa: Để bảo quản tốt cần giữ hoa trong các điều kiện sau: - Ngăn chặn sự xâm nhập của không khí vào hoa bằng cách bảo quản trong thùng kín hoặc môi trường khí trơ. - Xông SO2 để hạn chế sự oxi hoá và phát triển của vi sinh vật. - Bảo quản ở nhiệt độ thấp (gần 00C) vì ở nhiệt độ thấp có tác dụng kiềm chế các quá trình hoá học, hạn chế sự phát triển vi sinh vật. - Cách ẩm tốt 2.3 Nước: 2.3.1 Vai trò:
  11. Trong bia thành phẩm, hàm lượng nước chiếm khoảng 85÷90%. Trong nhà máy, nước được dùng với nhiều mục đích khác nhau: xử lý nguyên liệu, nấu nguyên liệu, làm nguội bán thành phẩm, thanh trùng, vệ sinh sát trùng thiết bị, vệ sinh xí nghiệp … Do đó, lượng nước dùng trong nhà máy rất lớn. Lượng nước dùng để nấu bia không những đòi hỏi có đầy đủ tiêu chuẩn của nước uống mà còn có những yêu cầu riêng đáp ứng cho công nghệ sản xuất bia. 2.3.2 Thành phần: Nước thực chất là một dung dịch loãng của các muối ở dạng ion: - Nhóm cation chiếm nhiều nhất là: Ca2+, Mg2+,H+, Na+, K+, Fe2+, Mn 2+, Al3+ - Nhóm anion chủ yếu là: OH-, HCO3-, Cl-, SO42-, NO3-, NO2-, SiO32-, PO43- Các muối của canxi và magie là nguyên nhân gây độ cứng của nước. 2.3.3 Yêu cầu về chất lượng:  Những yêu cầu cơ bản của nước dùng nấu bia: - Trong suốt, không màu, không mùi và không chứa các vi sinh vật gây bệnh. - Độ cứng trung bình 5÷6 mg đương lượng/lít - pH = 6,8÷7,3 - Hàm lượng cặn khô không vượt quá 600 mg/lít - Chỉ số coli không lớn hơn 3 - Chuẩn độ coli không nhỏ hơn 300 ml  Hàm lượng tối đa của các kim loại: + sắt: 0,3 mg/l +mangan: 0,05 mg/l + magie: 125 mg/l + chì: 0,1 mg/l + flo: 1 mg/l + kẽm: 5 mg/l + nitrat: 35 mg/l + selen: 0,05 mg/l + sunfat: 60-80 mg/l Không được có mặt xianua, thuỷ ngân, bari, crom, amoniac, sunphuahyđro, nitrit. 2.4 Nguyên liệu thay thế: 2.4.1 Vai trò:
  12. Trong sản xuất bia, để giảm giá thành sản phẩm người ta có thể thay thế một phần malt đại mạch bằng các loại nguyên liệu khác. Nguyên liệu này có thể dạng hạt hay dạng đường. Tại nhà máy, nguyên liệu thay thế được dùng là ngô với tỷ lệ 10% so với tổng lượng nguyên liệu. Ngô có các loại hạt như: ngô răng ngựa, ngô đá và ngô bột. Hạt ngô có màu vàng, trắng, đỏ hoặc hồng. Trong công nghệ sản xuất bia, ngô dùng để thay malt đại mạch chủ yếu là loại trắng đục (hàm lượng tinh bột cao, protein thấp) được sử dụng dưới dạng đã nghiền nhỏ. 2.4.2 Thành phần của hạt ngô: - Hạt ngô bao gồm các thành phần sau: + lớp vỏ quả: 5÷7% khối lượng hạt + lớp vỏ hạt: 2% khối lượng hạt + lớp alơron: 6÷8% khối lượng hạt + phôi: 10÷11% khối lượng hạt + nội nhũ: 75% khối lượng hạt Trong thành phần của phôi có 33÷45% chất béo, 20% protein, 75% đường và tro, 4% xenluloza, gần 5% tinh bột. Trong thành phần của nội nhũ có 77÷84% tinh bột, 7÷11% protein, 1% chất béo, 0,3÷0,8% tro, 1% đường, 0,5% xelluloza. 2.4.3 Những yêu cầu cơ bản của ngô dùng để nấu bia: - Có màu trắng đục, kích thước hạt đồng đều. - Hạt ngô sạch, được tách phôi hoàn toàn. - Trước khi nấu phải được nghiền mịn. Thu mua và bảo quản ngô để sử dụng: Ngô được thu mua ở các địa phương lân cận ở dạng đã tách phôi. Chúng được cho vào bao và bảo quản trong kho. Thời gian bảo quản tối đa là 10 ngày. Yêu cầu của kho bảo quản là phải khô ráo, thoáng, cách ẩm, cách nhiệt tốt, không có mặt các loại vi sinh vật gây bệnh, côn trùng …
  13. Chương III. DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 3.1 Sơ đồ công nghệ: Malt ngô đã tách phôi làm sạch làm sạch nghiền nghiền mịn bột malt trích 10% so với ngô bột ngô nước hoà trộn hoà trộn nước đạm hoá hồ hoá đun sôi hội cháo đường hoá nước 780C lọc dịch đường và rửa bã bã hoa houblon đun sôi dịch đường với hoa houblon lọc bã hoa bã lắng trong và làm lạnh dịch lên men men giống thuần khiết hoạt hoá lên men chính CO2 xử lý sữa men
  14. lên men phụ và tàng trữ bia non xử lý men giống lọc bia cặn nạp bình ổn định bia chiết rót thanh trùng thành phẩm 3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ: 3.2.1 Làm sạch: 3.2.1.1 Mục đích: Tách hết bụi bẩn, loại bỏ tạp chất kim loại lẫn trong nguyên liệu, đối với malt còn để loại bỏ mầm rễ còn sót lại. Quá trình này đảm bảo nguyên liệu phải được sạch, kích thước hạt đồng đều, không ảnh hưởng đến chất lượng bia, thuận lợi cho quá trình nghiền. 3.2.1.2 Tiến hành: Malt và ngô đã tách phôi sau khi định lượng thì đưa qua máy làm sạch, sau đó qua bộ phận tách từ để loại bỏ tạp chất có từ tính rồi cho vào máy nghiền. 3.2.2 Nghiền nguyên liệu: 3.2.2.1 Mục đích: Phá vỡ cấu trúc hạt tinh bột làm cho nước xâm nhập vào nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình thuỷ phân tinh bột và các chất khác diễn ra nhanh và triệt để hơn. 3.2.2.2 Phương pháp thực hiện: Có ba phương pháp nghiền malt là nghiền khô, nghiền ẩm và nghiền ướt. Chọn nghiền khô cho cả malt và ngô vì phương pháp này đơn giản, dễ thực hiện. Sử dụng máy nghiền hai cặp trục để nghiền malt, và máy nghiền búa để nghiền ngô. 3.2.3 Nấu nguyên liệu: 3.2.3.1 Mục đích: Chuyển các chất có trong nguyên liệu từ trạng thái không hoà tan sang trạng thái hoà tan nhờ tác động của các hệ enzim thuỷ phân.
  15. 3.2.3.2 Phương pháp nấu: Có ba phương pháp nấu bia là phương pháp ngâm, phương pháp đun sôi và phương pháp kết hợp giữa đun sôi với ngâm. Ưu điểm của phương pháp ngâm là thời gian nấu ngắn nên ít tốn năng lượng, nhưng có nhược điểm là khối nấu không được đun sôi nên đường hoá không triệt để. Ưu điểm của phương pháp đun sôi là phá vỡ triệt để cấu trúc tế bào tinh bột nên tăng hiệu suất quá trình thuỷ phân. Nhược điểm của phương pháp này là thời gian nấu kéo dài, tốn nhiều năng lượng và có thể xảy ra các phản ứng phụ không cần thiết. Vì nhà máy có sử dụng 10% nguyên liệu thay thế nên chọn phương pháp kết hợp giữa ngâm và đun sôi một lần. 3.2.3.3 Tiến hành nấu: Sau khi nghiền xong, nguyên liệu được đem đi nấu ngay vì nếu để lâu bột nghiền sẽ bị chua, ảnh hưởng đến chất lượng bia sau này. Tỷ lệ phối trộn nguyên liệu: nước nấu là: malt : nước = 1 kg : 3 lít ngô : nước = 1 kg : 3,5 lít - Nồi ngô: ngô đã nghiền mịn với 10% bột malt lót (so với tổng lượng ngô) được đem vào phối trộn với nước ấm 320C theo đúng tỷ lệ trên và bật cánh khuấy để khuấy trộn 5 phút. Khi phối trộn xong, nhiệt độ nồi nấu sẽ hạ xuống khoảng 300C, bổ sung axit lactic để hạ pH xuống còn 5,6. Sau đó nâng nhiệt độ khối nấu lên 660C với tốc độ khoảng 10C/phút và giữ nhiệt độ này 30 phút để hồ hoá tinh bột. Sau đó nâng nhiệt độ khối nấu đến nhiệt độ sôi trong 30 phút và giữ sôi 30 phút. Trong suốt quá trình nấu ngô phải khuấy trộn liên tục để tránh khê sít đáy nồi, vận tốc cánh khuấy khoảng 30÷40 vòng/phút. - Nồi malt: khi nồi ngô đã bắt đầu nâng nhiệt để đun sôi thì nồi malt cũng cho nước ấm 320C vào trước rồi tiến hành xuống bột hoà malt trong 10 phút. Dùng
  16. axit lactic để hạ pH môi trường đến 5,6 rồi nâng nhiệt độ lên 520C mất khoảng 30 phút, giữ nhiệt độ này 30 phút để thực hiện quá trình đạm hoá. Phải tính toán sao cho khi nồi cháo ngô đun sôi xong thì quá trình đạm hoá ở nồi malt cũng vừa kết thúc. Bơm cháo ngô sang nồi malt để hội cháo, mất khoảng 10 phút và nhiệt độ của toàn khối đạt 630C, giữ trong 30 phút để tạo điều kiện cho enzim β-amylaza thuỷ phân tinh bột. Sau đó, tiếp tục nâng nhiệt độ của dịch lên 730C trong 10 phút và giữ ở nhiệt độ này 30 phút để enzim α-amylaza tiếp tục thuỷ phân tinh bột. Cuối cùng nâng nhiệt độ toàn khối nấu lên 780C trong vòng 5 phút rồi sau đó bơm dịch đi lọc. Sơ đồ nâng và giữ nhiệt của quá trình nấu t0C T (ph) cháo ngô cháo malt dịch cháo hỗn hợp 3.2.4 Lọc dịch đường: 3.2.4.1 Mục đích:
  17. Tách các chất hoà tan ra khỏi các chất không hoà tan. 3.2.4.2 Tiến hành: Quá trình lọc dịch đường gồm hai giai đoạn: lọc dịch và rửa bã. Nhà máy chọn thiết bị lọc thùng vì cho dịch đường có chất lượng cao và dễ vệ sinh. Trước hết là lọc khối cháo thu được dịch đường đầu, sau đó dùng nước nóng 780C để rửa bã. Không được dùng nước có nhiệt độ lớn hơn 780C để rửa bã vì nước quá nóng sẽ làm vô hoạt hệ enzim amylaza và các tinh bột sót được hồ hoá nhưng không được đường hoá, kết quả làm cho dịch lên men bị đục và bia cũng đục theo. Khi tiến hành lọc, phải cho nước nóng vào dưới đáy lưới. Nước vào đáy lưới chiếm đầy các ống dẫn, khoá, khoảng không gian giữa đáy chính và đáy lưới nên đẩy không khí ra ngoài. Sau khi lọc xong thì tiến hành rửa bã bằng nước nóng 780C cho đến khi nồng độ chất hoà tan còn lại trong bã khoảng 1% là được. Nếu rửa quá kỹ thì chất đắng, chất cay trong bã sẽ tan vào dịch đường làm cho bia có mùi, vị lạ, dịch đường sẽ bị loãng. Quá trình lọc và rửa bã kéo dài khoảng 4h. Sau khi rửa xong, bã được tháo ra và đưa ra ngoài, thiết bị phải vệ sinh, sát trùng để chuẩn bị cho mẻ sau. Yêu cầu dịch đường và nước rửa bã sau khi lọc phải trong hoàn toàn. 3.2.5 Houblon hoá: 3.2.5.1 Mục đích: Mục đích của quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon là để ổn định thành phần của dịch đường, tạo cho bia có hương thơm và vị đắng của của hoa houblon, làm cho dịch đường đạt nồng độ theo yêu cầu, làm keo tụ protein, vô hoạt các enzim và thanh trùng dịch đường. 3.2.5.2 Tiến hành: Thiết bị houblon hoá về cấu tạo cũng giống với thiết bị nấu nhưng bề mặt truyền nhiệt lớn hơn vì cần bốc hơi một lượng lớn hơi nước trong quá trình đun sôi.
  18. Liều lượng hoa houblon được sử dụng là 3g/1 lít dịch đường. Hoa được dử dụng dưới hai dạng: hoa nguyên cánh chiếm 35% và hoa viên chiếm 65%. Chọn phương án cho hoa 3 lần: + ½ hoa viên cho vào lúc dịch đường vừa lấp đáy nồi. + ½ hoa viên còn lại cho vào sau khi sôi 30 phút. + hoa nguyên cánh cho vào 30 phút trước khi nấu kết thúc. Tiến hành: dịch đường và nước rửa bã từ thiết bị lọc chuyển vào nồi houblon hoá. Khi dịch đường vừa lấp đáy nồi thì bắt đầu cung cấp nhiệt để nhiệt độ dịch đường luôn giữ ở 750C, đồng thời cho 1/2 lượng hoa viên vào để lấy chất đắng. Sau khi dịch đường và nước rửa bã chuyển hết vào nồi houblon thì tiến hành nâng nhiệt đến nhiệt độ sôi. Giữ sôi 30 phút rồi cho 1/2 lượng hoa viên còn lại vào nhằm lấy chất đắng, tạo hương và kết lắng protein. Trước khi kết thúc quá trình houblon hoá 30 phút thì cho hoa nguyên cánh vào để tạo hương vị đặc trưng của bia. Tổng thời gian đun sôi là 120 phút. Sau khi đun sôi xong, dịch đường được bơm sang thiết bị lắng trong. 3.2.6 Tách bã hoa: Sau khi đun sôi xong, dịch đường được chuyển sang thùng lọc bã hoa để tách dịch đường ra ngoài, còn bã thì được giữ lại bên trong. Sau khi giải phóng hết dịch đường, thiết bị houblon hoá được tráng qua nước nóng, nước nóng này dùng để rửa bã hoa, nước rửa bã được dùng vào việc đường hoá mẻ sau hoặc bổ sung vào dịch đường ở phân đoạn nấu bia. Bã được thu gom và chuyển ra ngoài như một loại phế thải. Dịch đường nóng nhờ bơm ly tâm chuyển đến thiết bị lắng trong và làm lạnh. 3.2.7 Lắng trong và làm lạnh: 3.2.7.1 Mục đích: Hạ nhiệt độ dịch đường đến nhiệt độ lên men, kết tủa các huyền phù và bão hoà oxi cho dịch đường. 3.2.7.2 Tiến hành:
  19. Tiến hành lắng trong trong thiết bị whirlpool và làm lạnh bằng thiết bị làm lạnh bản mỏng với chất tải lạnh là glycol. Thiết bị whirlpool có ưu điểm là đảm bảo vô trùng vì dịch đường khi đưa vào thiết bị cũng như ra khỏi thiết bị ở nhiệt độ rất cao (khoảng 900C) và thời gian lắng chỉ khoảng 20 phút. Dịch đường vào thiết bị ở nửa phần dưới và theo phương tuyếp tuyến với vận tốc khoảng 10÷14 m/s, dịch đường sẽ chuyển động tròn trong thiết bị, các kết tủa sẽ lắng xuống tâm của thiết bị. Sau khi để lắng 20 phút, dịch trong được đưa đi làm lạnh đến nhiệt độ lên men, còn cặn được loại bỏ. Tại thiết bị làm lạnh, dịch lên men nóng tiến hành trao đổi nhiệt gián tiếp với glycol, nhiệt độ của dịch đường hạ dần xuống khoảng 90C, thời gian làm lạnh không vượt quá 1 giờ. 3.2.8 Lên men chính: 3.2.8.1 Mục đích: Chuyển hoá các chất đường và dextrin thấp phân tử trong nước nha thành C2H5OH, CO2. Đồng thời, còn tạo ra các sản phẩm phụ như este, axit hữu cơ, rượu bậc cao, aldehyt, glyxerin … hoà tan vào dịch lên men tạo thành bia non. 3.2.8.2 Tiến hành: Dịch lên men sau khi làm lạnh được bổ sung không khí vô trùng (khoảng 8 mg O2/lít dịch đường) rồi đưa vào thùng lên men. Dịch men giống được chuyển vào thùng lên men theo luồng dịch đường với tỷ lệ 1 lít men giống đặc/100 lít dịch lên men nhằm tạo điều kiện cho nấm men tiếp xúc tốt với môi trường. Nhiệt độ lên men chính là 90C, áp suất dư trong thiết bị lên men chính là 0,2÷0,4 at, CO2 sinh ra trong quá trình lên men sẽ hoà tan vào bia non một phần. Độ hoà tan của CO2 vào bia non sẽ tăng khi nhiệt độ giảm, do đó để đảm bảo lượng CO2 hoà tan trong bia nhiều thì nhiệt độ thời kỳ cuối của quá trình lên men khoảng 50C, hàm lượng CO2 trong bia non phải đạt 0,2%. Thời gian lên men chính phụ thuộc vào nồng độ dịch lên men đầu tiên và nhiệt độ lên men. Lên men chính được xem là kết thúc khi chất chiết
  20. trong dịch lên men giảm đi từ 0,15÷0,2% ngày đêm. Đối với dịch lên men có nồng độ 16% thì thời gian lên men chính chọn 9 ngày. 3.2.8.3 Nấm men bia: Có 2 chủng: + saccharomyces cerevisiae: thuộc loại lên men nổi + saccharomyces carlsbergensis: thuộc loại lên men chìm Nhà máy sử dụng chủng nấm men chìm, quá trình lên men xảy ra trong lòng môi trường, khi lên men xong các tế bào kết thành chùm lắng xuống đáy. Do đó, bia chóng tự trong hơn so với lên men nổi. Dịch lên men có nồng độ khá cao nên yêu cầu chủng nấm men có khả năng chịu được áp suất thẩm thấu lớn. Phương pháp nuôi cấy men giống:  Nuôi cấy men giống thuần khiết: Nấm men giống thuần khiết được nuôi cấy qua hai giai đoạn: giai đoạn nuôi cấy trong phòng thí nghiệm và giai đoạn nuôi cấy sản xuất. Để bảo quản men giống, người ta nuôi cấy nó trong môi trường dịch đường 10% và giữ ở nhiệt độ 2÷40C. Sau thời gian 1÷2 tháng phải cấy chuyền một lần. Trước khi đưa vào sản xuất, men giống được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm cho đến 5÷15 lít. Sau đó tiếp tục nhân giống trong các thiết bị chuyên dùng đặt trong phòng bên cạnh phân xưởng lên men. Mỗi lần nhân, thể tích men giống tăng từ 5÷7 lần. Thiết bị nuôi cấy men giống gồm các thùng hình trụ bằng thép không gỉ. Trước khi tiến hành nuôi cấy yêu cầu thiết bị và môi trường phải vô trùng tuyệt đối. Men thuần khiết thường phải tuyển chọn và bắt đầu nuôi cấy ở 250C. Trong phòng thí nghiệm nó sinh sản ở nhiệt độ 18÷200C. Khi đưa vào nuôi cấy sản xuất thì cho nó phát triển ở 12÷150C và tiếp tục giảm đến 8÷100C rồi đưa vào thiết bị lên men. Để nấm men giống sinh sản nhanh, dịch men chuyển từ giai đoạn trước sang giai đoạn sau phải đang ở thời kỳ lên men mạnh.  Xử lý sữa men:

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản