zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Luận Văn - Báo Cáo

» Báo cáo khoa học

Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu nhà máy sản xuất bia

Chia sẻ: Nguyễn Thành Chung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:80

Báo xấu

163
lượt xem 21
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hiện nay, Đảng và chính phủ đã quan tâm rất nhiều đến sự phát triển của ngành nước uống trong đó có ngành sản xuất bia. Từ thực tế đó mà "Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu nhà máy sản xuất bia" đã được nghiên cứu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu nhà máy sản xuất bia

Đồ án tốt nghiệp MỞ ĐẦU Bia là một loại nƣớc uống mát bổ, có độ cồn thấp, có bọt mịn xốp, có hƣơng vị đặc trƣng. Hƣơng vị và màu sắc cảm quan của bia là do các hợp chất chiết từ malt đại mạch, hoa houplon, cồn, CO2 và các sản phẩm lên men khác tạo nên. Đặc biệt, CO2 bão hoà trong bia có tác dụng làm giảm nhanh hơn cơn khát của ngƣời uống. Ngày nay bia là một trong những loại nƣớc giải khát phổ biến nhất trên khắp thế giới và sản lƣợng của nó không ngừng tăng lên gắn liền với tên tuổi của những hãng bia lớn nhƣ Heineken (Hà Lan), Heninger (Đức), Carlberg ( Đan Mạch), Foster (Úc), Tiger (xingapore),… với tổng sản lƣợng hàng tỉ lít bia mỗi năm, đã tạo công ăn việc làm cho nhiều lao động và thu về những lợi nhuận khổng lồ. Nƣớc ta là một nƣớc nằm trong xứ nóng, vì vậy nhu cầu về nƣớc giải khát chiếm một vị trí khá quan trọng nhất là trong những ngày hè oi bức nếu không cung cấp đủ nƣớc giải khát cho nhân dân thì ta không tạo điều kiện để nâng cao năng suất lao động. Do vậy Đảng và chính phủ đã quan tâm rất nhiều đến sự phát triển của ngành nƣớc uống. Cho đến nay, ngoài các nhà máy bia lớn nhƣ nhà máy bia Hà Nội, nhà máy bia Sài Gòn, với tổng công suất hàng trăm triệu lít/ năm, đã xuất hiện rất nhiều nhà máy và các xƣởng sản xuất bia ở hầu khắp các tỉnh và thành phố trong cả nƣớc. Các nhà máy này cùng với các cơ sở sản xuất bia đã tạo ra việc làm cho nhiều lao động và phần nào đáp ứng nhu cầu thị hiếu của nhân dân. Tuy nhiên, với mức dân số khoảng 80 triệu ngƣời, nhu cầu tìm kiếm công ăn việc làm và nhu cầu giải trí, giải khát của ngƣời dân không ngừng tăng lên, đặc biệt với nguồn lợi nhuận to lớn mà ngành công nghiệp bia có thể mang lại. Hứa hẹn trong thời gian tới sẽ có nhiều các nhà máy bia đƣợc xây dựng, góp phần giải quyết công ăn việc làm cho nhiều lao động, đáp ứng nhu cầu nƣớc giải khát cho nhân dân, và ngành sản xuất bia của nƣớc ta sẽ tiến nhanh và đuổi kịp các nƣớc tiên tiến trên thế giới. SV: Đặng Trần Nghĩa 1
Đồ án tốt nghiệp PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BIA I. THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA BIA. I.1. Thành phần của bia. Bia có thành phần hoá học rất phức tạp. Thành phần của bia phụ thuộc vào thành phần nguyên liệu, những đặc tính của quá trình công nghệ và tuỳ thuộc vào từng loại bia. Thông thƣờng thành phần chính của bia bao gồm: H2O 80-86% Chất hoà tan 5-10% CO2 0.3-0.4% Rƣợu Etylic 2.5-6.0% Chất chát 60- 80 mg/lit Chất đắng 70-100 mg/lit Ngoài các thành phần chính, bia còn có một số sản phẩm khác của quá trình lên men nhƣ rƣợu bậc cao, glyxêrin, các axit hữu cơ, các Este thơm. Chính các chất này đã tạo nên hƣơng vị đặc trƣng cho bia. I.2. Tính chất của bia thành phẩm. Để đánh giá chất lƣợng của bia thƣờng dựa vào các chỉ tiêu sau đây:  Mùi và vị của bia: Chỉ số quan trọng để đánh giá chất lƣợng của bia là mùi và vị. Bia phải có mùi và vị đặc trƣng cho từng loại. Bia có mùi thơm của đại mạch, vị đắng dễ chịu của hoa houblon và vị lạnh tê của CO2 bão hoà, có vị đắng dịu, ngon, đậm hoà tan trong bia; bia không đƣợc có mùi chua, mốc. Mùi và vị của bia phải đầy đủ, tinh khiết, không đƣợc có mùi lạ. Mùi và vị của bia phụ thuộc vào các yếu tố sau: Chất lƣợng của nguyên liệu sử dụng nhƣ malt, nƣớc, hoa houblon và nấm men, phụ thuộc vào chế độ lên men, thời gian tàng trữ, hàm lƣợng rƣợu, mức độ bão hoà CO2 trong bia,…  Màu sắc và độ trong suốt của bia: SV: Đặng Trần Nghĩa 2
Đồ án tốt nghiệp Màu sắc của bia phụ thuộc vào màu và chất lƣợng của malt, thành phần của nƣớc và quá trình kỹ thuật trong phân xƣởng nấu. Màu sắc của bia phụ thuộc vào từng loại bia, đối với bia vàng thì màu vàng rơm, sáng óng ánh và trong suốt. Bia đạt đƣợc tiêu chuẩn trong suốt nếu nhìn thấy sự lấp lánh sáng qua cốc thuỷ tinh.  Độ bền của bọt. Bia khác với những loại nƣớc uống khác là khả năng tạo bọt và giữ bọt đƣợc lâu. Bọt gồm những phần tử CO2 liên kết với nhau trên bề mặt của bia. Độ bền của bọt là khái niệm đƣợc thể hiện bằng đơn vị thời gian kể từ thời điểm xuất hiện bọt cho đến lúc bọt tan hoàn toàn. Bọt tốt hay không phụ thuộc vào sự bão hoà CO2 trong bia, tuy nhiên nó còn phụ thuộc vào lƣợng các chất tạo bọt đó là Abumoza, pepton, các chất đắng của hoa houblon. Bia có khả năng tạo bọt tốt và giữ bọt lâu nếu khi ta rót bia vào cốc ở nhiệt độ 6-80C trên bề mặt có lớp bọt dày và dƣới đáy cốc thƣờng xuyên có những bóng nhỏ ly ti đƣợc tách ra và chạy lên bề mặt.  Độ bền của bia. Đây là yếu tố quan trọng để đánh giá chất lƣợng của bia. Nếu bia kém bền vững sẽ nhanh chóng bị hỏng trong thời gian tàng chữ. Độ bền vững của bia càng lớn nếu lên men càng hoàn toàn và khi lên men, tàng trữ ít tiếp xúc với O2. Lƣợng hoa houblon càng lớn thì giúp cho bia càng bền. Bia kém bền vững nếu trong bia hàm lƣợng CO2 ít và trong bia vẫn còn O2 ở dạng hoà tan. Ôxy hoà tan sẽ giúp cho một số vi sinh vật hiếu khí phát triển. Bia để ở chỗ có nhiệt độ và tiếp xúc với ánh sáng mặt trời cũng giảm độ bền vững, Điều kiện tốt nhất để bảo vệ bia thành phẩm là chỗ tối và lạnh. II. NGUYÊN LIỆU. II.1. nguyên liệu chính. Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon, nấm men và nƣớc. SV: Đặng Trần Nghĩa 3
Đồ án tốt nghiệp II.1.1. Malt đại mạch. Malt đại mạch là một nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia. Nó đƣợc hình thành từ các hạt đại mạch nhờ quá trình nảy mầm. Có hai loại malt vàng dùng để sản xuất loại bia vàng và malt đen để sản xuất bia đen. Dùng malt khi thuỷ phân sẽ nhận đƣợc dịch đƣờng có chất lƣợng cao, quá trình thuỷ phân diễn ra hoàn toàn và hàm lƣợng các chất hoà tan trong dịch đƣờng là lớn nhất. Malt đƣợc nảy mầm từ hạt đại mạch. Malt dùng trong sản xuất loại bia vàng phải thoả mãn những yêu cầu sau: a. Cảm quan. - Màu sắc: Vàng tƣơi, vỏ óng ánh. - Vị và mùi: Vị ngọt nhẹ, dịu, không có mùi ủng, mùi vị lạ, mùi chua, mốc. - Độ sạch: Không có lẫn tạp chất, không có hạt bị vỡ và hạt bị bệnh. b. Tính chất vật lý. - Dung trọng: Từ 500-580 g/l. - Trọng lƣợng tuyệt đối: 28-38 g/1000 hạt. - Kích thƣớc hạt: Chiều rộng>2,5 mm - Chiều dài mầm: Từ 2/3- 3/4 chiều dài hạt. c. Thành phần hoá học. Độ ẩm : 6-8% Chất hoà tan: 65-82% Thành phần hoá học của malt tính theo phần trăm chất khô: Tinh bột: 50-65% Đạm hoà tan: 3% Saccarozơ: 3-5% Chất béo: 2-3% Đƣờng khử: 2-4% Chất khoáng: 2,5-3% Pentoza hoà tan: 7-10% Protid: 7-10% Cellulo: 4-6% Chất tro: 2-3% Đạm chung: 10% Hexoza và Pentoza không hoà tan: 9% Ngoài ra còn một số các chất màu, chất thơm, chất đắng,… SV: Đặng Trần Nghĩa 4
Đồ án tốt nghiệp II.1.2. Hoa houblon. Hoa houblon là một nguyên liệu chính để sản xuất bia. Hoa houblon có chứa các chất thơm, các chất có vị đắng đặc trƣng. Nhờ đó bia có vị đắng dễ chịu, có hƣơng thơm, bọt bền, bia bền khi thời gian bảo quản kéo dài. Hiện nay ngƣời ta thƣờng sử dụng hoa dƣới 2 dạng: Hoa viên và cao hoa. Hoa dùng cho sản xuất bia cần thoả mãn những yêu cầu sau: - Màu sắc: Xanh non (Hoa viên), Xanh thẫm (Cao hoa). - Mùi thơm đặc trƣng không hắc. - Vị đắng đặc trƣng. Thành phần hoá học của hoa houblon cho sản xuất bia tính theo % chất khô: Độ ẩm : 12.5% Các chất chứa Nitơ: 17.5% Xơ : 13.3% các chất đắng : 18.3% Este : 0.4% Tro : 7.5% Tanin : 3% Các chất trích ly không chứa Nitơ: 27.5% II.1.3. Nước. Trong bia thành phẩm hàm lƣợng nƣớc chiếm tới 80-86% do đó nƣớc là một nguyên liệu không thể thiếu. Nƣớc giữ vai trò quan trọng trong việc hình thành vị của bia thành phẩm vì vậy chất lƣợng nƣớc đòi hỏi phải cao hơn so với nƣớc thƣờng dùng để uống. Nƣớc sử dụng trong sản xuất bia cần đạt những yêu cầu sau: Thông số Tiêu chuẩn pH 6.5- 8.5 Độ cứng (CaCO3) mg/l 500 Độ đục 5 Độ màu Pt-Co 40 Fe mg/l 0.3 SS mg/l 5 SV: Đặng Trần Nghĩa 5
Đồ án tốt nghiệp NxOy- mg/l 10 Trực khuẩn Coli < 3 tế bào/1lít II.1.4. Nấm men. Nấm men đƣợc sử dụng trong sản xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc chủng Saccharomyces. Nhiệt độ tối ƣu cho sinh trƣởng của chúng là 25 - 30 0C nhƣng một số loài vẫn có thể phát triển tốt ở 2- 3 0C. Chúng ngừng hoạt động ở nhiệt độ > 40 0C và chết dần nhƣng chịu lạnh rất tốt (
Đồ án tốt nghiệp III. GIÁ TRỊ THỰC PHẨM CỦA BIA. Bia là một loại nƣớc giải khát khá thông dụng, nếu sử dụng đúng mức thì bia sẽ gây cho con ngƣời một sự thoải mái dễ chịu và tăng sức lực của cơ thể. So với chè và cà phê thì bia không có chứa các kim loại có hại cho cơ thể con ngƣời. So với rƣợu thì hàm lƣợng rƣợu êtylíc trong bia rất thấp, do đó ảnh hƣởng xấu đến cơ thể rất ít. Trong bia chiếm tỉ lệ nƣớc lớn (80% khối lƣợng), còn lại là các chất hoà tan Protid, Gluxid, các rƣợu bậc cao, axit hữu cơ, chất chát, chất đắng,… các thành phần đó của bia đều dễ hấp thụ trong cơ thể. Bia cung cấp cho cơ thể một lƣợng muối khoáng nhất định, đặc biệt là Ca, Mg, P,… và trong bia có một số Vitamin B1, B2 ,…ngoài ra còn có CO2 bão hoà trong đó có tác dụng giải khát rất hữu hiệu. Nhờ những ƣu điểm này mà bia đƣợc sử dụng ngày càng rộng rãi. SV: Đặng Trần Nghĩa 7
Đồ án tốt nghiệp PHẦN II: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA I. ĐƢỜNG HOÁ NGUYÊN LIỆU. Mục đích của quá trình đƣờng hoá là nhằm chuyển hoá về dạng hoà tan tất cả các chất có phân tử lƣợng cao nằm dƣới dạng không hoà tan trong bột malt và gạo, chúng sẽ cùng với những chất hoà tan có trong tinh bột tạo thành chất chiết (chất hoà tan chung) của dịch đƣờng. Nấu dịch đƣờng có nhiều phƣơng pháp, nhƣng ta có thể chia thành hai phƣơng pháp chính sau: Phƣơng pháp ngâm và phƣơng pháp đun sôi từng phần. Đặc trƣng của phƣơng pháp thứ nhất là toàn bộ khối lƣợng hồ malt sẽ đƣờng hoá cùng một lúc ở nhiệt độ ban đầu hay nhiệt độ cuối 750C, không đun sôi. Đặc trƣng của phƣơng pháp thứ hai là malt sau khi đƣợc trộn lẫn với nƣớc sẽ chia thành từng phần, các phần này sẽ đƣờng hoá và đun sôi liên tiếp nhau, sau đó lại hoà lẫn với hồ malt ban đầu. Trong thực tế việc lựa chọn phƣơng pháp nấu dịch đƣờng tuỳ thuộc vào chất lƣợng nguyên liệu, chất lƣợng bia nhà máy định sản xuất, thiết bị sử dụng và năng suất. Phƣơng pháp ngâm đƣợc dùng nhiều khi sản xuất bia bằng phƣơng pháp lên men nổi. Phƣơng pháp này đƣợc ứng dụng rộng rãi ở các nƣớc Anh, Pháp, Bỉ,… vì rằng quá trình kỹ thuật rất đơn giản nên nó tạo điều kiện cho việc cơ giới hoá hay tự động hoá các quá trình sản xuất. Tuy nhiên nó có nhƣợc điểm là việc thuỷ phân tinh bột khó khăn và kéo dài do tinh bột chƣa đƣợc hồ hoá. Để khắc phục nhƣợc điểm này ta dùng phƣơng pháp đun sôi từng phần. Đây là phƣơng pháp đƣợc sử dụng phổ biến ở nƣớc ta hiện nay. phụ thuộc vào số phần của hồ malt chia ra để đƣờng hoá và đun sôi mà ngƣời ta chia ra: Đun sôi 3 phần, đun sôi 2 phần hay đun sôi 1 phần. I.1. Phƣơng pháp đun sôi 3 phần. Bột malt và nƣớc đƣợc trộn theo tỉ lệ nhất định rồi cho vào nồi hồ hoá. Nhiệt độ của nƣớc cần phải điều chỉnh sao cho sau khi trộn ta đƣợc một hộ hợp có nhiệt độ 35-370C. Sau khi trộn đều toàn bộ lƣợng malt và nƣớc nhƣ vậy ta để yên một thời gian ngắn để cho thành phần rắn lắng xuống dƣới. Sau đó bơm 1/3 lƣợng hồ malt sang nồi đƣờng hoá, phần hồ malt này gọi là phần SV: Đặng Trần Nghĩa 8
Đồ án tốt nghiệp thứ nhất. Ta bắt đầu nâng nhiệt từ từ lên 50-520C, giữ ở nhiệt độ này 5-10 phút. Sau đó tăng dần nhiệt độ lên 720C, ở nhiệt độ này sẽ kết thúc sự đƣờng hoá của malt. Thời gian mất khoảng 25 phút. Sau đó bắt đầu tăng nhanh nhiệt độ và đun sôi cháo malt trong khoảng 20 phút. Kết thúc quá trình nấu phần thứ nhất mất 2 giờ. Bơm ngƣợc trở lại nồi hồ hoá, cho cánh khuấy làm việc liên tục, đồng thời bơm từ từ để hạ nhanh nhiệt độ cháo malt xuống 520C, Ta để yên hỗn hợp này trong một thời gian ngắn, sau đó tiếp tục bơm 1/3 khối lƣợng hỗn hợp này sang nồi đƣờng hoá. Phần hồ malt này gọi là phần thứ hai. Ta giữ đúng các yêu cầu nhƣ phần thứ nhất. Sau khi trộn đều phần thứ hai với toàn bộ khối lƣợng hồ malt, nhiệt độ hỗn hợp tăng lên 62-650C. Cả quá trình thứ hai mất 1 giờ 30 phút. Tiếp tục bơm 1/3 lƣợng hỗn hợp sang nồi đƣờng hoá nhiệt độ tăng lên đến 75-770C nhằm đƣờng hoá lần cuối cùng, sau đó ta lại đun sôi 10-15 phút và lại bơn trở về nồi hồ hoá. Cả quá trình nấu phần thứ ba mất 1 giờ. Lúc này nhiệt độ toàn bộ cháo malt đã hạ xuống 75-770C. Toàn bộ cháo malt đã đƣờng hoá đƣợc bơm sang bộ phận lọc. Toàn bộ thời gian nấu theo phƣơng pháp này mất khoảng 5 giờ 30 phút. Phƣơng pháp này đƣợc sử dụng nhiều khi sản xuất bia đen hay loại bia có nguyên liệu phân huỷ kém. I.2. Phƣơng pháp đun sôi hai phần. Hoà lẫn bột malt với nƣớc ở nhiệt độ 50-520C và để yên trong khoảng 20 phút cho các phần rắn lắng xuống. Sau đó 2/5 hồ malt đƣợc bơm sang nồi đƣờng hoá và bắt đầu đun nóng để nâng nhiệt độ lên 70-720C. Quá trình đƣờng hoá xong sau 15-25 phút, ta tiếp tục đun nóng đến nhiệt độ sôi, cháo malt đun sôi 15-30 phút. Sau đó bơm ngƣợc trở lại nồi hồ hoá, ta điều chỉnh nhiệt độ của hỗn hợp khoảng 650C, giữ ở nhiệt độ này 15-20 phút. Lần thứ hai Khoảng 1/3 hỗn hợp đƣợc bơm sang nồi đƣờng hoá, nâng nhiệt độ đến 720C. Sau khi đƣờng hoá xong ta lại đun sôi 15-20 phút. Sau đó ta bơm ngƣợc về nồi hồ hoá trộn lẫn với phần còn lại, Nhiệt độ hỗn hợp lên đến 75-770C. Toàn bộ thời gian của phƣơng pháp nấu này mất 4-4,30 giờ. SV: Đặng Trần Nghĩa 9
Đồ án tốt nghiệp I.3. Phƣơng pháp đun sôi một phần. Bột malt và nƣớc đƣợc hoà lẫn ở nhiệt độ 50-520C sau 30 phút, toàn bộ khối hồ malt đƣợc bơm sang nồi đƣờng hoá, đun nóng và nâng nhiệt độ lên từ từ đến 650C để cho hồ malt đƣờng hoá. Sau khi đƣờng hoá xong ta đẻ yên một lúc cho các phần rắn của bột malt lắng xuống, phần nƣớc ở trên ta gọi là dịch malt, ta gọi phần nƣớc này và bơm sang nồi hồ hoá, trong dịch malt có chứa nhiều men amilaza hoạt động, phần đặc còn lại ta đun sôi khoảng 30-40 phút sau đó ta lại bơm sang nồi hồ hoá để trộn lẫn với dịch malt, nhiệt độ của hỗn hợp hạ xuống 75-770C. Toàn bộ thời gian nấu của phƣơng pháp này là 3 giờ 30 phút. So với hai phƣơng pháp trên nó có ƣu điểm là thời gian nấu đƣợc rút ngắn và quy trình nấu đơn giản hơn. Phƣơng pháp nấu một phần thƣờng đƣợc ứng dụng khi chế biến dịch đƣờng có hàm lƣợng chất hoà tan thấp. Do công nghệ sản xuất bia của ta sử dụng 30 phần trăm nguyên liệu thay thế là gạo do đó sử dụng phƣơng pháp nấu đun sôi một phần là thích hợp nhất. II. LÊN MEN. Đay là công đoạn quyết định để chuyển hoá dịch đƣờng hoa houblon hoá thành bia dƣới tác dụng của nấm men. Quá trình lên men là một quá trình sinh hoá diễn ra rất phức tạp, trong đó tế bào nấm men ôxy hoá một lƣợng lớn cơ chất (chủ yếu là đƣờng và dextrin bậc thấp) có trong dịch đƣờng để tạo thành rƣợu êtylic, CO2 và một số sản phẩm khác. Các chất này cùng với thành phần còn lại trong dịch hèm là các cấu tử hợp thành bia non. Chúng tạo ra cho bia có màu sắc, hƣơng vị đặc trƣng. Quá trình lên men trải qua hai giai đoạn: Giai đoạn lên men chính và giai đoạn lên men phụ. Hiện tại trên thế giới đang tồn tại song song hai giải pháp công nghệ sản xuất bia: Cổ điển và hiện đại. Theo công nghệ lên men cổ điển thì quá trình lên men chính và lên men phụ đƣợc tiến hành ở hai thiết bị khác nhau. Nhƣợc điểm lớn nhất của phƣơng pháp này là thời gian lên men quá dài (Nhanh nhất là 28 ngày). SV: Đặng Trần Nghĩa 10
Đồ án tốt nghiệp Theo công nghệ lên men hiện đại của Nathan, cả hai quá trình lên men chính và lên men phụ đƣợc tiến hành trong cùng một tank hình trụ, đáy côn, làm bằng kim loại, có áo lạnh bên ngoài, góc ở đáy là 700. Quá trình lên men đƣợc tiến hành nhƣ sau: Hai ngày đầu toàn bộ khối dịch len men giữ ở 140C, từ ngày thứ ba đến ngày thứ năm thì phần trên của tank lên men giữ ở 13- 140C nhƣng phần dƣới hạ xuống 10-120C (Bằng cách sử dụng các áo khoác làm lạnh khác nhau). Duy trì ở nhiệt độ này cho đến khi hàm lƣợng chất hoà tan giảm từ 11% xuống 2,2-2,6% thì kết thúc lên men chính. Lúc này ngƣời ta hạ nhiệt độ phần đáy xuống 20C, để 2 ngày cho nấm men lắng xuống đáy. Sau đó làm lạnh ở thân thùng, hạ đồng đều toàn bộ khối dịch xuống nhiệt độ 0- 20C. Quá trình lên men phụ coi nhƣ đƣợc bắt đầu và kéo dài 5-7 ngày. Sau khi kết thúc lên men phụ, cặn nấm men đƣợc tách ra bảo quản ở 0-40C. Quá trình lên men kết thúc. Công nghệ sản xuất bia hiện đại có nhiều ƣu điểm hơn so với công nghệ cổ điển: Thời gian lên men rút ngắn xuống ít nhất hai lần, vốn đầu tƣ thiết bị giảm 30%, cải thiện điều kiện lao động, tránh hao hụt trong khâu chuyển bia từ nhà lên men chính sang nhà lên men phụ. Do những ƣu điểm trên, ta chọn lên men bia theo công nghệ hiện đại của Nathan. SV: Đặng Trần Nghĩa 11
Đồ án tốt nghiệp PHẦN III: SƠ ĐỒ VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BIA I. SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BIA. II. THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN. Gạo sau khi làm sạch đƣợc cân định lƣợng cho một mẻ nấu sau đó đƣợc nghiền trong máy nghiền búa (2) rồi qua gầu tải (4) vào nồi hồ hoá (5). ở đây bột gạo đƣợc lót 10% bột malt, trộn với nƣớc theo tỉ lệ nhất định đƣợc hỗn hợp có nhiệt độ khoảng 500C, vận hành cơ cấu khuấy đảo đều nâng nhiệt độ nồi cháo lên 860C (nhiệt độ trƣơng nở của tinh bột) trong suốt quá trình nấu cháo cần khuấy liên tục để tránh cấp nhiệt cục bộ và cháo bị cháy. Khi đạt 860C thì giữ ở nhiệt độ đó 30 phút. Sau đó hạ xuống 720C bằng cách cho thêm dịch malt vào nồi, giữ ở nhiệt độ này khoảng 30 phút, khi đó các enzim trong malt phân cắt mạch của các phân tử tinh bột làm khối cháo loãng ra. Tiếp tục nâng nhiệt độ từ từ lên 1000C và giữ ở nhiệt độ này khoảng 60 phút. Kết thúc quá trình hồ hoá tinh bột. Malt sau khi làm sạch đƣợc cân định lƣợng cho một mẻ nấu sau đó đƣa vào nghiền trong máy nghiền trục (3) rồi đƣợc chuyển đến cơ cấu phối trộn (7) bằng gầu tải (4). Ở đây malt và nƣớc đƣợc phối trộn với nhau theo tỉ lệ nhất định đƣợc hỗn hợp có nhiệt độ khoảng 35-370C rồi đổ xuống nồi đƣờng hoá (8), cho cánh khuấy làm việc, để yên từ 5-10 phút cho một phần bột malt lắng xuống đáy. Lúc này dịch cháo bên nồi cháo cũng vừa chín. Bơm chuyển dịch cháo sang nồi đƣờng hoá (8) bằng bơm ly tâm (6) đến khi nhiệt độ đạt 520C thì dừng bơm và giữ ở nhiệt độ này khoảng 10 phút. Tiếp tục bơm toàn bộ lƣợng dịch cháo còn lại sang và điều chỉnh nhiệt độ của nồi đƣờng hoá ở 650C , giữ ở nhiệt độ này 60 phút. Sau đó nâng từ từ nhiệt độ lên 760Cvà giữ ở nhiệt độ này 15-20 phút. Quá trình đƣờng hoá kết thúc. Dịch malt sau khi đƣờng hoá xong gồm 2 hợp phần rắn và lỏng. Dịch malt đƣợc đƣa sang máy lọc khung bản (10) để tách dịch đƣờng ra khỏi lớp bã malt và các chất không tan khác. SV: Đặng Trần Nghĩa 12
Đồ án tốt nghiệp Quá trình lọc bã malt đƣợc tiến hành theo hai bƣớc:  Lọc dịch malt để tách dịch đƣờng ra khỏi dung dịch thủy phân.  Dùng nƣớc nớng rửa bã thu hồi những chất hoà tan còn bám ở bã malt, thu dịch đƣờng cuối. Kết thúc quá trình lọc dịch đƣờng thu đƣợc có nhiệt độ khoảng 650C, độ pH < 6 đƣợc đƣa bơm đun hoa (12). Bã malt đƣợc rút ra khỏi nồi dùng làm sản phẩm phụ. Để đảm bảo năng suất 5 mẻ nấu/ngày ta bố trí thùng chứa trung gian (11) để chứa dịch đƣờng sau lọc tránh trƣờng hợp khi lọc mẻ sau đã xong nhƣng nồi đun hoa vẫn chƣa kết thúc mẻ nấu trƣớc. Nồi nấu hoa có hai tác dụng chính: Thứ nhất là chiết rút các thành phần có trong hoa houblon vào dịch hèm nhƣ chất đắng, chất chát, tinh dầu thơm, polyphênol, các hợp chất chứa nitơ và các thành phần khác của hoa, tạo cho hoa có màu sắc, vị đắng, có hƣơng thơm đặc trƣng, làm ổn định thành phần của bia, tăng độ bền sinh học và khả năng giữ bọt cho bia. Thứ hai là làm bay hơi nƣớc để tăng nồng độ dịch hèm lên 110Bx theo yêu cầu công nghệ. Quá trình nấu hoa đƣợc thực hiện nhƣ sau: Dịch đƣờng trong quá trình lọc và rửa bã đƣợc bơm liên tục vào nồi nấu hoa. Ở đây, chúng đƣợc cấp nhiệt để nâng dần nhiệt độ lên 760C và giữ ở nhiệt độ này khoảng 10 phút để đƣờng hoá nốt phần tinh bột còn lại trong dịch đƣờng. Sau đó đun sôi khối dịch trong 5 phút rồi cho 1/2 lƣợng hoa dùng cho mẻ nấu vào. Tiếp tục đun sôi khoảng 30-40 phút rồi cho 1/2 lƣợng hoa còn lại vào. Tiếp tục đun sôi trong 30 phút thì kết thúc quá trình nấu hoa. Dịch đƣờng khi ra khỏi nồi nấu hoa phải đạt yêu cầu và pH ra khỏi nồi từ 5,3-5,6. Do đó trong quá trình nấu hoa ta cho một ít phụ gia H3PO4 để điều chỉnh độ pH. Sau khi nấu hoa houblon dịch đƣờng đƣợc bơm sang thiết bị xoáy lốc (13). Mục đích của quá trình này là để tách bỏ bã hoa và các chất kết lắng ra khỏi dịch đƣờng, đồng thời lợi dụng sự bay hơi của nƣớc để giảm nhiệt độ dịch đƣờng từ 100 oC xuống 90 oC. Quá trình lắng trong và làm nguội đƣợc tiến hành trong thùng lắng Whirlpool. Đây là một thiết bị thân trụ đáy côn, cổ thùng đƣợc nối với ống SV: Đặng Trần Nghĩa 13
Đồ án tốt nghiệp thoát hơi cao từ 4-5m. Ở độ cao 1/4 thân thùng từ đáy lên là đƣờng ống để bơm dịch vào thùng theo hƣớng tiếp tuyến với thân thùng. Khi dịch cách thùng 0.4-0.5m đƣờng ống đột ngột thắt lại, làm cho dịch đƣờng phóng vào thùng với tốc độ rất cao tạo ra một xung lƣợng theo phƣơng tiếp tuyến của cột chất lỏng bên trong thùng và làm cho cả cột đó xoáy tròn. Nhờ lực hƣớng tâm lớn, cặn bị hút vào tâm thùng và lắng xuống đáy. kết thúc quá trình dịch đƣờng đƣợc bơm sang thiết bị làm lạnh nhanh, còn cặn bị nén chặt ở đáy thùng đƣợc dội nƣớc và xả ra ngoài. Dịch đƣờng tiếp tục đƣợc bơm sang thiết bị làm lạnh nhanh (14) để hạ nhiệt độ dịch từ 900C xuống nhiệt độ lên men chính 140C. Quá trình này đƣợc tiến hành theo hai giai đoạn:  Làm lạnh dịch từ 900C xuống 55-600C, dùng tác nhân lạnh là nƣớc.  Làm lạnh nhanh dịch từ 55-600C xuống nhiệt độ lên men chính 140C, dùng tác nhân lạnh là nƣớc muối. Ra khỏi thiết bị làm lạnh nhanh dịch đƣờng có nhiệt độ 140C, độ pH= 5,5 đƣợc bổ xung ôxy hoà tan rồi đƣợc bơm sang thiết bị lên men theo đƣờng đáy thiết bị cùng với lƣợng men giống dự kiến dùng cho một mẻ nấu đƣợc lấy từ thùng nhân giống và trữ men (15), (16). Quá trình lên men là một quá trình sinh hoá diễn ra rất phức tạp, trong đó tế bào nấm men ôxy hoá một lƣợng lớn cơ chất (chủ yếu là đƣờng và dextrin bậc thấp) có trong dịch đƣờng để tạo thành cồn, CO2 và một số sản phẩm khác. các chất này cùng với thành phần còn lại trong dịch hèm là các cấu tử hợp thành bia non. Chúng tạo ra cho bia có màu sắc, hƣơng vị đặc trƣng. Quá trình lên men trải qua hai giai đoạn: Giai đoạn lên men chính và giai đoạn lên men phụ. Sau 5-7 ngày, lên men chính kết thúc đáy thùng đƣợc hạ xuống nhiệt độ 20C, rút hết men, đem rửa sạch ở thùng rửa men (17) rồi chuyển sang thùng nhân giống và trữ men (16) để sử dụng cho các mẻ sau. Thông thƣờng nếu men giống tốt thì có thể sử dụng đƣợc khoảng 10 đời. Sau đó toàn bộ dịch trong thùng đƣợc hạ đồng đều xuống 0-20C, quá trình lên men phụ coi nhƣ SV: Đặng Trần Nghĩa 14
Đồ án tốt nghiệp đƣợc bắt đầu. Sau 6-8 ngày, lên men phụ kết thúc, cặn men đƣợc tháo ra ngoài. Bia non tạo thành đƣợc bơm chuyển sang máy lọc (20) để loại bỏ các chất lơ lửng ra khỏi bia. Các chất này bao gồm: Các tế bào nấm men còn sót lại, các hạt phân tán cơ học, các dạng keo, các phức chất kết lắng của prôtêin, polyphenol,… Thiết bị sử dụng để lọc bia là loại thiết bị khung bản sử dụng giấy lọc và chất trợ lọc Diatomit. Để đảm bảo chất lƣợng bia theo yêu cầu công nghệ thƣờng sử dụng chất trợ lọc Diatomit theo 2 dạng: Thô và tinh. Đầu tiên dạng thô đƣợc hoà vào nƣớc sau đó bơm tuần hoàn trong thiết bị để tạo thành lớp phủ kín giấy lọc. Tiếp theo trộn dạng tinh và dạng thô theo tỉ lệ rồi bơm vào thiết bị để đồng nhất lớp lọc và ổn định chất lƣợng bia sau lọc. Bia đƣợc chuyển vào các khung của máy lọc. Dƣới áp suất tăng dần, bia trong đƣợc ép qua giấy lọc vào các bản và đƣợc dẫn ra khỏi máy lọc đƣa sang thiết bị trữ bia tƣơi. Bia sau lọc đƣợc gọi là bia tƣơi có nồng độ cồn theo yêu cầu công nghệ khoảng 50 đƣợc trữ trong thiết bị chứa bia tƣơi ở nhiệt độ khoảng 00C. Hàm lƣợng CO2 hoà tan trong bia tƣơi lúc này chƣa đạt đến hàm lƣợng cần thiết vì vậy ta cần bổ sung CO2 vào bia. Quá trình hấp thụ CO2 đƣợc thực hiện ngay trong thiết bị tàng trữ bia với áp lực khoảng 1.6-1.7 kg/cm2 cho đến khi hàm lƣợng CO2 trong bia dạt chỉ tiêu 2-4g/lít Thì bia đƣợc bơm sang phân xƣởng đóng gói. Một phần bia đƣợc chiết bock từ máy chiết bock (23) để cho ra sản phẩm bia hơi bán ra thị trƣờng. Một phần bia đƣợc bơm sang máy chiết chai. Dây chuyền đóng chai hoạt động nhƣ sau: Vỏ chai đƣợc rửa trong máy rửa chai (24) rồi chuyển qua máy chiết chai (25). ở đây bia đƣợc chiết vào chai rồi chuyển qua hầm thanh trùng (26) sau đó đƣợc đƣa sang máy dán nhãn (27) và đem bán ra thị trƣờng. SV: Đặng Trần Nghĩa 15
Đồ án tốt nghiệp PHẦN IV: TÍNH CÂN BẰNG VẬT LIỆU Để tính cân bằng vật liệu ta phải dựa vào: Công suất của Nhà máy là 6 triệu lít/năm, giả thiết rằng nhà máy hoạt động 240 ngày liên tục, mỗi ngày sẽ phải nấu 6000000/240 = 25000 lít. Chọn phƣơng án 1 ngày nấu 5 mẻ, lƣợng bia xuất xƣởng cho 1 mẻ nấu là 25000/5 = 5000 lít  Sản lƣợng bia xuất xƣởng là 25000 l/1 ngày.  Hàm lƣợng chất tan trong dịch đƣờng trƣớc lúc lên men là 11 oBx.  Lƣợng nguyên liệu cần dùng đƣợc tính dựa trên năng suất bia thành phẩm và các tổn hao trong các giai đoạn. Chọn đơn vị tính là 1000 lít bia thành phẩm. I. TÍNH LƢỢNG DỊCH ĐƢỜNG TRƢỚC LÚC LÊN MEN. Lƣợng bia tổn thất khi chiết xuất xƣởng là 1%. Vậy lƣợng bia đã bão hoà CO2 là: 1000/(1- 0,01)= 1010,10 lít Lƣợng bia tổn thất trong quá trình sục CO2 là 0,5%. Vậy lƣợng bia trƣớc khi sục CO2 là: 1010,10/(1- 0,005)= 1015,18 lít Lƣợng bia tổn thất trong quá trình lọc tinh là 1,5%. Vậy lƣợng bia trƣớc khi lọc tinh là: 1015,18/(1- 0,015)= 1030,64 lít lƣợng dịch tổn thất trong quá trình lên men là 4%. Vậy lƣợng dịch hèm đƣa vào lên men là: 1030,64/(1- 0,04)= 1073,58 lít Lƣợng dịch tổn thất trong quá trình lắng trong và làm lạnh là 3%. Vậy lƣợng dịch đƣờng đƣa vào lắng trong là: 1073,58/(1- 0,03)= 1106,78 lít Dịch hèm ở 11oBx ở 20 oC có khối lƣợng riêng là:  = 1044.13 kg/cm3 = 1.044 kg/lít Khối lƣợng dịch hèm sau khi đun hoa là: 1106,78. 1,044= 1155,63 kg Lƣợng chất chiết có trong dịch hèm sau khi đun hoa là: 1155,63. 0,11= 127,12 kg SV: Đặng Trần Nghĩa 16
Đồ án tốt nghiệp Tổn hao chất chiết trong quá trình nấu và lọc bã malt là 1,5%. Vậy lƣợng chất chiết cần thiết là: 127,12/(1- 0.015)= 129,05 kg II. TÍNH LƢỢNG GẠO VÀ MALT CẦN DÙNG. Với malt ta có: Với gạo ta có: Độ ẩm: 6% Độ ẩm: 12% Độ hoà tan: 76% Độ hào tan: 90% Tổn thất do xay nghiền: 0,5% Tổn thất do xay nghiền: 0,5% Gọi M là lƣợng malt cần dùng thì lƣợng chất chiết thu đƣợc từ malt là: M. 0,94. 0,76. 0,995= M. 0,71 Với tỉ lệ thay thế là 30% so với khối lƣợng malt thì lƣợng chất chiết thu đƣợc từ gạo là: M. 0,88. 0,9. 0,995. 0,3/0,7= M. 0,34 Tổng lƣợng chất chiết thu đƣợc từ M kg malt và (0,3/0,7)M kg gạo là: 0,71M+ 0,34M= 129,05 kg Suy ra: M= 129,05/(0,71+0,34)= 122,9 kg Lƣợng gạo cần dùng là: (0,3/0,7). 122,9= 52,68 kg III. TÍNH LƢỢNG HOA HOUPLON SỬ DỤNG. Khi sử dụng hoa viên thì tỉ lệ hoa cho vào là 1,8 g/1lít dịch đƣờng. Nhƣ vậy lƣợng hoa cần sử dụng là: 1,8. 1106,78= 1992,2 g 1,99 kg IV. TÍNH LƢỢNG BÃ MALT VÀ BÃ HOA. IV.1. Tính lƣợng bã malt. Với malt ta có: - Độ ẩm: 6% - Tổn thất do xay nghiền: 0,5% SV: Đặng Trần Nghĩa 17
Đồ án tốt nghiệp - Lƣợng malt sử dụng: 122,9 kg Với gạo ta có: - Độ ẩm:12% - Tổn thất do xay nghiền: 0,5% - Lƣợng gạo sử dụng: 52,68 kg Tổng lƣợng chất khô của malt là: 0,94. 0,995. 122,9= 114,95 kg Tổng lƣợng chất khô của gạo là: 0,88. 0,995. 52,68= 46,13 kg Tổng lƣợng chất khô của gạo và malt là: 114,95+ 46,13= 161,08 kg Tổng lƣợng bã khô của malt và gạo là: 161,08- 129,05= 32,03 kg Với độ ẩm 80% thì lƣợng bã ƣớt thu đƣợc là: 32,03. 100/20= 160,13 kg IV.2. Tính lƣợng bã hoa. Chất không hoà tan của hoa: 50% Độ ẩm của bã: 80% Vậy lƣợng bã hoa là: 1,99. 100/20= 4,975 kg V. TÍNH LƢỢNG NƢỚC CẦN DÙNG ĐỂ RỬA BÃ MALT. V.1. Tính lƣợng nƣớc cần dùng để nấu cháo. Ở nồi hồ hoá, ta đƣa các chất vào theo tỉ lệ: (bột gạo+ 10% bột malt)/nƣớc= 1: 5 Nƣớc ở 200C có = 998,23 kg/m3 [1-12] Do vậy lƣợng nƣớc cần dùng là: 0,995. ( 262,07+ 611,5. 0,1). 5/998,23= 0,324 m3 SV: Đặng Trần Nghĩa 18
Đồ án tốt nghiệp V.2. Tính lƣợng nƣớc cần dùng để đƣờng hoá nguyên liệu. Ở nồi đƣờng hoá, tỉ lệ malt/nƣớc= 1: 5 Do đó lƣợng nƣớc cần dùng là: 0,995. 0,9. 122,9. 5/ 998,23= 0,551 m3 V.3. Tính lƣợng nƣớc trong quá trình rửa bã.  Tính lƣợng nƣớc có trong dịch đƣờng sau khi đƣờng hoá: Lƣợng dịch ở nồi cháo là: 0,995. ( 52,68+ 122,9. 0,1). 6= 387,87 kg Khi nấu cháo, lƣợng dịch bị giảm 5% do nƣớc bay hơi. Vì vậy khối lƣợng dịch cháo sau khi hồ hoá là: 387,87. (1- 0,05)= 368,48 kg Lƣợng dịch ở nồi đƣờng hoá là: 0,995. 0,9. 122,9. 6= 660,34 kg Lƣợng dịch ở nồi đƣờng hoá sau khi chuyển cháo sang là: 660,34+ 368,48= 1028,82 kg Khi đƣờng hoá lƣợng dịch trong nồi đƣờng hoá bị tổn thất 4% do nƣớc bay hơi. Vì vậy lƣợng dịch sau khi đƣờng hoá là: 1028,82. (1- 0,04)= 987,67 kg Trong đó lƣợng nƣớc là: 987,67- (122,9+ 52,68). 0,995= 812,96 kg  Tính lƣợng nƣớc trong quá trình rửa bã: Trong khi đun hoa lƣợng dịch bị tổn hao là 10% do nƣớc bay hơi. Vậy lƣợng dịch trƣớc lúc đun hoa là: 1155,63. 100/90= 1284,03 kg Lƣợng chất chiết có trong dịch đƣờng trƣớc lúc đun hoa là: 129,05. (1- 0,015)= 127,11 kg Lƣợng nƣớc trong dịch đƣờng sau khi lọc bã malt là: 6388,37- 632.45= 5755,9 kg Lƣợng nƣớc rửa bã cần dùng là: 1284,03+ 128,1- 812,96= 472,06 kg SV: Đặng Trần Nghĩa 19
Đồ án tốt nghiệp Thể tích nƣớc rửa bã cần dùng là: 472,06/998,23 = 0,473 m3 VI. TÍNH LƢỢNG MEN CẦN SỬ DỤNG. Lƣợng men giống đƣa vào khi lên men chính là 10% so với lƣợng dịch đƣa vào. vậy thể tích dịch men cần dùng là: 1073,58. 0,1= 107,358 lít Khi sử dụng men tái sử dụng dƣới dạng sữa men thì lƣợng sữa men cần sử dụng là 1% so với lƣợng dịch cần lên men. Vậy ta có lƣợng sữa men đƣa vào là: 1073,58. 0,01= 10,736 lít SV: Đặng Trần Nghĩa 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.11: Bộ Luận Văn Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Tài Chính Ngân Hàng

172 tài liệu

842 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.