Đ ÁN CÔNG NGH 2 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
L I M Đ U
ng v i s phát tri n c a n n kinh t th gi i, Vi t nam đang d n v n lên và t ế ế ươ
kh ng đ nh nh. V i quan đi m ăn no, m c m nh ngày x a khôngn n a thay ư ư
o đó là kng nh ng ăn ngon mà còn m c đ p. Đ đáp ng nhu c u c a ng i tiêu ườ
ng các ngànhng nghi p nói chungng ngh th c ph m nói riêng đã không
ng ng hoàn thi n và cho ra đ i nh ng s n ph m r t phong phú đa d ng v ch ng
lo i, trong đó bia - đây là đ u ng đ c a chu ng h u h t các n c trên th gi i, ượ ư ế ướ ế
nguyên li u cnh đ s n xu t bia là malt.
Malt là m t lo i bán thành ph m nh ng r t giàu ch t dinh d ng. Hi n nay, malt ư ưỡ
ch y u đ c s d ng trong các lĩnh v c: trong công nghi p s n xu t r u etylic t ế ượ ượ
ngun li u tinh b t, malt là tác nn đ ng hóa tinh b t; trongng nghi p s n xu t ư
bia, malt v a là tác nhân đ ng hóa tinh b t v a là nguyên li u chính; công nghi p s n ườ
xu t m t tinh b t (đ ng nha, m ch nha) và m t s ngành s n xu t th c ăn sinh ườ
d ng, th c ăn kiêng. Trong đó, malt dùng đ s n xu t bianhi u nh t. Có nhi u lo iưỡ
malt khác nhau: malt vàng, malt đen, malt diastilin, malt proteolin nh ng lo i này
đ c dùng đ s n xu t các s n ph m khác nhau.ượ
Malt diastilin là lo i malt có đ c đi m n i b t là s d ng trong tr ng h p malt ườ
ngun li u kng đ c đ hóa t t, đ nhuy n kng cao ho c trong tr ng h p dùng ượ ườ
ngun li u thay th ch a qua giai đo n m m m. Đây là m t lo i malt ch t l ng ế ư ươ ượ
cao, ngàyng đ c s d ng ph bi n trong n c và trên th gi i.ượ ế ướ ế
Đ đáp ng nhu c u c a ng i tiêu dùng n c tang lo t các ny bia đ c ườ ướ ượ
m c lên, nh ng nhà máy s n xu t malt l i r t ít, vì v y ngun li u ph i nh p t n c ư ướ
ngoài nên kéo theo giá thành s n ph m cũng tăng cao. Tr c tìnhnh đó, vi c thi t k ướ ế ế
y d ng n máy s n xu t malt là r t c n thi t, do đó em đã đ c giao đ tài: ế ượ
Thi t k nhà máy s n xu t malt diastilin v i năng su t 15.000 t n s n ph m/ế ế
năm”. Trong quá trình th c hi n đ tài y, em đã nh n đ c s giúp đ nhi t tình c a ượ
giáo h ng d n – TS. Bùi Xuân Đông th y cô giáo khácng b n bè. Em xin chânướ
thành c m n nh ng s giúp đ quý báu đó. ơ
CH NG 1ƯƠ T NG QUAN
Nhi m v c a đ ánthi t k nhà máy s n xu t malt diastilin nên ph n t ng quan ch ế ế
y u s đ c p t i nguyên li u s n xu t (đ i m ch), s n ph m (malt diastilin), và m tế
s ch t ph gia ho c h tr k thu t ph c v cho quá trình s n xu t.
1.1 H t đ i m ch
Đ i m ch gi ng gieo tr ng thu c nhóm th c v t có
h t, phân nhóm bí t , l p m t lá m m, h lúa mì.
Có hai lo i đ i m ch, đ i m ch hai hàng và đ i
m ch đa hàng. Trongng nghi p s n xu t biang
ch y u là đ i m ch hai hàng, d u hi u đ c tr ng ế ư
c a chúng là hìnhng c a h t r t cân đ i.
Đ i v i lo i malt diastilin thì đ c s n xu t t h t ượ
đ i m ch lo i 2 cóm l ng protein cao, lo i malt ượ
y có ch a ho t l c cao nhóm enzym diastaza và
SVTH: Nguy n Th Loan Trang 1
Đ ÁN CÔNG NGH 2 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
lo i malt này đ c s d ng b sung trong tr ng h p malt nguyên li u không đ c đ ượ ườ ượ
hóa t t, đ nhuy n không cao, ho c trong giai đo n nguyên li u thay th ch a qua giai ế ư
đo n m m m.. [1, tr 206] ươ
1.1.1 C u t o c a h t đ i m ch
C u t o c a h t đ i m ch g m ba b ph n
chính: v , n i nhũ và phôi.
Hình 1.2 C u t o c a h t đ i m ch
1.1.1.1. V
H u h t h t các lo i đ i m ch đ c bao b c bên ngoài b ng l p v tr u. V tr u ế ượ
đ c hình thành t đài hoa. Đài hoa d i hình thành nên v tr u phía ngoài và k t thúcượ ướ ế
b ng s i râu, còn đài hoa phía trên nh thành nên v tr u phía trong c a h t. Đài hoa là
ng c bên đ b o v c c quan trong c a h t trong quá trình hình thành và chuy n ơ
hoá c a nó.
Thành ph n hoá h c c a v tr u ch y u là xelluloza k t ch t l i nh ch t khng và ế ế
lignin.
D i l p v tr u là l p v qu , đ c c u t o t ba l p t o - c m t l p x p ngangướ ượ ế ế
thì ti p đ n là m t l p x p d c. V i c u trúc nh v y l p v qu s r t dai và b nế ế ế ư
v ng. D i l p v qu là l p v h t bao g m hai l p t bào. T bào c a l p ngi có ướ ế ế
thành r t dày, l p trong thì trong su t. L p v h t có vai trò nh m t màng bán th m: ư
ch cho n c th m vào bên trong h t đ ng th i gi c ch t hoà tan trong h t không cho ướ
th m ra bên ngoài.
L p v qu v h t liên k t ch t v i nhau, m i liên k t đó ch c h n r t nhi u do s ế ế ơ
liên k t gi a chúng v i l p v tr u. V tr u là c u t chi m nhi u nh t tr ng l ngế ế ượ
c a v . đ i m ch hai hàng ch t l ng cao, l ng v tr u chi m kho ng 7-8% ượ ượ ế
tr ng l ng ch t khô c a h t, còn đ i m ch đa hàng chi m đ n 11%. Tr ng l ng ượ ế ế ượ
c a v chi m t 10,5 - 13% tr ng l ng c a h t. Kích th c h t càng, t l v càng ế ượ ướ
cao so v i tr ng l ng c a kh i h t. [1, tr 9] ượ
1.1.1.2. N i nhũ
N i nhũ là ph n l n nh t đ ng th i là ph n giá tr nh t c a h t. Ngoài ng c a n i
nhũ, ti p giáp v i v h t là l p al ron. L p al ron r t giàu protein, ch t béo, đ ng,ế ơ ơ ườ
xelluloza, pentoza, vitamin ch t tro. Vì l p al ron c a đ i m ch đa hàngy h n đ i ơ ơ
m ch hai ng cho nên hàm l ng protein c a chúng nhi u h n. ượ ơ
D i l p al ron m i đ n ph n n i nhũ th t c a h t. C u trúc c a n i nhũ g m các tư ơ ế ế
o l n có thành m ng ch a đ y các h t tinh b t, m t ít protein, xelluloza, ch t béo,
ch t tro và đ ng. [1, tr 10] ườ
SVTH: Nguy n Th Loan Trang 2
Đ ÁN CÔNG NGH 2 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
V i lo i malt diastilin t i yêu c u là toàn b n i nhũ ph i tr ng thái tr ng đ c. [1, tr ươ
206]
1.1.1.3. Phôi
Phôi là ph n s ng c a h t. Tr ng l ng c a phôi ch chi m kho ng 2,2 ÷ 5% so v i ượ ế
tr ng l ng c a h t. Vai trò c a phôi t m quan tr ng đ c bi t không nh ng đ i v i ượ
s s ng l u truy n c a cây mà ngay c trong công ngh s n xu t bia. ư
Phôi n m d i, g n đ c a h t bao g m phôi, phôi r n m gi a chúng là pi ướ ế
thân.Ti p giáp gi a phôi n i nhũ là n. Ngù là m t ng n th m: ch cho phépế
các ch t hoà tan t n i nhũ th m qua đ chuy n v phôi và n c t phía phôi đi vào ướ
n i nhũ.
Phôi chi m t l không đáng k so v i tr ng l ng c a h t. M t khác trong qtrìnhế ượ
ch bi n, các thành ph n trong phôi htan r t ít vào d ch đ ng. Nh v y đ i v iế ế ườ ư
ng ngh s n xu t bia, giá tr dinh d ng c a phôi h u nh không đáng k , mà vai trò ưỡ ư
to l n c a nó ch : đây là tr m ho t hoá và là ny s n xu t enzim, n u ế
thi u nó thì c s lí thuy t c a quá trình s n xu t malt coi nh s p đ . [1, tr 11]ế ơ ế ư
1.1.2. Thành hoá h c c a đ i m ch
Thành ph n hoá h c c a đ i m ch r t ph c t p. Nó ph thu c vào gi ng đ i m ch,
đi u ki n đ t đai, khí h u, kĩ thu t canh tác và đi u ki n b o qu n.
c ch s v thành ph n hoá h c là nhân t quy t đ nh ch t l ng c a đ i m ch đ ế ượ
xem xét lo i đ i m ch đó đ tiêu chu n đ s n xu t malt và bia hay không. [1, tr 11]
1.1.2.1. N cướ
Thu ph n c a đ i m ch có nh h ng l n đ n quá trình v n chuy n và b o qu n ưở ế
h t. Hàm m cao s kích thích quá trình hô h p t b c nóng c a h t. Hai q trình
y là nhân t quan tr ng nh t làm hao t n ch t khô. Th y ph n cao quá m c cho phép
t o đi u ki n thu n l i cho vi sinh v t phát tri n, đ c bi t nh t là các lo i vi khu n
ho i sinh,y th i r a cho h t.
Đ i m ch thu ph n cao s làm tăng chi phí v n t i m t cách vô ích. Ng i ta đã ườ
c đ nh đ c r ng, hàm m c a đ i m ch tăng 1% thì hi u su t chi t thu h i gi m ượ ế
0,76%. Hàm m t i đa cho phép khi đ a đ i m ch vào b o qu n là 14%. [1, tr 12] ư
1.1.2.2. Gluxit
Gluxit c a h t chia làm b n nhóm: monosaccharid, disaccharid, trisaccharid và
polysaccharid.
- Monosaccharid bao g m : glucoza, fructoza (C6H12O6) và xiloza (C5H10O5).
- Disaccharid ch y u là saccharoza và maltoza (C ế 12H22O11).
- Trisaccharid ch y u là rafinoza. ế
- Polysaccharid là h p ph n chi m nhi u nh t trong thành ph n gluxit c a h t đ i ế
m ch.
Chúng bao g m tinh b t, xelluloza, hemixelluloza, pentozan, amilan và các h p ch t
d ng keo. Ba c u t đ u tiên ý nghĩa quan tr ng nh t trongng ngh s n xu t bia.
a) Tinh b t:
SVTH: Nguy n Th Loan Trang 3
Đ ÁN CÔNG NGH 2 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
H n m t n a kh i l ng ch t khô c a đ i m ch là tinh b t. Trong công ngh s n xu tơ ượ
malt, tinh b t có ch c năng là ngu n th c ăn d tr cho phôi và là ngu n cung c p ch t
hòa tan cho d ch đ ng tr c lúc lên men. ườ ướ
Khi ti p xúc v i n c tinh b t s hút n c và tr ng n . nhi t đ cao, n u l ngế ướ ướ ươ ế ượ
n c không t ng ng thì th ch tr ng n chúng s tăng lên r t nhi u và đ nh tướ ươ ươ
tăng lên m nh. Nhi t đ t i đó h s tr ng n đ nh t c a tinh b t đ t giá tr ươ
l n nh t g i là đi m h a. Tính ch t h hóa c a tinh b t có ý nghĩa r t l n trong công
ngh s n xu t bia : tinh b t đã đ c h a s cho đ ng hóa nhanh h n và tri t đ ượ ườ ơ
h n. [1, tr 14]ơ
b) Xelluloza:
Xelluloza c a h t đ i m ch đ c phân b ch y u l p v tr u và chi m kho ng ượ ế ế
20% ch t khô c a v .
Xelluloza không tan trong n c, h u nh không thay đ i v thành ph n và c u trúcướ ư
trong su t ti n trìnhng ngh s n xu t malt. nó đóng vai trò quan tr ng trong quá ế
trình l c d ch đ ng vì l p v tr u là v t li u t o màng l c ph lý t ng. [1, tr 15] ườ ưở
c) Hemixelluloza:
thành ph n ch y u t o nên thành t o, hemixelluloza là m t ph c h bao g m ế ế
pentozan, hexozan axit uronic.
D i tác d ng c a nhóm enzim sitaza, nó b th y phân thành hexoza pentoza, qướ
trình th y phân này đ c g i là sitoliza. Quá trình này đóng vai trò r t quan tr ng giai ượ
đo n m m m đây là b c “đ t phá” đ c enzim kc xâm nh p vào bên trong t ươ ướ ế
o. [1, tr 15]
d) Saccharit th p phân t :
Saccharit th p phân t hay saccharit đ n gi n trong đ i m ch ch y u là m t s đ ng ơ ế ườ
đ n và đ ng kép. C u t chi m nhi u nh t trong nhómy là saccharoza, đ t t i 1,8%ơ ườ ế
ch t kc a h t. Lo i đ ng này đ c phân b r t nhi u phôi, chi m đ n 5,5% ườ ượ ế ế
tr ng l ng c a b ph n này. ượ
e) c h p ch t pectin d ng keo :
i là d ng keo vì khi cng hòa tan vào n c nóng thì t o tnh dung d ch có đ nh t ướ
r t cao. Các h p ch t pectin phân b thành t o đ t o ra màng trung gian. Trong ế
các h p ch t pectin chi m nhi u nh t v kh i l ng ph i k đ n protopectin. ế ượ ế
S t n t i c a các h p ch t pectinc ch t d ng keo trong d ch đ ng mang tính ườ
ch t hai m t. M t tiêu c c là làm cho d ch đ ng có đ nh t cao, khó l c còn m t tích ườ
c c là làm cho bia v đ m đàlàm tăng kh năng t o và gi b t c a s n ph m.
[1, tr 16]
1.1.2.3. Các h p ch t ch a nit ơ
m l ng các h p ch t ch a nit trong đ i m ch kho ng 9 ượ ơ ÷ 11% so v i l ng ch t ượ
khô c a h t. Tuy chi m t l th p nh ng vai trò c a chúng đ i v i công ngh s n xu t ế ư
bia thì l i r t quan tr ng vì ch ng m c nào đó, chúng quy t đ nh ch t l ng c a s n ế ượ
ph m cu i cùng.
Ph n l n các h p ch t này t n t i d i d ng cao phân t , chúng đ c g i là protit, còn ướ ượ
m t ph n r t nh t n t i d i d ng th p phân t , d hoà tan, cóc tính ch t khác v i ướ
nhóm cao phân t . [1, tr 16]
SVTH: Nguy n Th Loan Trang 4
Đ ÁN CÔNG NGH 2 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
a) Protit
ch s quan tr ng th hai (sau tinh b t) đ đánh giá xem lô h t có đ tiêu chu n đ
s n xu t malt hay không. N u hàm l ng cao quá, bia d b đ c, r t khó b o qu n. ế ượ
Ng c l i n u quá th p, quá trình lên men s không tri t đ , bia kém b t v kém đ mượ ế
đà và kéo theo nhi u ch s non y u khác. Hàm l ng protit t t nh t cho m c đích s n ế ượ
xu t bia là 8÷10%.
Khu v c phân b c a protit trong h t là l p v al ron và phôi, m t ph n nh l p t ơ ế
o bao quanh n i nhũ.
S thu phân là m t trong nh ng quá trình quan tr ng nh t trongng ngh s n xu t
malt và bia. Đ c bi t quan tr ng là s n ph m t o thành do quá trình t ng tác gi a các ươ
s n ph m thu phân c a các h p ph n trong n i nhũ nh ph n ng melanoid. ư
Kh ng t o b t và gi b t c a bia cũng nh đ b n keo c a cng ph thu c vào ư
m c đ thu phân c a protit. Không nh ng th , các thông s này còn ph thu c vào t ế
l gi a các c u t s n ph m t o thành trong q trình thu phân.
Theo cách pn lo i c đi n, protit trong đ i m ch đ c chia tnh hai nhóm: protit đ n ượ ơ
gi n hay còn g i là protein và protit ph c t p hay còn g i là proteid.
Trong nhóm protein, các đ i di n tiêu bi u là levkozin, edestin, hodein và glutein. Trong
su t quá trình s n xu t malt và bia thì levkozin, edestin và m t ph n nh c a hodein hoà
tano d ch đ ng và t n t i trong bia, còn nh ng c u t khác thì b k t l ng và b th i ườ ế
ra ngoài theo bã malt và c n l ng.
Proteid là nh ng h p ch t đ c t o thành t m t phân t có b n ch t protein và m t ượ
phân t khác có b n ch t là phi protein. Đ i di n tiêu bi u c a nhóm này
nucleoproteid, lipoproteid, glucoproteid phosphoproteid.
Đ c đi m chung c a proteid làm hoà tan ho c hoà tan không b n v ng. Trong công
ngh s n xu t bia proteid gây nh h ng đ n ch t l ng c a s n ph m vì th ta ph i ưở ế ượ ế
lo i b t i đa c u t y ra kh i d ch đ ng. [1, tr 17] ườ
b) c h p ch t ch a nit phi protit ơ
c đ i di n tiêu bi u c a nhóm h p ch t này là: albumoza, pepton, peptit, polypeptit
axit amin. Albumoza pepton có vai trò r t l n trong vi c t o và gi b t, đ ng th i
làm tăng tm đ đ m đà c a bia. M t trái c a hai h p ch t h u c y là m l ng ơ ượ
cao, chúng s làm gi m đ b n keo c a bia vì cng là tác nn gây đ c bia.Peptit
h n h p nhi u h p ch t mà phân t c a chúng cũng đ c t o thành t c g c axit ượ
amin nh ng s l ng ít h n r t nhi u so v i albumoza và pepton.ư ượ ơ
Căn c o s g c axit amin h p thành, chúng đ c chia ra dipeptid, tripeptid, ượ
polypeptid chúng d hoà tan vào d ch đ ng đ t o thành dung d ch b n v ng và t n ườ
t i trong bia nh m t trong nh ng thành ph n dinh d ng. ư ưỡ
Axit amin t do t n t i trong đ i m ch v i m t l ng không nhi u: ch chi m kho ng ượ ế
0,1% so v i l ng ch t khô c a h t. Tuy chi m m t t l r t nh nh ng vai trò c a ượ ế ư
axit amin trong công ngh s n xu t bia r t l n: ngu n cung c p nit cho n m men, ơ
là tác nhân chính t o melanoid, tham gia t o b t và t n t i trong bia nh m t h p ph n ư
dinh d ng quan tr ng. ưỡ [1, tr 18]
SVTH: Nguy n Th Loan Trang 5